Baterias de Íons de Lítio – Tecnologias e Bases de Custos (Parte 3/3)

Nota: Esta postagem é uma continuação (terceira e última parte) de um conjunto de postagens iniciadas anteriormente neste blog, todas sob o título “Baterias de Íons de Lítio – Tecnologias e Bases de Custos”, a qual trata-se de uma tradução, adaptada e comentada, de um relatório de mesmo título (em inglês) do “The Boston Consulting Group”. Para um bom entendimento de algumas partes aqui contidas, pode ser necessário referir-se às postagens anteriores.

Custos da Infraestrutura para Carregamento:

A Infraestrutura de Carregamento é outro componente importante dos custos operacionais dos veículos elétricos. Estima-se que o custo total da infraestrutura de carregamento instalado até 2020 será de aproximadamente US$ 20 bilhões: cerca de 40 por cento nos Estados Unidos, 30% em Europa, e 30% no resto do mundo. Cerca de 60% (US$ 12 bilhões) deste custo será para financiar a criação e apoio de infraestrutura de carregamento público, que terá de ser financiado (pelo menos inicialmente) por governos, empresas de energia, ou contratados privados.

O quantidade de estações necessárias por número de veículos e o custo de construção de cada uma são frequentemente citados como os principais determinantes do custo total da infraestrutura de carregamento, no entanto, deve-se considerar que os perfis de carga e diversificação dos veículo são também essenciais para o cálculo. Por exemplo, os proprietários de veículos nos Estados Unidos e Japão são mais propensos do que os proprietários na Europa para ter acesso às estações mais baratas de carregamento doméstico. Além disso, os proprietários nos Estados Unidos são mais propensos que os europeus para comprar veículos de alcance estendido (ou seja, os híbridos série) pois, esses veículos podem operar por mais tempo antes de recarregar, exigindo, portanto, menos estações de carregamento do que veículos elétricos puros e, portanto, implicando em menores custos de infraestrutura.

Estima-se que o aumento total da demanda por eletricidade criada por todos os VEs em 2020 para menos de 1 por cento. Apenas este aumento não é provável que requeira uma capacidade de geração adicional de energia a curto prazo. No entanto, mesmo que as vendas de veículos elétricos estabilize em um patamar de apenas 3% a 5% da quota de mercado global, o número de veículos elétricos na estrada entre 2020 e 2030 elevaria a demanda por eletricidade em até 1% / ano. Em resposta, talvez seja necessário que as empresas de energia aumentem a capacidade de oferta de energia. No curto prazo, os serviços públicos locais podem ter que atualizar alguns segmentos da rede para lidar com uma carga maior em áreas onde um grande número de veículos elétricos são frequentemente carregados.

Sobre temas que envolvem carregamento de VEs e o sistema elétrico, vários tópicos já foram postados aqui mesmo neste mesmo blog, orientando para a seguinte linha de recomendação:

Carregamento Doméstico de VE:

Quem decidir apostar no carro elétrico puro, muito provavelmente se sentirá mais a vontade na medida que possa optar por possuir um Equipamento de Carregamento da bateria do VE para uso doméstico, sendo este de capacidade adequada, instalado em sua própria garagem. O Brasil terá a oportunidade de começar, desde cedo, padronizado no que tange ao carregamento doméstico, que é feito por meio de um conector elétrico normalizado, de última geração, denominado SAE J1772, e com as estações podendo fornecer corrente elétrica da ordem de 30A, ou melhor ainda, de 50A, ou ainda mais, havendo possibilidade técnica.

Uma corrente disponível para carregamento mais elevada, tem a finalidade de prover um tempo de carregamento satisfatoriamente reduzido. Quanto mais avançarmos no futuro próximo, mais esse atributo será proveitoso e gratificante para o usuário de VEs. As estações de carregamento são simples, por fornecerem simplesmente a mesma CA (Corrente Alternada) da rede elétrica, têm bem poucas peças, mas algumas peças são bem caras, como o próprio Conector SAE J1772, que não sai por menos de R$ 300 !!! (isso, se for das mãos dos chineses, que é mais barato). Assim, elas deverão custar, prontas e instalada, algo entre R$1200 e RS1700 cada uma, preço estimado para o período entre 2013 e 2020.

Para que estas estações de carregamento possam ser instaladas nas residências, muito provavelmente, elas deverão exigir a necessidade de alguma reforma nas instalações elétricas do imóvel, como por exemplo:

• Obrigatoriedade da Proteção por Aterramento (presença do condutor PEN ou PE é necessária, não apenas por razões de segurança, mas também por motivos funcionais);
• Redimensionamento da seção dos cabos condutores carregados (fase 1 e fase 2, em 220V) para suportar a corrente de trabalho nominal do carregamento (recomendável 50A);
• Proteção das pessoas contra choques elétricos por emprego de Interruptor DR (exigido na norma NBR 5410/2004), necessária no novo circuito desta Tomada de Uso Específico (ou, ao menos, na proteção geral);
• Provisão de um Ponto de Tomada de Uso Específico adequada (seja na garagem ou outro local onde se fará o carregamento).

Esta pequena reforma da instalação elétrica demandará um investimentos extra, que poderá variar de R$200 a R$700, já incluindo mão de obra, de modo que o custo total de propriedade de uma Estação de Carregamento Doméstica será algo em torno de de R$1400 a R$2400, para se poder passar a carregar um VE em casa, com comodidade, de modo satisfatório, seguro e dentro das normas.

Todos os imóveis residenciais nos quais foram realizadas mudanças de Chuveiro Elétrico para Aquecimento a Gás Natural, poderão vir a gastar menos na parte do investimento relativo à reforma da instalação elétrica pois, de modo antecipado, muito provavelmente, o seu Quadro de Distribuição de Circuitos já conterá um circuito elétrico em disponibilidade (o do antigo chuveiro elétrico), que poderá ser devidamente adaptado para uso de ligação de uma Estação de Carregamento de VE nível 2.

Outra coisa é que, muito mais importante que investir em aumento de oferta de energia elétrica, até porque a previsão de acréscimo de demanda não parece requerer um incremento capacidade de geração de energia a curto ou médio prazo, as concessionárias de energia elétrica deverão, sim, investir em campanhas orientativas, a fim de que os usuários de VEs façam o carregamento de seus carros no período das 0hs as 7hs, não tão somente para evitar os piores horários de pico mas, consumindo energia da rede elétrica  apenas no período de mais baixa demanda, provendo uma ótima distribuição da demanda ao longo do dia.

Importa lembar ainda que, para isso, o carregamento pode ser, de modo trivial, programado pelo painel de um VE, para iniciar automaticamente, e findará também de modo automático, sem que seja necessário qualquer outra intervenção por parte do usuário.

Antecipando-se as futuras elevações da potência do carregador embarcado e da capacidade de energia das baterias dos VEs, é recomendável que os usuários de VEs optem por estações de carregamento doméstico de correntes mais elevadas (50A). 

