Arco Elétrico - Um risco elétrico sem gestão?

Após cerca de 13 anos de revisão da Norma regulamentadora – NR 10, houve pouca evolução quanto à adoção de medidas de controle adequadas ao risco de queimaduras por agentes térmicos provenientes do arco elétrico, a norma trouxe a discussão da necessidade de adequação das vestimentas de trabalho de acordo com o risco envolvido no que diz respeito às medidas de proteção individual ( As vestimentas de trabalho devem ser adequadas às atividades, devendo contemplar a condutibilidade, inflamabilidade e influências eletromagnéticas.).

Para a questão da inflamabilidade, embora tenha sido um assunto discutido amplamente logo após a revisão da norma, muitos mitos foram criados e até hoje vemos que eles persistem e um grande numero de profissionais ainda não entendem como tratar o assunto e consequentemente há um grande número de trabalhadores expostos ao risco, e por incrível que pareça, em alguns casos os empregadores já investiram recursos para o controle do risco mais ainda não alcançaram resultados satisfatórios devido a falta de conhecimento no momento da avaliação do risco de arco elétrico.

Uma das razões para que ainda estejamos “engatinhando” no assunto é que não temos material nacional falando sobre isto, já foram publicadas normas acerca dos requisitos de ensaios para as vestimentas (ABNT NBR IEC 61482-1-1 e ABNT NBR IEC 61482-1-2 publicadas em 2017), porém não há material sobre a avaliação de risco e maneira correta de especificar os equipamentos de proteção individual contra os agentes térmicos provenientes do arco elétrico. Contudo a NR-10 preconiza no subitem 10.1.2 que devemos observar “as normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e, na ausência ou omissão destas, as normas internacionais cabíveis.”.

É importante salientar que na gestão do risco de arco elétrico o objetivo não deve ser apenas o de especificar o EPI correto, pois estes devem ser adotados quando as medidas de proteção coletiva forem tecnicamente inviáveis ou insuficientes para controlar os riscos e a NR 6 determina em seu item 6.3 que a empresa é obrigada a fornecer aos empregados, gratuitamente, EPI adequado ao risco, em perfeito estado de conservação e funcionamento, nas seguintes circunstâncias:

a) sempre que as medidas de ordem geral não ofereçam completa proteção contra os riscos de acidentes do trabalho ou de doenças profissionais e do trabalho;

b) enquanto as medidas de proteção coletiva estiverem sendo implantadas; e,

c) para atender a situações de emergência.

Sendo assim, entendemos que ações devem ser tomadas para que o nível de energia incidente do arco elétrico seja reduzido ou tratado, de maneira que os trabalhadores não sejam expostos ao risco (maiores informações no Anexo O da NFPA 70E-2018), o EPI deve ser utilizado enquanto as medidas de controle de caráter coletivo são implantadas e/ou para o risco residual ou ainda em caráter emergencial.

Normalização

Atendendo ao disposto no subitem já citado teremos que recorrer às normas internacionais para tratarmos da questão de avaliação do risco de arco elétrico.

Para este assunto teremos como referência a NFPA 70E (Standard for electrical safety in the workplace) a norma para segurança em serviços com eletricidade da National Fire Protection Association (NFPA) e a IEEE Std 1584-2002 (IEEE Guide for performing Arc Flash Hazard Calculations) um guia para os cálculos da energia incidente e distância do arco elétrico (hoje é imprescindível o conhecimento das emendas IEEE Std 1584a-2004, IEEE Std 1584b-2011) e também a IEEE Std 1584.1-2013 que se trata de um guia para a especificação e escopo de um estudo de avaliação de risco de arco elétrico conforme a IEEE 1584-2002, estes são padrões do Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE). Estes documentos (NFPA 70E e IEEE 1584) no que diz respeito ao arco elétrico se complementam e fazem referência entre si.

