O ensaio de imunidade a surtos unidirecionais

Deve-se compreender os requisitos de imunidade, métodos de ensaio e níveis de ensaio recomendados para equipamentos, com relação a surtos unidirecionais causados por sobretensões transitórias provenientes de manobras e descargas atmosféricas. São definidos vários níveis de ensaio, que se relacionam a diferentes condições de ambiente e instalação.

A NBR IEC 61000-4-5 de 12/2020 – Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 4-5: Ensaios e técnicas de medição — Ensaio de imunidade a surtos está relacionada com os requisitos de imunidade, métodos de ensaio e níveis de ensaio recomendados para equipamentos, com relação a surtos unidirecionais causados por sobretensões transitórias provenientes de manobras e descargas atmosféricas. São definidos vários níveis de ensaio, que se relacionam a diferentes condições de ambiente e instalação.

Estes requisitos foram desenvolvidos e são aplicáveis aos equipamentos elétricos e eletrônicos. O objetivo desta norma é estabelecer uma referência comum para avaliar a imunidade de equipamentos elétricos e eletrônicos, quando sujeitos a surtos. O método de ensaio documentado nesta parte descreve um método consistente para avaliar a imunidade de um equipamento ou sistema contra um fenômeno definido.

Conforme descrito no IEC Guia 107, esta é uma publicação de EMC básica para uso pelas comissões de produto da IEC. Como também foi estabelecido no Guia 107, as comissões de produto da IEC são responsáveis por determinar se esta norma de imunidade é aplicada ou não e, se aplicada, eles são responsáveis pela determinação dos níveis de ensaio apropriados e pelos critérios de desempenho. O CT 77 e seus subcomitês estão dispostos a cooperar com as comissões de produto na avaliação do valor dos níveis de ensaio de imunidade específicos para seus produtos.

Esta norma define: uma série de níveis de ensaio; equipamentos de ensaio; configurações de ensaio; procedimentos de ensaio. A função do ensaio laboratorial descrito é encontrar a reação do equipamento sob ensaio (ESE) sob condições operacionais especificadas, contra surtos de tensão causados por manobras e descargas atmosféricas. Não se pretende ensaiar a capacidade de isolação do ESE para suportar o estresse de alta-tensão. Não são consideradas nesta norma injeções diretas das correntes de descarga atmosférica, ou seja, o impacto de descargas atmosféricas diretas.

O método de ensaio de produtos cc, na revisão atual da NBR IEC 61000-4-5, está causando muitos problemas em campo para os laboratórios de ensaio e fabricantes. Muitos produtos não funcionarão alimentados por meio da rede de acoplamento/desacoplamento (CDN) normalizado e, em alguns casos, podem ser danificados devido à indutância necessária para a aplicação do surto.

O problema do conversor cc/cc está relacionado, por um lado, pelo chaveamento do conversor que produz uma queda de tensão nos indutores de desacoplamento e, por outro lado, pelas oscilações produzidas pelas impedâncias combinadas do ESE e da fonte. Medições foram realizadas para demonstrar o problema com diferentes marcas de CDN, utilizando um dispositivo conhecido como ESE.

O resultado apresentou diferentes oscilações e formas de sinal de tensão no ESE para diferentes CDN. De acordo com exposto, o uso de uma CDN com elevada corrente nominal (isto é, pequena indutância de desacoplamento) pode solucionar o problema. Em 7.3 foi adicionado um parágrafo, permitindo ensaios de surto com CDN de maior corrente nominal, e adicionado um novo Anexo I, que explica o problema em detalhes.

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Como é o diagrama simplificado do circuito do gerador de onda combinada?

Quais as características de desempenho do gerador?

Qual é a forma de onda da corrente de curto-circuito (8/20 μs) na saída do gerador com o CDN não conectado?

Como deve ser feita a seleção do método de acoplamento/desacoplamento?

Qual é a especificação de forma de onda de tensão na porta de ESE do CDN?

Os transientes de comutação do sistema de energia podem ser separados em transientes associados com: maior importância – perturbações de comutação nos sistemas de energia, como comutação de banco de capacitor; menor importância – atividade de comutação local ou variações de carga nos sistemas de distribuição de energia; circuitos ressonantes associados a dispositivos de chaveamento, por exemplo, tiristores, transistores; várias falhas de sistema, como curtos-circuitos e arcos voltaicos para o sistema de aterramento

da instalação. Os principais mecanismos pelos quais a descarga atmosférica produz tensões de surto são os seguintes: descarga atmosférica direta que atinge um circuito externo (ao ar livre) injetando altas correntes que fluem através da resistência de terra ou da impedância do circuito externo produzindo tensões; descarga atmosférica indireta (ou seja, uma descarga entre ou dentro de nuvens ou em objetos próximos, que produz campos eletromagnéticos), que induz tensões/correntes sobre os condutores do lado de fora e/ou dentro de um edifício; fluxo de corrente de terra da descarga atmosférica, resultante da descarga direta para terra próxima acoplada em modo comum nos condutores do sistema de aterramento da instalação.

A mudança rápida de tensão e de fluxo de corrente pode ocorrer devido à operação de um dispositivo de proteção de descarga atmosférica, podendo induzir perturbações eletromagnéticas em equipamentos adjacentes. As características do gerador de ensaio são definidas para simular os fenômenos acima mencionados, o mais próximo possível.

Se a fonte de interferência estiver no mesmo circuito do equipamento vítima, por exemplo, na rede de alimentação (acoplamento direto), o gerador pode simular uma fonte de baixa impedância nas portas do equipamento sob ensaio (ESE). Se a fonte de interferência não estiver no mesmo circuito do equipamento vítima (acoplamento indireto), então o gerador pode simular uma fonte de alta impedância. A faixa de preferência dos níveis de ensaio é dada na tabela abaixo.

Os níveis de ensaio devem ser selecionados de acordo com as condições de instalação; classes de instalação são apresentadas no Anexo C. O ensaio deve ser aplicado a todos os níveis de ensaio da tabela acima, inclusive o nível de ensaio especificado. Para s seleção dos níveis de ensaio para as diferentes interfaces, consultar o Anexo B. São especificados dois tipos de geradores de onda combinada.

Cada um tem suas próprias aplicações particulares, dependendo do tipo de porta a ser ensaiada. O gerador de onda combinada de 10/700 μs é utilizado para ensaiar portas para conexão de linhas de comunicação simétricas externas (ver Anexo A). O gerador de onda combinada de 1,2/50 μs é utilizado em todos os outros casos.

É intenção desta norma que as formas de onda de saída atendam às especificações no ponto onde elas são aplicadas no ESE. As formas de onda são especificadas como tensão de circuito aberto e corrente de curto-circuito e, portanto, devem ser medidas sem o ESE conectado. No caso de um produto alimentado por ca ou cc, onde o surto é aplicado nas linhas de alimentação ca ou cc, as formas de onda de saída devem ser conforme especificadas nessa norma.

No caso onde o surto é aplicado diretamente a partir dos terminais de saída do gerador, as formas de onda devem ser conforme especificadas nessa norma. Não se pretende que as formas de onda atendam às especificações tanto na saída do gerador como na saída das redes de acoplamento/desacoplamento simultaneamente, mas apenas conforme aplicado ao ESE.

Este gerador destina-se a gerar um surto possuindo: um tempo de frente da tensão de circuito aberto de 1,2 μs; uma duração da tensão de circuito aberto de 50 μs; um tempo de frente da corrente de curto-circuito de 8 μs; uma duração de corrente de curto-circuito de 20 μs. As características do gerador de ensaio devem ser calibradas, a fim de se verificar se cumprem os requisitos desta norma. Com este objetivo, o procedimento a seguir deve ser adotado (ver também o Anexo G).

A saída do gerador deve ser ligada a um sistema de medição com largura de banda e capacidade suficientes para monitorar as características das formas de ondas de tensão e corrente. O Anexo E fornece informações sobre a largura de banda de formas de onda do surto. Se um transformador de corrente (sonda) for utilizado para medir a corrente do gerador em curto-circuito, é recomendado que ele seja selecionado de modo que não ocorra saturação do núcleo magnético.

A frequência de corte inferior (-3 dB) da sonda deve ser menor que 100 Hz. As características do gerador devem ser medidas através de um capacitor externo de 18 μF em série com a saída, tanto nas condições de circuito aberto (carga maior ou igual a 10 kΩ) quanto de curto-circuito na mesma tensão de ajuste. Se o capacitor de 18 μF já estiver implementado no gerador, não é necessário o capacitor externo de 18 μF para a calibração.

Todas as características de desempenho declaradas, com exceção da variação da fase, devem ser respeitadas na saída do gerador. O desempenho relativo à variação da fase deve ser atendido na saída do CDN em 0°, 90°, 180° e 270° em uma polaridade. Quando um resistor interno ou externo adicional é inserido na saída do gerador para aumentar a impedância da fonte efetiva de 2 Ω para, por exemplo, 12 Ω ou 42 Ω, de acordo com os requisitos da montagem de ensaio, o tempo de frente e a duração dos impulsos de ensaio na saída da rede de acoplamento podem ser significativamente alterados.

Cada rede de acoplamento/desacoplamento (CDN) consiste em uma rede de acoplamento e uma rede de desacoplamento, conforme mostrado nessa norma. As resistências de acoplamento e/ou capacitores podem ser parte do CDN, parte do gerador ou componentes externos discretos. Nas linhas de alimentação ca ou cc, a rede de desacoplamento fornece uma impedância relativamente alta para a forma de onda do surto, mas, ao mesmo tempo, permite que a corrente flua para o ESE.

Esta impedância permite que a forma de onda da tensão seja desenvolvida na saída da rede de acoplamento/desacoplamento e impede que a corrente de surto flua para a fonte de alimentação ca ou cc. Capacitores de alta-tensão são utilizados como o elemento de acoplamento, dimensionados para permitir que a forma de onda seja acoplada ao ESE ao longo de toda sua duração. A rede de acoplamento/desacoplamento para fonte de alimentação ca ou cc deve ser projetada de modo que a forma de onda de tensão em circuito aberto e a forma de onda de corrente em curto-circuito atendam aos requisitos dessa norma.

Para as linhas de comunicação e linhas de E/S, a impedância série da rede de desacoplamento limita a largura de banda disponível para a transmissão de dados. Elementos de acoplamento podem ser capacitores, em casos onde a linha tolera os efeitos de carregamento capacitivo, dispositivos limitadores de tensão ou centelhadores. Quando do acoplamento às linhas de interligação, as formas de onda podem ser distorcidas pelos mecanismos de acoplamento.