Fique esperto também para outro detalhe: por causa das recentes normalizações dos conectores, alguns fabricantes de estações de recarga para VE acabaram ficando com algum estoque de produtos e de componentes que se tornaram, repentinamente, obsoletos e sem outra aplicação,. Infelizmente, e flagrei que estão tentando empurrar tais produtos ao mercado brasileiro sem se preocupar em retrabalha-los antes. Aceitando isso, você além de pagar um custo inicial caro pelo aparelho, descobrirá, posteriormente, que tem que gastar outro tanto adquirindo cabos adaptadores. Não vou citar marcas, mas se uma estação de carregamento contiver cabo com conector IEC-62196, para nível (modo) 2, não compre pois, já é produto obsoleto.

Carregamento Público / Coletivo / Comercial de VE:

Obviamente que, paralelamente ao carregamento doméstico, espera-se que o governo lidere e mobilize as ações necessárias para implantação de redes públicas comerciais de abastecimento rápido e que as concessionárias de energia provejam regras e tecnologias, tais como, por exemplo, a tecnologia de armazenamento intermediário, para locais onde se encontrem instaladas múltiplas estações de carregamento rápido, desenvolvida pela Itaipu Binacional.

O carregamento públicos comerciais são caracterizados por um tempo de carregamento muito menor que o doméstico (de 10 a 30 min.) e por fornecerem tensão já convertida para CC (corrente contínua) para o carregamento da bateria do EV. 

Neste tipo de equipamento (nível 3) também houve uma recente padronização do conetor, com assinatura de acordo entre oito montadoras a Ford, a General Motors e Chrysler e todas as cinco grandes alemãs, a Audi, a BMW, a Daimler, a Porsche e a Volkswagen.

O bom dessa padronização é que ela fortalece ainda mais a padronização que já existia do carregamento doméstico pois, o novo conector adotado deriva mecanicamente e, mantem compatibilidade elétrica com SAE J1772 (na verdade ele integra o SAE J1772). Este conector permite integrar, de fato, todos os tipos de carregamento, tanto público quanto doméstico. 

A sua aprovação foi uma derrota para os japoneses, que vinham apostando tudo no seu padrão CHAdeMO (em março de 2010, a Toyota, a Nissan, a Mitsubishi, a Fuji Heavy Industries e a Tokyo Electric Power concordaram em utilizar este padrão para a recarga dos VEs). Os japoneses vêm fabricando EVs e afins com dois conectores distintos: CHAdeMO e SAE J1772: é o preço do pioneirismo.

O novo conector aprovado por americanos e europeus, por enquanto conhecido apenas por "COMBO", permite um sistema de conexão que integra quatro opções de carregamento:

• CA Monofásico (tipicamente doméstico, pelo padrão SAE J1772, usa apenas a parte superior do conector Combo);
• CA Trifásico Rápido (os VEs precisarão vir a ter carregadores embarcados adequados diferentes, superiores aos que eles têm atualmente, para que isso venha a fazer sentido!!);
• CC Rápido Para Uso Doméstico (para quem tiver cacife para isso pois, vai custar bem mais caro que os valores que eu apregoei acima);
• CC Ultra Rápido (carregamento em estações públicas em uma entrada ou postos comerciais em cidades, de 10 a 30 minutos em carga, é aqui que esta confrontando com o CHAdeMO).

Todavia, de fato, parece a padronização pode não significar, ainda, o fim das disputas pois, de acordo com Wahid Nawabi, gerente geral da Aerovironment, a discussão sobre qual padrão a ser adotado está voltada diretamente para o consumidor: "Acredito que um padrão único, em que todos possam concordar, é positivo para a indústria. Se optarem pelo CHadeMO, Combo ou algum outro, para mim, não haverá diferença. Hoje, o padrão que faz mais sentido para o consumidor é o CHAdeMO porque, atualmente, os carros que estão sendo fabricados utilizam este padrão. Então, qual deveria ser o modelo a ser adotado? Você pode argumentar qual é o melhor, tenho certeza. Mas, o que é melhor para você: uma maçã ou uma laranja? Se você está com fome, você precisa de alimento." (k kk k kkk k kk k k, faz todo sentido!)

Para Pietro Erber, Diretor Presidente da Associação Brasileira do Veículo Elétrico (ABVE), convém verificar se os fabricantes asiáticos, particularmente aqueles que já fabricam ou vão fabricar seus carros no Brasil podem adotar, no Brasil, o sistema previsto para os EUA e Europa. Será problemático adotar um sistema que prejudique sua participação no mercado brasileiro, particularmente como produtores. Por outro lado, também convém verificar se entre os fabricantes japoneses mencionados e os demais fabricantes asiáticos já há acordo quanto à tecnologia a ser adotada. O que não está claro é como os japoneses vão vender seus carros nos EUA e Europa com um sistema que não seja compatível com o sistema de recarga adotado por esses países.

Custo Total de Propriedade:

No curto e médio prazo, tanto o movimento dos entusiastas, quanto os créditos governamentais tendem a impulsionar a demanda por veículos elétricos na área dos países estudados.

No entanto, em 2020, o mercado de massa de compradores de carros já terão passado a um estágio mais racional e competitivo e a considerarão o perfil do Custo Total de Propriedade dos VEs, em contraponto com o dos veículos de combustão interna, ao fazer suas decisões de compra.

O Conceito de Custo Total de Propriedade (TCO – Total Cost Ownership) foi definido e explicado na primeira parte desta dissertação.

( http://automoveiseletricos.blogspot.com.br/2012/07/baterias-de-ions-de-litio-tecnologias-e.html )

Esses consumidores pesarão a economia dos veículos elétricos (gerada por custos operacionais mais baixos em relação à gasolina) contra o aumento dos preços iniciais de compra, que ainda existirão em 2020.

Além disso, o balanceamento do Custo Total de Propriedade é uma função também dos custos operacionais, tais como o preço dos combustíveis, o custo relativo de manutenção, e os padrões de condução dos indivíduos, bem como por incentivos governamentais para as aquisições e os regimes de impostos locais.

Se os incentivos de compra do governo continuarem até e para além de 2020, isto irá influenciar diretamente, sem dúvida, o balanceamento do Custo Total de Propriedade que existirá naquele momento. No entanto, os incentivos governamentais atuais e planejadas foram definidas como medidas temporárias e, portanto, não devem ser incluídos em um cálculo de equilíbrio verdadeiro do estado do Custo Total de Propriedade futuro.

O Custo Total de Propriedade para os VEs é mais favorável em regiões onde os preços da gasolina são relativamente mais elevados do que os preços tanto do o do óleo (por causa dos impostos locais), quanto da eletricidade, e onde os potenciais proprietários dirigem distâncias relativamente mais longas a cada ano.

Por exemplo, os potenciais proprietários de um veículo de porte médio na União Europeia, onde os preços da gasolina estão altos por causa da tributação, e onde quilometragem rodada anual é moderadamente elevada, são mais propensos a comprar a economia de um VE do que os condutores em outros mercados, como Japão, onde as pessoas costumam dirigir menos e a eletricidade é relativamente cara.

