A segurança dos grupos geradores

 

Quando ocorrem falhas ou possíveis apagões de energia elétrica, a opção é a utilização de grupos geradores de energia, que é bastante frequente em indústrias, hotéis, hospitais, grandes eventos e até mesmo residências possuem este equipamento para suprir possíveis quedas de energia, vários modelos e potências são disponibilizados aos consumidores para diferentes fins. Deve-se conhecer os requisitos de segurança para grupos geradores acionados por motores alternativos de combustão interna (RIC) de até 1.000 V, consistindo em um motor alternativo de combustão interna, com um gerador de corrente alternada (AC), incluindo o equipamento adicional requerido para operação, por exemplo, equipamento de controle, comutação e equipamento auxiliar.

 

Os geradores de energia apresentam características que convertem a energia mecânica em energia elétrica, baseado no fenômeno da indução eletromagnética, em que o dínamo, gerador de corrente contínua, funciona convertendo a tal energia mecânica contida na rotação do eixo em intensidade de um campo magnético produzido por um imã. O giro do rotor induz uma tensão nos terminais dos enrolamentos, onde conectados a cargas levam a circulação de correntes elétricas.

 

 

Existem quatros tipos de geradores que convertem a energia mecânica em energia elétrica, são eles gerador de corrente contínua, gerador de indução, gerador síncrono e motores elétricos, eles apresentam voltagens e tensões diferentes. Os grupos geradores de energia são equipamentos de médio e grande porte que fornecem energia elétrica sempre que ocorrem falhas ou oscilações no abastecimento da rede elétrica, garantindo maior segurança e comodidade para clientes, funcionários, moradores e usuários de diferentes setores e ambientes.

 

O grupo gerador de energia é um equipamento preparado e produzido para ter altíssimo desempenho e que apresenta grande segurança durante todo o seu processo de funcionamento, sendo fabricado com estrutura robusta, motor para acionamento automático e tanque de combustível para alimentação do motor. A finalidade principal é fornecer energia elétrica em regime de emergência e ou temporária, quando concessionárias de energia não podem realizar o fornecimento devido a estrutura local não estar pronta ou a potência necessária estar acima da disponível.

 

O uso de grupos geradores de energia é indicada para os mais variados ambientes, especialmente para estabelecimentos que não podem ficar sem energia elétrica — tais como hospitais, escolas, aeroportos, grandes eventos, supermercados, condomínios comerciais e residenciais, centros de convenções, indústrias em geral, área rural e até residências. Sendo assim, pode-se dizer que existem três razões principais para que pessoas e empresas adquiram grupos geradores de energia, a saber: indisponibilidade ou ausência de uma rede de energia elétrica pública; potência da rede de energia elétrica existente ser inferior à necessária; proteção contra a possibilidade de falha da energia elétrica proveniente da rede, periódica ou prolongada, a qual poderá causar perdas econômicas, perdas de potência, ausência de iluminação, perda de equipamento de suporte à vida, perda de produção, perda de informação armazenada, perda de produtos, stocks ou mesmo vidas humanas.

 

Os grupos geradores são constituídos por um alternador, acionado por motor de combustão, sendo este alimentado por combustível (óleo diesel, gás natural, biogás e outros). Apesar de possuírem grande porte e potência elevada, os grupos geradores produzem ruído baixíssimo, possibilitando conforto para ambientes que precisam de tranquilidade, como escolas, creches e hospitais. Uma das tarefas mais importantes quando da elaboração de projetos de construção em geral é assegurar um suprimento de energia confiável e o grupo gerador é elemento-chave em qualquer projeto.

 

A NBR ISO 8528-13 de 02/2018 – Grupos geradores de corrente alternada acionados por motores alternativos de combustão interna – Parte 13: Segurança especifica os requisitos de segurança para grupos geradores acionados por motores alternativos de combustão interna (RIC) de até 1 000 V, consistindo de um motor alternativo de combustão interna, com um gerador de corrente alternada (AC), incluindo o equipamento adicional requerido para operação, por exemplo, equipamento de controle, comutação e equipamento auxiliar. Isto se aplica a grupos geradores de uso terrestre e marítimo (aplicação doméstica, recreativa e industrial).

