Aquecedores de Água a Gás Natural Devem Colaborar com o Carregamento Doméstico de Veículos Elétricos

Mudanças no Perfil de Consumo Diário de Energia na Era do Veículo Elétrico

Atenção: Este assunto iniciou numa postagem anterior:

Veículos Elétricos, Carregadores e o Sistema Elétrico Interligado – O que o Chuveiro Elétrico e o Aquecimento a Gás tem com Isso?

O uso de Chuveiros Elétricos se tornou um hábito para a maioria dos brasileiros, sendo responsável por grande parte do consumo de energia elétrica em uma casa. Este artigo tem como objetivo avaliar a diferença entre o uso de Chuveiros Elétricos e os Aquecedores a Gás Natural em termos de consumo de energia, de custos e de emissões de gases de efeito estufa, expondo ambos os cenários energéticos no Brasil: elétrica e gás natural (GN). Portanto, será estimado a quantidade de energia necessária para aquecer a média de água usada por uma pessoa por ano, para cada um desses tipos de chuveiro, comparando os resultados e estimar as emissões de carbono para ambos os tipos de energia.

Havendo vantagens para o sistema de aquecimento para água de banho usando gás natural gás e havendo oferta desse tido de abastecimento de energia nas grandes cidades, isso poderá servir como um fator facilitador para a entrada maciça da população na era dos Veículos Elétricos. Tal facilitação ocorrerá por dois motivos:

• Remove do cenário de consumo um dos principal responsáveis por causar o horário de pico de consumo de energia elétrica das 18hs as 22hs todos os dias, principalmente nos dias de segunda a sexta feira das semana, desligando o chuveiro elétrico;

• Libera um Circuito Dedicado a partir do Quadro de Distribuição de Circuitos que comanda um Ponto de Tomada de Uso Específico que alimenta o chuveiro elétrico, para ser realocado para uso de um Equipamento de Abastecimento de Veículo Elétrico.

Assim, o meu velho circuito que por muito tempo foi dedicado a alimentar o chuveiro elétrico, um Ponto de Tomada de Uso Específico (PTUE), ficará desativado por algum tempo, para ser posteriormente reformado, tendo os seus componentes redimensionados e substituídos, e o cabeamento condutor de energia desviado para aceder a minha garagem, a fim de alimentar a futura Estação de Carregamento de Carro Elétrico (de preferência puramente elétrico) a ser instalada ali.

Mas para isso eu terei que me aventurar um pouco: vou precisar que adquirir um Aquecedor a Gás Natural, que é o aparelho eletrodoméstico que queima o gás natural produzindo calor, com a finalidade de gerar água quente cuja utilização mais comuns são para aquecer a água do banho, mas que pode atender a vários ambientes da residência, tais como as pias do banheiro e da cozinha, duchas higiênicas, em tanque ou em máquina de lavar.

Pela proposta firmada com a Comgás (Companhia de Gás de São Paulo), eu não pagarei nada pelo pelo aquecedor, mas terei que me manter cliente consumidor fiel de gás por 5 anos inteiros, caso contrário precisarei indenizar a Comgás pela parcela do valor do aparelho ainda não amortizada. O preço ao consumidor considerado é de R$ 1.960,00.

Os aquecedores a gás natural são, normalmente, instalados nas áreas de serviço e podem atender vários pontos de consumo na residência desde que a rede hidráulica quente esteja interligada. Tais aparelhos têm sido considerados seguros, dotados de acendimento automático, tal aquecedor liga ao se abrir o registro de água e não possui chama piloto que precise ficar previamente acesa, ficando acesa a chama só durante a operação (aquecedor de passagem, sem reservatório).

É um produto fabricado pela Lorenzetti direcionado de modo exclusivo para clientes da Comgás. O aquecedor possui termostato de segurança, que desliga automaticamente o aquecedor em caso de superaquecimento. Possui também Sensor de Chama, que tem a função de cortar o gás em caso de ausência de chama – evitando vazamentos (imagine o perigo que poder haver se o gás estiver fluindo, sem que haja chama: bem que poderia ser empregado dois sensores de chama operando em função lógica “E”, que seria muito mais seguro).

