CENTRO PAULA SOUZA
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE ITAQUERA
PROFESSOR MIGUEL REALE
GUSTAVO DA CONCEIÇÃO SOUZA
IVISON IVANILDO DA SILVA
Kit didático de Instalações Elétricas
São Paulo
2023
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Kit Didático de Instalações Elétricas, Provas ENEM de Automação
Este projeto visa desenvolver um kit didático de instalações elétricas que permita a simulação física e abrangente nessa área tão importante para a eletricidade e a sociedade atual. O objetivo é criar uma bancada feita de divisórias que possibilite o funcionamento de uma instalação elétrica industrial e residencial, com o propósito de estimular e incentivar o conhecimento dos alunos. O kit será projetado para seguir as normas de instalações elétricas em baixa tensão, como a nbr-5410, nbr-5444, nbr5413 e nbr-8995, de forma que possa ajudar os alunos a compreender os conceitos, fenômenos e proficiência, para aplicá-los futuramente nas indústrias. O projeto também envolve a integração com softwares simuladores conectados através de iot (internet of things), proporcionando uma experiência prática e abrangente para os estudantes.
Tipologia: Provas ENEM
2023
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CENTRO PAULA SOUZA
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE ITAQUERA
PROFESSOR MIGUEL REALE
GUSTAVO DA CONCEIÇÃO SOUZA
IVISON IVANILDO DA SILVA
Kit didático de Instalações Elétricas
São Paulo
CENTRO PAULA SOUZA
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE ITAQUERA
PROFESSOR MIGUEL REALE
GUSTAVO DA CONCEIÇÃO SOUZA
IVISON IVANILDO DA SILVA
Kit didático de Instalações Elétricas
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Fatec Itaquera Miguel Reale como parte dos requisitos para a obtenção do título de Tecnólogo em Automação Industrial. Orientador: Prof. Me. João Angelo Bosco da Silva.
São Paulo
RESUMO
Esse projeto, o Kit de Instalações Elétricas, será uma bancada feita de divisórias que irá possibilitar o funcionamento de uma instalação elétrica industrial e residencial que terá como propósito estimular e incentivar conhecimentos para os alunos, estabelecendo comunicação em uma plataforma de fácil acesso e controle para que a prática seja desenvolvida e comprovada. Os experimentos desse projeto de bancada abordarão os seguintes tópicos: Acionamento de iluminação através de interruptores com mais de um ponto, acionamento por luminosidade com relé, medições por meio de amperímetro e instalação de vários tipos de lâmpadas. Com isso o projeto irá auxiliar os professores em sala de aula e proporcionar melhor entendimento aos alunos. Palavras-chave: Alunos. Instalações Elétricas. Luminosidade. Kit Didático.
ABSTRACT
This Project the Electrical Installation Kit will be to encourage students to establish communication on a platform of easy access and control so that the practice can be developed and proven.The experiments in this project covered the following topics: lighting activation through switches with more than one point, luminosity activation with photoelectric relay, energy efficiency through ammeter, and installing several types of lamps. Allowing them to assist teachers in class and provide a better understanding to students. Keywords: Energy Efficiency. Electrical Installations. Didactic Kits. Industry 4.0.
