O que é isolamento elétrico e por que ele é importante?
O isolamento elétrico é a camada protetora que reveste os condutores elétricos, impedindo a fuga de corrente e garantindo segurança na instalação.
Ele é essencial para evitar curtos-circuitos, choques elétricos e danos aos equipamentos, além de aumentar a durabilidade dos cabos ao protegê-los contra fatores externos como calor, umidade e substâncias químicas.
Como Escolher O melhor Isolamento Elétrico ?
A escolha do tipo de isolamento dos condutores elétricos é um fator crucial na eficiência e segurança das instalações elétricas.
Entre as opções disponíveis, o PVC (Policloreto de Vinila) e o EPR/XLPE (Borracha Etileno-Propileno e Polietileno Reticulado) são amplamente utilizados, cada um com suas vantagens e aplicações específicas.
Mas quando vale a pena substituir o PVC por EPR/XLPE? Vamos explorar os principais fatores que influenciam essa decisão.
Diferença Entre PVC e EPR/XLPE
O PVC é um material amplamente utilizado devido ao seu baixo custo e facilidade de manuseio.
No entanto, ele apresenta algumas limitações térmicas e mecânicas que podem impactar a capacidade de condução de corrente e a durabilidade do condutor.
Já os isolamentos EPR e XLPE oferecem melhor desempenho térmico, suportando temperaturas de até 90°C em regime contínuo, contra os 70°C do PVC.
Essa característica permite que os condutores com esses isolamentos conduzam correntes maiores sem a necessidade de aumentar significativamente a seção nominal do cabo.
Vantagens da Substituição do PVC por EPR/XLPE
Maior Capacidade de Condução de Corrente
Devido à sua maior resistência térmica, os condutores isolados com EPR/XLPE conseguem operar com seções menores em comparação aos condutores com PVC.
Isso pode resultar em economia de material e redução do espaço ocupado pela fiação.
Menor Queda de Tensão
A redução da seção nominal dos cabos pode impactar diretamente na queda de tensão.
Como o EPR/XLPE permite seções menores sem comprometer a condução da corrente, há menor resistência elétrica ao longo do percurso, contribuindo para um melhor desempenho da instalação.
Maior Vida Útil e Resistência a Condições Severas
O isolamento em EPR/XLPE possui melhor resistência ao envelhecimento térmico e mecânico, além de suportar melhor intempéries, radiação UV e substâncias químicas.
Isso o torna ideal para ambientes industriais, instalações externas e locais com altas temperaturas.
Facilidade na Instalação
Apesar de condutores com isolamento EPR/XLPE serem um pouco mais rígidos que os de PVC, a possibilidade de utilizar seções menores pode compensar essa característica, tornando a instalação mais prática e econômica.
Quando a Substituição Vale a Pena?
A troca de PVC por EPR/XLPE é recomendada quando:
- A instalação exige maior capacidade de corrente sem aumentar excessivamente a seção nominal do cabo.
- O ambiente é agressivo (altas temperaturas, exposição a produtos químicos, umidade excessiva).
- Há restrição de espaço para passagem dos cabos, pois o uso de condutores com XLPE/EPR permite reduzir a bitola.
- A durabilidade e segurança são prioritárias, uma vez que esses isolamentos oferecem melhor resistência térmica e mecânica.
Casos em que o PVC Ainda é uma Opção Viável
O PVC continua sendo uma boa escolha para instalações de baixa exigência térmica e mecânica, especialmente onde:
- O custo inicial é um fator determinante.
- As temperaturas de operação são moderadas, sem exposição excessiva a calor ou substâncias químicas.
- O ambiente não exige alta resistência mecânica, como em instalações residenciais comuns.
O que acontece se eu usar um condutor com seção menor do que o necessário?
Se um condutor com seção menor do que o necessário for utilizado, ele pode superaquecer devido à alta resistência elétrica, aumentando o risco de derretimento da isolação, curtos-circuitos e até incêndios.
Além disso, a queda de tensão será maior, prejudicando o desempenho dos equipamentos conectados e podendo causar falhas ou redução da vida útil dos dispositivos elétricos.
O PVC pode derreter ou se deteriorar em altas temperaturas?
Sim, o PVC pode se deteriorar e até derreter quando exposto a altas temperaturas, pois seu limite térmico de operação contínua é de aproximadamente 70°C.
Acima desse valor, o material pode perder suas propriedades isolantes, tornando-se quebradiço, deformando-se ou liberando gases tóxicos.
Por isso, em ambientes com temperaturas elevadas, é mais seguro utilizar isolamentos como EPR ou XLPE, que suportam até 90°C em operação contínua.