O prazo para equilíbrio entre vantagens e desvantagem sobre Custo Total de Propriedade dos VEs no mercado dos EUA, está numa situação intermediária entre a da Europa e a do Japão, enquanto o custo relativamente baixo da gasolina faz com que alternativas sobre o motor a explosão sejam mais atraente nos Estados Unidos do que em outros lugares, porém, os consumidores americanos dirigem mais milhas por ano (aproximadamente 14.000) do que os condutores em outros grandes mercados, acelerando o retorno sobre um veículo elétrico.

A maioria dos países têm adotado programas de incentivo para estimular a demanda por veículos elétricos. Esses programas atualmente tem recursos limitados, pois eles variam de cerca de US$ 3.000 por carro comprado na China para cerca de US $ 7.500 por carro comprado na França, Alemanha, Reino Unido e Estados Unidos.

Certos programas japoneses oferecem até US$ 10.000 em incentivos para VEs. Se estes programas de incentivo continuarem existindo até 2020, a período necessário para se atingir de equilíbrio do Custo total de Propriedade entre um VE e um veículo com motor a combustão interna, nas nações ocidentais desenvolvidas (foco do estudo e análise do BCG), cairá de entre 9 a 15 anos para entre 1 a 5 anos. (Veja o Quadro anterior).

Dada a economia e as tecnologias esperados associadas as bateria, perfil do equilíbrio do custo total de propriedade nos EUA dependerá dos preços do petróleo, do gás e dos incentivos governamentais. Uma série de pesquisas de mercado sugerem que os compradores realmente esperam poder equilibrar com o preço de compra mais elevado dos VEs em dois ou três anos, por meio dos custos operacionais, que são mais baixos para estes veículos.

De acordo com a análise bastante conservadora do The Boston Consulting Group, a fim de que os compradores norte-americanos de VEs possam vir a equilibrar em três anos em 2020, o mercado teria de cumprir qualquer uma das seguintes três condições hipotéticas na íntegra ou então alguma combinação delas, em menor grau:

• Um preço do petróleo em elevação, passando de de US$ 100 por barril para US$ 300 por barril;
• Um aumento de 200% nos preços da gasolina causado pela subida dos preços do petróleo, impostos mais altos, ou ambos, ou;
• 7.500 dólares em incentivos governamentais disponíveis por carro comprado, de acordo com incentivos para veículos elétricos atualmente aprovados.

Na visão do BCG, embora seja improvável que qualquer um destes fatores, por si só, venha permitir que os compradores equilibrem custos em três anos, é possível que alguma combinação destes e afins possam contribuir para prover tal período de equilíbrio. Por exemplo, medidas como taxas de carbono e impostos de congestionamento já estão em vigor nos mercados europeus, não seria irrealista pensar que eles poderiam ser adotadas também nos Estados Unidos, reduzindo assim a necessidade de incentivos sustentadas.

Até 2010, o governo federal brasileiro tinha uma comissão para tratar de um provável o programa para o VE, ligada à Secretaria de Política Econômica do Ministério da Fazenda. Mas o fórum não está mais ativo. Enquanto o governo brasileiro simplesmente se resigna, na Anfavea também não há nenhum grupo de trabalho com esse objetivo.

Vale a pena ao consumidor brasileiro pagar mais de R$ 150 mil por um compacto que nem é de luxo? Obviamente que não e as montadoras multinacionais sabem disso. Alias, o consumidor médio brasileiro nem teria como cogitar pagar tal valor. Por isso as montadoras, não lançaram ainda esses modelos no país. “Faltam dois passos básicos: regulamentação de tributos e incentivos”.

No modelo elétrico incide a mais alta carga tributária dos automóveis vendidos no Brasil. O maior dos impostos é o IPI, de 25%, cobrado em modelos de luxo e na categoria “outros” (que abrange os VEs).

Como esses carros são feitos fora do país, há ainda o Imposto de Importação de 35%. Com isso, o Leaf, da Nissan chega aos surreais R$ 190 mil. O valor razoável para atrair demanda seria algo em torno de R$ 60 mil. Na Califórnia, graças a incentivos do governo, o Leaf é vendido por menos de US$ 25 mil.

Fontes do setor confirmam que não há consenso, sobre o tema, entre as montadoras, e isso é óbvio pois, a competição a nível mundial está mais acirrada do que nunca e isso é natural diante das tensas e elevadas apostas exigidas por essa nova oportunidade. O Brasil tem potencial de Lítio e uma fábrica de baterias de íons de Lítio nacional surpreenderia o mundo e nos colocaria em posição de respeito competitivo. Salvo algumas expressões de boas intenções observadas, eu confesso que é difícil a mim acreditar que, de fato, iremos além.

E enquanto que a única fonte de alguma atividade sobre VEs é a Associação Brasileira do Veículo Elétrico (ABVE), o Brasil parece, mais uma vez, disposto a esperar o trem passar, deitado em berço esplêndido, até que algum grande fabricante internacional, algum dia, traga de boa vontade alguma unidade produtora de VEs para cá. Mas sem tradição em fontes próprias de suprimento dos componentes chaves (tais como as baterias de íons de Lítio, os inversores de frequência multinível, os componentes desses e outros), isso ainda deverá demorar bastante, se acontecer.

Não estou aqui sugerindo que ninguém deva tentar fazer o papel de ninguém no contexto do processo produziria a inovação relativa as tecnologias e a economia dos VEs no Brasil, até mesmo porque, eu creio que a coisa só funcionaria, se todos os cinco campos de força que impulsionam uma inovação, fizesse, cada qual, a sua parte.

Olhando para a Dinâmica da Indústria:

Concurso para participação no mercado de baterias de VEs, estimado em 25 bilhões de dólares em 2020 já está em andamento em toda a cadeia de valor da indústria. A rivalidade está, particularmente, interessada na área de fabricação de células, o que reflete a importância crítica de células para o desempenho geral da bateria. No médio e longo prazo, os produtores de células irão desempenhar um papel crucial na definição do equilíbrio de poder - e na maneira como as receitas serão compartilhadas.

A questão chave é, com quem irão os produtores de células unir forças? Dois cenários para a formação de times são possíveis para significativas alianças estratégicas na indústria: em um deles, as montadoras é que forjarão novas alianças com fabricantes de células, e um outro em que se mantem a tradição através da compra de baterias de fornecedores integradores, que, por sua vez, podem forjar suas próprias alianças com os fabricantes de células. (Ver Quadro a seguir).

Forjando novas alianças:

Algumas montadoras já estabeleceram fortes ligações com os fabricantes de células através de alianças ou de participação acionária. Exemplos são a da Toyota com a Panasonic no Japão e da Daimler com a Li-Tec na Alemanha. Tais relações e o acesso exclusivo OEM para o know-how, tecnologia e capacidade de produção da fabricante de células, permite que as montadoras tornem seus veículos diferenciados, em termos de uma tecnologia de bateria escolhida.

No entanto, as relações desse tipo podem limitar a capacidade de uma montadora para reagir rapidamente aos avanços tecnológicos alcançados pelos outros fabricantes de células. Além disso, a exclusividade pode limitar os efeitos de escala e atrasar reduções de custo que sejam resultantes da produção.

Rompendo com a Tradição:

Alguns fornecedores de integração, também, estão se unindo diretamente com os fabricantes de células. Exemplos incluem acordo como o da Johnson Controls com a Saft Batteries nos Estados Unidos e na Europa (parceria já encerrada em Setembro/2011), e o caso da SB LiMotive, que nasceu de uma joint venture entre a Samsung (Coreia Sul) e Bosch (Alemanha).