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Lista de Tabelas
Tabela 1- Quantidade de materiais e seus valores..................................2 4 Tabela 2- Cronograma de atividades........................................................2 5 Tabela 3- Tabela das medidas e tipos de instalação de uniduts e PVC/Galvanizados...................................................................................... Tabela 4- Tabela das medidas e tipos de instalação de uniduts e PVC/Galvanizados...................................................................................... Tabela 5- Tabela das medidas e tipos de instalação de conduletes galvanizados............................................................................................... 37 Tabela 6- Tabela das medidas e tipos de instalação de conduletes galvanizados............................................................................................... 37
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1 INTRODUÇÃO
Atualmente podemos analisar a importância de métodos educacionais tecnológicos na formação de novos profissionais e a capacitação de profissionais mais atuantes no mercado. Tendo como base o conceito social, a eletricidade se torna um fator primordial diariamente, tudo e todas as coisas estão conectadas e mantidas por intermédio de conexões elétricas, ou seja, é nesse fator que podemos definir e entender as instalações elétricas, que não só se resultam em um amontoado de componentes e equipamentos elétricos como cabos, disjuntores e transformadores. Mudanças nos processos produtivos vem ocorrendo ao longo dos anos. As três revoluções Industriais, ocorridas ao longo de 200 anos, foram marcos históricos dessas alterações (SIMONETO, 2018). Já a quarta revolução industrial é um conceito que se refere às inovações tecnológicas desenvolvidas recentemente com o objetivo de otimizar os processos de produção e industriais e potencializar os lucros das organizações, por meio das automações. Com o início da quarta Revolução Industrial, o mercado de trabalho estava em ascensão, especialmente para profissionais da área da engenharia, elétrica e tecnologia. Segundo pesquisas feitas pela Confederação Brasileira da Indústria (CNI), divulgada em março de 2012, seis a cada nove empresas industriais brasileiras, afirmaram que a competitividade está sendo prejudicada pela falta de mão de obra qualificada, ou seja, com profissionais sem qualificação de alto nível (AFONSO, 2012). Dentro do contexto de desenvolvimento e evolução tecnológica, a indústria 4.0 é representada pela integração das tecnologias, tais como: Redes Industriais, Internet das Coisas, Big Data, Computação em Nuvem e Sistemas Embarcados. São esses conceitos que serão utilizados nesse projeto de bancada didática. (RABELLO, 2022). Para a comunicação que será aplicada neste projeto, por intermédio do grupo de “Automação do kit de instalações elétricas”, será necessário conceituar a internet das coisas, o que nos permite definir de modo geral, como uma rede conecta qualquer objeto físico à internet, possibilitando que as informações dos dispositivos conectados sejam enviadas e processadas, por meio de etapas de
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2 JUSTIFICATIVA
Para melhorar o conteúdo ministrado e servir de apoio para o professor conciliar a teoria de forma dinâmica em aulas, o “Kit didático em instalações elétricas” será realizado para aprimorar de forma sucinta e prática parte do ensino, trazendo mais tecnologias para a instituição e melhorando o entendimento dos alunos em relação a montagem de dispositivos elétricos. Mostrando também parte de segurança e cuidados que são primordiais em montagens práticas, mostrando as normas vigentes e métodos básicos de instalações elétricas como também a preparação do aluno para estar pronto para o mercado de trabalho.
3 REFERENCIAL TEÓRICO
Introduzindo um pouco da história, cada dia que se passa as coisas mudam, as tecnologias passam a evoluir e ficam cada vez mais avançadas. Atualmente, está muito avançada comparada com décadas anteriores. Entretanto, para chegar a esse nível a evolução passou por várias etapas juntamente com as instalações elétricas (MELLO, 2014).
3.1 Lâmpada incandescente de Thomas Edison
Após a invenção das lâmpadas incandescentes, Thomas Edison viu o quão lucrativo era a comercialização de suas invenções para a sociedade, e devidos a essa situação, ele elaborou um sistema para distribuir as suas iluminações. No ano de 1882, o sistema de distribuição de eletricidade desenvolvido por Thomas Edison iluminou a estação Pearl Street, a primeira central elétrica da cidade de Nova Iorque, nos Estados Unidos da América. Ao ligar o sistema, 52 lâmpadas foram simultaneamente acesas na redação do The New York Times. Para fazer as ligações dessas lâmpadas, eram utilizados cabos elétricos. Foi nessa mesma época que os condutores de energia elétrica se popularizou, onde eram utilizados dois grossos fios de cobre separados por papel dentro de um tubo de ferro cheio de betume (NELDSON, 2005). Após a invenção da lâmpada incandescente, as instalações elétricas passaram a se tornar mais utilizadas em casas e principalmente em indústrias.