Em quais normas técnicas a escolha do isolamento deve se basear?
A escolha do isolamento dos condutores elétricos deve se basear em normas técnicas como a NBR 5410 (Instalações elétricas de baixa tensão), que define os critérios de dimensionamento e segurança, e a NBR 7288, que especifica os requisitos para cabos isolados em PVC, EPR e XLPE.
Além disso, normas internacionais como a IEC 60502 e a ICEA S-95-658 também estabelecem diretrizes para cabos de média tensão, garantindo desempenho e segurança adequados para cada aplicação.
Como calcular corretamente a seção nominal de um condutor?
Vamos considerar um sistema trifásico, que é o caso mais comum em instalações elétricas.
Passo 1: Calcular a Potência Aparente (VA)
Primeiro, é necessário calcular a potência aparente (Pot(VA)) a partir da potência ativa (em watts), utilizando o fator de potência (FP).
A fórmula é:
Pot(VA) = Pot(W) / FP
Exemplo:
Se a potência ativa é de 14,72 kW (ou 14.720 W) e o fator de potência é 0,92, a potência aparente será:
Pot(VA) = 14.720 / 0,92 = 16.000 VA
Passo 2: Calcular a Corrente Nominal
Agora, calculamos a corrente nominal (I) usando a fórmula para sistemas trifásicos:
I = Pot(VA) / (√3 × V)
Onde:
I é a corrente em ampères (A).
Pot(VA) é a potência aparente em volt-amperes (VA).
V é a tensão do sistema em volts (V).
Exemplo:
Considerando uma tensão de 220 V em um sistema trifásico:
I = 16.000 / (√3 × 220) = 16.000 / 381,0 = 41,98 A
Passo 3: Aplicar os Fatores de Correção
Para ajustar a corrente calculada em relação a condições como temperatura ambiente, agrupamento de cabos e método de instalação, utilizam-se fatores de correção.
A fórmula para a corrente corrigida é:
I_corrigido = I / (Fator de Correção 1 × Fator de Correção 2)
O Fator de Correção 1 leva em consideração a temperatura ambiente. No caso do PVC, ele pode ser 0,73, por exemplo.
O Fator de Correção 2 leva em conta a forma como os cabos estão agrupados ou o método de instalação. Se estivermos utilizando cabos com isolamento em PVC, esse fator pode ser 0,87, por exemplo.
Exemplo:
Se a corrente nominal calculada foi de 41,98 A, a corrente corrigida seria:
I_corrigido = 41,98 / (0,73 × 0,87) = 41,98 / 0,6351 = 66,11 A
Passo 4: Escolher a Seção Nominal do Condutor
Com a corrente corrigida, podemos consultar a tabela da norma NBR 5410 para escolher a seção nominal do condutor que suporte essa corrente, considerando o tipo de isolamento (PVC, EPR/XLPE, etc.).
Exemplo:
Para uma corrente corrigida de 66,11 A, a tabela indicaria que a seção nominal do condutor de cobre com isolamento PVC seria 16 mm².
Passo 5: Verificar as Condições Finais
Além da corrente e da seção nominal, é importante verificar os seguintes aspectos:
A queda de tensão máxima permitida (que deve ser calculada de acordo com a distância entre o ponto de origem e o ponto de consumo).
O tipo de condutor (cobre ou alumínio), já que o alumínio tem uma condutividade inferior ao cobre e exige uma seção maior.
A seção nominal de um condutor é definida a partir do cálculo da corrente elétrica, considerando os fatores de correção necessários, como temperatura ambiente, agrupamento de cabos e método de instalação.
Após determinar a corrente corrigida, é preciso consultar a tabela da norma NBR 5410 para selecionar a seção adequada do condutor. Esse procedimento garante que a instalação elétrica atenda aos requisitos de segurança e eficiência, prevenindo riscos e assegurando o desempenho adequado do sistema.
Conclusão
A substituição do PVC por EPR/XLPE pode trazer diversas vantagens, como maior capacidade de condução de corrente, menor necessidade de bitolas grandes e maior durabilidade dos condutores.
No entanto, a viabilidade dessa troca deve ser avaliada caso a caso, considerando os requisitos da instalação e os custos envolvidos.
Se sua instalação demanda maior resistência térmica, menor espaço para passagem de cabos ou alta confiabilidade, o investimento em condutores com EPR/XLPE pode ser uma excelente escolha a longo prazo.
Por outro lado, para aplicações simples e de baixa demanda, o PVC continua sendo uma solução acessível e eficiente.