Princípios para a avaliação do risco de arco elétrico

A NFPA 70E (que já está em sua edição de 2018, contudo trata do assunto já em edições anteriores à revisão da NR-10) determina que deve ser realizada a avaliação do risco de arco para:

(1) Identificar riscos de arco elétrico

(2) Estimar a probabilidade de ocorrência de lesão ou danos à saúde e a gravidade potencial de ferimentos ou danos à saúde

(3) Determinar se há a necessidade de medidas de proteção adicionais, incluindo o uso de EPI.

A identificação do perigo deve ser abrangente, utilizando técnicas apropriadas (conforme NBRISO/IEC 31010 – Gestão de riscos – Técnicas para o processo de avaliação de riscos), é importante que seja analisado cada equipamento e as atividades realizadas nos equipamentos.

Para se estimar a probabilidade da ocorrência de danos deve ser levado em consideração o projeto e características dos equipamentos e é fundamental a verificação das condições de instalação e das manutenções destes equipamentos. A tabela 130.5(C) da NFPA 70E nos dá uma ideia dos conceitos utilizados na estimativa da probabilidade da ocorrência de danos. Abaixo uma visão parcial da tabela para que se tenha uma ideia do que estamos falando:

Para se estimar a gravidade do dano, teremos que estimar a energia incidente de um arco elétrico em uma determinada distância de trabalho, e até que distância este arco elétrico terá uma energia térmica que possa causar uma queimadura de 2º grau na pele humana.

No processo de avaliação de risco, se, devido ao tipo de atividade, às condições de projeto, de instalação e de manutenção dos equipamentos ficar claro que há a probabilidade de ocorrência de danos e a energia incidente estimada na distância de trabalho for igual ou superior a 1,2 cal/cm2 (gravidade do dano), serão necessárias medidas adicionais para controle deste risco elétrico.

Neste caso deve ser respeitada uma hierarquia de controle, sendo:

1 – Eliminação

2 – Substituição

3 - Controles de engenharia

4 – Conscientização

5 – Controles administrativos

6 – EPI

Quando as medidas de proteção adicionais incluem o uso de EPI, deve ser determinado o seguinte:

(1) Práticas de trabalho apropriadas relacionadas à segurança

(2) O limite do arco elétrico

(3) O EPI a ser usado dentro do limite do arco elétrico

O Limite de arco elétrico é a distância na qual a energia incidente é igual a 1,2 cal/cm2, ou seja, 5 J/cm2 (De acordo com o modelo de ferimento por queimadura de pele de Stoll, o aparecimento de uma queimadura de segundo grau na pele desprotegida provavelmente ocorrerá em uma exposição de 1,2 cal/cm2 (5 J/cm2) por um segundo).

Estimando a gravidade do dano

A NFPA 70E traz dois métodos para a determinação do limite de arco elétrico e seleção de EPI para uso dentro deste limite:

1º O método da categoria de EPI – Neste método são utilizadas tabelas para se determinar a distância limite do arco elétrico e qual categoria de EPI para proteção contra arco elétrico deverá ser adotada. Para a utilização deste método devemos ter conhecimento de determinados parâmetros e características do local de instalação do equipamento onde esta sendo realizada a atividade (tensão, Corrente de curto-circuito, tempo de duração da falta e distância mínima de trabalho, ou seja, a distância da face e do tórax do trabalhador até o ponto da falta) em posse destas informações, consultamos a tabela 130.7(C)(15)(a) para corrente alternada ou 130.7(C)(15)(b) para corrente contínua e determinamos a distância limite do arco e as respectivas categorias aplicáveis ao EPI, as categorias de EPI para arco elétrico são apresentadas de 1 a 4. Abaixo uma visão parcial da tabela para que se tenha uma ideia do que estamos falando:

Somente pode ser utilizado este método quando temos as informações necessárias e quando elas são condizentes com os valores apresentados nas tabelas.

2º O método de Análise de energia incidente do arco (Cálculo da energia incidente e distância do arco elétrico ou simplesmente estudo de Arc Flash como também é conhecido) – Neste método são realizados cálculos para determinarmos a energia incidente do arco elétrico em uma determinada distância de trabalho e qual a distância limite do arco elétrico. A NFPA apresenta em seu Anexo D (anexo informativo) os métodos de cálculos existentes para esta aplicação, a Norma apresenta na tabela D.1 os parâmetros e limitações de cada método de cálculo.