14 Os tipos de instalações elétricas são: instalações elétricas prediais, comerciais e industriais. As principais diferenças entre elas são a complexidade das instalações e a potência instalada. Em uma instalação elétrica predial ou residencial, o sistema de controle basicamente é composto por interruptores para as lâmpadas e provavelmente nenhum relé vai ser utilizado nessa instalação. Já em uma instalação elétrica industrial, serão usados vários sistemas de medição para controlar o consumo energético em cada fase de uma produção, diversos relés para controle de processo e proteção de máquinas e equipamentos, vários sistemas de controle utilizando comandos elétricos e automação elétrica (MATTEDE, 2018). Neste capítulo será apresentado trabalhos semelhantes ao que será apresentado neste projeto sobre instalações elétricas.
3.2 Desenvolvimento de Módulos Didáticos
De acordo com o projeto de Ronimack Trajano de Souza, no mercado de trabalho há uma grande e constante busca de novos profissionais na área da elétrica e para atender boa parte dessa área industrial, a utilização de métodos práticos e didáticos junto com os teóricos são ferramentas fundamentais para prepara os alunos ao mercado de trabalho (SOUZA, 2013). Figura 1 – Módulos didáticos em instalações elétricas. Fonte: SOUZA ( 2013 ).
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3.4 Bancada Didática de Instalações Elétricas Prediais
O Projeto de Gabriel Antônio Francisco de Oliveira, Lucas Frazão Bispo, Mariana Guimarães dos Santos, Patrick Santos de Oliveira, Renan Souza Moura, André Luiz Paganotti, também demonstra que a oferta de cursos de formação profissional e técnica aumentaram muito nas últimas décadas. No entanto, o mercado de trabalho ainda relata escassez de mão de obra qualificada, especialmente no que diz respeito ao conteúdo prático (OLIVEIRA; BISPO; SANTOS; MOURA; PAGANOTTI, 2020). Figura 3 – Layout de bancada didática completa Fonte: OLIVEIRA; BISPO; SANTOS; MOURA; PAGANOTTI ( 2020 ).
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4 NORMAS NBR’s
Essa sigla é a abreviatura de Norma brasileira, ela também é conhecida como ABNT NBR. Neste capítulo iremos mencionar algumas normas NBR’s de instalações elétricas que serão aplicadas no projeto de graduação Kit didático em instalações elétricas, trazendo segurança, informações técnicas mínimas e necessárias para a realização de experiências que respeitem as normas.
4.1 Eletrodutos Rígidos e Conexões Galvanizados à Fogo NBR 5598
Fabricados conforme disposto na norma NBR 5598 (Roscas BSP), os Eletrodutos Rígidos Galvanizados a Fogo (por imersão a quente) possuem rebarba interna removida que visa propiciar completa proteção aos condutores elétricos neles acondicionado (NBR 5598). Apresentados em barras com 3 metros de comprimento, com luva e protetor plástico. Além das luvas, complementam os acessórios dessa linha as curvas de 45º, 90º, 135º e 180º, nas bitolas de ½ a 6 mm^2. São desenvolvidos para serem aplicados em áreas classificadas, onde haja risco de explosão através de gases ou vapores inflamáveis, ou ainda em áreas onde haja a presença de fibras ou poeiras combustíveis, como por exemplo nas áreas: mineração, siderúrgicas, alimentícias, automobilísticas, papel e celulose, usinas de álcool, frigoríficos, armazéns, depósitos de grãos e silos, entre outras (NBR 5598).
4.2 O que é a NBR 5410?
De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a norma NBR 5410 diz respeito às condições que sejam adequadas para um funcionamento correto e seguro de instalações elétricas de baixa tensão, ou seja, qualquer instalação elétrica que tenha no máximo 1000 volts em tensão alternada e 1500 volts em tensão contínua (SANTOS, 2022).
