Hoje vamos falar rapidamente sobre a certificação de produto de um cabo fotovoltaico pela norma ABNT NBR 16612. Porém antes disso, vamos a alguns conceitos básicos.

Em meados da segunda metade do século XVIII, teve início na Inglaterra e posteriormente no mundo civilizado, a chamada Revolução Industrial, onde o emprego de máquinas e de novos processos produtivos aceleraram a manufatura de bem de consumo, máquinas e equipamentos, agricultura, entre outros. Um exemplo disso foi o que aconteceu com itens de vestuário, que eram manufaturados artesanalmente por pessoas especializadas, tornando o seu processo de confecção, desde o plantio e colheita do algodão, fiação, tecelagem, estampagem, corte e costura etc., lentos e caros. A partir da Revolução Industrial, com o desenvolvimento e mecanização do processo produtivo, esses itens passaram a ser produzidos em larga escala, barateando custos e tornando-os mais acessíveis à população. Antes disso, roupas eram passadas de geração a geração, sendo inclusive itens da partilha de herança de família, dado o seu alto custo.

A partir daí, o mercado foi gradativamente sendo inundado com incontáveis itens manufaturados, a custos mais acessíveis a maioria da população. Porém, como um mesmo item podia ser fabricado por empresas diferentes, começaram a surgir as diferenças de qualidade, segurança e confiabilidade inerente a cada fabricante.

No final do século XIX e início do século XX, começaram a surgir associações preocupadas com a padronização, qualidade e segurança desses itens. Essas associações estabeleceram regras, diretrizes, ou características acerca de um material, produto, processo ou serviço, através de uma “norma técnica”, criada na maioria das vezes, por especialistas.

Com o passar do tempo, mais materiais, produtos, processos e serviços passaram a ser regulamentados por essas normas.

Porém, com o passar do tempo, tornou-se necessário que uma “entidade confiável” certificasse que um determinado material, produto, processo ou serviço estivesse dentro das exigências dessas normas específicas.

Passaram então a existir organismos de certificação, que certificavam que um determinado item, seja ele um material, produto, processo ou serviço, cumpria os requisitos de uma determinada norma. Isso era feito através de um certificado.

Como exemplo dessas empresas podemos citar as alemãs, TÜV Hassen, TÜV SÜD, TÜV Nord, TÜV Saarland, TÜV Thüringen, TÜV Rheinland, além da austríaca TÜV Austria. Só por curiosidade, “TÜV” vem do alemão “Technischer Überwachungsverein”, que significa em tradução livre, Associação de Inspeção Técnica. Portanto “TÜV” não é um documento, nem uma empresa específica ou muito menos uma norma em particular. Um cabo certificado pela norma ABNT NBR 16612 não tem “TÜV”. Ele tem um Certificado de Conformidade do Produto, com a norma ABNT NBR 16612, emitido por um Organismo de Certificação de Produto, acreditado pelo Inmetro. Essa empresa certificadora pode ser qualquer uma, desde que seja acreditada pelo Inmetro para esta função (certificação).

E além das alemãs, existem inúmeras outras como a também renomada UL (Underwrites Laboratories), a Bureau Veritas, Ability, etc., além da própria ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e o Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia), que também possuem uma divisão de certificação.  Lembrando que nem todas as empresas citadas acima certificam todos os materiais, produtos, processos ou serviços. Algumas delas focam em materiais, outras em serviços, outras ainda em produtos e assim por diante.

Todas essas empresas certificadoras são auditadas por órgãos específicos em cada um dos países que atuam. No caso do Brasil, elas são acreditadas pelo Inmetro.

O fato de uma norma ou instrução normativa existir, não significa que ela seja obrigatória, a não ser que alguma entidade com competência para tal, a torne obrigatória.

Voltando ao nosso universo de cabos fotovoltaicos, a norma que rege a sua concepção, é a ABNT NBR 16612. Ela especifica as condições de uso, testes de durabilidade, materiais, etc., dos cabos fotovoltaicos no Brasil.

No Brasil, a certificação dos cabos fotovoltaicos por essa norma ainda é voluntária. O Inmetro ainda não tornou essa certificação como compulsória (mandatória). Porém, a expectativa é que isso ocorra em breve.

As vantagens da certificação do produto pela norma são:

• Segurança Aos Consumidores: a certificação de produto permite que os consumidores saibam que um determinado produto é seguro e confiável. É uma referência de segurança do produto, um guia que os leva a fabricantes confiáveis.

• Atendimento aos Requisitos Regulamentares: a certificação atesta que o produto foi fabricado de forma a respeitar e atender aos requisitos de uma norma ou regulamento técnico, cumprindo os requisitos mínimos necessários.