Ao se utilizar o método de análise da energia incidente do arco elétrico adotando-se um dos métodos de cálculo, o valor da energia incidente é então determinado em cal/cm2 ou J/cm2.

Especificando o EPI

1)    Se adotarmos o método da categoria de EPI para a estimativa de limite do arco elétrico então adotaremos o termo categoria ao especificarmos o EPI, por exemplo, uma camisa classificada para arco CATEGORIA 2 e sabemos pela tabela 130.7(C)(15)(c) que esta é classificada para um arco de até 8 cal/cm2. A tabela também nos apresenta outros equipamentos de proteção que podem ser necessários ou não e os que são obrigatórios. Abaixo uma visão parcial da tabela para que se tenha uma ideia do que estamos falando:

2)    Se adotarmos o método da análise da energia incidente, ou seja, calculamos qual a energia incidente na distância de trabalho, não falamos mais em categoria de EPI, a NFPA não permite que utilizemos os dois métodos simultaneamente, com o resultado do cálculo especificamos o ATPV mínimo dos equipamentos de proteção individual (EPI) a serem utilizados (ATPV: Valor de desempenho térmico ao arco elétrico – nos ensaios de arco elétrico, a energia incidente em um material ou um sistema de camadas múltiplas de materiais que resulta em 50% de probabilidade de que a transferência de calor através do corpo de prova ensaiado seja suficiente para causar uma queimadura de pele de segundo grau com base na curva de Stoll, sem rompimento do corpo de prova – O ATPV é expresso em kJ/m2 ou kW.s/m2 ou cal/cm2).

A NFPA 70E nos apresenta então uma tabela bem simples (tabela 130.5(G)) para a especificação correta dos equipamentos de proteção individual.

Em suma o que esta sendo dito é, o ATPV do EPI deve ser ≥ a energia incidente calculada na distância de trabalho.

Outras considerações importantes

a)    Um equivoco muito comum cometido no meio técnico é a adoção do método da análise da energia incidente com um dos métodos de cálculo apresentados na norma e então a determinação do EPI através do método das categorias de EPI, ou seja, realizamos os cálculos (o método de calculo mais comumente adotado é o da IEEE 1584-2002) e encontramos o valor da energia incidente e então utilizamos este valor em uma das tabelas apresentadas na NFPA 70E para determinar uma categoria de EPI. A NFPA 70E não permite isto, ela deixa claro que podemos utilizar um dos métodos mas nunca os dois.

Já vi clientes serem penalizados por constar no estudo de Arc Flash que a energia incidente num determinado local era de 9,3 cal/cm2 e que o EPI a ser utilizado deveria ser categoria 3 (pois no método da categoria de EPI a categoria 3 abrange até 25 cal/cm2), o ATPV do EPI utilizado pelo cliente era 11 cal/cm2, ou seja, poderia ser utilizado neste caso, mas o estudo em questão o proibia e o profissional responsável pelo estudo insistia que este cliente deveria seguir a recomendação do estudo, por total desconhecimento dos conceitos apresentados na norma. Os equipamentos de proteção individual para arco elétrico encontrados no mercado trarão as duas informações: A categoria e o ATPV, pois aquele EPI pode ser utilizado independente do método utilizado, sendo assim um EPI com ATPV de 11 cal/cm2 além desta informação traz também a informação Categoria 2, pois se você utilizou o método da categoria de EPI este EPI esta na faixa que vai até 8 cal/cm2, ele não pode ser considerado categoria 3 (embora apresentou desempenho de 11 cal/cm2) pois a categoria 3 é até 25 cal/cm2.

