Choque em chuveiros elétricos

1 de setembro, 2020 às 19:21 | Postado em Corrente contínua e alternada, Eletricidade

Prezados, antes de mais nada gostaria de dizer que admiro muito o trabalho do CREF e seguidamente busco informações nesse site. Entretanto, acredito que há uma informação equivocada no tópico “Chuveiro elétrico: por que não levamos choque se água está em contato com a parte eletrificada do resistor de aquecimento?”, esse artigo – inclusive – é o primeiro resultado de pesquisa quando digitamos essa pergunta no Google.

Entre a série de afirmações precisas do Prof. Renato Machado de Brito, uma delas não aparece estar correta. O trecho a que me refiro é o seguinte:

“No caso específico dos chuveiros, a diferença de potencial da rede  elétrica estabelece uma corrente entre os terminais de seu próprio  resistor de aquecimento, e não pela água que, por mais condutora que  seja, representa uma resistência, de muito maior valor, em paralelo  com a primeira. Logo a corrente que circula pela água é mínima.”

Pensando em algumas situações hipotéticas, vi que a ideia de relacionar a impedância da água com a impedância do resistor do chuveiro não faz sentido. Se o que efetivamente garantisse nossa segurança fosse o fato de existir um resistor de menor valor em paralelo com a água, quando houvesse o rompimento desse resistor, essa proteção cessaria. Ou seja, se ocorresse a famosa “queima de resistência” durante um banho, levaríamos um choque, o que sabemos que não é regra (mesmo em instalações sem aterramento).

Se formos pensar em termos de circuitos elétricos, temos dois resistores em paralelo: o resistor do chuveiro e a água. Se os resistores estão em paralelo, a água está sempre recebendo a tensão da rede elétrica. Nessas circunstâncias, a corrente que flui pela água depende exclusivamente da impedância da água.

Vemos exemplos de cargas sendo associadas em paralelo a todo o momento nas nossas instalações elétricas residenciais. Ao ligarmos um equipamento na tomada, estamos fazendo a associação de uma impedância em paralelo com as demais que já estão ligadas na instalação. E, quando fazemos isso, não vemos a corrente deixando de circular nos equipamentos de maior impedância para circular nos equipamentos de menor impedância. O que vemos, simplesmente, é o aumento da corrente total da instalação. Da mesma forma ocorre na associação em paralelo do resistor do chuveiro com a água.

Extrapolando ainda mais, podemos lembrar que as tomadas da residência também estão em paralelo com o resistor do chuveiro e, se eu encostar nos dois terminais de uma tomada qualquer enquanto o chuveiro estiver ligado, eu irei tomar um choque, ainda que eu esteja em paralelo com uma resistência de impedância muito menor que a impedância do meu corpo.

O que pude concluir através do que pesquisei é que a impedância da água que está em série com o nosso corpo no caso do chuveiro elétrico é alta (seja pela baixa condutância da água em condições normais, seja pelo fato dela chegar até a nossa cabeça em forma de gotas, o que aumenta ainda mais a impedância do circuito que está em série com o nosso corpo). E é apenas isso que nos impede de tomar um choque nas instalações que não possuem aterramento e IDR.

Escrevo na intenção de validar essa minha interpretações. Se minhas considerações estiverem equivocadas, peço que me corrijam, para eu poder aprender o que é o correto. Se minhas afirmações estiverem corretas, peço que corrijam o post original, o qual coloco o link abaixo:

Chuveiro elétrico: por que não levamos choque se água está em contato com a parte eletrificada do resistor de aquecimento?

Um abraço!!

Vou responder por partes na própria pergunta que se encontram abaixo em itálico.

O que está na resposta do CREF:

“No caso específico dos chuveiros, a diferença de potencial da rede elétrica estabelece uma corrente entre os terminais de seu próprio resistor de aquecimento, e não pela água que, por mais condutora que seja, representa uma resistência, de muito maior valor, em paralelo com a primeira. Logo a corrente que circula pela água é mínima.”

• Até aqui não se falou sobre segurança, apenas se indicou que a corrente elétrica que flui pela água existe, mas é muito menor do que a que flui pelo resistor de aquecimento. Pode-se então concluir que a água é condutora, mas que as correntes que por ela circulam são mínimas devido a sua baixa condutividade (elevada resistência ou até impedância como trata o(a) consultante). Seguimos no que está postado no CREF:

“Também existe um condutor interno no chuveiro que fica imerso na água (sem nenhum contato aparente) que serve para conduzir ao (neutro), ou a um circuito de aterramento, qualquer fuga de corrente que circule pela água. Quanto mais nos afastarmos do resistor de aquecimento, menor será a corrente que circula pela água.”

• Mais uma vez este parágrafo explica que existem correntes circulando pela água e que são desviadas para o neutro. Também se afirmou que quanto mais nos afastarmos do resistor de aquecimento menores são as correntes que circulam pela água. Seguimos com o que está no CREF:

“O que poderia representar algum perigo é se o terminal elétrico da fase que alimenta o chuveiro ficasse permanentemente imerso na água, mesmo quando o chuveiro estivesse desligado. Porém isso não acontece, existe uma válvula de fluxo que desconecta a rede elétrica do resistor  quando o chuveiro é desligado.”