• Vantagem Competitiva: mesmo que a certificação do produto seja voluntária, ela representa uma importante vantagem competitiva em relação aos concorrentes. Dependendo do mercado em que a empresa atua, ter um produto certificado pode significar a diferença entre o sucesso ou fracasso das vendas.

• Garantia de Conformidade: a certificação (voluntária ou compulsória) garante ao consumidor que aquele produto foi fabricado de forma a respeitar e atender aos requisitos de uma norma ou regulamento técnico. Assim, a garantia da conformidade influencia diretamente na decisão de compra do consumidor.

• Credibilidade Da Marca: ter produtos certificados, de maneira compulsória ou voluntaria, dá para a empresa mais credibilidade no mercado, através da percepção tida pelos consumidores de que aquela empresa está comprometida com a segurança de seus produtos e com a satisfação de seus clientes.

CONCLUSÃO:

Embora ainda não compulsória, a cerificação do produto tem um peso enorme, tanto para a credibilidade da marca, segurança para os consumidores como para a melhoria da qualidade do segmento, como um todo.

Entendendo essa conjuntura, a New Cabos já possui a certificação voluntária de todos os seus cabos fotovoltaicos, garantindo assim o seu compromisso com a qualidade e segurança dos nossos clientes, diretos e indiretos e do consumidor final!

BIBLIOGRAFIA:

1	TÜV Hassen GmbH (Darmstadt, Deutschland)	https://www.tuev-hessen.de
2	TÜV SÜD GmbH (München, Deutschland)	https://www.tuvsud.com/de-de
3	TÜV Nord GmbH (Hannover, Deutschland)	https://www.tuev-nord.de/de
4	TÜV Saarland GmbH (Sulzbach/Saar, Deutschland)	https://www.tuev-saar.de
5	TÜV Thüringen GmbH (Erfurt, Deutschland)	https://thueringen.de
6	TÜV Rheinland GmbH (Köln, Deutschland)	https://www.tuv.com/germany/de
7	TÜV Austria GmbH (Österreich)	https://www.tuv.at
8	UL (Northbrook, IL, USA)	https://www.ul.com
9	Bureal Veritas S.A.  (Neuilly-sur-Seine, Paris, France)	https://www.bureauveritas.fr
10	Ability Certificadora (Rio de Janeiro, RJ, Brasil)	https://www.abilitycertificadora.com.br
11	BRICS	https://www.brics-ocp.com.br
12	Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT	https://www.abnt.org.br
13	Inmetro – Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia	https://www.gov.br/Inmetro/pt-br

SOBRE O AUTOR

Wagner Boudart é graduado em Tecnologia Mecânica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP), tendo trabalhado em indústrias multinacionais de grande porte, nas áreas de Engenharia Industrial e como “New Product Launch”. Possui diversos cursos, inclusive internacionais, tendo trabalhado na Alemanha, Hungria, Estados Unidos da América, entre outros lugares. Atualmente é responsável pelas Engenharias de Produto, Industrial e de Qualidade da New Cabos Ltda, fabricante de cabos fotovoltaicos.

A medição da resistência ôhmica de um cabo é de vital importância para o funcionamento correto de uma instalação fotovoltaica. No meu artigo “Instalação Fotovoltaica: A importância da Resistencia Ôhmica em um Condutor Elétrico”, dou mais informações sobre esse assunto.

Por hora, vamos falar sobre o passo a passo da medição da resistência ôhmica de um cabo fotovoltaico.

O princípio de medição da resistência ôhmica é um método desenvolvido por WilliamThomson, um físico e matemático britânico, nascido na Irlanda no Norte no século XIX, que posteriormente foi agraciado com um título de nobreza, em reconhecimento as suas realizações, passando a ser conhecido como Lord Kelvin.

 Lord Kelvin criou, entre muitas outras coisas, um sistema de medição de resistências elétricas (ôhmicas) muito baixas, conhecido como Ponte de Kelvin, Ponte Dupla de Kelvin, Ponte de Thomson, Método de Kelvin, etc.

Nesse método a resistência elétrica das pontas de medição é desconsiderado. Portanto a medição se torna muito mais precisa, o que é de fundamental importância quando se mede resistências ôhmicas muito baixas, da ordem de mili-ohms. Quem quiser se aprofundar mais sobre esse assunto vai encontrar muito material na Internet.

Por hora, vamos voltar ao nosso passo a passo de medição, conforme proposto.

