A Compatibilidade Eletromagnética (EMC) é a capacidade de um equipamento ou sistema funcionar de maneira adequada no seu ambiente eletromagnético, sem introduzir interferências eletromagnéticas indesejadas em outros equipamentos ou sistemas ao redor.
Em termos práticos, a EMC garante que os dispositivos eletrônicos possam operar sem causar nem sofrer perturbações de sinais eletromagnéticos que possam comprometer seu desempenho.
Isso envolve dois aspectos principais:
- Emissão de Interferência: O equipamento deve limitar a emissão de sinais eletromagnéticos que possam interferir no funcionamento de outros dispositivos.
- Imunidade a Interferências: O equipamento deve ser capaz de operar corretamente mesmo na presença de interferências eletromagnéticas provenientes do ambiente ou de outros dispositivos.
Neste artigo, abordaremos um aspecto fundamental para o sucesso de qualquer projeto de cabeamento estruturado: a compatibilidade eletromagnética (EMC).
A interação entre os componentes elétricos de uma rede e os campos eletromagnéticos do ambiente pode gerar interferências que afetam diretamente a qualidade e a confiabilidade das transmissões de dados. Em projetos de cabeamento, a análise criteriosa desses fenômenos é crucial para evitar problemas que comprometem a eficiência da infraestrutura de rede.
O que é compatibilidade eletromagnética ?
Compatibilidade Eletromagnética (EMC) é a capacidade de um dispositivo, sistema ou instalação elétrica de operar corretamente em seu ambiente eletromagnético sem gerar interferências indesejadas para outros equipamentos eletrônicos ao redor. Isso significa que o dispositivo deve tanto limitar a emissão de sinais eletromagnéticos que possam interferir no funcionamento de outros dispositivos, quanto ser resistente a interferências externas para manter seu desempenho adequado.
A EMC envolve o equilíbrio entre a emissão de interferências eletromagnéticas (EMI) e a imunidade a essas interferências, garantindo que sistemas eletrônicos funcionem de forma eficiente e sem causar ou sofrer perturbações em redes, comunicação ou operações de outros sistemas.
Um ambiente de produção com aceitável compatibilidade eletromagnética é objetivo principal dentro das instalações de uma empresa ou fábrica, pois nesses locais muitos sistemas, equipamentos e instalações estarão compartilhando toda a infraestrutura física das instalações como eletrocalhas e leitos de cabos como também cabeamentos de elétrica, automação e Rede.
Interferências Eletromagnéticas e Suas Consequências
As Interferências Eletromagnéticas (EMI) são distúrbios ou sinais indesejados que afetam o desempenho de dispositivos e sistemas eletrônicos ao alterar ou corromper a transmissão de sinais elétricos. Essas interferências ocorrem quando um campo eletromagnético, gerado por fontes externas ou internas, induz correntes ou tensões indesejadas em circuitos e cabos, prejudicando o funcionamento adequado de equipamentos.
As EMI podem ser classificadas em dois tipos principais:
- Interferência Conduzida: Acontece quando a interferência viaja através de cabos ou condutores, como os de energia ou de comunicação, afetando diretamente os circuitos eletrônicos.
- Interferência Irradiada: Ocorre quando as ondas eletromagnéticas se propagam pelo espaço e afetam os dispositivos eletrônicos à distância, como uma antena captando sinais de rádio próximos.
Fontes comuns de EMI incluem motores elétricos, linhas de transmissão de energia, sistemas de comunicação de rádio e equipamentos eletrônicos de alta potência. Essas interferências podem resultar em ruído de sinal, perda de dados, falhas de comunicação e mau funcionamento de dispositivos eletrônicos, especialmente em ambientes sensíveis como redes de cabeamento estruturado.
Interferências eletromagnéticas (EMI) ocorrem quando um campo eletromagnético externo induz correntes indesejadas em cabos condutores, gerando ruído e distorções no sinal transmitido.
Esse fenômeno é especialmente prejudicial em redes de cabeamento estruturado, onde o tráfego de dados depende de sinais elétricos precisos. A indução de correntes nos cabos pode causar:
- Perda de pacotes de dados: A distorção dos sinais pode resultar em retransmissões ou perda completa de dados, comprometendo aplicações críticas.
- Aumento na latência: Sinais de baixa qualidade demandam correções e reenvios, o que aumenta o tempo de resposta da rede.
- Queda no desempenho geral da rede: Interferências contínuas podem gerar gargalos, reduzindo a eficiência de transferência de dados e degradando a experiência do usuário final.
Um ponto crítico para o sucesso de projetos de cabeamento estruturado é assegurar que a infraestrutura seja robusta o suficiente para mitigar esses efeitos, especialmente em ambientes com alto risco de exposição a interferências eletromagnéticas.
Principais problemas causados por Interferências Eletromagnéticas:
- Falhas de Comunicação: A EMI pode causar perda de dados em redes de comunicação, interrompendo o fluxo de informações entre equipamentos, o que afeta diretamente a operação de sistemas de controle e monitoramento.