A amplitude de pico, o tempo de frente e a duração devem ser verificados, para tensão em condições de circuito aberto e para corrente em condições de curto-circuito, na porta de saída para o ESE. Os parâmetros de forma de onda medidos na porta ESE do CDN são dependentes do gerador e, consequentemente, são válidos somente para a combinação particular do gerador/CDN ensaiado. A especificação da ondulação residual de 30% se aplica apenas à saída do gerador.

Na saída da rede de acoplamento/desacoplamento, não há qualquer limitação para a ondulação residual. O CDN deve ser ligado a um sistema de medição com largura de banda e capacidade suficientes para monitorar as características das formas de ondas de tensão e corrente. A indutância de desacoplamento deve ser selecionada pelo fabricante do CDN de forma que a queda de tensão através do CDN não exceda 10% da tensão de entrada da CDN na corrente nominal especificada, porém é recomendado que não exceda 1,5 mH.

A razão entre o pico da tensão de saída de circuito aberto e o pico de corrente de curto-circuito da mesma porta de saída do gerador de onda combinada deve ser considerada como a impedância efetiva de saída. Para este gerador, a razão define uma impedância efetiva de saída de 2 Ω. Quando a saída do gerador é conectada ao ESE, a forma de onda da tensão e corrente é uma função da impedância de entrada do ESE.

Esta impedância pode mudar durante surtos no equipamento devido à operação adequada dos dispositivos de proteção instalados, centelhamento ou avaria de componente, se os dispositivos de proteção estiverem ausentes ou inoperantes. Portanto, é recomendável que as ondas de tensão 1,2/50 μs e de corrente 8/20 μs estejam disponíveis na mesma saída do gerador, conforme requerido pela carga.

A conformidade das canaletas e eletrodutos não circulares

Deve-se compreender os requisitos e os ensaios para os sistemas de canaletas (SC) e os sistemas de eletrodutos não circulares (SENC), destinados à acomodação de condutores isolados, cabos e eventuais dispositivos elétricos e, se necessário, à sua separação para a proteção elétrica, nas instalações elétricas e/ou de sistemas de comunicação.

A NBR IEC 61084-1 de 11/2020 – Sistemas de canaletas e eletrodutos não circulares para instalações elétricas – Parte 1: Requisitos gerais especifica os requisitos e os ensaios para os sistemas de canaletas (SC) e os sistemas de eletrodutos não circulares (SENC), destinados à acomodação de condutores isolados, cabos e eventuais dispositivos elétricos e, se necessário, à sua separação para a proteção elétrica, nas instalações elétricas e/ou de sistemas de comunicação. A tensão máxima destas instalações é de 1.000 V em corrente alternada e de 1.500 V em corrente contínua. Esta norma não é aplicável aos sistemas de eletrodutos circulares, sistemas de bandejas, sistemas de leitos para cabos (sistema escada), sistemas de linhas elétricas pré-fabricadas ou equipamentos abrangidos por outras normas. Esta parte da série NBR IEC 61084 é destinada a ser utilizada juntamente com as suas partes correspondentes.

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Como deve se comportar as conexões mecânicas?

Quais são os valores de torque para o ensaio das conexões com parafuso?

O que deve ser feito em relação ao acesso às partes vivas?

O que deve fazer a retenção do cabo?

Quais as forças e torques a serem aplicados na ancoragem do cabo?

Os sistemas de canaletas (SC) e de eletrodutos não circulares (SENC) devem ser projetados e construídos de maneira que, se necessário, proporcionem uma proteção mecânica segura aos condutores isolados, cabos e outros equipamentos possíveis que eles contenham. Se necessário, o sistema deve também assegurar uma proteção elétrica apropriada. Além disso, os componentes do sistema devem resistir aos esforços prováveis de ocorrer na temperatura mínima classificada de armazenamento e de transporte, de instalação e utilização, na temperatura máxima de utilização e nas práticas recomendadas de instalação e de utilização.

O equipamento associado a um componente do sistema ou nele incorporado, mas que não seja um componente do sistema, deve somente atender à norma correspondente deste equipamento, se existir. No entanto, pode ser necessário incorporar este equipamento em uma disposição de ensaio, com o objetivo de submeter ao ensaio sua interface com o SC/SENC. A conformidade é verificada pela realização de todos os ensaios especificados. Os ensaios previstos nesta norma são os ensaios de tipo.

As amostras de componentes do sistema, daqui em diante, são chamadas de amostras. Salvo especificação contrária, os ensaios são realizados considerando a classificação e as funções declaradas do sistema, com SC/SENC montados e instalados como em uso normal, de acordo com as instruções do fabricante. Os ensaios nos componentes não metálicos do sistema ou nos componentes compostos do sistema devem ser realizados após 168 h de sua fabricação. Durante este período, as amostras podem ser envelhecidas, se necessário.

Salvo especificação contrária, os ensaios são realizados a uma temperatura ambiente de 20 °C ± 5 °C. Para um determinado ensaio, as amostras de comprimento de canaletas ou de comprimento de eletrodutos não circulares são coletadas em diferentes comprimentos. Salvo especificação contrária, todos os ensaios são realizados em amostras novas. Quando tratamentos tóxicos ou perigosos são utilizados, devem ser tomadas precauções para proteger a pessoa que realiza o ensaio.

Salvo especificação contrária, três amostras são submetidas aos ensaios e os requisitos são atendidos, se todos os ensaios forem atendidos. Se somente uma das amostras não atender a um ensaio devido a um defeito de montagem ou de fabricação, este ensaio e todos os anteriores que possam ter influenciado os resultados do ensaio devem ser repetidos, e os ensaios seguintes devem ser realizados na ordem requerida em um outro lote de amostras, e então todas as amostras devem atender os requisitos.

O solicitante, quando submeter um lote de amostras, também pode fornecer um lote adicional de amostras, que pode ser utilizado em caso de falha de uma das amostras. O laboratório deve, então, sem pedido adicional, ensaiar o lote adicional de amostras, e somente rejeitará se uma falha adicional ocorrer. Se o lote adicional de amostras não for fornecido inicialmente, a falha de uma amostra implicará em rejeição.

O grau de proteção IP4X ou qualquer grau de proteção mais elevado não pode ser declarado quando ele depender de uma junção de extremidade ou da precisão do corte do comprimento da canaleta ou do comprimento do eletroduto não circular ou das tampas de acesso, sem fornecer os acessórios de encaminhamento apropriados, ou dos meios de montagem apropriados ou dos meios de vedação adicionais pré-fabricados de fábrica. O grau de proteção IPX1 ou qualquer grau de proteção mais elevado não pode ser declarado quando ele depender de uma junção de extremidade ou da precisão do corte do comprimento da canaleta ou do comprimento do eletroduto não circular ou das tampas de acesso, sem fornecer os acessórios de encaminhamento apropriados, ou dos meios de montagem apropriados ou dos meios de vedação adicionais pré-fabricados de fábrica.

O grau de proteção IPXX-D não pode ser declarado quando ele depender de uma junção de extremidade ou da precisão do corte do comprimento da canaleta ou do comprimento do eletroduto não circular ou das tampas de acesso, sem fornecer os acessórios de encaminhamento apropriados, ou dos meios de montagem apropriados ou dos meios de vedação adicionais pré-fabricados de fábrica. Cada componente do sistema deve ser marcado com o nome ou a marca comercial, ou a marca de identificação do fabricante ou do vendedor responsável; uma marcação de identificação do produto que pode ser, por exemplo, uma referência de catálogo, um símbolo ou similar.

Se os componentes do sistema, que não o comprimento de canaleta, o comprimento de eletrodutos não circulares ou o suporte de montagem de dispositivos elétricos, forem fornecidos em uma embalagem e se não for possível ter as duas marcações legíveis devido ao pequeno tamanho do produto: se somente uma marcação legível for possível de ser realizada no produto, que seja suficiente marcar na menor embalagem fornecida o nome ou a marca comercial, ou a marca de identificação do fabricante ou do vendedor responsável; se nenhuma marcação legível for possível de ser realizada no produto, que seja suficiente colocar as duas marcações na menor embalagem fornecida.

Os bornes para a conexão do terra de proteção devem ser marcados de acordo com os símbolos abrangidos pela IEC 60417. Esta marcação não pode ser colocada em parafusos ou em qualquer outra parte facilmente removível. Um componente do sistema propagante de chama deve ser claramente identificado como sendo propagante de chama, no componente do sistema e na menor embalagem ou rótulo fornecido.

Quando não for possível realizar este meio de identificação nos componentes pequenos do sistema, devido às pequenas dimensões do produto, que seja suficiente colocar este meio de identificação na menor embalagem fornecida. A conformidade é verificada por inspeção utilizando somente uma amostra. A marcação deve ser durável e facilmente legível.

A conformidade é verificada por inspeção, com visão normal ou corrigida sem ampliação adicional, por meio de fricção manual, por 15 s, com um pedaço de algodão embebido em água, e novamente por 15 s, com um pedaço de algodão embebido em uma solução a 95% de n-hexano (número de registro CAS (Chemical Abstracts Service) 110-54-3). O n-hexano a 95% (número de registro CAS (Chemical Abstracts Service) 110-54-3) está disponível em uma variedade de fornecedores de produtos químicos como um solvente de cromatografia líquida de alta pressão ou solvente de HPLC (High Pressure Liquid Chromatography).

Quando o líquido especificado for utilizado para o ensaio, devem ser tomadas precauções para proteger os técnicos do laboratório, conforme especificado na folha de dados de segurança do material, fornecida pelo fornecedor de produtos químicos. A marcação a laser, feita diretamente no produto, e a marcação realizada por moldagem, ou estampagem, ou gravação (entalhe em relevo), não estão sujeitas a este ensaio. Os produtos, conforme a edição anterior da norma, não precisam ser ensaiados novamente, pois este requisito não afeta a segurança do produto.

A superfície de marcação a ser ensaiada deve estar seca antes de friccionar a marcação com a solução solvente a 95 % de n-hexano. A fricção deve começar imediatamente após ser embebido o pedaço de algodão, aplicando uma força de compressão de (5 ± 1) N, com uma cadência de aproximadamente um ciclo por segundo (um ciclo compreende um movimento para a frente e para trás ao longo da extensão da marcação). Para marcações superiores a 20 mm, a fricção pode ser limitada a uma parte da marcação, por uma extensão de pelo menos 20 mm de comprimento.