Os equipamentos utilizados neste processo são:

• Microhmímetro calibrado;
• Régua de fixação do cabo, a qual chamaremos de Ponte Kelvin calibrada;
• A norma ABNT NBR NM 280;
• Termômetro calibrado.

Um ponto importante é que a distância dos dois pontos de medição interna da nossa régua é exatamente 1 metro, calibrado. Portanto a medição sempre se refere a 1 metro de cabo.

Também, para facilitar o nosso trabalho e garantir a nossa segurança, utilizaremos os equipamentos auxiliares abaixo:

• Decapador de Fios;
• Soprador Térmico;
• Luva térmica.

Montamos o nosso aparato de testes conforme figura abaixo:

Em seguida, com o auxílio de nossos equipamentos auxiliares, removeremos parte da isolação e da cobertura do cabo, expondo o condutor elétrico de cobre estanhado, tomando-se muito cuidado pois não queremos romper nenhum fio do cabo.

Fixamos o cabo a ser medido ao nosso aparato de medição conforme foto abaixo:

Lembrando que, tanto o aparato como o cabo, devem estar na mesma temperatura ambiente do local onde se faz a medição. Recomenda-se deixar o cabo dentro da sala por um período para que ocorra a equalização da temperatura.

O próximo passo, é ligar o microhmímetro e ajustar a sua escala, para a medição de grandezas da ordem de mili-ohms.

Feito isso, registrar o valor indicado no visor do microhmímetro, conforme exemplo abaixo

Também é importante registrar a temperatura ambiente em que a temperatura foi feita.

No nosso exemplo, o valor acusado no microhmímetro foi de 3,25 mΩ/m (três virgula vinte e cinco mili-ohms por metro) e a temperatura ambiente no momento da medição foi de 25,7°C.

Em seguida, na Através da tabela 5, da página 13 da norma ABNT NBR NM 280, localizamos a temperatura de medição e o seu respectivo fator de correção. Utilizaremos a temperatura de 26°C, que é a mais próxima a de 25,7°C, encontra.

No nosso exemplo, o fator de correção encontrado foi de 0,977.

Então, multiplicaremos o valor encontrado na medição, que foi de 3,25 mΩ/m   por 0,977, obtendo o valor da resistência corrigida a 20°C de 3,18 mΩ/m.

A resistência de 3,18 mΩ/m equivalem a resistência de 3,18 Ω/km.

Fazemos isso pois a temperatura de medição da resistência ôhmica da norma é de 20°C. Então temos que fazer a correlação do valor da resistência encontrada a temperatura da medição com a da tabela da norma, medida a 20°C.

Calculado isso, vamos comparar o valor obtido acima com a máxima resistência permitida a 20°C, na tabela 3, coluna 4, da página 11 da norma ABNT NBR NM 280.

O valor obtido, deve ser menor ou igual ao indicado na norma, em função da seção do cabo.

Admitindo-se que o nosso cabo em teste tem uma seção de 6 mm², o valor máximo permitido seria de 3,39 Ω/km. Portanto o nosso cabo estaria dentro dos parâmetros especificados pela norma (3,18 Ω/km ≤ 3,39 Ω/km).

ERROS COMUNS DURANTE O PROCESSO DE MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA ÔHMICA:

1. Medir a resistência ôhmica logo após o decape, onde o cabo ainda está aquecido pelo soprador térmico.
2. Medir o cabo sem que a temperatura do mesmo seja a mesma do ambiente onde ele se encontra.
3. Medir a temperatura, com um termômetro que foi colocado no local, a pouco tempo e ainda não atingiu a estabilidade térmica.
4. Medir a resistência ôhmica e não fazer a correlação com o fator de conversão térmica.
5. Medir a resistência ôhmica sem que o cabo esteja bem fixado nos 4 mordentes.
6. Medir a resistência ôhmica de um cabo que teve alguns fios danificados (rompidos) durante o decape.

BIBLIOGRAFIA:

1. “The New Oxford Dictionary of Scientific Writers and Editors”, Elizabeth A. Martin, Oxford University Press; 2nd edition (June 22, 2009)

2. Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR NM 280:2011.

3. Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 16612:2020.

4. “Procedimento de Medição de Resistencia Ôhmica de Cabos Fotovoltaicos” – New Cabos Ltda

CURRÍCULO
Wagner Boudart é graduado em Tecnologia Mecânica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP), tendo trabalhado em indústrias multinacionais de grande porte, nas áreas de Engenharia Industrial e como “New Product Launch”. Possui diversos cursos, inclusive internacionais, tendo trabalhado na Alemanha, Hungria, Estados Unidos da América, entre outros lugares. Atualmente é responsável pelas Engenharias de Produto, Industrial e de Qualidade da New Cabos Ltda, fabricante de cabos fotovoltaicos.