Um aparente problema é que eu por toda a minha vida me acostumei com a utilização dos chuveiros elétricos, cujo ajuste de temperatura é feita em escalões, geralmente apenas duas escalas e, principalmente, que o ajuste é feito no próprio local do chuveiro, é que eu vou ter que vivenciar agora o fato de ambos os controles manuais, tanto o de consumo de gás, quanto o de vazão de água, ficarão no corpo do aquecedor e o aquecedor, ficará fora do banheiro, na área de serviço, além do fato de ter que me acostumar a fazer uma dupla regulagem em comprometimento, para obter a pressão de ducha adequada em temperatura adequada.

A primeira grande dúvida que me vem, enquanto eu aguardo o recebimento e a instalação deste aparelho (que deve ser feita por um técnico conhecedor da norma NBR 13103) é:

Será que este equipamento tem um efetivo sistema de controle da temperatura em malha fechada da água aquecida? Se tiver, mesmo que o sensor seja um único e forneça apenas a referencia de temperatura do ponto de saída água quente do aparelho, isso já é algo bom. Para isso ele deverá conter alguma eletroeletrônica, possivelmente com microcontrolador, rodando um programa com um algoritmo de controle de temperatura, que realiza continuamente a regulação automática de uma válvula proporcional de vazão do gás que flui para os queimadores?

Será que a pressão na saída de água quente também é mantida sobre controle? Quais seriam os tempos de atraso de resposta do sistema? Isso é importante quando a saída do aquecedor estiver alimentando múltiplos pontos (exemplo: 2 chuveiros), a vazão de água precisa dobrar poder dobrar rapidamente e, consequentemente, a potência dos queimadores também, quando se comuta da situação de alimentando apenas um chuveiro para a situação de alimentando ambos o dois chuveiros e, a temperatura da água precisa ser mantida constante ou, pelo menos, sem grandes oscilações.

Eu me recordo que no passado, chuveiros alimentados por rede aquecimento de água a gás com dois ou mais pontos de saída me causavam desagradáveis choques térmicos. Todavia, eu confesso que não consegui ainda descobrir nada sobre tais detalhes. Eu nem mesmo sei dizer se o aquecedor a ser fornecido é ou não dotado de microcontrolador ou não mas, mesmo assim, assinei o contrato e comprei o serviço.

Apesar de alguns diagramas que encontrei na Internet apontarem o emprego de microcontrolador nesse equipamento eu não creio que ele execute um efetivo controle de temperatura pois, não há um ajuste de “set point” de temperatura mas, sim, dois ajustes, um de vazão de gaz e outro de vazão de água. Todavia, o manual do fabricante acusa que o controle de acendimento e da presença de chama é feito por um sistema eletrônico.

O Aquecedor Lorenzetti LZ 800FB (modelo suposto, pois o contrato da Comgás nada esclarece sobre isso, especificando, espertamente, apenas o fabricante, que por sua vez apresenta em seu site de Internet apenas este modelo como sendo exclusivo para cliente Comgás) é um equipamento de aquecimento de água do tipo Aquecedor de Passagem, ou seja, não faz reserva de água quente, aquecendo sob demanda. Possui uma potência de 203 kcal/min (14,2 kW), ou seja, cerca de 3 vezes a potência de um chuveiro elétrico típico (mas não se esqueça, essa potência toda provém do processo da queima do gás e o consumo demandado da rede elétrica é algo deveras desprezível, apenas para alimentar o sistema de controle eletroeletrônico).