- Queima de Equipamentos: Interferências eletromagnéticas intensas, especialmente causadas por surtos de tensão ou descargas atmosféricas, podem induzir correntes espúrias nos cabos, levando à queima de equipamentos sensíveis.
- Aumento da Latência em Redes: A distorção de sinais pode resultar em maior latência nas redes de dados, prejudicando a sincronização e o desempenho de processos automatizados.
- Paradas de Produção: Em ambientes industriais, a EMI pode causar interrupções no funcionamento de máquinas e sistemas, resultando em paradas não planejadas de produção e consequentes prejuízos financeiros com o chamado “Lucro cessante”.
- Comprometimento de Sistemas de Automação: Sistemas de automação, controle de processos e sensores são altamente sensíveis à interferência eletromagnética, o que pode gerar erros de leitura e funcionamento inadequado dos dispositivos.
- Redução da Vida Útil de Equipamentos: A exposição contínua a EMI pode degradar os componentes eletrônicos dos equipamentos, diminuindo sua vida útil e aumentando os custos de manutenção e substituição.
- Falhas em Sistemas de Segurança: Em indústrias e fábricas que utilizam sistemas de segurança eletrônica, como CFTV e controle de acesso, a EMI pode comprometer a captura de imagens ou a operação de sistemas críticos, reduzindo a eficiência de proteção.
Indução de Correntes em Cabos de Par Trançado
Em cabeamento estruturado, o uso de cabos de par trançado visa reduzir os efeitos das interferências. A torção dos condutores dentro de cada cabo diminui a área de exposição aos campos eletromagnéticos, atenuando a indução de correntes. Contudo, mesmo com essas precauções, alguns ambientes exigem soluções ainda mais otimizadas.
Ambientes industriais ou áreas com equipamentos de alta potência, como motores elétricos, geradores e transformadores, são fontes comuns de interferências eletromagnéticas.
Nesses casos, o simples uso de cabos de par trançado pode não ser suficiente para garantir a integridade dos dados transmitidos. Neste caso, a escolha adequada entre cabos blindados (STP/FTP) e cabos não blindados (UTP) se torna determinante para o sucesso do projeto de cabeamento estruturado.
Interferências Eletromagnéticas causadas por Raios
Descargas Atmosféricas e Seus Impactos nas Instalações Elétricas e de Rede
As descargas atmosféricas, comumente conhecidas como raios, podem causar perturbações significativas no campo eletromagnético de edificações no momento em que a descarga percorre os condutores do Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) até o solo. Embora essas interferências eletromagnéticas sejam temporárias, a intensidade dos campos gerados durante esse processo é extremamente alta.
Isso pode induzir correntes espúrias (correntes indesejadas)em cabos elétricos, de automação e de Rede, resultando em danos substanciais aos equipamentos conectados, como queima de dispositivos e falhas em sistemas críticos.
Essa indução de correntes em cabos se dá pela proximidade dos sistemas de cabeamento com o SPDA e pela falta de proteção adequada contra surtos de sobretensão.
Portanto, a existência de um Projeto de SPDA bem elaborado é crucial para garantir a proteção da edificação. O SPDA não protege os equipamentos, para evitar queima de equipamentos e proteção das instalações é necessário contratar um projeto elétrico com a especificação e instalação de DPS (Dispositivos de Proteção Contra Surtos de Sobretensão), Equalização de Potenciais, aterramento de todas as estruturas metálicas da edificação.Esse projeto deve contemplar tanto a proteção estrutural da edificação quanto a mitigação dos efeitos eletromagnéticos resultantes da queda de raios.
Em resumo SPDA + DPS + Equalização de Potenciais
Como minimizar os efeitos das Interferências Eletromagnéticas (EMI)
Para mitigar os efeitos das interferências eletromagnéticas em uma edificação seja comercial ou uma fábrica, é necessário um conjunto de ações que envolvem projetos específicos que atuam entre si e garantem melhores condições operacionais reduzindo paradas indesejáveis.
1 – Contratar uma consultoria/projeto para adequação das instalações elétricas e implantação de Dispositivos de Proteção Contra Surtos de Sobretensão
Esse projeto prevê o dimensionamento e instalação de Dispositivos de Proteção contra Sobretensão e padroniza as instalações elétricas no que diz respeito ao aterramento correto dos quadros de distribuição Esse projeto tem a finalidade de minimizar a circulação de correntes transitórias dentro das instalações, protegendo equipamentos e painéis de comando de máquinas, além de computadores, centrais telefônicas e outros equipamentos normalmente utilizados em uma rede de telecomunicações.
2 -Realizar a manutenção periódica do sistema de Aterramento com a emissão do Laudo
O sistema de aterramento desempenha um papel crucial tanto na proteção elétrica quanto na compatibilidade eletromagnética (EMC) de qualquer instalação.
Sua função principal é criar um caminho de baixa resistência para que correntes indesejadas, como falhas elétricas e surtos de tensão, possam ser conduzidas de forma segura ao solo. Além de evitar acidentes e danos a equipamentos, o aterramento também é fundamental para garantir que os sistemas operem sem interferências eletromagnéticas, protegendo o desempenho de redes de comunicação, automação, e sistemas eletrônicos.