Por Wagner Boudart

Continuando com a nossa filosofia do “back to basic”, vamos falar hoje de maneira suscinta, sobre as principais características de um cabo fotovoltaico

A principal função de um cabo fotovoltaico é a transmissão de corrente elétrica entre os painéis fotovoltaicos e o(s) inversor(es) de corrente. Para tal, ele deve ser corretamente instalado e dimensionado, levando-se em conta alguns fatores como:

Potência de trabalho;
Tensão de trabalho;
Distância entre os módulos e o inversor de frequência;
Queda de Tensão máxima admissível;
Temperatura de Trabalho;
Modo de instalação;
Capacidade de condução de corrente elétrica.

Porém, na “vida” de um cabo, isso é somente parte do problema. Ele também tem outras propriedades, exigidas pela norma ABNT NBR 16612 e correlatas internacionais. Vamos abordar algumas delas:

CONDUTOR
Um arame de aço pode ser rompido com certa facilidade, flexionando-se o mesmo para cima e para baixo, repetidas vezes, até que ocorra o seu rompimento. Esse tipo de rompimento é chamado de rompimento por fadiga mecânica.

Já o cobre de alta pureza que compõe os condutores de um cabo fotovoltaico, possui uma resistência à fadiga mecânica maior do que do aço. E isso é de grande importância pois, dependendo do modo de instalação, os cabos estão sujeitos a grandes fadigas mecânicas, como as originadas pelos ventos, que podem fazer os cabos apresentarem movimentos oscilatórios, ou as originadas pela própria manipulação, durante o processo de instalação do sistema.

Além disso, a medida que adicionamos, mesmo que de forma indesejada, outros componentes ao cobre durante o processo de fundição, acabamos por causar a sua fragilização, tornando-o mais susceptível ao rompimento e também aumentando a sua resistência elétrica (ôhmica). Isso pode ocorrer especialmente em cobre reciclado, uma vez que é mais difícil o controle da pureza do cobre empregado durante esse processo, que pode ser de várias origens diferentes, podendo gerar contaminação por outros materiais. Como o cabo é composto por múltiplos filamentos de cobre estanhado, alguns deles podem se romper, ocorrendo o aumento da resistência ôhmica e o superaquecimento do cabo, por efeito Joule.

ISOLAÇÃO (DUPLA)
Todo cabo fotovoltaico é recoberto por duas camadas de material isolante. A primeira delas tem como função principal, isolar o cabo, ou seja, impedir que o fluxo de elétrons seja desviado pelo contato com outros corpos condutores, causando choques elétricos, fuga de corrente ou curto circuito.

A segunda camada tem por objetivo, além obviamente da isolação, a proteção do cabo contra agentes externos, como raios ultravioleta, agentes ácidos ou básicos, ozônio, proteção contra chamas, intempéries, etc. Ela também é composta por um material termofixo, como também o é, a primeira isolação. Porém, ela recebe uma série de aditivos para que possa oferecer a proteção requerida. Ambas as isolações também agem como um escudo mecânico, choques mecânicos, cortes, estiramentos, etc., que podem causar danos ao condutor como rompimentos de fios, entre outros.

Vamos falar um pouco mais sobre as funções dessa dupla isolação:
Proteção contra choques elétricos: obviamente, um cabo energizado, sem isolação elétrica adequada, pode causar ferimentos graves ou mesmo fatais a quem quer que toque no seu condutor, sem os devidos EPI´s.

Proteção contra curto circuitos e fuga de corrente: um cabo energizado, sem isolação elétrica adequada, pode gerar fuga de corrente elétrica, causado pelo contato entre os condutores energizados ou entre os condutores energizados e outros corpos condutores de energia elétrica.

Proteção contra choques mecânicos: um cabo está sujeito a choques mecânicos, como amassamento, pancada ou contato com superfícies cortantes, que possam danificar ou romper os fios condutores.

Proteção contra os raios solares UV: a luz solar é composta por ondas eletromagnéticas, em especial as UV’s (A e B). Essas ondas podem interagir com diversos matérias, inclusive tecido humano, provocando danos a sua estrutura molecular. Por isso, cabos instalados diretamente sob o Sol, podem ter a sua cobertura degradada, gerando fissuras, que causam a perda das propriedades elétricas isolantes do cabo.