4.2.1 Qual o objetivo principal da NBR 5410?
De forma prática, a norma NBR 5410 tem como objetivo estabelecer condições adequadas para as instalações elétricas de baixa tensão. Com isso,
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4.3 Norma NBR 9117 (cabos elétricos de isolação de PVC/EB para
ligações internas)
Condutores flexíveis ou não, isolados com policloreto de vinila (PVC/EB), para 105° C e tensões até 750 V, usados em ligações internas de aparelhos elétricos Esta Norma fixa as condições exigíveis na aceitação e/ou recebimento de condutores isolados, flexíveis ou não, com condutor de cobre e isolação com policloreto de vinila (PVC/EB), sem cobertura, para tensões de isolamento até 750 V (NBR 9117, 2006) (EQUIPE VOBI, 2022).
4.3.1 Norma NBR 5444 (simbologia elétrica residencial)
A simbologia elétrica residencial existe justamente para representar os componentes elétricos através de diferentes símbolos dentro de um projeto. Ou seja, trata-se de uma representação gráfica e escrita dos elementos que compõem o projeto elétrico residencial. Ela é necessária porque, tendo em vista que uma planta baixa de um projeto se encontra sempre em uma escala de representação reduzida, seria impossível retratar os componentes reais de uma instalação elétrica Desta forma, para simplificar, muitos acabam recorrendo à utilização das normas ABNT, principalmente a NBR 5444 (EQUIPE VOBI, 2022).
4.3.2 O objetivo da norma NBR 5444
Em 1989, a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) criou a NBR 5444, com o objetivo de estabelecer os símbolos gráficos referentes às instalações elétricas prediais. Sua principal finalidade é a de padronizar a simbologia elétrica residencial utilizada pelos profissionais da elétrica, de forma que qualquer profissional habilitado seja capaz de compreender e executar a instalação através do projeto (EQUIPE VOBI, 2022).
4.3.3 Por que usar a NBR 5444 mesmo tendo sido cancelada?
Sabemos que, em 2014, a NBR 5444 foi cancelada pela ABNT, sem substituição, pelo motivo de estar em um formato antigo e desatualizado. Então, por que usá-la mesmo tendo sido cancelada?
20 O fato é que, a NBR 5444 continua sendo referência na simbologia elétrica residencial, justamente pela sua facilidade de compreensão e por não existir outra norma que a substitua. Atualmente a recomendação da ABNT é a utilização das normas internacionais: NBR IEC 60617 e NBR IEC 60417. No entanto, estas ainda não foram traduzidas para o português. Por isso, a utilização da NBR 5444, não é uma obrigação, apenas uma sugestão, por ser de conhecimento geral. Afinal, como toda simbologia deve ser especificada na legenda do projeto, o profissional pode optar por utilizar uma simbologia própria (EQUIPE VOBI, 2022). Principais representações de simbologia elétrica: Esta norma é baseada em figuras geométricas simples para permitir uma representação adequada e coerente dos dispositivos elétricos. Sendo eles: o traço, o círculo, o triângulo equilátero e o quadrado (EQUIPE VOBI, 2022).
4.4 NBR 5413 (Iluminância de interiores)
Esta Norma estabelece os valores de iluminâncias médias mínimas em serviço para iluminação artificial em interiores, onde se realizem atividades de comércio, indústria, ensino, esporte e outras.
4.4.1 Documentos complementares
Na aplicação desta Norma é necessário consultar: NBR 5382 - Verificação da iluminância de interiores - Método de ensaio NBR 5461 - Iluminação – Terminologia.
4.4.2 Definições
Os termos técnicos utilizados nesta Norma estão definidos em 3.1 e 3.2 e na NBR 5461.
4.4.3 Iluminância
Limite da razão do fluxo luminoso recebido pela superfície em torno de um ponto considerado, para a área da superfície quando esta tende para o zero. Nota: A iluminância em serviço é determinada segundo a NBR 5382.