A força de compressão é aplicada por meio de um pistão de ensaio que é envolvido com algodão composto por lã de algodão, revestido com um pedaço de gaze de algodão de uso médico. O pistão de ensaio deve ser fabricado em um material elástico, inerte aos líquidos de ensaio, e que tenha uma dureza Shore-A de 47 ± 5 (por exemplo, borracha sintética). Quando não for possível realizar o ensaio nas amostras devido ao formato/dimensões do produto, um pedaço adequado com as mesmas características do produto pode ser submetido ao ensaio.

O ensaio deve ser realizado em uma amostra. Se a amostra não atender o ensaio, o ensaio deve ser repetido em duas novas amostras, que devem todas as duas atender os requisitos. Após o ensaio, a marcação deve estar legível. A marcação pode ser realizada, por exemplo, por moldagem, estampagem, gravação, impressão, etiquetas adesivas ou transferência de imagem por água (hidrografia).

O fabricante deve fornecer, em sua documentação, todas as informações necessárias para a instalação e utilização correta e segura. Elas devem compreender os componentes do sistema; a função dos componentes do sistema e os seus conjuntos; a classificação do sistema de acordo com a Seção 6; a impedância linear, em Ω/m, do comprimento da canaleta ou do comprimento de eletroduto não circular do sistema, declarado de acordo com 6.5.1; a tensão nominal do SC/SENC, declarada de acordo com 6.6.2; a área útil do SC/SENC utilizável para os cabos, em mm². Certos componentes do sistema, quando são montados, podem reduzir a área útil utilizável para os cabos.

Deve-se incluir as instruções necessárias para obter a classificação e as funções declaradas do sistema. Estas instruções devem incluir o posicionamento recomendado de instalação para os SC/SENC, para assegurar que a classificação IP declarada seja mantida após a instalação. A conformidade é verificada por inspeção.

As cidades inteligentes para comunidades sustentáveis

Conheça as orientações para líderes em cidades e comunidades inteligentes (dos setores público, privado e terceiro setor) sobre como desenvolver um modelo operacional aberto, colaborativo, centrado no cidadão e habilitado digitalmente para a sua cidade, que coloque sua visão para um futuro sustentável.

A NBR ISO 37106 de 10/2020 – Cidades e comunidades sustentáveis — Orientação para o estabelecimento de modelos operacionais de cidades inteligentes para comunidades sustentáveis fornece orientação para líderes em cidades e comunidades inteligentes (dos setores público, privado e terceiro setor) sobre como desenvolver um modelo operacional aberto, colaborativo, centrado no cidadão e habilitado digitalmente para a sua cidade, que coloque sua visão para um futuro sustentável. Este documento não descreve um modelo de tamanho único para o futuro das cidades. Em vez disto, o foco está nos processos de capacitação pelos quais o uso inovador de tecnologia e dados, juntamente com a mudança organizacional, pode ajudar cada cidade a fornecer a sua própria visão específica para um futuro sustentável de maneira mais eficiente, eficaz e ágil.

Este documento fornece ferramentas comprovadas, que as cidades podem implantar, ao operacionalizar a visão, a estratégia e a agenda política que desenvolveram, após a adoção da NBR ISO 37101, do sistema de gestão para o desenvolvimento sustentável das comunidades. Também pode ser usado, no todo ou em parte, por cidades que não se comprometeram com a implantação do sistema de gestão da NBR ISO 37101.

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Como fazer o estabelecimento de uma terminologia e um modelo de referência comuns?

Como realizar a gestão de empreendimentos e infraestruturas de cidades inteligentes?

Qual seria um resumo dos princípios de entrega das cidades inteligentes?

Quais os propósitos a serem considerados pelas comunidades?

Quais são as necessidades de liderança e governança para as cidades inteligentes?

Este documento ajuda as cidades, oferecendo uma visão para um futuro sustentável, fornecendo um conjunto de ferramentas de “práticas inteligentes” para gerenciar governança, serviços, dados e sistemas em toda a cidade de forma aberta, colaborativa, centrada no cidadão e digitalmente habilitada. Define um modelo operacional inteligente para as cidades, o que lhes permite operacionalizar sua visão, estratégia e políticas em um ritmo mais rápido, com maior agilidade e menor risco de entrega.

Isto significa, em particular, um foco em permitir que as cidades: tornem as necessidades atuais e futuras do cidadão a força motriz por trás da tomada de decisões de investimento, planejamento e entrega de todos os espaços e sistemas da cidade; integrem planejamento físico e digital; identifiquem, antecipem e respondam aos desafios emergentes de forma sistemática, ágil e sustentável; criem uma mudança na capacidade de entrega conjunta e de inovação por meio das fronteiras organizacionais dentro da cidade. Embora muitos dos princípios e metodologias estabelecidos por este documento sejam relevantes dentro de setores verticais específicos das cidades (por exemplo, água, resíduos, energia, agricultura urbana, transporte, TI), o foco é maior nas questões e desafios envolvidos na junção de todos.

Esta é uma abordagem estratégica de toda a cidade para o uso de dados inteligentes, formas inteligentes de trabalhar e tecnologias inteligentes. Central para este documento é, portanto, uma forte ênfase na liderança e governança, cultura, inovação do modelo de negócios e no papel ativo desempenhado pelos cidadãos, empresas e sociedade civil na criação, entrega e uso de espaços e serviços da cidade. Este documento é destinado aos líderes da cidade. Grande parte da orientação também pode ser útil para líderes de outras comunidades que não em escala de cidade, incluindo áreas urbanas menores e iniciativas maiores em escala regional.

Mas o principal público pretendido, com quem a orientação foi desenvolvida e validada, é a liderança da cidade, incluindo: os desenvolvedores de políticas nas autoridades locais – tanto os responsáveis pelo projeto de serviço, comissionamento e função de entrega, quanto os responsáveis pelo papel de liderança da comunidade, em particular: líderes eleitos; altos executivos de autoridades locais (incluindo diretores executivos, diretores de informação e diretores de departamentos-chave); altos executivos de outros órgãos públicos com mandato em toda a cidade; outras partes interessadas em liderar e moldar o ambiente da cidade, incluindo: os altos executivos do setor privado que desejem se associar e ajudar as cidades na transformação dos sistemas da cidade para criar valor compartilhado; os líderes de organizações do terceiro setor ativas dentro da cidade; os líderes nos setores de educação superior e posterior; os inovadores e representantes da comunidade.

Além deste público de liderança, o documento será de interesse para todas as partes envolvidas em cidades inteligentes, incluindo cidadãos individuais. A definição de trabalho de uma cidade inteligente usada para os propósitos deste documento é aquela aprovada pelo ISO TMB. Convém que uma cidade inteligente seja descrita como aumentando drasticamente o ritmo em que melhora a sua sustentabilidade e resiliência … melhorando fundamentalmente como ela envolve a sociedade, como ela aplica métodos de liderança colaborativa, como funciona em disciplinas e sistemas de cidades e como usa dados e tecnologias integradas … para transformar serviços e qualidade de vida para aqueles que estão envolvidos com a cidade (moradores, empresas, visitantes).

Isto é deliberadamente apresentado como uma definição de trabalho, e não uma concebida definição definitiva que todas as cidades irão seguir. Embora haja um forte grau de convergência entre as estratégias de cidades inteligentes que estão sendo desenvolvidas em todo o mundo, há também uma diversidade significativa. Todas as cidades que embarcam no desenvolvimento de uma estratégia de cidade inteligente podem definir as suas próprias razões para fazê-lo, em seu próprio idioma.

O processo de discussão e debate entre as partes interessadas para definir o que, para eles, significa “Smart Paris”, “Smart Tokyo” ou “Smart Toronto” é importante. O modelo operacional tradicional de uma cidade é baseado em prestadores de serviços orientados para funções que operem como silos verticais não conectados, que muitas vezes não são construídos em torno das necessidades do usuário. Este documento especifica as melhores práticas para se mudar para um “modelo operacional de cidade inteligente” – que permita às cidades impulsionar a inovação e a colaboração entre estes silos verticais e operacionalizar sua visão, estratégia e políticas em um ritmo mais rápido, com maior agilidade e menor risco.

Tradicionalmente, as definições de orçamento, responsabilização, tomada de decisões e prestação de serviços foram integradas em cadeias de entrega verticalmente integradas dentro das cidades – silos de entrega que são construídos em torno de funções, não de necessidades do usuário. Isto é ilustrado na figura abaixo: o cidadão ou empresa teve que se envolver separadamente com cada silo, estabelecendo conexões para si mesmo, em vez de receber um serviço contínuo e conectado que atenda às suas necessidades; os dados e as informações foram bloqueados nestes silos, limitando o potencial de colaboração e inovação em toda a cidade e limitando o potencial de impulsionar mudanças em toda a cidade com velocidade. A outra figura resume a mudança desta maneira tradicional de operar, que as cidades inteligentes estão buscando implementar.

As principais características desta mudança para um modelo operacional de cidade inteligente incluem: investir em dados inteligentes, ou seja, que a garantia de dados sobre o desempenho e a utilização de ativos físicos, espaciais e digitais da cidade fique disponível em tempo real e de forma aberta e interoperável, a fim de permitir a integração em tempo real e a otimização de recursos da cidade; gerenciar os dados da cidade como um ativo, dentro da autoridade local e em colaboração com outros proprietários de dados significativos em toda a cidade; habilitar para ser conduzida externamente; inovação liderada pela comunidade, pelos cidadãos, empresas e sociedade civil, abrindo os dados e serviços da cidade para o bem comum: em nível técnico, por meio do desenvolvimento de plataformas de dados abertos; e em nível empresarial, por meio de medidas para permitir um mercado próspero na reutilização de dados públicos juntamente com a divulgação de dados de entidades comerciais de uma forma comercialmente apropriada; habilitar para ser conduzida internamente; inovação liderada pela cidade para fornecer serviços mais sustentáveis e centrados no cidadão.

Tudo isso serve para proporcionar serviços públicos aos cidadãos e empresas, acessíveis em balcão único, por meio de vários canais, que envolvem os cidadãos, empresas e comunidades diretamente na criação de serviços, e que são construídos em torno das necessidades do usuário e não das estruturas organizacionais da cidade; estabelecer uma arquitetura integrada de negócios e informações que possibilite uma visão de toda a cidade dos grupos específicos de clientes para os serviços urbanos (por exemplo, passageiros, idosos, famílias problemáticas, pessoas com deficiência). Também, pode estabelecer orçamentos holísticos e flexíveis, com foco no valor do dinheiro além dos limites departamentais padrão e estabelecer processos de gestão de governança e de partes interessadas em toda a cidade para apoiar e avaliar estas mudanças.