Proteção contra o ozônio: o ozônio é um gás formado principalmente por descargas elétricas atmosféricas (raios e relâmpagos) e está presente em nossa atmosfera. Esse gás, que é altamente oxidante, pode reagir com o material da isolação, se este não for devidamente aditivado, e provocar o aparecimento de fissuras na cobertura, causando a perda das propriedades elétricas isolantes do cabo

Proteção contra solos ácidos e básicos: em determinadas situações, e conforme normas de instalação, os cabos podem ser enterrados no solo. Um solo pode ter pH ácido, menor que 7 (solos ácidos) ou pH básicos, maior que 7 (solos alcalinos). Um solo muito ácido ou muito alcalino pode atacar a superfície do cabo e, a longo prazo, causar a perda das propriedades elétricas isolantes do cabo

Proteção contra temperaturas externas elevadas: a isolação deve resistir a temperaturas externas contínuas de até 90°C, de modo a garantir a sua instalação em locais inóspitos, onde as temperaturas ambientes podem ser próximas a 50°C, potencializadas pela indecência direta dos raios solares e pelo aquecimento do condutor.

Proteção contra temperaturas internas elevadas: um cabo elétrico (não estamos falando de supercondutores), quando percorrido por uma corrente elétrica, acaba se aquecendo, pois, parte dessa energia é perdida sob forma de calor, devido às colisões dos elétrons com os núcleos dos átomos que compõem o material. A quantidade de aquecimento varia dependendo de diversos fatores. Por isso, a isolação deve resistir a temperaturas internas (temperatura do condutor) da ordem de até 120°C, por até 20.000 horas, sem que a mesma se degrade. Um cabo bem dimensionado e instalado corretamente por pessoal habilitado e conforme normas, não deveria habitualmente chegar a essa temperatura, mas é mais um requisito de segurança exigido pelas normas.

Proteção contra temperaturas externas baixas: a isolação deve resistir à temperatura de até -15ºC (norma brasileira), sem perder as suas propriedades isolantes e mecânicas. Isso assegura que o cabo pode ser instalado nas mais frias regiões do Brasil. Nas normas internacionais, essa temperatura mínima pode ser ainda menor, dependendo do país e da severidade das suas condições climáticas.

Proteção contra a chuva ácida: é comum vermos em grandes centros, esculturas antigas degradadas por chuva ácida, que é a combinação das águas da chuva com a poluição atmosférica, principalmente em regiões com grande tráfego de veículos e com intensa produção industrial. Essa chuva, à longo prazo, também pode atacar a isolação dos cabos.

Alguns outros requisitos da isolação do cabo são:

A cobertura deve ser isenta de gases halógenos: gases halógenos ou halogênicos, são os gases que possuem pelo menos um dos elementos químicos Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br), Iodo (I), Astato (At) e Tenesso (Ts), em sua composição. Em caso de queima, esses gases liberados são liberados e, à exceção do iodo, são prejudiciais à saúde humana, podendo inclusive serem fatais, dependendo da quantidade inalada. Lembrando que o Astato e Tenesso não tem nenhuma utilização, prática ou comercial.

A cobertura também deve possuir componentes retardantes a chamas: que implica na não propagação de chama, em caso de incêndio.

A cobertura não deve gerar fumaça espessa: em caso de ser submetidos a uma fonte de calor intensa e contínua, os cabos não podem gerar grandes quantidades de fumaça.

CONCLUSÃO
Apesar da principal função de um cabo fotovoltaico seja o transporte de corrente elétrica, ele deve suportar uma série de outras exigências, para que possa assegurar a sua integridade, durabilidade e segurança dos usuários e de toda a instalação. Portanto, seu uso é mandatório em instalações fotovoltaicas, conforme norma ABNT NBR 16690.

Nota do Autor
Este artigo tem por finalidade aguçar a curiosidade do leitor, de modo que o mesmo possa compreender a magnitude de algo que é, aparentemente tão simples, como um cabo elétrico fotovoltaico. A ideia é de que sirva para que os que pretendem se aprofundar na busca pelo conhecimento, possa, vislumbrar esse universo e se aprofundar em suas pesquisas, em materiais técnicos específicos. Não foi escrito para acadêmicos e nem para especialistas, pois esses já detêm, em profundidade, esse conhecimento.

BIBLIOGRAFIA
Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR NM 280:2011.
Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 16612:2020.
Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 16690:2019.

CURRÍCULO
Wagner Boudart é graduado em Tecnologia Mecânica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP), tendo trabalhado em indústrias multinacionais de grande porte, nas áreas de Engenharia Industrial e como “New Product Launch”. Possui diversos cursos, inclusive internacionais, tendo trabalhado na Alemanha, Hungria, Bélgica, