Dicas de engenharia elétrica para reduzir custos de fiação em edifícios

Grandes componentes elétricos, como geradores de reserva, transformadores e quadros de distribuição, estão entre os elementos mais caros em instalações elétricas. No entanto, a fiação também pode ter um custo significativo, especialmente em grandes edifícios onde os circuitos podem ter várias centenas de metros de comprimento. Os custos de fiação podem ser reduzidos minimizando a distância percorrida entre as fontes de alimentação e as cargas e também usando condutores menores sempre que possível.

Considere que a fiação representa apenas parte do custo dos circuitos elétricos. A menos que os condutores sejam projetados para exposição direta, eles devem ser instalados dentro de uma canaleta ou conduíte. As instalações elétricas também utilizam acessórios para realizar diversas funções, e a seguir estão alguns exemplos:

• Suportes de conduíte. Alguns suportes fixam o conduíte diretamente às paredes e outras superfícies, enquanto outros penduram o conduíte em elementos estruturais, como vigas.

• Acoplamentosusado para conectar conduítes em circuitos longos.

• Conectoresusado para conectar conduítes a outros elementos, como quadros de distribuição, caixas de junção e caixas de equipamentos.

Todos esses componentes agregam custos a um sistema elétrico, além de considerarem que há também um custo de mão de obra qualificada durante sua instalação.

Otimize o custo da sua instalação elétrica.

Usando condutores menores em projetos elétricos

O custo dos condutores diminui junto com a bitola do fio, o que significa que os circuitos podem se tornar mais baratos se usarem o menor tamanho de condutor possível. Claro, existe um limite inferior:

• O Código Elétrico Nacional NFPA 70 estabelece capacidades mínimas dos condutores de acordo com a corrente de carga e o tipo específico de condutor. Usar qualquer bitola de fio abaixo da capacidade especificada é contra o código.
• Os condutores possuem alguma resistência elétrica apesar do nome, causando uma queda gradual de tensão ao longo dos circuitos. Esta queda de tensão pode ser significativa em circuitos longos e muitos componentes elétricos são danificados por subtensão. Mesmo que o condutor proposto tenha uma capacidade de transporte de corrente adequada, pode ser necessário um tamanho maior para compensar a queda de tensão – condutores maiores têm menos resistência por unidade de comprimento.

Para usar condutores menores e ainda atender ao NEC, a corrente transportada pelo circuito deve ser reduzida. Uma corrente mais baixa também minimiza a queda de tensão, permitindo circuitos mais longos sem necessidade de aumentar o diâmetro do condutor.

Tamanhos reduzidos de condutores também permitem o uso de conduítes menores, que são mais baratos e mais fáceis de manusear. As conexões elétricas também ficam mais baratas, pois seu tamanho é determinado pelo diâmetro do conduíte.

A economia de custos com tamanhos reduzidos de condutores em um circuito é relativamente pequena. Contudo, o efeito cumulativo da redução de muitos circuitos pode retirar milhares de dólares do orçamento do projeto. Existem muitas maneiras de reduzir a carga nos circuitos elétricos:

• Use uma tensão de circuito mais alta, quando aplicável. Como a energia elétrica é o produto da tensão e da corrente, um aumento na tensão leva a uma diminuição na corrente. Por exemplo, uma carga que consome 12.000 watts consome 100 amperes a 120 V, mas apenas 50 amperes a 240 V.

• Use energia trifásica para grandes cargas. Comparado com circuitos monofásicos, um circuito trifásico pode fornecer a mesma carga usando apenas um condutor neutro e um condutor de aterramento. Em outras palavras, um circuito trifásico pode transportar a mesma energia elétrica enquanto reduz em quatro o número total de condutores (dois neutros e dois fios de aterramento).

• Evite equipamentos superdimensionados. Equipamentos maiores consomem uma corrente mais alta, exigindo condutores maiores. Como resultado, toda a instalação fica mais cara e nenhum benefício é obtido em troca.

• Implementar medidas de eficiência energética. Equipamentos com eficiência energética consomem menos corrente e os condutores também podem ser dimensionados em tamanhos menores. Se você tiver 20 lâmpadas incandescentes consumindo 60 watts cada, a potência total será de 1.200 watts; por outro lado, 20 lâmpadas LED consumindo 16 watts cada somam apenas 320 watts.

A redução do tamanho dos condutores é uma abordagem viável em novas construções, uma vez que não existe instalação existente. No entanto, quando o consumo de energia é reduzido num edifício existente, os engenheiros eléctricos não recomendam a substituição do circuito, a menos que a cablagem esteja danificada. Os condutores existentes acabarão superdimensionados, mas representam um custo que já foi pago, enquanto a nova fiação envolve despesas adicionais.

Reduzindo o comprimento do circuito com um layout eficiente

Os custos de instalação elétrica também podem ser reduzidos usando um layout de equipamento que minimize o comprimento total do circuito. A mesma lógica usada para condutores menores se aplica aqui: um layout inteligente faz sentido em novas construções e grandes reformas, mas não faz sentido alterar uma instalação existente porque o custo já foi assumido.

Os engenheiros elétricos podem trabalhar com arquitetos durante a fase de concepção do projeto, para otimizar o layout do equipamento e minimizar o comprimento do circuito. Softwares de modelagem 3D como o Revit MEP também podem ser úteis, pois permitem uma visualização de sistemas construtivos que não é possível com desenhos 2D convencionais.

Em construções altas, uma maneira simples de reduzir o comprimento dos circuitos é distribuir todos os principais equipamentos elétricos em torno de um eixo vertical. Por exemplo, se for utilizada uma unidade de tratamento de ar separada para cada nível, os custos podem ser optimizados organizando-os verticalmente. Os quadros de distribuição também podem ser instalados próximos para minimizar o comprimento dos circuitos alimentadores. Os engenheiros elétricos evitam colocar equipamentos grandes longe das fontes de alimentação principais, uma vez que circuitos longos com condutores grandes são os mais caros.

Decisões inteligentes de design permitem eficiência energética e reduções de custos de projetos simultaneamente. As medidas de eficiência energética acarretam frequentemente custos adicionais, mas compensam-nos reduzindo muitas despesas: contas de electricidade, custos de manutenção e instalação.