Mas será que ele realmente tal aquecedor a gás consegue suprir água quente na saída das duchas como se fosse três chuveiros elétricos? A resposta é: precisamos olhar não só para esse valor de potência, mas também para o rendimento de toda a cadeia do processo, não apenas do aparelho em si, mas considerar ainda que a água, após aquecida, terá um (longo) percurso a percorrer. No entanto, mais interessante ainda, é olhar para o custo ao consumidor que esta forma de energia é ofertada

"Complicações Idiomáticas" na Torre de Babel: 

Dando uma olhada no manual do aquecedor da Lorenzetti, me deparei com um detalhe que até então eu desconhecia, acerca do parâmetro rendimento. Ele é dado em percentual, normalmente, só que existe a observação: “sobre o P.C.S.”. Para decifrarmos o que isso significa, precisamos, antes de tudo, estarmos dispostos aceitar uma “triste verdade”: a de que, entre as áreas de conhecimento abrangidas pela Física, a ciência que estuda a natureza e seus fenômenos em seus aspectos mais gerais, existe, ainda, uma tremenda carência por normalização. Isso costuma complicar até mesmo o trabalho de técnicos e engenheiros mais enfronhados com a tecnologia, quem dirá dos usuários leigos.

A Física é entendida como sendo uma ciência fundamental, de modo que é dela que derivam todas as demais ciências naturais, tanto as exatas, como também as biológicas. Isso a torna “a ciência das ciências”, ficando, assim, muito ampla e complexa, ao ponto em que ela acabou sendo desenvolvida em partes fragmentadas e descontínuas, esparsas no tempo. Deste modo, as várias áreas de conhecimento derivadas da Física passaram a desenvolver cada qual as suas linguagens de contexto próprias (mais ou menos parecido com aquilo que é narrado na Bíblia sobre o que ocorreu lá no tempo da Torre de Babel).

Com isso, os físicos passaram a falar das mesma coisas, porém usando linguagens diferentes. O resultado disso é que eles já não se viam mais falando das mesmas coisas, e passaram a formar “panelinhas”, dando as costas uns aos outros, se achando cada qual melhor do que o outro. Isso acontece ainda hoje, especificamente de modo notório no âmbito da Física Quântica, que se acha tão diferente de todas as “outras físicas”, mas que está a falar todo tempo, só que de um modo especialmente atabalhoado, das mesmas coisas da Física de sempre.

Numa ocasião passada, uma outra da área Física que criou a sua linguagem própria e exclusivista foi a Termodinâmica, e com isso obteve o infeliz êxito em fazer tudo parecer muito mais complicado do que realmente é. O Físico que consegue perder a vergonha de aceitar isso, se livra de preconceitos (e aqui está um paradoxo) e consegue enxergar muito mais amplamente sobre os fenômenos físicos mas, nem por isso conseguirá se livrar das dificuldades inerentes a diversidade das expressões idiomáticas da física, na hora de expressar suas ideias aos demais.

Alguns efeitos dessa diversidade de linguagens de contexto, leva, tão somente, a dificuldades de comunicação, no entanto, outros, levam ainda a erros crassos que acabam por se tornar historicamente incorrigíveis como, por exemplo, o que aconteceu no âmbito da sub área da física de minha preferência, a Eletricidade, que se encontra inserida na área do Eletromagnetismo, a qual passou a considerar, oficialmente, desde os seus primórdios, a Corrente Elétrica como sendo a sua “Grandeza Fundamental”.

Eu digo “erroneamente”, sem medo de estar dando a minha cara a tapa para os que pensam diferente pois, a corrente elétrica, jamais poderá ser, de fato, uma grandeza fundamental, pelo simples fato de que ela é, essencialmente, uma grandeza derivada, ou seja, a corrente elétrica é a variação da Quantidade de Carga Elétrica, derivada no Tempo ( dQ/dt ). Isso nunca foi antes e, eu creio que nem virá a ser algum dia, corrigido, mas, obviamente que, a única grandeza fundamental apropriada para a eletricidade, é a própria Quantidade de Carga Elétrica, e nada mais.

A Termodinâmica Básica dos Aquecedores a Gás:

Essas bobagens postas, retornemos ao que mais interessa: aqueles parâmetros (grandezas) que em mecânica costumamos chamar de Energia Especifica e de Densidade de Energia, no contexto da termodinâmica recebem uma outra (e única) denominação: Poder Calorífico, que é a quantidade de energia por unidade de massa (ou de volume, no caso dos gases) liberada em um processo de “oxidação violenta” de um determinado combustível, ou seja, na combustão (ou queima) do material combustível.

A composição química do Gás Natural (combustível), que é o produto que a Comgás irá me fornecer via tubulação, costuma variar, dependendo de fatores relativos ao campo (local) em que o tal gás é produzido. O processo de produção, condicionamento e transporte também o afetam, contudo, o gás natural é sempre uma mistura de hidrocarbonetos, na qual o Metano (que é o mais simples dos hidrocarbonetos - CH₄ - referido como Biogás) tem uma participação de, no mínimo, 70% em volume.

Assim, fica evidenciada a existência de hidrogênio na composição do Gás Natural - GN, de modo que, no processo de combustão, haverá (sempre) alguma formação de água e, consequentemente, resultando em perda de parte da energia, que precisará ser gasta na vaporização dessa água que surge pela reação no processo. Em função disso, a termodinâmica resolveu olhar para essa energia de saída sob duas óticas:

1. Poder Calorifico Superior – P.C.S., que é a densidade de energia total, ou seja somando-se duas parcelas: a parcela do calor que pode ser transferida para um receptor com a parcela de calor que é levada pelo vapor de água resultante da queima do gás;
2. Poder Calorífico Inferior – P.C.I., que é apenas a densidade de energia útil, ou seja, a parcela de calor que pode ser transferida a um receptor.

Em outras palavras, o processo de queima do gaz natural, assim como o de qualquer outro gás que contenha hidrogênio, é um processo de transformação de energia que, por si só, já envolve uma perda inerente. É por isso que no Manual do Instruções de Instalação do aquecedor em questão, o Rendimento declarado é de 85,6% sobre o P.C.S.

Todavia, essa perda, a perda por vaporização de água, não será, de modo algum, a única perda envolvida em todo o processo. Haverão ainda mais perdas a serem consideradas, enquanto a água aquecida em um local, terá que ser transportada até outro, e chegar até no dispositivo ora denominado chuveiro (não mais elétrico, agora apenas um elemento passivo). Algumas destas perdas, já devem estar abarcadas no rendimento declarado pelo fabricante do aquecedor a gás, todavia, outras não mas, sendo o fabricante honesto (e eu confio na Lorenzetti), supõe se que todas as perdas que ocorram no interior do aparelho, já estejam sendo consideradas neste rendimento de 85,6%, declarado.

No processo ocorrido dentro do Aquecedor de Passagem, o calor é transferido de um material para outro material, sendo que o objetivo final é que o ele chegue até a massa de água que se encontra, em movimento de sentido ordenado, dentro de um sistema de serpentina, disposta ao redor de uma câmara de combustão.

A transferência de calor ocorre gradualmente, com a temperatura crescendo, a medida que uma dada partícula de água se movimenta ao longo do percurso do tubo da serpentina. Todavia uma boa parte da energia térmica contida na água ainda se perderá, ao longo do percurso do trajeto entre a saída do aquecedor, até que ela chegue na ducha ou chuveiro, em uma relação diretamente proporcional ao comprimento do percurso e inversamente proporcional às condições de isolamento térmico encontradas, sendo influenciado ainda, em menor grau, por outras variáveis, como a própria vazão.

Isso tornas as contas que permitam uma comparação entre um chuveiro elétrico e uma chuveiro a gás bastante complicadas, até mesmo por que, os chuveiros elétricos são considerados aparelhos tão simples e tradicionais que, dados sobre o rendimento do seu processo termodinâmico sequer são encontrados mas, creia, a eficiência do sistema elétrico é bem maior do que do sistema a gás: a eficiência de um aquecedor de água a gás é cerca de 70% a 75% comparativamente à de um aquecedor de água elétrico.

E mais, o aquecedor a gás não poderá alimentar, simultaneamente, três chuveiros, como eu aventei no início, quando eu olhei para a potência e provoquei a comparação, mas apenas dois, no máximo. Isso está na norma NBR 13103/2011 (Adequação de ambientes residenciais para instalação de aparelhos que utilizam gás combustível), que especifica, também, as condições do ambiente de instalação.

Fazendo as Contas do que Pesa no Bolso: 

Segundo os dados de Características Técnicas disponibilizados no Manual do Instruções de Instalação, Funcionamento e Garantia, fornecido pelo fabricante junto com o equipamento, o aquecedor a gás LZ-800 FB pode elevar em 20 ºC a temperatura de 8,5 litros de água que passa por ele a cada 1 min, consumindo, para isso, 1,28 m³/h de GN.

Todavia, 8,5 litros é uma vazão bastante suficiente para dois chuveiros (de acordo algumas estimativas séria sobre a média anual, o consumo de água de um chuveiro elétrico é de 4,2 litros por minuto). Deste modo e, se a relação de consumo de gás/vazão de água nos aquecedores a GN for aproximadamente uma constante, então podemos dividir isso por 2 (dois apenas e não mais que dois, pois eu pessoalmente estimo que elevar a água em apenas 20 ºC me aparece pouco para os hábitos brasileiros que, em geral, demandará alguns poucos graus a mais, assim como uma vazão de água quente de 3 litros por minuto ou menos costuma irritar a maioria das pessoas).

Nestas condições operacionais, um banho de 15 min (1/4 de hora) consumirá 1,28 ÷ 4 ÷ 2 = 0,16 m³/h de GN. Quanto ao preço disso, está também sujeito a faixas de consumo, então eu vou olhar para a minha casa, onde 3 pessoas tem consumido 12 ~14 m³ / mês. Assim, de acordo com a tabela de Tarifas do Gás Natural Canalizado, Área de Concessão da Comgás, Deliberação ARSESP nº 340, de 30/05/2012, com vigência a partir de 31/05/2012, Segmento Residencial, considerando a parte fixa e variável, resulta em uma cobrança de R$ 3,99 / m³. O preço desse banho será de R$ 0,64. 

Quanto ao preço ao consumidor do kW.h elétrico, este também está sujeito a faixa de consumo mas, podemos estimar que uma grande maioria das residências da região da grande São Paulo está pagando algo em torno de R$ 0,47 por kW.h . Assim, um banho dos mesmos 15 min consumindo em média 5 kW de potência R$ 0,59. Uma diferença de aproximadamente 8%  a favor do banho elétrico, hoje em dia.

Se você se decepcionou com as contas, eu te digo, não se precipite: vale apena contratar abastecimento de gás para aquecimento de água, por uma série de razões, além daquelas duas que eu foquei no início (redução do problemático horário de pico, liberação de circuito de carga para abastecimento doméstico de VEs). São muitas as vantagens, por exemplo, de se ter a efetiva disposição uma fonte alternativa extra.

Fique Atento Tanto a Detalhes Quanto ao Todo:

Um problema específico dos aquecedores de passagem é que ele necessita de maior coluna d´água (geralmente mínimo de 3 metros). Em se tratando de casas térreas ou residências, quase sempre será necessário o uso de um sistema de pressurização hidropneumático ou um "pulmão" para garantir a vazão ideal de funcionamento.

Mesmo havendo altura (coluna d'água) suficiente para o acionamento, um aquecedor de passagem, poderá não funcionará de maneira adequada pois, havendo um misturador, pode ocorrer desequilíbrio de pressão quando se faz a mistura com a água fria, causando contra pressão no interior da tubulação e instabilidade no funcionamento do equipamento, com seu eventual desligamento por sobretemperatura.

E tem ainda mais uma questão: muitas pessoas ambientalmente conscientes preferem aquecedores de água elétricos, pois estes não geram emissão alguma na ponta do consumo. Já o gás natural pode ser um combustível fóssil de uso seguro e a tarifa atual cobrada pela Comgás, que é de R$ 3,23 / m³, pode ser um razoável atrativo para a maioria dos usuários, no entanto aquecedores movidos a gás natural liberam uma pequena quantidade de monóxido de carbono (não é a toa que ele é dotado de uma chaminé).

Quando se fala de matriz energética, é preciso estar cônscio de que se esta falando da somatória de todas as formas de energia consumida no país. Esta observação é importante pois, aqui no Brasil, nós estamos muito acostumados a olhar apenas para a geração de eletricidade, pelo fato de que é por causa disso que nós somos afortunados com uma matriz limpa, devido a nossa grande enfase em geração por hidroelétricas.

Com isso, ¾ da nossa energia elétrica é proveniente de fontes renovável, porém, quando se olha para a totalidade da energia consumida em suas várias formas, isso cai para apenas ½ da energia vindo de fontes renováveis. O Gás natural é uma fonte não renovável e ainda mais, em parte é importado da Bolívia, que formou uma rede com o sistema brasileiro de abastecimento de GN desde 2007.

É justamente ai que entra um fato no mínimo curioso: a formação da rede com a Bolívia se mostra ser, na prática, no mínimo desnecessária para Brasil, pelo menos ainda o é pois, como se pode observar nos dados disponibilizados na tabela abaixo, durante todo o período de 10 anos medido, o efetivo consumo de GN tem sido sempre menor do que a produção.

Esse talvez seja o bom motivo para se estimular o aumento da aplicação de uso do GN, via consumo residencial para aquecimento de água para banho.

O chuveiro elétrico começou a ser usado no Brasil na década de 1930 e se popularizou ainda mais na década de 1960 com a evolução da tenologia do plástico. Além do banho, o aquecimento elétrico de água é usado também em outras aplicações residenciais, comerciais e industriais. No ano de 2005 o chuveiro elétrico era usado em 73,5% das residências brasileiras, enquanto apenas 5,9% dos chuveiros usava GN e outro 18,2% não usam aquecimento, o que faz com que, onde há banho com água aquecida, a eletricidade seja responsável por 92,6% da energia consumida para esse fim.

Aqui se faz necessário entender que, o problema do chuveiro elétrico não é com respeito a potência instalada em si mas, sim, com respeito ao fato de que a demanda é realizada diariamente em uma estreita faixa de horário específica, causando o problema do “horário de pico” de consumo de energia elétrica, acrescentando algo em torno de 20 GW.h de consumo naquele curto período do dia. Esse é um outro bom motivo para se desejar converter os chuveiros elétricos para aquecedores a gás, principalmente nos grandes centros populacionais.

Quando ao carregamento de Veículos Elétricos, tudo me leva a crer que o habito de carregamento a ser realizado pelos usuário poderá complicar ainda mais o problema de “horário de pico”, uma vez que a conveniência tenderá fazer com que os usuário coloquem os seus VEs em carregamento no mesmo horário em que os chuveiros elétricos são mais usados. E ai, não adianta querer enfiar a cabeça na areia pois, mais cedo ou mais tarde os VEs virão e, quanto mais tarde vierem, mais madura a tecnologia estará e com mais desejo de compra os consumidores se encontrarão e, se a oferta permitir, a popularização poderá ocorrer bem rapidamente.

Elogiáveis projetos é pesquisas atuais, desenvolvidos com intuitos que visam o carregamento de baterias de VEs num záz-trás maravilhoso, terão utilidade apenas no modo de carregamento utilizado nas estações públicas. Os usuários de VEs serão pessoas comuns que continuarão a residir em residências comuns e, mesmo que essas venham a ter circuitos de instalações elétricas residências otimamente dimensionados visando o futuro, pensar em um elemento consumidor de potência elétrica acima de 10kW dentro de uma residência me parece ser uma loucura, estupidez mesmo eu não creio que as concessionarias do sistema elétrico poderão viabilizar isso, de modo massivo, ao longo de todo século XXI.

Desde modo, no que dependa da energia elétrica dentro de uma residência, o carregamento de uma bateria de um Nissan Leaf atual, por exemplo, de 24kW.h, não deve nem ser cogitado em ser realizado em menos de 2,4 hs. Carregar esse exemplo de VE puro em 15 minutos (ou até menos tempo como vem aventando as pesquisas realizadas), só será mesmo em possível se for realizado estações especiais da rede pública e as concessionárias deverão ainda pensar seriamente na instalação de sistemas pré-armazenamento amortecedores nestes locais, o que remete a necessidade de mais e mais baterias sendo empregadas.

Felizes dos que ousarem produzir tais baterias, então! O tempo deles chegou mas, está complicado para todo mundo pois, a exigência dessas baterias requer mesmo uma produção com especificações bastante especiais e rigorosas e, quanto a isso, nem adianta chorar, é arregaçar as mangas e trabalhar.

Até lá, é bom que algumas dezenas milhões de chuveiros elétricos já tenham sido desligados, e a oferta de GN esteja sendo melhor aproveitada com um considerável aumento do consumo de GN, ao menos via emprego de aquecimento de água nas residências brasileiras. Se por um lado isso cause algum aumento na participação dessas residências nas emissão de carbono, isso será amplamente compensada por uma redução muito maior no mesmo tipo de emissão pelo carros.

Nessa segunda onda os VEs irão vingar no mercado, sim, mesmo que seja se popularizando aos poucos (como aconteceu com os carros tradicionais entre 100 e 80 anos passados, a partir do Ford Model T ou Ford bigode) pois, o restante da humanidade lá fora não consegue se voltar a produção massiva de etanol. Nem nós produzimos tanto assim para nós e para o mundo todo pois, com a terra precisamos ainda produzir muitas outras coisas também, além de preservá-la e dar o devido descanso para que ela possa produzir sempre.

Caso nenhum programa de infraestrutura de carregamento público de VEs for levada a cabo em tempo hábil no nosso pais (e eu tremo só de lembrar de que isso é possível), restará a nossa engenharia criativa desenvolver sistemas para converter gás natural em carregamento elétrico para essas baterias (isso se a tarifação por faixa de consumo de GN permitir no bolso).

Eu creio que, salvo a única rara exceção da oferta de produtos pela empresa norte americana ClearEdge Power, isso ainda não esteja sendo viabilizado comercialmente, em termos de micro-plantas gás => elétrico para emprego doméstico, em nenhum outro lugar do mundo. Utilizando-se das pouco exploradas comercialmente Células Combustíveis, é possível  se obter tanto eletricidade quanto calor, a partir do GN, por um processo eletroquímico que evita a necessidade de oxidação violenta (queima) do gás. Ai, quem sabe, pode-se sonhar com o tal carregamento zás-trás dos VEs em casa, ao mesmo tempo em que você toma um relaxante banho quente. 

Mas lembre-se que as baterias deverão ser sempre pensadas e operadas, tanto na hora de tracionar os VEs, quanto nos seus ciclos de carregamento, para durar, durar e durar, caso contrário, se algo compromete seriamente a vida útil dela, isso resultará numa péssima ideia e, assim, nada feito. Ter que reciclar o Lítio e o Cobalto será necessário um dia e, por mais me façam cócegas nos meus ouvidos, eu creio que isso ainda é bastante complicado também.

Obviamente que isso tudo não significa que não precisaremos construir mais hidroelétricas, ao contrário, precisaremos continuar expandindo a hidro geração, sim, mesmo que isso envolva o crescente desafio de, praticando uma justa justiça, termos que indenizar os nosso povos indígenas.

Porém, precisaremos também fazê-lo de uma maneira mais adequada, investindo maciçamente em tecnologias de transmissão e distribuição (e eventual armazenamento distribuído) da energia elétrica, que venham a propiciar uma considerável redução nas perdas deste processo, as quais ocorrem, atualmente, principalmente devido a vastidão do sistema elétrico de nosso país, que transporta a energia por mais de 100.000 km de linhas de transmissão pelo sistema interligado, em grande parte, ainda, instaladas com tecnologia já defasada.

Atualmente, o sistema de rede de distribuição de GN ainda é um fator limitante. Ele está em gradual expansão e deve continuar também expandindo ainda mais, apesar de uma certa morosidade nos trabalhos.  A rede formada com a Bolívia passará em breve a ser (mais) importante, também, nesse cenário de crescimento. Tudo isso gera oportunidades para investidores e empreendedores nacionais e estrangeiros em todos os setores de energia e de mobilidade automotiva no Brasil.

Que Deus esteja conosco!

Veja também:

Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grid) e os Veículos Elétricos

Como uma Célula de Combustível e o Hidrogênio Funcionam?

Proteção Elétrica por Aterramento e por Interruptor DR - Preparando a Instalação Residencial para os Veículos Elétricos

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):