Fenômeno provoca mortes e prejuízos materiais; solução foi desenvolvida em laboratório da Escola de Engenharia

Proposto por equipe do Laboratório Tesla da Escola de Engenharia da UFMG, dispositivo visa impedir a formação dos arcos elétricos em equipamentos industriais. Trata-se de tecnologia inédita e com base 100% eletrônica, diferentemente das tecnologias já existentes que se baseiam em chaves eletromecânicas.

Em instalações industriais e comerciais, é comum o uso de dispositivos de segurança capazes de cortar a conexão com a rede elétrica em caso de curtos-circuitos. Nas residências, esses dispositivos são representados pelos quadros de disjuntores, que têm a função de interromper a conexão elétrica quando necessário, atuando como "miniaturas" das soluções produzidas em escala maior nas indústrias.

Muitas vezes, quando o disjuntor opera em ambientes industriais que trabalham com altas potências elétricas, pode ocorrer o chamado arco elétrico, que se forma dentro do painel que abriga o disjuntor. “Nesses ambientes, devido à alta potência, a corrente elétrica pode passar a se deslocar pelo ar na forma de um arco elétrico, que libera grande volume de energia e luz muito intensa, muito semelhante a um relâmpago”, explica o professor Braz Cardoso, do Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia da UFMG.

Cardoso afirma que a formação do arco representa um grande risco de morte, caso haja alguém nas proximidades, e de danos materiais. “A luz emitida pode ferir os olhos, e o arco gera uma onda de calor muito intensa, devido à grande liberação de energia térmica. Por isso, desenvolvemos uma tecnologia para a proteção das pessoas que trabalham nesses locais”, diz.

“A solução que desenvolvemos é totalmente eletrônica, sem partes móveis, e funciona mediante a detecção do arco em formação. Assim que ele é detectado, as chaves eletrônicas são acionadas e eliminam um dos fatores necessários para que o arco elétrico se mantenha. O arco precisa de corrente elétrica e de uma tensão mínima para se sustentar. O que o dispositivo faz é impedir que essa tensão mínima se estabeleça. O arco elétrico é, então, apagado, o que evita a liberação de altas energias”, explica Cardoso.

O dispositivo desenvolvido pelos pesquisadores da UFMG é capaz de apagar o arco elétrico em apenas dois milésimos de segundo. O professor explica que a aplicação da tecnologia traz benefícios humanos e materiais. “Estamos pensando na proteção de quem trabalha em áreas de risco existentes em instalações elétricas, principalmente no ambiente industrial, e na eliminação das perdas materiais associadas à ocorrência de arcos elétricos nos painéis, eventos regulares na indústria do mundo inteiro.”

Preservação dos equipamentos

Outra vantagem do protótipo desenvolvido no Departamento de Engenharia Elétrica da UFMG diz respeito à preservação dos equipamentos. A solução convencional e mais comumente utilizada é o painel resistente ao arco. Braz Cardoso explica que, quando o arco elétrico se forma dentro do painel, tudo que se encontra em seu interior é destruído.

“O painel resistente ao arco elétrico impede que a energia seja liberada na parte frontal do equipamento e é essencial para proteger as pessoas que se encontram nas proximidades, mas os equipamentos instalados em seu interior são totalmente destruídos. Nossa tecnologia foi montada em um painel comum, mas, ao impedir a formação do arco, ela protege, além das pessoas, tudo que está em seu interior", afirma Braz Cardoso.

O protótipo foi testado em um laboratório certificador do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel), no Rio de Janeiro, e o grupo constatou que ele oferece o mesmo grau de segurança de painéis tradicionais resistentes a arco elétrico. Além disso, o protótipo tem custo de produção competitivo.

O desenvolvimento da tecnologia teve início há oito anos, com a dissertação de mestrado de Cláudio Álvares Conceição, que hoje atua como engenheiro na Petrobras, financiadora da pesquisa e detentora da propriedade intelectual do protótipo juntamente com o grupo, que reúne ainda o professor Sidelmo Magalhães Silva, também do Departamento de Engenharia Elétrica, o doutorando Fernando Venâncio Amaral, o engenheiro Gustavo Fontoura e o técnico em eletrônica Antônio Gamaliel.