O conteúdo deste documento pode ser visto esquematicamente na Figura 3 que está disponível na norma. No nível superior, ele é composto por quatro componentes necessários para suportar a mudança para um modelo operacional de cidade inteligente: [A] Princípios de entrega: uma declaração de valores que os líderes da cidade podem usar para orientar a tomada de decisões à medida que buscam operacionalizar sua visão e estratégia para a cidade; [B] Principais processos de entrega em toda a cidade: um conjunto de notas de orientação práticas sobre como lidar com os desafios de toda a cidade conectados por meio dos silos da cidade; [C] Estratégia de realização de benefícios: orientação sobre como garantir uma linha de visão limpa entre os investimentos em cidades inteligentes e os resultados sociais, econômicos e ambientais que a cidade pretende alcançar, onde os benefícios pretendidos são claramente articulados, medidos, gerenciados, entregues e avaliados na prática; [D] Gestão de riscos: uma lista de verificação de temas que convém que uma cidade monitore regularmente para garantir que está gerenciando efetivamente os principais riscos para fornecer sua visão e estratégia.

Estes componentes são descritos com mais detalhes nas Seções 5 a 8. Notas de orientação detalhadas são fornecidas em cada um dos subcomponentes ilustrados na Figura 3, com cada nota de orientação estruturada usando uma linguagem de padrão comum. Para facilitar a referência, em resumo das recomendações há um sumário de todas as recomendações contidas neste documento. Estas são então descritas em mais detalhes nas seções subsequentes deste documento.

IEC 61400-27-2: a validação de modelos de simulação elétrica em energia eólica

Essa norma, editada pela International Electrotechnical Commission (IEC) em 2020, especifica os procedimentos para validação de modelos de simulação elétrica para turbinas eólicas e usinas eólicas, destinados a serem usados em análises de sistema de energia e estabilidade de rede. Os procedimentos de validação são baseados nos ensaios especificados na IEC 61400-21 (todas as partes).

A IEC 61400-27-2:2020 – Wind energy generation systems – Part 27-2: Electrical simulation models – Model validation especifica os procedimentos para validação de modelos de simulação elétrica para turbinas eólicas e usinas eólicas, destinados a serem usados em análises de sistema de energia e estabilidade de rede. Os procedimentos de validação são baseados nos ensaios especificados na IEC 61400-21 (todas as partes). Os procedimentos de validação são aplicáveis aos modelos genéricos especificados na IEC 61400-27-1 e a outros modelos de usinas eólicas de frequência fundamental e modelos de turbinas eólicas.

Os procedimentos de validação para modelos de turbinas eólicas focam no controle de falhas por meio de capacidade e desempenho de controle. A capacidade de ultrapassar falhas inclui resposta a quedas de tensão balanceadas e não balanceadas, bem como a aumentos de tensão. O desempenho inclui o controle de potência ativa, controle de frequência, controle de inércia sintética e controle de potência reativa.

Os procedimentos de validação para modelos de turbinas eólicas referem-se aos ensaios especificados na IEC 61400-21-1. Os procedimentos de validação para modelos de turbinas eólicas referem-se aos terminais das turbinas eólicas. Os procedimentos de validação para modelos de usinas eólicas não são especificados em detalhes porque a IEC 61400-21-2, que tem o escopo para especificar testes de usinas eólicas, está em um estágio inicial.

Os procedimentos de validação para modelos de usinas eólicas referem-se ao ponto de conexão da usina eólica. Os procedimentos de validação especificados na IEC 61400-27-2 são baseados em comparações entre medições e simulações, mas são independentes da escolha da ferramenta de simulação de software.

A IEC 61400-27-2 especifica os procedimentos de validação de modelo para modelos de simulação elétrica de turbinas eólicas e usinas eólicas. A crescente penetração da energia eólica nos sistemas de potência implica que os operadores do sistema de transmissão (transmission system operators – TSO) e os operadores do sistema de distribuição (distribution system operators – DSO) precisam usar modelos dinâmicos de geração de energia eólica para estudos de estabilidade do sistema de potência. O objetivo desta norma é especificar procedimentos de validação para modelos dinâmicos, que podem ser aplicados em estudos de estabilidade de sistemas de potência. A Força-Tarefa Conjunta IEEE/CIGRE sobre termos e definições de estabilidade classificou a estabilidade do sistema de energia em categorias de acordo com a Figura 1.

Referindo-se a essas categorias, os modelos a serem validados foram desenvolvidos para representar a geração de energia eólica em estudos de fenômenos de estabilidade de curto prazo de grande perturbação, isto é, estabilidade de tensão de curto prazo, estabilidade de frequência de curto prazo e estudos de estabilidade transitória de curto prazo referentes às definições de Força-Tarefa Conjunta IEEE/CIGRE sobre termos e definições de estabilidade na Figura 1.

Assim, os modelos são aplicáveis para simulações dinâmicas de eventos do sistema de potência, como curtos-circuitos (passagem de baixa tensão), perda de geração ou cargas e separação do sistema de uma área síncrona em áreas mais síncronas. O procedimento de validação especificado neste documento avalia a precisão da resposta de frequência fundamental de modelos de usinas eólicas e modelos de turbinas eólicas. Isso inclui a validação dos modelos genéricos de sequência positiva especificados na IEC 61400-27-1 e validação da sequência positiva, bem como a resposta de sequência negativa de modelos mais detalhados desenvolvidos pelos fabricantes de turbinas eólicas.

O procedimento de validação tem as seguintes limitações:

– O procedimento de validação não especifica nenhum requisito para a precisão do modelo. Ele apenas especifica medidas para quantificar a precisão do modelo.

– O procedimento de validação não especifica procedimentos de teste e medição, pois se destina a ser baseado em testes especificados em IEC 61400-21-1 e IEC 61400-21-24.

– O procedimento de validação não se destina a justificar a conformidade com qualquer requisito do código da rede, requisitos de qualidade de energia ou legislação nacional.

– O procedimento de validação não inclui a validação das capacidades de estado estacionário, por exemplo de potência reativa, mas centra-se na validação do desempenho dinâmico dos modelos.

– O procedimento de validação não cobre a análise de estabilidade de longo prazo.

– O procedimento de validação não cobre fenômenos de interação subsíncrona.

– O procedimento de validação não cobre a investigação das flutuações originadas da variabilidade da velocidade do vento no tempo e no espaço.

– O procedimento de validação não cobre fenômenos como harmônicos, cintilação ou quaisquer outras emissões EMC incluídas na série IEC 61000.

– O procedimento de validação não cobre cálculos de valor próprio para análises de estabilidade de pequenos sinais.

– Este procedimento de validação não aborda as especificações dos cálculos de curto-circuito.

– O procedimento de validação é limitado pelas especificações funcionais na Cláusula 5.

As seguintes partes interessadas são usuários potenciais dos procedimentos de validação especificados neste documento: TSO e DSO precisam de procedimentos para validar a precisão dos modelos que eles usam em estudos de estabilidade de sistemas de potência; os proprietários de usinas eólicas são normalmente responsáveis por fornecer a validação de seus modelos de usinas eólicas ao TSO e/ou DSO antes do comissionamento da usina; os fabricantes de turbinas eólicas normalmente fornecerão validação dos modelos de turbinas eólicas ao proprietário; os desenvolvedores de software moderno para ferramentas de simulação de sistemas de energia podem usar o padrão para implementar procedimentos de validação como parte da biblioteca de software; os organismos de certificação em caso de validação independente do modelo; e as comunidades de educação e pesquisa, que também podem se beneficiar de procedimentos de validação de modelo padrão.

As competências dos especialistas em gestão da energia

Saiba quais são as recomendações de competências esperadas de especialistas em implementação do sistema de gestão da energia (SGE) por meio da aplicação da NBR ISO 50001:2018. 

A NBR 16883 de 06/2020 – Sistema de gestão da energia — Diretrizes para seleção de especialistas em implementação da NBR ISO 50001 estabelece as recomendações de competências esperadas de especialistas em implementação do sistema de gestão da energia (SGE) por meio da aplicação da NBR ISO 50001:2018. Esta norma aplica-se às pessoas que trabalham como especialistas em implementação do SGE em qualquer tipo de organização, independentemente do seu tamanho, tipo, localização e nível de maturidade. Tem caráter orientativo, para que as organizações selecionem os especialistas em implementação de SGE, cabendo às organizações decidirem se é desejável ou não a sua aplicação integral ou parcial, de acordo com as suas diretrizes internas.

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Como podem ser definidas a competência e a compreensão?

Qual seria o conceito de competência para o especialista?

Quais os conhecimentos e habilidades específicas que o especialista deve ter?

Por que o especialista em implementação de SGE deve entender dos usos da energia?

Vários princípios podem ser aplicados à atuação do especialista em implementação do SGE. O atendimento a estes princípios contribui para a eficácia e consistência do trabalho do implementador de sistemas de gestão da energia. A implementação do sistema de gestão da energia é antecedida pelo estabelecimento de um termo de confidencialidade relacionado à divulgação, manutenção e distribuição dos dados com os quais o especialista entrará em contato durante o serviço, conforme aplicável. A confidencialidade visa a proteger a organização da utilização não autorizada destes dados pelo especialista para interesses pessoais ou de terceiros, ou para prejudicar a organização.

Tendo a anuência da organização, o especialista pode usar os dados desta, de forma anônima, para, por exemplo, complementar bases de dados públicas. Convém que o especialista aja de maneira independente e imparcial para identificar com objetividade potenciais conflitos de interesse. Convém que o especialista esteja preparado para executar o serviço, de modo que todos os aspectos da implementação sejam transparentes, ao menos para a organização onde o SGE estiver sendo implementado.

Recomenda-se solicitar referências dos potenciais especialistas em implementação de SGE aos clientes ou empregadores anteriores. Recomendações sobre papéis e responsabilidades potencialmente assumidos pelo contratante do serviço e pelo especialista em implementação de SGE são apresentadas na tabela abaixo.

Além disso, a segurança e a confiança no processo de implementação de um SGE dependem da competência de quem lidera o processo. Esta competência pode ser verificada pela observação dos seguintes pontos: atributos pessoais; capacidade para aplicar conhecimentos e habilidades, adquiridos pela formação, experiência profissional, treinamento em sistema de gestão da energia e experiência na implementação de sistemas de gestão da energia. Convém que os especialistas em implementação de SGE desenvolvam, mantenham e aperfeiçoem as suas competências por meio de um contínuo desenvolvimento profissional e participação regular em processos de implementação, manutenção e melhoria de SGE.

Convém que um especialista em implementação de SGE possua as seguintes características: disposição a considerar ideias e pontos de vista alternativos; diplomacia, assertividade e respeito nas relações com as pessoas; perceptividade, atenção às pessoas e processos ocorrendo ao seu redor; versatilidade e adaptabilidade a diferentes situações; tenacidade, persistência e foco em alcançar objetivos; segurança e capacidade de trabalhar e atuar de forma independente e de interagir de forma eficaz com os outros profissionais; liderança na condução de processos e proatividade. Convém que os especialistas em implementação de SGE demonstrem conhecimentos e habilidades nas seguintes áreas: princípios, procedimentos e técnicas de implementação de sistemas de gestão, que o permitam executar a implementação de forma consistente e sistemática.

Convém que o especialista em implementação de SGE seja capaz de aplicar os seus conhecimentos em princípios, requisitos, procedimentos e técnicas para implementar um sistema de gestão; planejar e organizar com eficácia o seu trabalho; liderar as atividades e conduzir os membros da organização ao alcance dos resultados planejados; prever e solucionar conflitos; realizar a implementação de sistemas de gestão segundo o programa acordado; coletar informações por meio de entrevistas eficazes, escutar, observar e analisar criticamente documentos, registros e dados; compreender a conveniência e as consequências de usar técnicas de amostragem para monitorar a implementação; confirmar a suficiência e conveniência das evidências da implementação para apoiar os resultados e conclusões de seu trabalho; avaliar os fatores que podem afetar a confiabilidade dos resultados e as conclusões da implementação; desenvolver os documentos de trabalho para o planejamento das atividades de implementação; preparar informes dos avanços e progressos da implementação; manter a confidencialidade; comunicar-se eficazmente por meio das habilidades linguísticas pessoais ou de um intérprete; sistema de gestão documental de referência, que o permita compreender o alcance do trabalho de implementação do SGE.

Convém que os conhecimentos e habilidades nesta área incluam a aplicação de sistemas de gestão da energia para diferentes organizações; a interação entre os componentes do sistema de gestão da energia; as normas de sistemas de gestão, procedimentos aplicáveis e outros documentos do sistema de gestão usados como critério para a implementação; o reconhecimento de diferenças e prioridades entre os documentos de referência; a aplicação de documentos de referência em diferentes situações; os sistemas de informação e tecnologia para autorização, segurança, distribuição e controle de documentos, dados e registros; as situações organizacionais que permitam compreender o contexto operacional da organização.

Convém que o conhecimento e as habilidades nesta área incluam: o tamanho organizacional, estrutura, funções e relações; o processo hierárquico de negócio e terminologia relacionada; os costumes culturais e sociais da organização em que será realizada a implementação. Os costumes culturais e sociais da organização são normalmente de conhecimento dos especialistas da própria organização. No caso de especialistas externos à organização, está alínea pode ser excluída ou adaptada, tornando-se mais genérica.

Deve entender de leis, regulamentos e outros requisitos aplicáveis à organização. Convém que os conhecimentos e habilidades nesta área incluam: os códigos locais, regionais e nacionais, leis e regulamentos, particularmente os aplicáveis aos aspectos energéticos; os contratos e acordos; as leis e as normas relativas à segurança do trabalho; os tratados e convênios internacionais; outros requisitos legais.

A instalação correta de um sistema de aquecimento solar (SAS)

Saiba quais são os requisitos de projeto e instalação para o sistema de aquecimento solar (SAS), considerando aspectos de concepção, dimensionamento, arranjo hidráulico, instalação e manutenção, onde o fluido de transporte é a água. 

A NBR 15569 de 04/2020 – Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto — Requisitos de projeto e instalação estabelece os requisitos de projeto e instalação para o sistema de aquecimento solar (SAS), considerando aspectos de concepção, dimensionamento, arranjo hidráulico, instalação e manutenção, onde o fluido de transporte é a água. É aplicável ao SAS composto por coletor(es) solar(es), reservatório (s) termossolar (es)

com ou sem sistema de aquecimento auxiliar de água e com circulação de água nos coletor (es) solar (es), por termossifão ou por circulação forçada. Esta norma não é aplicável ao aquecimento de água de piscinas nem a sistemas de aquecimento solar em circuito indireto.

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Como pode ser classificado o SAS?

Como deve ser feito o alívio de pressão ou respiro?

Por que prever a proteção contra corrosão?

Qual a aparência de um reservatório termossolar fechado para atmosfera?

A documentação do projeto deve contemplar no mínimo os seguintes elementos: premissas de cálculo; dimensionamento; fração solar; produção mensal específica de energia (PMEe); memorial descritivo; volume de armazenamento; pressão de trabalho; fontes de abastecimento de água; área coletora; ângulos de orientação e de inclinação dos coletores solares; estudo de sombreamento; previsão de dispositivos de segurança; massa dos principais componentes; considerações a respeito de propriedades físico-químicas da água; localização, incluindo endereço; indicação do norte geográfico; planta, corte, isométrico, vista, detalhe e diagrama esquemático necessários, para perfeita compreensão das interligações hidráulicas e interfaces dos principais componentes; esquema, detalhes e especificação para operação e controle de componentes elétricos (quando aplicável); especificação dos coletores solares e reservatórios termossolares; especificação de tubos, conexões, isolamento térmico, válvulas e motobomba; tipos e localização de suportes e métodos de fixação de equipamentos, quando aplicável; e especificação do sistema de aquecimento auxiliar.

O profissional capacitado ou qualificado deve instruir o responsável pelo uso do SAS sobre o método de sua operação e entregar no mínimo a documentação contendo as seguintes informações: contatos dos responsáveis técnicos pelo projeto, execução e entrega do SAS; nome, telefone, endereço físico e eletrônico do fornecedor/fabricante do produto; modelo e características dos equipamentos contidos no SAS; descrição do funcionamento do SAS; procedimentos para operação e manutenção do SAS; programa de manutenção do SAS; garantias e condições de exclusão da garantia.

A descrição do funcionamento do SAS deve contemplar: diagrama do SAS, mostrando seus componentes e suas inter-relações no sistema típico instalado; diagramas elétricos e de fluxo (se aplicável). Os procedimentos de operação devem contemplar: procedimentos para partida do sistema; rotinas de operação; procedimentos de desligamento do SAS em situações de emergência e de segurança. O programa de manutenção deve contemplar no mínimo: quadro sintomático com os problemas mais comuns, seus sintomas e soluções; descritivo da limpeza periódica dos coletores solares e reservatórios termossolares indicando os materiais adequados a serem utilizados; descritivo para drenagem e reabastecimento; inspeção periódica de corrosão; inspeção periódica dos elementos instalados contra corrosão (quando aplicável); inspeção periódica do sistema de anticongelamento (quando aplicável); inspeção dos componentes elétricos e cabos de interligação (quando aplicável); inspeção periódica do sistema de fixação e suporte dos componentes do SAS; inspeção periódica do sistema de aquecimento auxiliar (quando aplicável).

O responsável pelo uso do SAS deve solicitar e manter os seguintes documentos: projeto; manual de operação e manutenção; documentação necessária para a análise e aprovação das autoridades competentes conforme legislações vigentes aplicáveis para elaboração do projeto e da instalação; registros de manutenção. Recomenda-se que os documentos citados estejam sempre disponíveis e que sejam de fácil acesso para análise, no local da instalação. O projeto do SAS deve ser elaborado por profissional habilitado, conforme legislação vigente.

O sistema de aquecimento solar deve ser executado em conformidade com o projeto. Qualquer alteração no projeto do SAS deve ser registrada e executada após aprovação do profissional habilitado responsável pelo projeto. A instalação do SAS deve ser supervisionada por profissional habilitado e deve ser acompanhada da respectiva ART. O profissional capacitado ou qualificado do SAS deve estar de posse dos procedimentos definidos e ser qualificado para execução dos serviços, bem como registros e evidências que possam comprovar tal capacitação.

A equipe responsável pela instalação do SAS deve possuir no mínimo as capacitações em: instalações de sistemas de aquecimento solar; instalações hidráulicas; instalações elétricas em baixa tensão (quando aplicável); instalações de redes internas de gases combustíveis (quando aplicável); segurança na realização de serviços de instalações de SAS; segurança de trabalhos em altura. A entrega do SAS deve ser realizada por profissional capacitado, qualificado ou habilitado.

Recomenda-se a análise adequada dos materiais e equipamentos a serem utilizados, e dos serviços de projeto, de instalação e de manutenção, bem como o atendimento aos requisitos de projeto definidos para o funcionamento adequado do SAS. Em relação aos materiais e equipamentos, deve-se assegurar de que eles atendam aos requisitos das normas de especificação aplicáveis.

Com relação à prestação de serviços, deve-se assegurar a capacidade e gestão organizacional das empresas, principalmente em relação aos requisitos de qualidade, de segurança e de meio ambiente, bem como a adequada capacitação da mão-de-obra empregada na realização de cada tipo de serviço executado. O SAS é constituído basicamente por três elementos principais: coletor (es) solar (es); reservatório (s) termossolar (es); e sistema de aquecimento auxiliar.

O projeto do SAS deve considerar e especificar a vida útil projetada para cada um dos elementos principais. A transferência de energia entre cada um destes elementos é assegurada pelos seguintes circuitos: primário (transferência de energia captada nos coletores para seu armazenamento), ver Anexo A; secundário (abastecimento e distribuição da água na rede), ver Anexo A. Os materiais e componentes do SAS e suas interligações devem ser especificados de maneira que contemplem a dilatação térmica, característica de cada material em função da variação da temperatura do SAS.

As medidas necessárias para acomodar as dilatações devem ser previstas em projeto. Os componentes que contenham partes móveis, com manutenção adequada, devem ser capazes de cumprir a função para a qual tenham sido projetados sem desgaste ou deterioração excessiva. Os coletores solares, reservatórios termossolares, motobombas, válvulas, tubulações e outros componentes devem operar corretamente dentro dos intervalos de pressão e temperatura de projeto e suportar as condições ambientais previstas para o funcionamento real sem a redução da vida útil projetada para o sistema.

Deve-se prever que o SAS resista a períodos sem consumo de água quente sem deterioração significativa do sistema e de seus componentes. O SAS deve estar projetado de modo a suportar falhas no fornecimento de energia e de água evitando que haja danos aos seus componentes. Os materiais incompatíveis do ponto de vista de corrosão, erosão e incrustação devem ser protegidos ou tratados para prevenir degradação dentro das condições de serviço. A tabela abaixo apresenta os componentes e suas respectivas funções para o SAS.

Para o dimensionamento dos coletores solares deve-se considerar, entre outros aspectos, as características de consumo, as temperaturas de armazenamento, a pressão de trabalho e as características da água. A seleção dos coletores solares deve considerar os seguintes parâmetros: curva de eficiência térmica instantânea para a aplicação pretendida; características de instalação do(s) coletor(es) como localidade, orientação, inclinação e sombreamento; compatibilidade de uso.

Para o dimensionamento do sistema de armazenamento deve-se considerar entre outros aspectos, as características de consumo, as temperaturas de armazenamento, a pressão de trabalho e as características da água. A seleção do sistema de armazenamento deve considerar os seguintes parâmetros: as perdas térmicas; a estratificação térmica; a compatibilidade de uso. Devem ser tomadas as precauções necessárias para prever as variações volumétricas e térmicas da água sem que a sua pressão supere as condições de trabalho do SAS.

Quando aplicável, deve ser previsto um sistema de aquecimento auxiliar para complementar a demanda energética para o perfil de consumo previsto. A especificação do sistema de aquecimento auxiliar e seu modo de funcionamento devem considerar a influência que esta causa no desempenho do SAS. A especificação do sistema de aquecimento auxiliar, de qualquer tipo, deve priorizar o aquecimento solar. O sistema de aquecimento auxiliar pode ser utilizado em série ou em paralelo com o reservatório termossolar desde que seja compatível com as temperaturas do sistema, em relação ao circuito secundário.

A qualificação dos cabos de potência para sistemas fotovoltaicos

Os cabos de potência previstos nesta norma devem ser designados pela: seção nominal do condutor, em milímetros quadrados; tensão máxima do cabo (Um): 1,8 kV em corrente contínua.

A NBR 16612 de 03/2020 – Cabos de potência para sistemas fotovoltaicos, não halogenados, isolados, com cobertura, para tensão de até 1,8 kV cc entre condutores – Requisitos de desempenho especifica os requisitos mínimos para a qualificação e aceitação de cabos singelos de condutor flexível para uso em corrente contínua em instalações de energia fotovoltaica, com tensão contínua de 1,5 kV cc entre os condutores e entre os condutores e o terra, e tensão máxima em cc de 1,8 kV. A tensão ca equivalente especificada para este cabo é 0,6/1 kV (U0/U), onde U0 é o valor eficaz entre o condutor e o terra, e U é o valor eficaz entre duas fases.

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Quais devem ser os ensaios de recebimento (R e)?

Quais são os critérios de amostragem?

Como deve ser feito o ensaio de resistência de isolamento à temperatura ambiente (R e T)?

Como devem ser executados os ensaios mecânicos do material da cobertura antes e após envelhecimento artificial em câmara UV (T)?

Os cabos de potência previstos nesta norma devem ser designados pela: seção nominal do condutor, em milímetros quadrados; tensão máxima do cabo (Um): 1,8 kV em corrente contínua. Estes cabos foram previstos para serem instalados entre a célula fotovoltaica e os terminais de corrente contínua do inversor fotovoltaico. Estes cabos devem ser adequados para operar em temperatura ambiente de –15°C até 90°C.

A temperatura do condutor em regime permanente não pode ultrapassar 90 °C. Por um período máximo de 20.000 h, é permitida uma temperatura máxima de operação no condutor de 120°C em uma temperatura ambiente máxima de 90°C. A temperatura no condutor, em regime de curto-circuito, não pode ultrapassar a 250°C. A duração neste regime não pode ultrapassar 5 s.

O condutor deve ser de cobre estanhado e têmpera mole, e estar conforme a NBR NM 280 na classe 5 de encordoamento. A superfície dos fios componentes do condutor encordoado não pode apresentar fissuras, escamas, rebarbas, aspereza, estrias ou inclusões. O condutor pronto não pode apresentar falhas de encordoamento.

Os fios componentes do condutor encordoado, antes de serem submetidos a fases posteriores de fabricação, devem atender aos requisitos da NBR NM 280. Sobre o condutor pode ser aplicado um separador, a critério do fabricante, a fim de facilitar a remoção da isolação e evitar a aderência desta, e este separador deve estar de acordo com a NBR 6251. A isolação deve ser constituída por uma ou mais camadas extrudadas de composto não halogenado termofixo, com requisitos conforme a tabela abaixo.

A isolação deve ser contínua e uniforme ao longo de todo o seu comprimento. A isolação dos cabos, quando não houver separador sobre o condutor, deve estar justaposta ao condutor, porém facilmente removível e não aderente a ele. A espessura nominal da isolação deve estar de acordo com a tabela abaixo. A espessura média da isolação não pode ser inferior ao valor nominal especificado.

A espessura mínima da isolação em um ponto qualquer de uma seção transversal pode ser inferior ao valor nominal, contanto que a diferença não exceda 0,1 mm + 10% do valor nominal especificado. A espessura de um eventual separador aplicado sobre o condutor não pode ser considerada parte da espessura da isolação.

A cobertura deve ser contínua e uniforme ao longo de todo o seu comprimento. A espessura nominal da cobertura deve estar de acordo com a tabela acima. A espessura média da cobertura não pode ser inferior ao valor nominal especificado. A espessura mínima da cobertura em um ponto qualquer de uma seção transversal pode ser inferior ao valor nominal, contanto que a diferença não exceda 0,1 mm + 15 % do valor nominal especificado.

As cores padronizadas para a cobertura são: preta, vermelha, verde e verde com listra amarela. A superfície externa da cobertura do cabo deve ser marcada a intervalos regulares de até 500 mm, com caracteres de durabilidade, dimensões e legibilidade adequadas. A durabilidade da gravação deve ser verificada ao tentar removê-la, esfregando-a levemente com um pano úmido, por dez vezes; isto não pode alterar a gravação.

A marcação na cobertura deve conter no mínimo as seguintes informações: marca de origem (nome, marca ou logotipo do fabricante); seção nominal do condutor, expressa em milímetros quadrados (mm²); inscrição: “USO EM SISTEMA FOTOVOLTAICO”; ano de fabricação; número desta norma. É facultado ao fabricante ou fornecedor responsável incluir a marca comercial do produto, preferencialmente após a marca de origem.

Os ensaios previstos por esta norma são classificados em: ensaios de recebimento (R e E); ensaios de tipo (T); ensaios de controle. O ensaio para determinação do fator de correção da resistência de isolamento (T) pode ser realizado, desde que previamente requerido como requisito adicional. A amostra deve ser preparada e ensaiada conforme a NBR 6813, e o fator para correção da resistência de isolamento deve ser aproximadamente igual ao previamente fornecido pelo fabricante.

Certos compostos apresentam constante de isolamento elevada, o que pode dificultar a determinação do coeficiente por grau Celsius. Nestes casos, deve ser aceito o menor coeficiente dado na Tabela B.1 (disponível na norma). Os cabos devem ser acondicionados de maneira que fiquem protegidos durante o manuseio, transporte e armazenagem. O acondicionamento deve ser em rolo ou carretel, que deve ter resistência adequada e ser isento de defeitos que possam danificar o produto.

Para cada unidade de expedição, a incerteza máxima requerida na quantidade efetiva é de ± 1% em comprimento. Os cabos devem ser fornecidos em lances normais de fabricação, sobre os quais é permitida uma tolerância de ± 3% no comprimento. Adicionalmente, pode-se admitir que até 5 % dos lances de um lote de expedição tenham um comprimento diferente do lance normal de fabricação, com um mínimo de 50% do comprimento do referido lance.

Os carretéis devem possuir dimensões conforme a NBR 11137, devendo ser respeitados os limites de curvatura previstos na NBR 9511, e os rolos devem ter dimensões conforme a NBR 7312. As extremidades dos cabos acondicionados em carretéis devem ser convenientemente seladas com capuzes de vedação ou com fita autoaglomerante, resistentes às intempéries, a fim de evitar a penetração de umidade durante manuseio, transporte e armazenagem.

Externamente, os carretéis devem ser marcados, nas duas faces laterais, diretamente sobre o disco e/ou por meio de etiquetas, com caracteres legíveis e indeléveis, com no mínimo as seguintes indicações: nome do fabricante, CNPJ e país de origem; seção nominal, em milímetros quadrados; número desta norma; massa bruta aproximada, em quilogramas (kg); comprimento do lance, em metros (m); seta no sentido de rotação para desenrolar; e identificação para fins de rastreabilidade.

As baterias estacionárias aplicadas em energia fotovoltaica

Deve-se conhecer os requisitos técnicos e métodos de ensaios aplicados às baterias estacionárias aplicadas em sistemas de energia fotovoltaica (SEFV) não conectadas à rede de energia elétrica (off-grid).

Pode-se definir o estado de carga (state of charge – SoC) como a quantidade de carga existente na bateria em um de dado instante, em função da capacidade total, a perda de água (dry-out) como a perda excessiva de água do eletrólito na bateria chumbo-ácida regulada por válvula e na bateria alcalina com recombinação parcial de gases e o SEFV é o sistema de energia fotovoltaica. A NBR 16767 de 09/2019 – Elementos e baterias estacionárias para aplicação em sistemas fotovoltaicos não conectados à rede elétrica de energia (off-grid) – Requisitos gerais e métodos de ensaio especifica os requisitos técnicos e métodos de ensaios aplicados às baterias estacionárias aplicadas em sistemas de energia fotovoltaica (SEFV) não conectadas à rede de energia elétrica (off-grid). Não inclui informações específicas relativas ao dimensionamento da bateria, ao método de carga ou ao projeto do SEFV.

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Por que deve ser prevista uma proteção física da bateria?

Quais são as características técnicas funcionais da bateria?

Quais são os valores típicos de utilização de baterias em aplicações fotovoltaicas?

Quais são os ciclos com baixa profundidade de descarga em baixo estado de carga (fase A)?

Esta seção especifica as condições de operação às quais as baterias são submetidas durante sua utilização em aplicações fotovoltaicas em sistemas não conectados à rede de energia elétrica. O sistema de energia fotovoltaica com baterias referenciado nesta norma deve fornecer energia constante, variável ou intermitente ao equipamento conectado (bombas, geladeiras, sistemas de iluminação, sistemas de comunicação, etc.).

Os tipos de elementos e as baterias mais utilizadas em sistemas de energia fotovoltaica (SEFV) são: ventilada; regulada por válvula, incluindo aquelas com recombinação parcial de gás; selada sem emissão de gases em condições normais de operação (gastight sealed). Os elementos e as baterias normalmente são fornecidos nas seguintes condições: seco-descarregada (somente para baterias de níquel-cádmio ventiladas); carregada com eletrólito; seco-carregada (somente para baterias chumbo-ácido ventiladas); úmido-descarregada (somente baterias de níquel-cádmio).