• Aqui se abordou a existência da válvula que desliga o circuito elétrico do chuveiro, quando no mesmo não houver fluxo de água, isolando os condutores da água contida no chuveiro, impedindo assim a circulação de corrente. Ou seja, num chuveiro desligado (em bom estado) não haveria risco de choque elétrico
• A interpretação do(a) consultante é de que afirmamos que estaríamos protegidos pelo paralelismo da resistência da água com a resistência da água do chuveiro porque a primeira é mais elevada. Mas em nenhum momento isso foi dito. Acho que a interpretação da consultante é que está equivocada.
• Para evitar esta interpretação talvez falte um parágrafo que explique quais os riscos de choque existentes, no caso dos chuveiros, quando a resistência rompe ou quando a válvula de fluxo não opera adequadamente, ou ainda quando o usuário decide trocar o chuveiro de “Verão para Inverno” com ele ligado. Parece que até já respondeste algum questionamento sobre isso. Se achares pertinente podemos até providenciar mais um parágrafo neste sentido. Mas veja mais abaixo a explicação que dei.

Seguindo os argumentos do consultante dá para entender os porquês da sua interpretação:

“Vemos exemplos de cargas sendo associadas em paralelo a todo o momento nas nossas instalações elétricas residenciais. Ao ligarmos um equipamento na tomada, estamos fazendo a associação de uma impedância em paralelo com as demais que já estão ligadas na instalação. E, quando fazemos isso, não vemos a corrente deixando de circular nos equipamentos de maior impedância para circular nos equipamentos de menor impedância. O que vemos, simplesmente, é o aumento da corrente total da instalação. Da mesma forma ocorre na associação em paralelo do resistor do chuveiro com a água.”

• A interpretação do paralelismo existente entre os diversos circuito elétricos em uma instalação está quase correta, não fosse a impedância da fiação existente no caso das tomadas (baixa impedância) e a impedância existente entre o e o circuito de aterramento e o ponto de contato do usuário com a agua (teoricamente alta impedância).

Uma tomada não é uma fonte ideal de tensão. Existe sempre uma resistência em série que promove um divisor da tensão entre o que é fornecido pela concessionária e o que o equipamento realmente recebe.

No caso das tomadas esta resistência série é inversamente proporcional a espessura da fiação. Por isso se deve utilizar condutores de maior bitola quando as cargas são maiores (maiores potências dos equipamentos a serem energizados) e/ou estão a uma distância considerável da caixa de distribuição.

Quando há várias tomadas para ligar equipamentos em paralelo num mesmo circuito, rigorosamente as correntes mudam em todos os condutores cada vez que um novo equipamento for ligado, pois a impedância da fiação não é desprezível.

É por isso que numa instalação em que não há a devida distribuição das cargas, a tensão pode baixar em todas as tomadas ou pontos de energia quando uma carga maior for ligada em algum ponto.

Em algumas residências mais antigas, ao ser energizado o chuveiro que ficava “lá nos fundos”, as lâmpadas que estavam no mesmo circuito “enfraqueciam”, porque a tensão em seus terminais diminuía.

Continuando com o texto do consultante:

“Extrapolando ainda mais, podemos lembrar que as tomadas da residência também estão em paralelo com o resistor do chuveiro e, se eu encostar nos dois terminais de uma tomada qualquer enquanto o chuveiro estiver ligado, eu irei tomar um choque, ainda que eu esteja em paralelo com uma resistência de impedância muito menor que a impedância do meu corpo.”

“O que pude concluir através do que pesquisei é que a impedância da água que está em série com o nosso corpo no caso do chuveiro elétrico é alta (seja pela baixa condutância da água em condições normais, seja pelo fato dela chegar até a nossa cabeça em forma de gotas, o que aumenta ainda mais a impedância do circuito que está em série com o nosso corpo). E é apenas isso que nos impede de tomar um choque nas instalações que não possuem aterramento e IDR.”

• O mesmo divisor de tensão já referido acontece no caso de um usuário em contato com a água de um chuveiro que tem sua resistência rompida. Continuará havendo corrente circulando pela água, nem que seja entre os pontos de Fase e Neutro do próprio resistor rompido. A resistência elétrica deste caminho próximo é muito menor do que a dos caminhos mais afastados do resistor que, mesmo rompido, ficará em contato com os terminais elétricos, enquanto houver fluxo de água no chuveiro. Assim sendo, a diferença de potencial existente entre a água (em qualquer ponto mais afastado dos condutores dentro do chuveiro ou mesmo na água que cai) e o circuito de aterramento, ou mesmo o piso do banheiro, será pequena. Se houver o fio interno de coleta de corrente para o circuito de aterramento será menor ainda. No máximo alguns Volts.
• Considerando que além desta baixa diferença de potencial, ainda haverá em série com esta “fonte de tensão” um caminho de baixa condutividade, representado pela água e pelo corpo do usuário, as correntes que poderiam circular seriam mínimas a ponto de não me provocar qualquer choque elétrico. Aqui sim caberia a interpretação de que as correntes são limitadas pela alta impedância em série com a fonte de tensão (o caminho elétrico existente pela presença de água e do corpo do usuário em contato com o piso ou qualquer outro condutor que promova conexão com o neutro). Mas a corrente é muito mais limitada pela baixa diferença de potencial disponível a partir de qualquer ponto “molhado” e o piso do banheiro, ou a torneira de ajuste do fluxo. Veja que na postagem do CREF ainda existe a ressalve de que o chuveiro supostamente não seria de alta tensão!
• Cabe ressaltar que se o contato do usuário do chuveiro for em região próxima do condutor Fase, o caso equivale ao que também está descrito na postagem do CREF quando o usuário está em uma banheira em que um equipamento elétrico é igualmente imerso.