 

Não se aplica a grupos geradores utilizados a bordo de embarcações marítimas e unidades oceânicas móveis, bem como em aeronaves ou para impulsionar veículos rodoviários automotores e locomotivas. Esta Parte não se aplica à máquina de soldar arco (série IEC 60974). Os requisitos especiais necessários para abranger a operação em atmosferas potencialmente explosivas não são abrangidos nesta Parte. Os perigos relevantes a grupos geradores acionados por motores alternativos de combustão interna são identificados no Anexo A. Esta parte trata dos requisitos especiais de ensaio e projeto de segurança e convém que sejam observados adicionalmente as definições e requisitos das NBR ISO 8528-1, NBR ISO 8528-2, NBR ISO 8528-3, NBR ISO 8528-4, NBR ISO 8528-5 e NBR ISO 8528-6, quando aplicável. Especifica os requisitos de segurança a fim de proteger o usuário do perigo.

 

 

Se a instalação de um grupo gerador pode criar perigos adicionais aos abrangidos por esta parte, os requisitos de segurança e/ou medidas de proteção relativos a esses perigos adicionais são de responsabilidade do instalador, se necessário, em acordo com o fabricante do grupo gerador. O instalador é responsável por assegurar a conformidade para os perigos adicionais decorrentes da instalação.

 

Os perigos relevantes a grupos geradores acionados por motores alternativos de combustão interna, que devem ser considerados a fim de evitar danos pessoais, estão listados no Anexo A. As máquinas devem estar em conformidade com os requisitos de segurança e/ou medidas de proteção desta Seção. Além disso, a máquina deve ser projetada de acordo com os princípios da NBR ISO 12100 para perigos relevantes, porém não significativos, que não sejam tratados por esta parte da NBR ISO 8528.

 

Os sistemas de partida podem ser acionados manualmente ou automaticamente. Os sistemas de partida elétrica normalmente operam em tensões de 24 V ou menores. Os sistemas de partida elétrica acima de 24 V não são tratados nesta parte e o instalador do motor deve assegurar uma operação segura após conectar o motor ao gerador.

 

Para motores com partida a ar comprimido, o sistema pneumático de partida deve estar em conformidade com os requisitos da instalação e com as informações de operação e segurança especificadas nos manuais disponibilizados pelos fornecedores dos componentes do sistema de partida. Os sistemas de partida por manivela devem atender aos requisitos especificados nas ISO 11102-1 e ISO 11102-2.

 

Além disso, os seguintes requisitos se aplicam: as manivelas de partida devem ter uma distância suficiente da superfície de montagem para garantir o giro de maneira segura; os motores a diesel com partida manual devem ter um sistema de descompressão que não pode ser manipulado manualmente durante a partida. Os únicos sistemas de partida manual permissíveis são os dispositivos de partida por manivela (conforme definido anteriormente) e o dispositivo de partida retrátil conforme descrito na ISO 14314. A marcação requerida na ISO 14314:2004, 7.3, não pode ser aplicada. A conformidade com os requisitos deve ser verificada por inspeção e ensaio dos sistemas de partida.

 

Todos os grupos geradores devem ter um dispositivo de parada normal que pode ser acionado manualmente ou automaticamente. Os controles de parada devem permanecer na posição de parada quando acionados. Este deve operar por meio de um dispositivo que assegure o corte da alimentação do combustível ou da ignição (para motores de ignição por centelha). Convém que este dispositivo inclua um corte no suprimento de ar.

 

 

Os grupos geradores, exceto os grupos geradores de baixa potência, devem ser providos com um dispositivo de parada acionado automaticamente em caso de falha. Este dispositivo deve monitorar um ou mais sinais do grupo gerador e, se esses sinais estiverem fora da faixa permissível, ele deve acionar a parada automática.

 

Os sinais principais utilizados para acionar a parada automática podem incluir, porém não se limitam a, os seguintes: para o motor alternativo de combustão interna sobrevelocidade, baixa pressão do óleo lubrificante, alta temperatura do líquido de arrefecimento, e baixo nível do líquido de arrefecimento; para o gerador sobretensão, e sobrecarga. Estes sinais ou outras medidas utilizadas para acionar a parada automática devem ser especificados dependendo da aplicação.

 

A parada normal deve ser verificada por inspeção e ensaio do dispositivo de parada, nos modos manual e automático (se providos na aplicação). A parada automática em caso de falha deve ser verificada ensaiando a ação dos modos de falha típicos nas condições de operação (um método adequado deve ser utilizado para criar condições de falha típicas, por exemplo, acionamento manual e curto-circuito dos contatos).

 

Os dispositivos de parada de emergência são requeridos para grupos geradores controlados remotamente e grupos geradores com um invólucro ou contêiner acessível por pessoas. De acordo com a avaliação de riscos descrita na NBR ISO 12100:2013, 6.3.5.2, não é requerido dispositivo de parada de emergência para grupos geradores de baixa potência, uma vez que este dispositivo não pode diminuir o risco por meio da redução do tempo de parada.

 

Os dispositivos de parada de emergência devem ser acionados manualmente. Assim como para a parada normal, a parada de emergência deve operar por um dispositivo que assegure o corte da alimentação do combustível ou da ignição (para motores de ignição por centelha). Convém que este dispositivo inclua um corte no suprimento de ar.

 

Os dispositivos de parada de emergência também devem atender aos requisitos da ISO 13850, categoria 0, e a reinicialização não pode causar uma nova partida ou quaisquer condições perigosas. Os dispositivos de parada de emergência acionados manualmente devem estar localizados dentro e fora do invólucro ou contêiner onde um grupo gerador esteja localizado e devem ser acessíveis às pessoas que realizam operações de manutenção ou controle quando os grupos geradores estiverem em operação.

 

 

Os dispositivos de parada de emergência devem ser verificados por inspeção e ensaio nas condições de operação. Os dispositivos de comando para o motor alternativo de combustão interna do grupo gerador devem atender aos seguintes requisitos: os comandos manuais devem ser projetados para resistir a 1,2 × as forças máximas de acionamento providas na tabela; para manípulos, manoplas, aderentes, alavancas e dispositivos similares, os requisitos e ensaios devem estar de acordo com a IEC 60335-1:2013, 22.12; os comandos devem atuar positivamente e de forma suave e sem retardo ou ação inesperada e devem estar de acordo com a ISO 2261; a temperatura da superfície dos comandos que devem ser acionados manualmente enquanto o motor está em funcionamento deve estar dentro dos seguintes limites de acordo com a ISO 13732-1, para um tempo de contato de 10 s, 55 °C para superfícies metálicas, e 70 °C para superfícies não metálicas; as arestas vivas ou quinas nos comandos manuais ou adjacentes a estes devem ser removidas. As arestas devem ter um chanfro de pelo menos 0,5 mm.

 

 

Os dispositivos de comando do motor alternativo de combustão interna devem ser verificados por inspeção e ensaio. Os dispositivos de comando dos grupos geradores devem ser verificados de acordo com a IEC 60204-1:2009, 10.1 e 10.2. Para medição da temperatura da superfície dos dispositivos de comando (motores alternativos de combustão interna e grupos geradores), o seguinte método deve ser realizado: o grupo gerador deve ser operado na sua potência nominal até que as temperaturas da superfície se estabilizem; o ensaio deve ser realizado em um local bem ventilado sem exposição direta à luz solar; se o ensaio for realizado a uma temperatura ambiente fora do valor nominal (20 ± 3) °C, as temperaturas reportadas devem ser corrigidas pela Equação (1): temperatura corrigida (°C) = temperatura reportada (°C) – temperatura ambiente (°C) + 20 °C. Os dispositivos de comando dos motores alternativos de combustão interna devem ser identificados de acordo com a função que desempenham, ou a sua função deve ser explicada no manual de operação.

 

Eles devem ser identificados de acordo com a IEC 61310-2. O código de cores deve estar de acordo com a IEC 60073. A marcação nos comandos do motor deve ser legível durante toda a vida útil do motor. Convém que a identificação seja, preferivelmente, por meio de símbolos de acordo com a ISO 7000 ou a ISO 8999 ou, se não existirem símbolos adequados, por palavras colocadas no comando ou adjacente a ele.

 

 

Os princípios de projeto, localização e marcação devem estar de acordo com a IEC 61310-1. As manoplas ou botões de comando de desligamento de emergência devem estar localizados de forma proeminente e devem ser de cor vermelha, a fim de serem identificados dentre os demais comandos.

 

POR HAYRTON em 19/11/2019 •