Os Perigos dos Arcos Elétricos e das Descargas Elétricas

A descoberta da eletricidade e o subsequente conhecimento de como utilizá-la é uma das descobertas mais significativas do homem, apenas atrás da nossa capacidade de fazer e utilizar o fogo.

Sem eletricidade, a nossa sociedade não pode funcionar. Mas, tal como existem desvantagens na utilização do fogo, a eletricidade também tem muitos riscos inerentes.

Em ambientes industriais, a distribuição elétrica e o equipamento de iluminação são, de longe, a principal causa de incêndios, sendo responsáveis por quase um em cada quatro. Em casa, a eletricidade é também um risco, sendo a terceira principal causa de incêndios domésticos (atrás da cozinha e do aquecimento).

Existem várias formas de os incêndios terem origem em algum tipo de falha elétrica. As fichas, extensões e/ou disjuntores sobrecarregados podem sobreaquecer; pode haver um raio; ou o equipamento desatualizado pode falhar.

No contexto industrial, os arcos elétricos são a segunda principal causa de incêndios elétricos, apenas ligeiramente atrás dos equipamentos elétricos sobreaquecidos.

Quando se fala de arcos elétricos existem muitos tipos a considerar. Um deles é o arco que ocorre na cablagem ou no equipamento que pode eventualmente aquecer os combustíveis adjacentes até atingirem a sua temperatura de ignição.

Outro tipo de incidente de arco é um arco elétrico/explosão de arco. Um arco voltaico é uma súbita e grande libertação de energia elétrica sob a forma de calor e luz quando esta se desvia do caminho pretendido.

O arco elétrico é a componente de onda de pressão de um arco voltaico. Como veremos, os arcos elétricos são muitas vezes o resultado de erro humano e, consequentemente, é frequentemente a pessoa associada que é ferida ou morta.

Arcos elétricos

Os arcos elétricos são produzidos “quando uma corrente elétrica flui através do ar de um ponto condutor para outro.” Neste espaço de ar é onde o arco é visível (pense na vela de ignição) e onde o calor e a energia são libertados.

Na maioria dos casos, o arco elétrico deve ser evitado. Mas quando a física do arco voltaico é aproveitada, pode ser utilizada de forma benéfica para fins quotidianos, como a soldadura por arco voltaico. Este processo utiliza o calor produzido pelo arco para fundir varas ou fios de soldadura e para fundir metais.

A diferença entre um arco que provoca o sobreaquecimento de um painel elétrico e um que cria uma explosão tem a ver com a quantidade de energia que está a ser libertada e o tempo em que é libertada – mas o mecanismo é o mesmo.

Em aparelhos, painéis elétricos e cablagem, o arco voltaico pode ser causado por:

– Disjuntores sobrecarregados ou com defeito

– Equipamento ou cablagem danificados

– Poeira ou ferrugem que preenche o espaço entre os condutores

– Instalação incorreta da cablagem ou do equipamento

O arco voltaico provoca incêndios porque é extremamente quente – pense na superfície do sol quente. Na verdade, a superfície solar apresenta uma temperatura relativamente amena, considerando que os arcos podem atingir temperaturas de até 35.000°F. Em comparação, a superfície do Sol possui uma temperatura de apenas 10.000°F.

A razão pela qual o arco voltaico não inicia um incêndio sempre que ocorre é que, frequentemente, o arco voltaico ocorre num intervalo de tempo demasiado curto para inflamar os combustíveis circundantes.

Além disso, os arredores do arco elétrico também desempenham um papel importante. Quando o arco só entra em contacto com materiais não combustíveis, não há nada que possa pegar fogo.

Se o arco ocorrer apenas de forma intermitente, pode fazê-lo ao longo de muitos episódios antes de incendiar as suas imediações. E durante este percurso, o utilizador pode não ter qualquer ideia de que algo está errado.

Então, numa dessas ocasiões, tudo se alinha corretamente e o arco voltaico inicia um incêndio. É por isso que os incêndios elétricos são tão sinistros, pois muitas vezes não dão qualquer aviso antes da ignição.

É claro que há ocasiões em que o incêndio ocorre imediatamente após o arco elétrico. Estes arcos mais energéticos causam os famosos flashes de arco e explosões de arco.

Os incidentes de arcos elétricos podem ter consequências devastadoras para qualquer pessoa presente, bem como causar danos térmicos e mecânicos graves na estrutura circundante.

Arco voltaico e explosão de arco

Uma forma simples de diferenciar o arco elétrico e a explosão de arco é pensar em trovões e relâmpagos. Neste cenário, o arco elétrico é o relâmpago e a explosão de arco é o trovão.

Todos os arcos elétricos têm um clarão, mas são aqueles que são acompanhados por uma onda de pressão prejudicial que são designados por explosão.

Os incidentes com arcos voltaicos são uma realidade na indústria. Os estudos estimam que todos os dias se registam cerca de dez incidentes com arcos elétricos nos EUA, resultando em milhares de feridos e centenas de vítimas mortais.

As conclusões da OSHA revelam que as queimaduras provocadas por arco elétrico estão entre os três principais perigos quando se trabalha com equipamento elétrico sob tensão.

Os arcos voltaicos estão normalmente associados ao trabalho em equipamento de alta tensão, embora também sejam muito possíveis e perigosos com equipamento de baixa tensão.

Frequentemente, os arcos voltaicos ocorrem na indústria quando os técnicos estão a trabalhar em equipamento elétrico com corrente. Um tema comum nos incidentes de arco elétrico é o envolvimento de comutadores com classificação kV.

Existem várias causas para um arco elétrico, mas a maioria delas pode ser atribuída a erro humano de alguma forma. Estas podem incluir:

– Acumulação de poeira nos componentes que cria um caminho para a corrente

– Queda de ferramentas em componentes elétricos energizados

– Toque acidental em partes energizadas do equipamento

– Acumulação de condensação em partes energizadas

– Falha de materiais ou corrosão que permite que a corrente encontre uma ligação à terra

– Instalação incorreta que, de alguma forma, cria a oportunidade para um arco elétrico

A libertação de energia de um arco elétrico/explosão pode ser tremenda. Num instante, o espaço é preenchido com fogo e energia elétrica. Isto é frequentemente acompanhado por uma onda de pressão que causa danos adicionais extensos tanto ao trabalhador como à estrutura circundante.

As lesões provocadas por um arco elétrico podem ser horríveis. São frequentemente incapacitantes e requerem cuidados e reabilitação a longo prazo.

As queimaduras de segundo e terceiro grau são comuns, assim como as amputações, quando a corrente elétrica literalmente arranca dedos e membros. Há também outros ferimentos possíveis devido à projeção de estilhaços, bem como ossos partidos devido à onda de choque.

Os flashes/explosões de arcos elétricos podem ser tão violentos que se sabe que podem matar trabalhadores a três metros de distância do flash real. Estima-se que 80% das mortes causadas por incidentes de arco elétrico se devem a queimaduras extensas e não a eletrocussão.

Para além do risco de segurança para os trabalhadores e transeuntes, existe uma grande probabilidade de o arco elétrico propagar o fogo para o seu invólucro. É suficientemente quente para vaporizar o cobre que, ao condensar-se noutros componentes, pode causar falhas elétricas adicionais.

Além disso, a menos que o trabalhador esteja a usar vestuário de proteção adequado para arco elétrico, as suas roupas irão certamente incendiar-se; para além de queimar gravemente o trabalhador, isto pode fazer com que o fogo se propague à estrutura adjacente.

Precauções de segurança

A melhor forma de lidar com os arcos elétricos é evitá-los. A ocorrência de arcos voltaicos na cablagem e nos aparelhos que podem provocar um incêndio pode ser evitada através de:

– Instalação do equipamento por técnicos qualificados que cumpram o Código Elétrico Nacional (NEC). Nota: Em Portugal, não existe um “código elétrico nacional” como um documento único e específico. A regulação das instalações elétricas é feita através de diversas normas, regulamentos e legislação, principalmente sob a responsabilidade da Direção-Geral de Energia e Geologia (DGEG)

– Efetuar a manutenção de acordo com as recomendações do fabricante

– Investigando todas as possíveis falhas elétricas (por exemplo, ruídos estranhos, equipamento quente/quente, odores estranhos, operações erráticas, etc.)

– Substituir o equipamento no final do seu ciclo de vida (por exemplo, os protetores contra sobretensões devem ser substituídos de dois em dois anos)

O risco de arco elétrico pode ser minimizado seguindo todos os passos acima, para além de:

Evitar o trabalho em equipamento com corrente elétrica

Assegurar que não se acumulam poeiras e ninhos de animais/insetos nas ligações elétricas ou à volta delas

Fornecer formação sobre arco voltaico e Equipamentos de Proteção individual (EPI) adequados

Seguir as diretrizes da OSHA sobre o trabalho num potencial ambiente de arco elétrico

Instalar equipamento de deteção e/ou interrupção de arco elétrico que interrompa o fluxo de energia se for detetado um arco elétrico

Se ocorrer um arco elétrico, é de importância vital extinguir rapidamente o incêndio que se segue.

Esta é uma medida de segurança da vida, uma vez que o pessoal está frequentemente presente durante o arco elétrico.

A menos que estejam a usar vestuário técnico com a classificação adequada, é provável que as suas roupas estejam a arder. E um sistema de extinção de incêndio de ação rápida é crucial para salvar as suas vidas.

Um sistema de supressão de incêndio por inundação total com aerossóis condensados Stat-X® é ideal para proteger áreas com potencial de arco elétrico.

Quando ligado a um detetor de incêndio ou de arco voltaico, o sistema descarrega rapidamente, enchendo o espaço com um agente aerossol supressor de incêndios que pode reduzir o tamanho da bola de fogo do arco voltaico. Ele também extingue qualquer incêndio secundário que possa ocorrer.

Mais importante ainda, o sistema Stat-X extingue qualquer roupa inflamada do(s) trabalhador(es). Como referimos anteriormente, 80% das mortes num arco voltaico devem-se a queimaduras.

Conclusão

Os incêndios elétricos são a causa número um de incêndios em ambientes industriais e a terceira causa de incêndios domésticos.

O arco voltaico que provoca um incêndio e o arco voltaico/explosão são duas falhas elétricas que contribuem significativamente para estas classificações. Como em tudo na área da segurança, a melhor abordagem é evitar que os incidentes aconteçam através de formação, manutenção e procedimentos de trabalho eficazes.

Mesmo quando estas medidas são tomadas, vale a pena estar preparado através de uma solução de Engenharia de Segurança com um sistema automático de proteção contra incêndios que esteja classificado para a rápida extinção de incêndios elétricos.