b)   Outro grande equivoco ainda cometido por alguns é imaginar que na Alta Tensão (> 1000 V c.a.) utiliza-se EPI “Categoria 4” (até 40 cal/cm2) e na Baixa Tensão (≤ 1000 V c.a.) utiliza-se EPI “categoria 2” (até 8 cal/cm2). Esta é uma forma incompleta de se utilizar o método da categoria de EPI, sem levar em consideração a corrente de curto-circuito e tempo de atuação das proteções, pois é possível que tenhamos valores elevados de energia incidente na Baixa tensão e valores bem reduzidos na Alta tensão. Se você não tem todos os parâmetros necessários para se utilizar as tabelas do método da categoria de EPI, não o utilize.

c)    A melhor forma para se proceder com a gestão de risco do arco elétrico é realizar o cálculo da energia incidente e distância do arco elétrico, os pontos onde serão realizados os cálculos devem ser minuciosamente escolhidos através de uma análise de risco levando em consideração cada atividade que pode ser realizada no equipamento.

As distâncias que os trabalhadores estarão do equipamento no momento da falta devem ser estudadas no local, embora a IEEE 1584 apresente tabelas com distâncias de trabalho típicas ela adverte que estas distâncias só devem ser utilizadas na falta de informações do local da atividade.

d)   Deve ser entendido que um dispositivo de proteção pode ser contado apenas para limitar energia incidente a jusante da sua fonte de alimentação e em um compartimento separado ou recinto a partir do dispositivo de proteção. Por exemplo, um disjuntor principal em um CCM não pode limitar a energia incidente na seção do disjuntor principal porque um arco elétrico nessa seção poderia levar a uma falha do lado da linha. Apenas o dispositivo de proteção a montante pode ser contado para fornecer proteção para esta seção. O disjuntor principal poderia proteger os trabalhadores de um arco elétrico em seções a jusante do CCM, painel de comando, o painel de controle ou se a construção do CCM tem barreiras para isolar a seção do disjuntor principal. Usando a mesma lógica, disjuntores de circuito principal em painéis e quadros geralmente não são considerados para fornecer proteção de arco elétrico para o seu quadro ou painel porque normalmente não há barreira completa entre as suas conexões do lado da linha e a possível localização de um arco elétrico em seus interior. Um profissional com habilidades e conhecimentos de construção de equipamentos elétricos deve fazer a determinação de qual dispositivo de sobrecorrente é utilizado para os cálculos de energia incidente do arco elétrico para um determinado equipamento.

e)    Deve-se respeitar a hierarquia de controle e procurar a adoção de medidas para se reduzir a energia incidente na distância de trabalho. A IEEE 1584.1 determina que no estudo de Arc flash recomendações devam ser feitas para reduzir a energia incidente de arco voltaico onde razoavelmente possível. Estas recomendações podem ser categorizadas em três grupos com base no custo e complexidade. Os três grupos podem incluir:

• Simples: soluções de baixo custo, tais como alterações nas configurações de dispositivos de sobrecorrente ou alterações de fusível tamanho/tipo.
• Moderado: soluções de custo moderado, tais como proteção de sobrecorrente adicional.
• Detalhado: soluções de alto custo, como a instalação de novos equipamentos de distribuição ou retrofit de disjuntores com novas unidades de disparo ou sistemas de controle de relé especiais para reduzir os riscos de arco voltaico.

Recomendações moderadas e detalhadas não precisam ser completas, mas apenas tratar numa abordagem provável para reduzir a exposição à energia incidente. Uma concepção detalhada não é capaz de ser realizada no momento do estudo. Posteriormente deve ser elaborado um projeto contemplando tais recomendações.

f)    Enquanto essas medidas são implantadas ou para um risco residual especificam-se os EPI de maneira adequada como já foi exposto.

g)   Outro erro muito comum é adotar apenas proteção para o tronco e membros superiores e inferiores. A face dos trabalhadores deve ser protegida, neste caso o uso apenas da balaclava é incorreto, deve-se adotar a viseira com ATPV adequado, abaixo da viseira sempre utilizar o óculos de proteção, e de acordo com os resultados da distância do arco a análise de risco poderá determinar a necessidade da balaclava. Quando for utilizado o conjunto calça e camisa, a camisa deve ser utilizada por dentro da calça. Luvas são necessárias para a proteção das mãos, contudo deve-se entender que quanto mais próximo do local da falta maior a energia incidente. Hoje o ministério do trabalho e emprego (MTE) não emite C.A para EPI para proteção das mãos do usuário contra os agentes térmicos provenientes do arco elétrico, devemos utilizar alguma proteção para estarmos minimamente protegidos, a NFPA solicita luvas com material com ATPV ou as próprias luvas de couro utilizadas para a proteção das luvas isolantes, que em conjunto com as luvas isolantes oferecem alguma proteção (cerca de 10 cal/cm2), os calçados de proteção em couro podem apresentar uma proteção de cerca de 4 cal/cm2 (lembrando que para os calçados para uso em eletricidade deve constar em seu CA a proteção contra choque elétrico), tanto para luvas como para calçados não constará ATPV no CA expedido pelo MTE.

h)    Quanto à etiquetagem dos equipamentos, outro problema, pois encontramos em campo etiquetas geradas por softwares internacionais cujas informações conflitam com nossa legislação. Não existe uma etiqueta conforme modelo da NFPA 70E, isto é mito, a norma não traz nenhum modelo, ela apenas especifica quais informações mínimas devem conter na etiqueta. São elas:

(1)   Tensão nominal do sistema

(2)   Limite do arco elétrico

(3)   Pelo menos uma das seguintes informações:

a)     Energia incidente disponível e a distância de trabalho correspondente, ou a categoria do EPI para arco conforme tabela 130.7 (C) (15) (A) (b) ou Tabela 130.7 (C) (15) (B) para o equipamento, mas não ambos.

b)     Classificação mínima de arco do vestuário

c)      Nível de EPI específico do local

Devemos elaborar uma etiqueta que contenha estas informações e os demais requisitos de nossa legislação. Lembrando que se fizermos o calculo da energia incidente não devemos mencionar categoria de EPI para arco na etiqueta e sim o ATPV mínimo e em cal/cm2.

Conclusão

Todo o processo de avaliação do risco de arco elétrico deve ser documentado.

Os profissionais que pretendem participar de um processo de avaliação de risco de arco elétrico não devem fazer isto baseados em informações retiradas apenas de artigos técnicos, ou mitos transmitidos ao longo do tempo baseados em informações que são trocadas como em uma brincadeira de “telefone sem fio”, um artigo como este visa apenas demonstrar os caminhos a serem utilizados neste processo e incentivar os profissionais a irem até a "fonte" para elaborarem trabalhos precisos e confiáveis para garantir assim a segurança dos trabalhadores. De acordo com a NR-10 podemos ser responsabilizados pelos danos ocorridos se um empregador se preocupou em contratar um profissional especializado para lhe apontar a direção certa e este não fundamentou seu trabalho nas normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e, na ausência ou omissão destas, nas normas internacionais cabíveis. A aquisição de um determinado software não torna ninguém apto a realizar uma análise de risco, é importante que isto seja levado em consideração.

E é fundamental que os trabalhadores estejam cientes dos resultados dos estudos realizados, de quais foram as variáveis consideradas nos cálculos, qual a distância de trabalho considerada, os ajustes das proteções, o que significa cada uma das informações apresentadas, pois a falta deste conhecimento por parte daqueles que intervém nas instalações pode alterar completamente os resultados ao logo do tempo.

Os conceitos aqui discutidos, estão sendo apresentados nos treinamentos de segurança básico e complementar exigidos pela NR-10 e em suas reciclagens? Esta é uma pergunta importante.

Existem diversos detalhes ainda que poderiam ser apresentados, porém não é a ideia esgotar o assunto em um artigo como este, e sim, conscientizar os profissionais de sua responsabilidade e que portanto devem se debruçar sobre o tema e aos contratantes da importância de confiar em profissionais com conhecimento no assunto.

Jairo Crisostomo da Silva Sobrinho