A carga inicial da bateria deve ser realizada conforme instruções do fabricante, para otimizar sua vida útil. As baterias utilizadas em sistemas de energia fotovoltaica, operando sob condições climáticas normais, podem estar sujeitas às condições especificadas a seguir. Para o tempo de autonomia, a bateria é dimensionada para fornecer energia sob condições específicas durante um período de tempo, usualmente de três a cinco dias, sem irradiação solar. Ao selecionar a capacidade necessária da bateria, os seguintes itens devem ser considerados: ciclo diário/sazonal necessário (pode haver restrições na profundidade máxima de descarga); tempo necessário para acessar o local da instalação; envelhecimento; temperatura de operação; futura expansão da carga.

O dimensionamento das correntes de carga e descarga deve considerar a autonomia (profundidade de descarga), temperatura, potência de consumo, radiação solar, etc. As correntes de carga e descarga usuais são as seguintes: corrente máxima de carga: /10 (A); corrente média de descarga conforme determinado pela carga: /120 (A). Dependendo do dimensionamento do sistema, a corrente de carga e descarga pode variar dentro de uma faixa maior.

A bateria normalmente está exposta a um ciclo diário, como a seguir: carga durante as horas de sol; descarga durante a noite. Um uso diário típico resulta em uma descarga entre 2% e 20% da capacidade da bateria. O estado de carga da bateria pode variar quando submetido a um ciclo sazonal. Isso decorre de variações das condições da média de carga, como a seguir: períodos com baixa radiação solar, por exemplo, durante o inverno, causando baixa produção de energia. O estado da carga da bateria (capacidade disponível) pode diminuir para 20% da capacidade nominal ou menos.

Em períodos com alta radiação solar, por exemplo, no verão, podem trazer a bateria para a condição de totalmente carregada, com a possibilidade de que esta possa ser sobrecarregada. Durante o verão, por exemplo, a bateria opera com alto nível de estado de carga (SoC), normalmente entre 80% e 100% da capacidade nominal. O sistema regulador de tensão normalmente limita a tensão máxima da bateria durante o período de carga.

Em um sistema de energia fotovoltaica sem regulador de tensão, a tensão da bateria não está limitada por um controlador de carga, mas pelas características do gerador fotovoltaico. O projetista do sistema deve utilizar a tensão máxima de carga da bateria indicada pelo fabricante, a fim de permitir que no verão esta recupere o mais breve possível o seu máximo estado de carga (SoC). A sobrecarga reduz a vida útil projetada da bateria.

Normalmente, a tensão máxima de carga é de 2,4 V por elemento para baterias de chumbo-ácidos e 1,55 V por elemento para baterias de níquel-cádmio ventiladas, na temperatura de referência especificada pelo fabricante. Alguns reguladores permitem que a tensão da bateria exceda estes valores por um curto período para uma carga de equalização. Para as outras baterias, os fabricantes devem fornecer os valores de tensão de carga recomendados. Caso a temperatura de operação da bateria se desvie significativamente da temperatura de referência, a compensação da tensão de carga deve ser usada de acordo com as instruções do fabricante da bateria.

A vida útil projetada de uma bateria utilizada em um sistema de energia fotovoltaica, mesmo quando mantida regularmente em um alto estado de carga, pode ser consideravelmente menor do que quando utilizada permanentemente em estado de flutuação (sistemas de backup). Durante períodos de baixa irradiação solar, a energia produzida pelo sistema de energia fotovoltaica pode não ser suficiente para carregar completamente a bateria. O estado da carga diminui e os ciclos ocorrem em baixo estado de carga. Os níveis baixos de irradiação solar podem ser resultado da localização geográfica combinada com os períodos de inverno, nublados, chuvas ou acumulação de poeira nos painéis fotovoltaicos.

A estratificação do eletrólito pode ocorrer em baterias chumbo-ácido. Em baterias chumbo-ácido ventiladas, a estratificação do eletrólito pode ser evitada por agitação ou recirculação eletrolítica, ou por carga de equalização periódica durante sua operação. Nas baterias chumbo-ácido reguladas por válvula, a estratificação do eletrólito pode ser evitada em seus projetos ou com a instalação e operação de acordo com as instruções do fabricante.

As baterias devem ser armazenadas conforme as recomendações do fabricante. As baterias do tipo chumbo-ácido e níquel-cádmio com eletrólito devem ser armazenadas totalmente carregadas. A exposição de uma bateria a altas temperaturas e umidade durante o armazenamento pode resultar em perda de capacidade dela, com consequente redução de sua vida útil projetada. A temperatura de uma bateria pode atingir valores iguais ou superiores a 60 °C durante o dia, quando armazenada em um contêiner em contato direto com a luz solar.

A seleção de um local sem incidência de luz solar ou com controle de temperatura pode evitar este risco. A temperatura da bateria durante a operação no local de instalação é um fator importante para a sua seleção e expectativa de vida. As recomendações de temperaturas e umidade de operação devem ser seguidas conforme o indicado pelo fabricante. A vida útil projetada das baterias diminui com o aumento da temperatura de operação.

Baixas temperaturas reduzem o desempenho de descarga e a capacidade das baterias. Para mais detalhes, o fabricante deve ser consultado. A sobrecarga não aumenta a energia armazenada na bateria, mas sim o consumo de água em baterias ventiladas e, consequentemente, incrementa a frequência de manutenção. Além disso, as baterias do tipo chumbo-ácido reguladas por válvula podem sofrer o processo de dry-out (perda de água) resultando em perda de capacidade e/ou superaquecimento.

A sobrecarga pode ser controlada com o uso de controladores de carga apropriados. A maioria dos sistemas não aquosos, como baterias do tipo lítio-íon e similares, não pode ser submetido a qualquer sobrecarga sem que ocorram danos ou problemas de segurança. Assim, estas baterias são usualmente fornecidas com um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) que impede, independentemente do controlador de carga, que a sobrecarga ocorra.

A configuração do regulador deve levar em consideração o gerador fotovoltaico, a carga, a temperatura e as especificações da bateria, conforme recomendado pelo fabricante. A rotina de manutenção das baterias dos tipos chumbo-ácido ou de níquel-cádmio ventiladas, incluindo aquelas com recombinação parcial de gás, devem ser planejadas de modo que não seja permitido que as baterias operem com nível de eletrólito abaixo do mínimo.

A sobrecarga em baterias do tipo chumbo-ácido reguladas por válvula deve ser cuidadosamente controlada a fim de otimizar sua vida útil projetada. O consumo de água para efeito de estimativa dos intervalos de manutenção deve ser fornecido pelo fabricante. As baterias para aplicação fotovoltaica são projetadas para suportar estresse mecânico durante o transporte e manuseio, tendo em vista que estas instalações podem ter acesso pelas estradas sem pavimentação.

Entretanto, as baterias não podem ser submetidas a impactos ou derramamento de eletrólito. Recomenda-se utilizar uma embalagem ou proteção adicional para transporte em estradas sem pavimentação. Deve-se ter cuidado especial ao manusear as baterias fora da embalagem. As instruções do fabricante devem ser seguidas. A eficiência de carga é a relação entre a quantidade de energia elétrica fornecida durante a descarga de um elemento ou bateria e a quantidade de energia elétrica necessária para restaurar o estado inicial da carga nas condições especificadas (IEC 60050-482:2004, 482-05-39). Na ausência de dados do fabricante da bateria, as eficiências indicadas na tabela abaixo podem ser consideradas.

As baterias do tipo chumbo-ácido devem ser protegidas contra descargas profundas, de modo que seja evitada a perda de capacidade devido ao efeito de sulfatação ou passivação irreversível. Isto pode ser realizado por meio de um sistema que monitore a tensão da bateria e a desconecte automaticamente antes de atingir sua profundidade máxima de descarga de projeto (ver recomendações do fabricante). As baterias de níquel-cádmio ventiladas ou com recombinação parcial de gases normalmente não requerem tal proteção.

Para os outros tipos de baterias, as recomendações do fabricante devem ser seguidas. A identificação de elementos ou monoblocos deve obedecer às normas aplicáveis listadas nessa norma. As regulamentações locais aplicáveis e as instruções do fabricante devem ser seguidas durante o transporte, instalação, comissionamento, operação, manutenção, descomissionamento e disposição das baterias.

O fabricante deve fornecer a documentação para transporte, instalação, comissionamento, operação, manutenção, descomissionamento e disposição de tais elementos e baterias para aplicações fotovoltaicas. O fabricante deve informar se há considerações especiais a serem observadas para a carga inicial das baterias, quando estas forem utilizadas apenas em sistemas fotovoltaicos.

A segurança dos reservatórios termossolares domésticos

Os projetos comerciais de energia solar são geralmente instalados em uma escala maior do que a residencial.

A energia solar é energia utilizável gerada pelo sol na forma de energia elétrica ou térmica. Pode ser capturada de várias maneiras, a mais comum delas é com painéis solares fotovoltaicos que convertem os raios do sol em eletricidade utilizável.

Além de usar energia fotovoltaica para gerar eletricidade, a energia solar é comumente usada em aplicações térmicas para aquecer espaços internos ou fluidos. Os proprietários de imóveis residenciais e comerciais podem instalar sistemas solares de água quente e projetar seus edifícios com aquecimento solar passivo em mente para aproveitar totalmente a energia solar com a tecnologia solar.

Os painéis solares são instalados em três escalas principais: residencial, comercial e de utilidade. A energia solar em escala residencial é tipicamente instalada em telhados de casas ou em terrenos abertos (montados no solo) e geralmente está entre 5 e 20 kW, dependendo do tamanho de uma propriedade.

Os projetos comerciais de energia solar são geralmente instalados em uma escala maior do que a residencial. Embora as instalações individuais possam variar muito em tamanho, a energia solar em escala comercial atende a um objetivo consistente: fornecer energia solar no local para empresas e organizações sem fins lucrativos. Por fim, os projetos de energia solar em escala de serviços públicos que, normalmente, são grandes instalações de vários megawatts (MW) que fornecem energia solar a um grande número de clientes de serviços públicos.