Relações deste tipo permitem fornecedores de integração aplicar integração automotiva expertise para o negócio de baterias e aos fabricantes de células acesso a uma série de montadoras através de relações estabelecidas.

Para montadoras, este modelo produz menos controle e menos conhecimento detalhado da tecnologia da bateria, mas que lhes permite beneficiar-se dos efeitos de escala alavancando uma base de fornecimento OEM transversal.

Também reduz os seus custos iniciais e os custo potenciais de te que mudar para uma tecnologia alternativa, em caso de uma emergência. Este cenário será de grande benefício para as montadoras, se os padrões de nível de pacote emergirem de forma a permitir flexibilidade na tecnologia das baterias.

Olhando para 2020:

Uma questão chave que vai determinar a evolução da indústria, de acordo com um ou ambos os cenários descritos acima é como as montadoras irão trocar o controle sobre a diferenciação de tecnologia contra a escala e flexibilidade no curto e médio prazo. No curto prazo, espera-se um predomínio de alianças entre as montadoras e os fabricantes de células, enquanto as montadoras continuam a aprender sobre a tecnologia subjacente e tentam garantir uma vantagem competitiva, no início, rapidamente, trazendo soluções exclusivas para o mercado.

Como a tecnologia amadurece e as baterias gradualmente irão se tornar commodities, no entanto, as margens irão cair e a escala será cada vez mais importante, mudando a ênfase das relações mais tradicionais entre os fabricantes de células, integradores e montadoras.

Implicações e Questões para Participantes da Indústria:

Além das montadoras, fabricantes de célula de bateria e de fornecedores de integração, o negócio de baterias de carro elétrico inclui jogadores que são novos para a indústria automotiva. Em um extremo da cadeia de valor estão as empresas químicas e produtoras de componentes das baterias: na outra ponta são os operadores de mobilidade, como Zipcar (que opera um negócio de “partilha de automóveis”, uma alternativa para o aluguel ou posse de carro), e as companhias de energia.

Todos estão enfrentando duros desafios, trabalhando para definir e fixar posições sólidas na cadeia de valor, e todos serão afetados pelo grau em que os governos tomem medidas para estimular o investimento e a demanda. As montadoras enfrentam uma decisão urgente, à luz da atual crise financeira e dos recursos severamente limitados: como alocar seus investimentos em novas tecnologias.

Para responder a esta pergunta. As montadoras devem desenvolver rapidamente know-how de baterias. Vemos isso acontecendo principalmente através de parcerias com fabricantes de células, integradores e empresas de energia.

A medida que as montadoras aprendem, eles estão também se protegendo para evitar ficar travado com fornecedores tecnologicamente ou financeiramente mais desfavorecidos. As montadoras devem considerar as seguintes perguntas:

Qual é a equilíbrio adequado entre a aprendizagem e a gestão de riscos? Este equilíbrio se deslocará a medida que as tecnologias das baterias amadurecem e, em caso afirmativo, quais os principais indicadores que podem existir? Como é que um VE pode ser diferenciado de outros, a medida que a tecnologia amadurece? Quais são as metas de investimento adequados e os horizontes e estão os de nossa empresa alinhados com o das outras empresas do setor? Quanto, a parceria com outras montadoras, irá prover de partilha de risco adequada? O que precisamos dos outros, ao longo da cadeia de valor para o nosso caso de negócio ter sucesso?

Os fabricantes de células enfrentam uma pressão grande e uma tremenda oportunidade. A diversidade de produtos é susceptível de dar lugar a uma reestruturação tecnológica e de custos no curto e no médio prazo, a medida que jogadores com tecnologias superiores ganham contratos e aumentam volumes de produção para diminuir os preços. Espera-se que esses vencedores, ou superem ou adquiram jogadores menores, levando a consolidação da indústria.

Fabricantes de células devem considerar as seguintes questões: O que diferencia a nossa tecnologia para a montadora e para o cliente? Como é que vamos permanecer competitivos em custos a medida que a indústria amadurece? Existem tecnologias competitivas que são complementares à nossa e, em caso afirmativo, como podemos integrá-las? Que suposições sobre o tamanho do mercado deve impulsionar os investimentos?

Os fornecedores de integração estão trabalhando para reter seu papel como um integradores para as montadoras a medida em que as prioridades do setor e os centros de custo convergem em direção às baterias. Eles devem considerar as seguintes perguntas: Qual a melhor maneira se tornar especialistas em tecnologia de bateria? Qual o valor que podemos agregar em favor das montadoras? Como podemos conduzir escala a medida que a indústria cresce? Nós temos competências essenciais que a cadeia de fornecimento dos VEs pode aproveitar?

As montadoras devem rapidamente desenvolver Know-how das bateria, através de parcerias com outras partes interessadas da indústria.

As empresas químicas e produtores de componentes tendem a ver o negócio do VE como representando apenas uma pequena porcentagem de suas receitas globais. Eles acabarão por fornecer materiais ativos, separadores, e outras peças-chave para a fabricação de células, e provavelmente vão preferir usar os fabricantes de células como intermediários, a fim de proteger as suas margens de controle por parte das montadoras e fornecedores de integração. Estes jogadores devem considerar as seguintes questões: Quanto investimento em novos componentes específicos para VEs é adequado? O que é melhor caminho para maximizar os lucros: uma parceria com um único fabricante célula ou vender produtos no mercado livre? Qual deve ser nossa a nossa estratégia de comercialização de novos materiais e componentes para veículos elétricos?

Já, por sua vez, os Operadores de Mobilidade e as companhias de energia estão definindo novos modelos de negócios com base no uso do carro, ao invés de posse do mesmo. Eles podem desempenhar um papel favorável na questão da penetração de mercado dos VEs, reduzindo os custos iniciais dos clientes ou oferecendo soluções para as limitações dos VEs, tais como a sua autonomia limitada e o longo tempo de recarga. Estes jogadores devem considerar as seguintes questões:

O caso da empresa provedora de utilitário reforçam ou degradam a medida que a tecnologia da bateria melhora e os custos declinam? Quão robusta são as diversas opções em potencial de reutilização da bateria? Existem determinados locais ou segmentos de veículos em que um modelo de reutilização serão especialmente atraente? O modelo de negócio mais atraente para a organização que é operar sozinha ou em parceria?

Os governos começaram a assumir a responsabilidade por garantir que as empresas dominem as tecnologia do carro elétrico e de bateria e produzam grandes volumes, suficientes para reduzir os custos. Estes dois passos são essenciais para a viabilidade a longo prazo da indústria, que, por sua vez, é um dos caminhos chave para a redução da dependência em óleo.

Dadas as fortes forças incentivadoras de interesse público e privado, esperamos que haverá apoio governamental suficiente para permitir a indústria a alcançar tanto a maturidade tecnológica quanto a viabilidade de custos. Alcançando esses duas metas industriais, isso irá levar os VEs e os carros de longo alcance (híbridos série) a atingir a quota de 3% a 5% de participação no mercado de automóveis de passageiros nos países desenvolvidos.

O crescimento contínuo do mercado de VEs vai depender de novas tecnologias de baterias e da vontade dos governos, bem como dos padrões de mobilidade e de fatores macroeconômicos, como o preço da gasolina. Os reguladores podem decidir permitir a economia pura (e as necessidades ambientais) a impulsionar o mercado, limitando assim a participação dos VEs, ou eles podem continuar a apoiar o desenvolvimento do mercado, a implementação de subsídios fiscais sustentados e de normas mais estritas para transferir o custo da tecnologia para o consumidor. As decisões desta alçada terá uma influência significativa no mercado de desenvolvimento para além de 2020, nomeadamente sobre o montante do apoio financeiro necessário.

Os Governos devem considerar as seguintes perguntas: Quais são as nossas metas de investimento e horizontes? Devemos apostar em tecnologias específicas ou em partes da cadeia de valor? Como e quando podemos melhor implantar incentivos para impulsionar a demanda de consumo? Como devemos balancear a economia de consumo de créditos para VEs com impostos sobre o veículos de motor a combustão?

O negócios envolvendo os VEs as baterias de íons de Lítio manterão uma promessa de formação de grandes lucros potenciais para ambos, tanto os operadores históricos, quanto os novos jogadores, no entanto, investir nessas tecnologias envolve riscos substanciais. Não está claro as montadoras e os fabricantes de baterias tradicionais ou se novos operadores irão emergir como vencedores, a medida que a indústria amadurece.

Tal como está hoje, o palco está montado para um abalo entre os vários tipos de baterias, tecnologias de tração, modelos de negócios, e até mesmo regiões. Montadoras, fornecedores, empresas de energia e os governos terão de trabalhar juntos para criar as condições adequadas para um grande mercado de VEs viável surgir. As apostas estão altas. Façam as suas!


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Eu poderia desejar dizer que, uma das maiores boas razões para se trocar o sistema de aquecimento de água para chuveiros, de principio de funcionamento elétrico para o de funcionamento a gás, seria por questão da segurança e que os chuveiro elétricos não são tão seguros mas, isso não seria uma verdade.

Tecnicamente falando, por definição de normas, um chuveiro elétrico é um aparelho elétrico de aquecimento instantâneo de água, aberto, instalado em um ponto de utilização cujo sub-ramal hidráulico contém um registro de pressão para controle de vazão.

Ainda segundo as normas, o ponto de tomadas de energia elétrica para instalação de um chuveiro elétrico, é considerado um Ponto de Tomada de Uso Específico (PTUE).

Vale lembrar também, que a instalação da tomada de energia para chuveiros elétrico, em geral, não é a única PTUE em nas residência: torneiras elétrica e secadores de roupas, por exemplo, também o são, de modo que, a quantidade de PTUEs deve ser determinada de modo planejado, de acordo com o número de aparelhos de utilização que poderão estar fixos em uma dada posição no ambiente.

A ligação destes aparelhos deve ser realizada de modo direto, sem a utilização de tomadas de corrente removíveis, mas podendo ser utilizados conectores fixos adequados e, aos PTUEs, devem ser atribuídas as potências nominais específicas do tipo de aparelho que sera alimentado que, no caso do chuveiro elétrico é recomendado considerar algo entre 4500W e 5600W para o circuito de alimentação exclusivo do chuveiro.

Sem dúvida, nos padrões de consumo residenciais atuais, o chuveiro elétrico ainda é o aparelho de maior consumo de energia e o correto dimensionamento da sua instalação, salvaguarda o imóvel de um risco de acidente que pode resultar em incêndio.

A instalação de circuitos para alimentação de outros aparelhos eletrodomésticos, hoje comum nas residências, tais como os fornos de micro-ondas e máquinas de lavar podem, e devem, devido a sua elevada potência que, em geral, supera 1000W, ser considerados também Pontos de Tomada de Uso Específico, muito embora a indústria tem praticado produzir os mesmos dotados de cabos com plugues para tomadas removíveis.

É importante que uma instalação elétrica seja dividida em circuitos elétricos parciais para facilitar a inspeção e a manutenção, além de reduzir as quedas de tensão e aumentando a segurança pois, assim, a proteção poderá ser melhor dimensionada.

A mesma consideração pode ser feita, ainda como pontos de tomadas específicos para condicionadores de ar e, mais ainda, secadores de cabelo, normalmente ignorado pelos projetistas de instalações elétricas, mas não pelas belas mulheres brasileiras que, costumam ligar tais aparelhos, cuja potência gira em torno de 1800W, por um tempo relativamente longo, inadvertidamente, em qualquer tomada da residência.

A Norma ABNT NBR 5410 : 2004 Versão Corrigida: 2008 – “Instalações Elétricas de BaixaTensão”, além de determinar que sejam separados os circuitos elétricos de Tomadas de Uso Geral e o de Iluminação e determina ainda que deverá ser previsto um circuito elétrico, também separado, para cada equipamento elétrico cuja corrente nominal seja superior a 10 A.

A norma NBR 6151 classifica os equipamentos elétricos (eletrodomésticos e eletroprofissionais) quanto à proteção contra choques elétricos, em cinco classes e a tônica desta classificação é, antes de tudo, a de recomendar a possibilidade, ou mesmo exigir a necessidade, de uma proteção complementar, que pode ser obtida pela ligação do terminal de aterramento a um terra adequado.

Assim sendo, para se evitar riscos de acidentes com o chuveiro elétrico, é importante, antes de tudo, que a instalação da alimentação elétrica esteja feita de maneira correta, principalmente com o condutor de aterramento do equipamento devidamente conectado diretamente ao aterramento da residência e que o aterramento elétrico da residência, também esteja correto, desde a partir da entrada de energia, que foi construída segundo o padrão de ligação de energia elétrica de uma dada concessionária de distribuição de energia. Mas o que é um padrão de ligação de energia elétrica?

O padrão de ligação de energia elétrica é composto por poste, caixa para medidor, eletrodutos, cabos condutores, fusíveis e disjuntor. É por meio dele que a energia distribuída pela concessionária chega ao seu imóvel. Sua instalação deve, antes de tudo, ser dimensionada de acordo com a carga consumidora de energia que será utilizada e, para construí-la com a devida segurança, requer a contratação do serviço de um eletricista qualificado, para garantir que o padrão de ligação respeite todas as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT.

O desenho ao lado representa um modelo de padrão de entrada para ligação de energia elétrica residencial individual simples (bifásico), exigido pela concessionária AES Eletropaulo, que opera na região metropolitana de São Paulo. Neste caso, o eletroduto que pode ser observado na parte inferior da caixa (7) é, justamente, por onde passa(m) o(s) cabo(s) condutor(es) de ATERRAMENTO (9). Note que “parece” que são dois os cabos condutores de aterramento mostrados (cabos com isolação plástica na cor VERDE): um deles terá uma de suas extremidade ligada junto ao condutor NEUTRO de entrada (que deve ter isolação na cor AZUL clara), a outra extremidade deste, segue pelo referido eletroduto até a chegar a Haste de Aterramento (10), ou eletrodo de ateramento, que é de aço cobreado, de ø=16mm x 2,40m de comprimento, e que se encontra verticalmente enterrada, enfiada no solo, dentro da área do terreno do imóvel.

A conexão de contato elétrico entre o condutor de aterramento e a haste, é feito na extremidade superior da haste, que deve estar descoberta, a poucos centímetros acima do solo e isto deve ser acessível de ser feito e vistoriado por meio de uma caixa de inspeção (8). Note que a Eletropaulo exige a instalação de apenas uma única haste de aterramento, deste modo, o segundo cabo condutor verde (de aterramento), se realmente existir, será conectado a esta mesma haste, e retorna, pelo mesmo eletroduto, de volta, para dentro da caixa de ligação de entrada.

O desenho da Eletropaulo não mostra, nem mesmo sugere, para onde segue esse condutor de aterramento. mas esse segundo condutor do aterramento convém que seja passado para dentro da residência, devendo chegar até o quadro de distribuição pois, ele é a base para um aterramento que garante uma maior segurança e proteção, ou seja, este é o seu Condutor de Proteção (PE, acrônimo do Inglês "Protective Earth") .

Se você não levar o condutor de Proteção (PE), desde a entrada de energia, através do circuito de distribuição, até o seu Quadro de Distribuição e efetivamente empregá-lo, para prover a sua proteção, a haste (eletrodo) que você instalou (10) para aterramento de entrada servirá, tão somente, para proteger o equipamento da concessionária, o transformador que está no poste da rua.

De fato, a Norma ABNT NBR 5410 : 2004 Versão Corrigida: 2008 em seu item 5.4.3.6 diz: "Em toda edificação alimentada por linha elétrica em esquema TN-C, o condutor PEN deve ser separado, a partir do ponto de entrada da linha na edificação, ou a partir do quadro de distribuição principal, em condutores distintos para as funções de neutro e de condutor de proteção. A alimentação elétrica, até aí TN-C, passa então a um esquema TN-S (globalmente, o esquema é TN-C-S)." 

No contexto da Instalação Elétrica Residencial, você pode entender esquema TN-C como sendo "Terra e Neutro Combinados" e esquema TN-C-S como sendo "Terra e Neutro Combinados e Separados". O esquema TN-C-S recomendado pela norma, então, implica em condutor NEUTRO e condutor de PROTEÇÃO derivem em dois condutores distintos, a partir de algum ponto, logo em seguida ao ponto de ATERRAMENTO. O esquema TN-C-S fica, então, conforme diagrama a seguir:

O Quadro de Distribuição de Circuitos (QDC) é o centro de distribuição dos circuitos de consumo de energia elétrica de toda uma residência e, ao chegar ao quadro de distribuição, é o condutor PE (e NUNCA o condutor NEUTRO), que deverá ser utilizado para distribuir a necessária proteção por aterramento.

Caso o Condutor PE não chegue até o seu Quadro de Distribuição de Circuitos (como acontece em muitas residencias com instalação elétrica antiga) mas, somente chegue o condutor Neutro (mas, que neste caso, mais apropriadamente, deve ser denominado e Condutor PEN, acrônimo do inglês "Protective Earth and Neutral", pois ele está aterrado na entrada da residência, desde que você se assegure de que o seu aterramento de entrada esteja funcionando perfeitamente, com um haste integra, não corroída pelo tempo de exposição ao solo e com o conector que prende o condutor PEN a haste esteja firme, garantindo um bom contato elétrico, então você pode optar em derivar o Condutor PE, apenas a partir dali, do Quadro de Distribuição, para o restante da instalação da casa. Mas o ideal, mesmo, é trazê-lo desde a entrada.

Fazendo  isso, você estará convertendo o seu esquema de instalação elétrica da residência, de TN-C para TN-C-S.

Muito embora muitas residências ainda disponham apenas de antigas pontos de tomada bipolares (sem ponto e ligação do condutor de de terra), num sistema TN-C, a "função de condutor de proteção" deveria ter, sempre, prioridade sobre a "função neutro". Em especial, o condutor PEN deveria ser sempre ligado ao terminal de ligação à terra (massa) das cargas (dos equipamentos elétricos consumidores utilizados nas residências) e uma ligação em ponte ser usada para conectar este terminal para o terminal de neutro.

Infelizmente, por várias décadas, na prática, quase ninguém entendeu assim e, ainda hoje, um grande número de instalações elétrica residenciais não utiliza aterramento nos pontos de tomada de energia dos equipamentos. 

A norma NBR 5410 no seu item 5.1.2.2.4.2 é clara em dizer que, no esquema TN-C não podem ser utilizados dispositivos DR para seccionamento automático, para uma melhor proteção contra choques elétricos. Para poder usar DR você deve modificar a sua instalação elétrica, no mínimo, convertendo o seu esquema de instalação elétrica da residência, de TN-C para TN-C-S.

Por definição de norma, o condutor utilizado unicamente como o condutor de Proteção (seja PE ou PEN) não deve ser considerado como carregado, todavia, o condutor NEUTRO é um condutor carregado e quando eles são combinados em comum, num único condutor, este condutor será, de fato, carregado.

Na instalação de as Tomadas de Uso Geral em uma instalação elétrica residencial, a recomendação e para se empregar aquelas do tipo 2P + T, ou seja, para conter os Condutores de Fase, de Neutro e também o de Proteção (PE), se for de 127V, ou então para conter os condutores de Fase 1, Fase 2 e o de Proteção (PE), se for de 220V.

Eu não vou entrar aqui, em muitos detalhes sobre o porque as Empresas Concessionárias de Distribuição de Energia Elétrica não fornecem, elas próprias, um condutor especifico para proteção (PE) já devidamente aterrado e separado do Neutro, que pode ser ainda mais reforçado com o aterramento próprio no terreno das residências, como acontece na maioria dos países civilizados (pelo menos na Suécia e Japão como eu visitei e pude testificar isso).

O fato é que a própria norma brasileira vigente, que trata de “Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Secundária Rede de Distribuição Aérea - Edificações Individuais”, ao definir os “Tipos de Fornecimento” a partir das “Classificação das Unidades Consumidoras”, não se prestou a exigir isso das concessionárias, em favor dos com sumidores, dai a inexistência dessa responsabilidade que, obviamente, incidiria em elevados custos para as concessionárias.

Assim, ao construir ou reformar a instalação elétrica de qualquer imóvel residencial, é de fundamental importância que se atente em inserir na distribuição da instalação elétrica interna do imóvel o(s) condutor(es) PEN / PE, ligados a(s) haste(s) de aterramento de entrada pois, só assim, no caso de um acidente que resulte em danos materiais ou em danos a saúde de alguém, você, não só estará protegendo a si e aos outros, fisicamente, como usuário dos servições da concessionária, estará se salvaguardado, diante das normas vigentes, contra qualquer demanda legal.

Considere que o sistema TN-C requer um ambiente eficaz de equipotencial dentro da instalação elétrica da residência, com eletrodos de terra dispersos, espaçados tão regularmente quanto possível, uma vez que o condutor PEN é tanto o condutor neutro e, ao mesmo tempo que transporta correntes de fase de desequilíbrio, bem como as correntes harmônicas de ordem 3 (e seus múltiplos), muito embora, em geral, em cada residência, apenas uma haste de aterramento seja exigida pelas concessionárias.

Uma outra opção a ser considerada, ainda, é você instalar uma segunda haste de aterramento na entrada e tornar esta totalmente independente do aterramento do Neutro da entrada, levando o condutor PE, que está conectado a esta nova haste, pelo circuito de distribuição, para dentro da residência, até do quadro de distribuição, a fim de usá-lo como proteção. No contexto das instalações elétricas da residência, isso é caracterizado pela adoção denominado "Esquema TT", em que as massas da instalação são ligadas a eletrodos de aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da alimentação.

Esta solução, empregando uma segunda haste de aterramento, não dispensa o uso da primeira haste, que é a exigida pela concessionária, até mesmo por que, no caso de uma descarga atmosférica (descarga elétrica de origem atmosférica entre uma nuvem e a terra consistindo em um ou mais impulsos de vários milhares de ampères), um aterramento multiponto, provido pelo condutor NEUTRO de entrada propositadamente aterrado nas residências é muito mais eficaz termos de segurança para proteger o equipamento dela.

O chuveiro elétrico, assim como todos os demais aparelhos eletroeletrônicos da residência, está ligado à rede elétrica que alimenta a residência e se um raio cair próximo ou sobre a mesma poderemos ter o aparecimento de surtos de tensão violentamente elevados e perigosos na fiação e a pessoa que estiver tomando banho, neste momento, pode tomar um choque elétrico e nos vivemos no país com um dos maiores níveis ceráunicos do planeta.

Seja como for, para proteção da vida, todo equipamento elétrico deve, por razões de segurança, ter o seu corpo (parte metálica) aterrado, com na ligação à Terra através do condutor de Proteção (PE), de todas as massas metálicas (chuveiros elétricos, carcaças de motores, caixas metálicas, equipamentos e mesmo as tomadas de uso geral.

Também os componentes metálicos das instalações elétricas, tais como, as caixas metálicas dos Quadros de Distribuição, os eletrodutos que forem metálicos, caixas de derivação metálica, enfim, tudo que for partes metálicas expostas ao contato humano, deve ser corretamente aterradas. A presença de água ou umidade em um ambiente torna o aterramento ainda mais necessário, de modo que o aterramento acaba por ser distribuído para todas as dependências de uma residência.

Em geral, na distribuição, o condutor de aterramento (por onde, em condições normais de operação nunca circula corrente elétrica) deve ter a mesma seção (bitola) dos demais condutores do circuito ao qual eles estão associados, desde 1,5 mm² até 16 mm², porém, em circuitos que exijam condutores carregados com seção maiores, de 20mm² a 35 mm² o condutor de aterramento pode permanecer com seção de apenas 16 mm². A cor da isolação plástica do cabo condutor de proteção PE ou PEN deve ser VERDE ou mesclado VERDE-AMARELO, diferenciando do condutor NEUTRO é sempre de cor AZUL clara.

Repetindo o que já foi dito antes, com a proteção por aterramento, quando vem a ocorrer algum problema ou defeito na parte elétrica de um equipamento que está corretamente aterrado, a corrente elétrica escoa para o solo (Terra) evitando o choque elétrico. Alguns tipos de solos, são melhores condutores de corrente elétrica, pois têm uma menor Resistividade Elétrica. A Resistividade é em função do tipo de solo, umidade e temperatura. A concentração de sal no solo, por exemplo, aumenta a condutividade, favorecendo um melhor aterramento.

Todas as tomadas de uso geral devem ser do tipo para plugue de tomada com três pinos (2P + T), sendo um dos pinos apropriado para a conexão do aterramento do aparelho a ela conectado. Inadvertidamente, as pessoas costumam colocar um adaptador que elimina o pino de aterramento, mas se esquecem que, fazendo assim, eliminam a proteção do aparelho a ele conectado, colocando em risco a vida dela e de outras pessoas, pela falta do aterramento, muitas vezes sem sequer estar consciente disso.

Conclusão: Na situação da primeira figura, o chuveiro não está aterrado, estando portanto, as pessoas sujeitas a tomar choques elétricos . Já, na situação da segunda figura, como o chuveiro está aterrado através do Condutor de Proteção (PE), as pessoas não estão sujeitas a tomarem choques elétricos.

“Não estão sujeitas a tomarem choques elétricos” mas … será que é mesmo verdade? Existe ainda o risco de acidentes por choque elétrico nos chuveiros elétricos, mesmo com a instalação em ordem e o sistema aterrado? A resposta é sim!

Proteção Elétrica por Interruptor DR:

Ainda que remotamente, até os chuveiros elétricos que usam resistências blindadas oferecem esse risco. Essa foi uma das razões que levou a ABNT a adotar os dispositivos de controle de fuga de corrente (DR – que é um acrônimo para Diferencial Residual). A instalação do circuito elétrico para a ligação de um chuveiro elétrico é um dos casos em que o uso de dispositivo diferencial residual de alta sensibilidade, ou seja, sensível a uma pequena corrente, deve ser empregado como proteção adicional obrigatória.

Assim, quando e se o aterramento falhar e uma descarga elétrica se precipitar através no chuveiro, o dispositivo DR se encarrega de acusá-la e de e Desligar a Carga do sistema, evitando o choque. O DR não substitui um disjuntor, pois ele não protege contra sobrecargas e curto-circuitos. Estas proteções devem-se ser obtidas por se utilizar o DR em associação com o disjuntor.

O dispositivo DR é capaz de detectar qualquer fuga de corrente. Quando isso ocorre, o circuito é automaticamente desligado. Como o desligamento é instantâneo, a pessoa não sofre nenhum problema físico grave decorrente do choque elétrico, como parada respiratória, parada cardíaca ou queimadura.

A norma NBR 5410 no seu item 5.1.2.2.4.3 é clara em tornar OBRIGATÓRIO o uso de proteção por dispositivo DR, pelo menos no caso de esquema TT de aterramento de instalação elétrica de residencia. Neste caso dispositivos DR devem ser empregados no seccionamento automático, para melhor proteção contra choques elétricos.

O dispositivo DR (diferencial residual) não dispensa o disjuntor. Os dois devem ser ligados em série, pois cada um tem sua função. A norma NBR 5410 recomenda o uso do dispositivo DR (diferencial residual) em todos os circuitos, principalmente nas áreas frias e úmidas ou sujeitas à umidade, como cozinhas, banheiros, áreas de serviço e áreas externas (piscinas, jardins). Assim como o disjuntor, ele também pode ser desligado manualmente se necessário.

A sensibilidade do interruptor varia de 30 a 500 mA e deve ser dimensionada com cuidado, pois existem perdas para terra inerentes à própria qualidade da instalação elétrica. Além do mais o uso do DR não isenta a necessidade do condutor de proteção de aterramento, ao contrário, passa a exigir ainda mais pois, na verdade, Aterramentos Elétricos podem ocorrer por dois motivos:

1. Aterramento do equipamento por razões de proteção e segurança: neste caso, o Aterramento protege as pessoas e/ou animais domésticos contra os choques elétricos.

2. Aterramento por razões funcionais: o Aterramento é necessário para que o equipamento elétrico funcione corretamente;

O DR é um dispositivo que só poderá ser aplicado onde existe a presença do condutor de proteção PE. Sem ele, o DR sequer poderia funcionar, mesmo que o condutor PE não seja diretamente conectado a ele.

Além do mais, em redes elétricas TN-C (terra e neutro combinados (PEN) no contexto da instalação elétrica residencial), dispositivos de corrente residual (interruptores DR) são muito menos propensos a detectar um defeito de isolamento, com o agravante, ainda de ser muito vulnerável a disparos indesejados de contato entre os condutores de terra de circuitos em  interruptores DR diferentes com aterramento local. Além disso, os interruptores DR geralmente isolam o centro neutro e, uma vez que é inseguro fazer isso em um sistema TN-C, IDRs em sistemas TN-C devem ser ligados, apenas, para interromper os condutores vivos. A somatória destes motivos acaba por tornar impraticável o uso de IDRs em sistema TN-C.

De maneira geral, Dispositivos Diferenciais de Corrente Residual funcionam com um sensor que mede as correntes que entram e saem do circuito pelos condutores carregados (Fase + Neutro, ou Fase + Fase). Essas duas corrente devem ser sempre, exatamente de mesmo valor, porém de direções contrárias em relação à carga. Se chamarmos a corrente que entra na carga de I+ e a que sai de I- (1), logo a soma das correntes (corrente resultante) será igual a zero (2). A soma só não será zero se houver corrente fluindo para o Terra, (3), através do condutor de proteção, como no caso de um choque elétrico. Dai o DR atua.

Assim, o Interruptor DR mede, permanentemente, a soma vetorial das correntes que percorrem os condutores de um circuito. Se o circuito elétrico estiver funcionando sem problemas, a soma vetorial das correntes nos seus condutores é praticamente nula. Ocorrendo uma falha de isolamento em um equipamento alimentado por esse circuito, irromperá uma corrente de falta à terra.

Quando isto ocorre, a soma vetorial das correntes nos condutores monitorados pelo IDR não é mais nula e o dispositivo detecta justamente essa diferença de corrente. Da mesma forma, se alguma pessoa vier a tocar uma parte viva do circuito protegido, a corrente irá circular pelo corpo da pessoa, provocando igualmente um desequilíbrio na soma vetorial das correntes. Este desequilíbrio será também detectado pelo IDR tal como se fosse uma corrente de falta à terra.

A NBR 5410 também prevê, ainda, a possibilidade de se optar pelo emprego de um único disjuntor + DR (ou mesmo apenas do DR), na proteção geral (ao invés de na proteção de cada circuito terminal). Do ponto de vista dos custos, esta pode ser a opção mais inteligente (mas a segurança não é a melhor), podendo se optar por DR de sensibilidade maior, como 100mA (ao invés dos mais sensíveis de 30 mA).

Legendas:
DTM = Disjuntor Termomagnético;
IDR = Interruptor DR.

No caso de instalação de interruptor DR na proteção geral, a proteção de todos os circuitos terminais pode ser feita com o uso de disjuntores termomagnéticos. Isso é representado no desenho ao lado.

Seja como for, a instalação do DRs deve ser sempre feita no quadro de Distribuição dos Circuitos (ou em quadros dedicados de proteção e manobra extra) e, deve ser sempre precedida por proteção geral contra sobre corrente e curto circuito.

Casos em que o dispositivo DR é obrigatório:

De acordo com o item 5.1.3.2.2 da norma NBR 5410, o dispositivo DR é obrigatório desde 1997 nos seguintes casos:

1. Em circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais que contenham chuveiro ou banheira;
2. Em circuitos que alimentam tomadas situadas em áreas externas à edificação;
3. Em circuitos que alimentam tomadas situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos na área externa;
4. Em circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em cozinhas, copas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências internas normalmente molhadas ou sujeitas a lavagens.

A exigência de proteção adicional por dispositivo DR de alta sensibilidade se aplica às tomadas de corrente nominal de até 32 A; Quanto ao item 4, admite-se a exclusão dos pontos que alimentem aparelhos de iluminação posicionados a pelo menos 2,50 m do chão; O dispositivo DR pode ser utilizado por ponto, por circuito ou por grupo de circuitos.

Se você estiver interessado em aprender a fazer a "Proteção de um circuito passo a passo", ou seja como dimensionar  e instalar Interruptores DR, eu recomendo que você baixe o arquivo (PDF) do "Manual-Guia do Eletricista Residencial Schneider" e o estude com atenção a partir da página 3/9. Existem outros mas, esse é um ótimo material.

Equipamento de Carregamento de Veículo Elétrico (ECVE):

Como foi dito anteriormente, o aterramento elétrico é feito para proteger, mas, também existe, em alguns casos, por motivos funcionais: alguns dispositivos precisam do aterramento para poder funcionar e, um desses equipamentos e o que eu chamarei aqui de Equipamento de Carregamento de Veículo Elétrico (ECVE), para este equipamento funcionar corretamente, a existência do condutor de aterramento elétrico, também é obrigatório.

Um ECVE, que pode ser chamado também, simplesmente, de estação de carga, é o equipamento utilizado para se “carregar” as baterias dos Veículos Elétricos (VEs), e é para onde o foco desta dissertação se encaminhará daqui em diante, muito embora, ambos, tanto os VEs quanto os ECVEs, infelizmente, ainda não estejam efetivamente disponíveis ao consumidor residente no Brasil.

Mas para os VEs chegarem aqui, é só uma questão de tempo, de bem pouco tempo. Todavia … se você ainda não cogitou ter um VE na sua garagem, mesmo assim, com respeito a proteção por aterramento e interruptor DR na instalação elétrica da sua residência, evite incidentes e não perca tempo, chame logo um eletricista certificado e peça uma avaliação, o mais breve possível. A saúde e segurança das pessoas e do patrimônio é o mais importante!

Dai em diante, nunca mais utilize adaptadores que inutilizem o sistema de aterramento, quando usados para conectar aparelhos. Certifique-se que o aterramento esteja presente em todas as suas tomadas, conforme a norma NBR 5410. Prepare a instalação elétrica da sua casa para receber o Veículo Elétrico em breve.

Se você estiver trocando o sistema de aquecimento da água do seu banho, de chuveiro elétrico para o aquecimento a gás, saiba que cada um dos circuitos da sua instalação elétrica que passam a ficar em disponibilidade com a mudança, serão cruciais para que você possa instalar, futuramente, um ECVE, sem precisar gastar tanto.

Se desejar saber mais sobre:

Instalação Elétrica Residencial - Critérios Técnicos para Dimensionamento de Condutores e Proteção Elétrica para Tomada de Energia para EVSE, ou ...

ou sobre:

Solução para Carregamento de VEs em Garagens Residenciais

e todas as demais, futuras e atuais postagens deste blog. Obrigado!

Notas:

1. MEDIDOR MONOFÁSICO DE 2 FIOS O CONDUTOR DE NEUTRO (resposta ao leitor Doug Gudows):