Realizar inspeções regulares é fundamental para garantir que o sistema esteja funcionando adequadamente. Essas inspeções devem verificar o estado dos condutores, conexões e da malha de aterramento, além de realizar testes de resistência para assegurar que o sistema continue eficiente.
Após cada inspeção e manutenção, é essencial a emissão de um Laudo de Aterramento. Esse documento certifica que o sistema de aterramento está em conformidade com as normas técnicas vigentes e que está apto a proteger a instalação de possíveis falhas elétricas e interferências eletromagnéticas.
Confira o Artigo:
Aterramento Elétrico: Fundamentos, Tipos e Importância para a proteção dos Sistemas Elétricos – Guia Completo
3 – Instalação/Manutenção do SPDA
Assegurar que o SPDA esteja funcionando corretamente e em conformidade com as normas, realizando manutenções periódicas com a emissão de laudos técnicos atualizados.
Confira o Artigo:
Laudo de SPDA – Entenda o que é e sua Importância.
4 – Equalização de Potenciais
A Equalização de Potenciais é o processo de conectar eletricamente todos os componentes metálicos de uma instalação, tanto os condutores quanto as partes não energizadas (estruturas metálicas, carcaças de equipamentos, tubulações), a um ponto comum de aterramento. O objetivo é minimizar a diferença de potencial elétrico entre essas partes, evitando a circulação de correntes indesejadas e protegendo tanto as pessoas quanto os equipamentos de descargas elétricas ou interferências eletromagnéticas.
A equalização de potenciais é essencial para evitar que surtos de tensão ou interferências eletromagnéticas induzam correntes espúrias nos cabos e dispositivos eletrônicos. Essa prática é fundamental para garantir a proteção elétrica e a compatibilidade eletromagnética (EMC) da instalação, além de proteger os equipamentos contra danos causados por sobretensões e descargas atmosféricas.
5 – Projeto de Cabeamento Estruturado
O cabeamento estruturado dentro da infraestrutura de Rede, é parte fundamental nesse cenário de boas práticas para minimizar os efeitos das interferências eletromagnéticas, pois pode reduzir ou ampliar esses efeitos tendo em vista que o cabeamento chega em todas as partes da empresa ou barracão de fábrica conectando equipamentos.
O Projeto de cabeamento estruturado ganha ainda mais importância, pois todo o percurso de distribuição desse cabeamento é feito em leitos de cabos metálicos que devem ser aterrados e também a escolha correta da categoria e blindagem desse cabo deverão ser definidos e implementados com o devido aterramento dos racks e armários devidamente previstos no projeto de equalização de potenciais.
Confira o Artigo:
Consultoria em Projetos de Cabeamento Estruturado
6 – Atribuições Profissionais
O Engenheiro Eletricista é o profissional regularizado e responsável por elaborar, executar e documentar Projetos.
Realização de atividades de Projeto e execução com emissão da ART (Anotação de Responsabilidade Técnica)
- Projetos de instalações elétricas
- Projetos de cabeamento estruturado
- Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA)
- Projetos de sistemas de automaçãoInfraestrutura de rede e telecomunicações
- Instalação e manutenção de dispositivos de proteção contra surtos (DPS)
- Projetos de compatibilidade eletromagnética (EMC)
- Sistemas de segurança eletrônica, como CFTV e controle de acesso
Os Artigos 8 e 9 da Resolução nº 218/1973 do CONFEA (Conselho Federal de Engenharia e Agronomia) se aplicam diretamente ao Engenheiro eletricista, permitindo que ele desenvolva e execute esses projetos com total responsabilidade técnica.
- Artigo 8: Trata das atribuições do engenheiro pleno em sua área de formação, permitindo que ele elabore, execute e responda por projetos de engenharia, inclusive assinando como responsável técnico em ARTs (Anotações de Responsabilidade Técnica). Isso abrange diversas atividades, como projetos de instalações elétricas, automação, compatibilidade eletromagnética (EMC), SPDA (Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas), cabeamento estruturado, entre outros.
- Artigo 9: Complementa o Artigo 8, especificando que o engenheiro pleno também pode desempenhar atividades de supervisão, coordenação e orientação técnica, além de realizar estudos e projetos técnicos, pareceres, avaliações e laudos.
Conclusão
A compatibilidade eletromagnética não trata apenas da escolha correta do cabo, mas também de projetos multidisciplinares que precisam ser implementados para juntos oferecerem a segurança operacional que as empresas necessitam.
Contratar uma empresa de Engenharia é mandatório para a implementação de medidas necessárias para garantir a compatibilidade eletromagnética necessária dentro das instalações.
Além de tomar os devidos cuidados com o projeto de cabeamento estruturado definindo corretamente o cabeamento ideal para ambientes críticos, é importante avaliar projetos complementares como SPDA e Dispositivos de Proteção Contra Sobretensão (DPS)
A A3A Engenharia possui um Departamento de Engenharia especializado em Projetos de SPDA, DPS, Compatibilidade Eletromagnética e Infraestrutura de Rede, entre em contato.