A NBR 16641 de 08/2018 – Requisitos específicos em reservatórios para utilização em sistemas de acumulação de energia térmica solar – Segurança mecânica e elétrica estabelece os requisitos de segurança dos reservatórios termossolares para uso doméstico e aquecimento solar de água em sistemas com temperatura máxima de 95 °C, volume máximo de até 1.000 L, pressão máxima de trabalho de 392 kPa e tensão nominal de até 380 V. aplica a equipamentos não destinados ao uso doméstico padrão, mas que, no entanto, podem ser uma fonte de perigo para o público, como um equipamento destinado a ser usado por leigos no comércio, na produção agrícola e industrial. Não se aplica a: avaliação da perda específica de energia mensal máxima (kW.h/L.mês) por capacidade do reservatório termossolar que deve obedecer as normas e legislações vigentes; equipamentos para ferver água; aquecedores instantâneos de água; equipamentos de distribuição comerciais e máquinas de venda automática; equipamentos destinados exclusivamente para fins industriais; dispositivos destinados a serem utilizados em locais onde prevalecem condições especiais, como a presença de uma atmosfera corrosiva ou explosiva (poeira, vapor ou gás); caixas d’água.

Esta norma trata dos perigos comuns apresentados por equipamentos que são encontrados por qualquer pessoa dentro e fora da casa. No entanto, em geral, não leva em conta: pessoas (incluindo crianças) cujas capacidades físicas, sensoriais ou mentais, ou a falta de experiência e conhecimento, as impedem de utilizar o equipamento com segurança, sem supervisão ou instrução; animais e insetos que possam interferir com os componentes de segurança do sistema. Chama-se a atenção para o fato de que requisitos adicionais podem ser necessários: para equipamentos destinados a serem utilizados em altas altitudes; para equipamentos destinados a serem utilizados em veículos ou a bordo de navios ou aeronaves; quando especificados pelas autoridades de saúde e do trabalho ou similar; quando existem normas para a instalação de equipamentos ligados diretamente à rede de água.

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Como deve ser executado o ensaio de resistência ao calor e fogo?

Como deve ser o esquema de um reservatório fechado para atmosfera (bombeado)?

Quais são as informações permanentes de identificação dos reservatórios?

Quais são as medidas para a limitação da temperatura e pressão em reservatórios fechados?

Esta norma reconhece o nível de proteção aceito internacionalmente contra riscos, tais como: elétricos, mecânicos, térmicos e fogo dos equipamentos quando operados em utilização normal, tendo em conta as instruções do fabricante. Abrange também situações anormais que podem ser previstas e levam em conta a maneira pela qual fenômenos eletromagnéticos podem afetar o funcionamento seguro dos equipamentos.

Esta norma atende aos requisitos da NBR 5410, exceto quando especificado nesta norma, de modo que exista compatibilidade com as regras de projeto elétrico, quando o equipamento está ligado ao fornecimento de energia. Se um equipamento do escopo desta norma também incorpora funções que são abrangidas por outra norma, por exemplo, aquecimento a gás ou bomba de calor, deve ser aplicada separadamente a cada uma das funções, atendendo às normas e legislações vigentes.

Se for o caso, a influência da função de um por outro, deve ser levada em conta. Um equipamento que está em conformidade com o texto da norma não será necessariamente considerado em conformidade com os princípios de segurança da norma que, quando examinados e ensaiados, verifica-se que possui outras características que diminuem o nível de segurança abrangidos por esses requisitos.

Um equipamento empregando materiais ou formas de construção que diferem daqueles detalhados nos requisitos desta norma pode ser examinado e ensaiado em função dos objetivos visado por esses requisitos e, se julgado substancialmente equivalente, pode considerar-se como atendendo aos princípios de segurança desta norma. Os equipamentos devem ser construídos de tal forma, que em seu uso normal, operem de forma segura para não causar perigo às pessoas ou ao seu entorno, respeitando as regras de projeto, instalação, acesso e manutenção. Os requisitos para projeto e fabricação devem atender à NBR NM 60335-1.

As pressões intermediárias dentro da faixa de classificação devem ser informadas pelo fabricante. Para reservatório com extra baixa pressão com caixa d’água acoplada ou incorporada, a pressão de projeto deve ser de no mínimo, equivalente ao seu diâmetro externo em metros para mca e menor 39,2 kPa (4 mca).

Quanto ao isolamento elétrico, os reservatórios termossolares devem ser no mínimo classe 01, conforme NM 60335-1. Reservatórios termossolares com invólucros elétricos devem ser de no mínimo IP24, conforme a NBR IEC 60529. Os requisitos para proteção contra acesso às partes energizadas devem atender às recomendações da NBR NM 60335-1:2010, Seção 8. O acesso às partes energizadas deve ser protegido, de modo que só possa ser alcançado após a remoção de uma tampa de proteção, cuja remoção seja possível somente com ferramenta.

Os requisitos para potência de entrada e corrente devem estar em conformidade com a NBR 14013. Os requisitos para aquecimento dos componentes elétricos devem atender à NBR NM 60335-1:2010, Seções 11.1 a 11.6 e 11.8, exceto Seção 11.7, substituído pelo requisito a seguir: o equipamento é operado até que as condições estáveis sejam estabelecidas ou até que o termostato interrompa a corrente pela primeira vez após 16 h, o que for menor.

Os requisitos para a corrente de fuga e isolamento elétrico devem atender à NM 60335-1:2010, Seção 16. Os pés ou apoios devem ser projetados de forma a suportar o peso do produto em condição normal de operação e garantir sua estabilidade. As estruturas de sustentação devem ser projetadas de forma que mantenham suas características operacionais pelo período mínimo de cinco anos sob condições normais de sua aplicação.

O orifício de drenagem deve ser compatível com o volume do reservatório ou dimensões do sistema de respiro, de modo que a água possa escoar sem prejudicar a integridade física do equipamento, quando existente. O dreno pode ou não ser integrado ao reservatório. O respiro do reservatório do tipo aberto deve ser compatível com o volume, construído de forma que o fluxo de água não seja restringido em sua extensão e o reservatório submetido a uma pressão significativa. O respiro pode ou não ser integrado ao reservatório.

Elementos de aquecimento e sensores de controle térmico, em contato com a superfície externa do recipiente, devem ser protegidos e mantidos em posição segura, quando existentes. Os requisitos para fiação interna devem atender à NBR NM 60335-1:2010 Seção 23. O dimensionamento da fiação deve atender à NBR 5410.

Os componentes elétricos citados na NBR NM 60335-1:2010, Seção 24, devem estar em conformidade com os requisitos de segurança, complementados pelos critérios especificados em 4.11.1 e 4.11.2. Os protetores térmicos podem ser de rearme automático ou manual. A operação do protetor térmico de um reservatório termossolar solar fechado deve assegurar que a temperatura da água não ultrapasse a 99 °C. O ponto de instalação deve assegurar que a resistência elétrica esteja sempre imersa em água. Para reservatórios em nível, deve ser considerado o nível mínimo de água.

Os requisitos para o ponto de alimentação e cabos flexíveis externos devem atender às NBR NM 60335-1:2010, Seção 25, e ABNT NBR 5410. Os equipamentos devem ser ligados permanentemente à fiação fixa, não possuindo ligações intermediárias. Também, em situações de queda de energia elétrica. A posição da válvula de alívio de temperatura e pressão ou do sensor de temperatura de água do reservatório deve ser próxima da linha d’água superior dentro do reservatório termossolar.

O bulbo de temperatura da válvula de alívio de temperatura e pressão deve entrar na água em uma profundidade mínima em acordo com a especificação do fornecedor da válvula. A posição do ponto da leitura deve ser entre 5 cm e 15 cm abaixo da linha d’água. A vazão mínima da válvula de alívio de temperatura e pressão deve ser suficiente para descartar o fluido (energia) fornecido pelo coletor solar. Cada reservatório termossolar fechado à atmosfera deve possuir um dispositivo de limitação de temperatura e pressão, ver figura abaixo.

As informações que devem constar no produto de forma visível estão divididas em permanentes, que devem permanecer indeléveis no produto durante a sua vida útil, resistentes às intempéries, produtos químicos ou ações do tempo, e temporárias, que devem permanecer no produto no mínimo até a sua instalação. Essas informações podem ser colocadas em etiquetas ou placas metálicas.

O reservatório deve ser identificado de forma indelével e em parte não destacável, com as seguintes informações mínimas: fabricante ou fornecedor responsável pelo produto no Brasil e informações para contato; modelo do reservatório; volume nominal expresso em Litros (L); pressão nominal de trabalho expresso em metros de coluna d’água (mca); potência da resistência expressa em kW e tensão (V), expressa em V, se aplicável; frase: “IMPORTANTE: Consulte sempre o manual do produto”.

Energia para crescer

Normas comentadas

NBR 14039 – COMENTADA de 05/2005Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV – Versão comentada.

Nr. de Páginas: 87

NBR 5410 – COMENTADA de 09/2004Instalações elétricas de baixa tensão – Versão comentada.

Nr. de Páginas:209

Luiz Gonzaga Bertelli é presidente do Conselho de Administração do CIEE

Num país de tantas urgências, não é nada fácil definir prioridades. Mas não é tarefa impossível, com políticas setoriais baseadas em planejamento que unam viabilidade técnica e resultados de alcance não apenas econômico, mas também social, com o objetivo de sustentar e até agilizar a retomada do desenvolvimento nacional.

Questão fundamental é garantir a geração de energia elétrica em volume suficiente para atender ao aumento de consumo previsto até nos mais conservadores cenários desenhados para os próximos anos. Para isso, será preciso equacionar soluções que permitam anular ou, pelo menos, minimizar obstáculos em duas frentes.

No ambiente interno, as dificuldades residem na carência de recursos públicos para investimentos em larga escala, grandes empreiteiras enredadas na Lava Jato, empresas estatais com caixa esvaziada, as mudanças climáticas. No lado internacional, a escalada do dólar, a tendência de elevação de juros nos Estados Unidos e o efeito Trump ameaçam comprometer o ingresso de capitais externo e a importação de equipamentos e insumos.

Opção que ganha força no debate para reduzir a forte preponderância da geração hídrica na matriz energética, a expansão das termelétricas a gás têm a  desfavor  o compromisso de reduzir a emissão de gases de efeito estufa e a dependência de importações a preços que podem complicar as distribuidoras e onerar os consumidores finais, pressionando a inflação. E outras fontes renováveis, de geração limpa, poderá lembrar o leitor.

Com exceção da energia eólica, que cobre por aproximadamente 5% do consumo de eletricidade, as outras fontes – apesar das reconhecidas e até decantadas potencialidades brasileiras – continuam quase à margem do precário planejamento governamental para esse estratégico setor. Analistas com visão mais otimistas apostam fichas no avanço da energia fotovoltaica, com aproveitamento da nossa fartura de sol. Outros, como este articulista, continuam sonhando com estímulos para a cogeração com biomassa, com suas apreciáveis vantagens econômicas e ambientais.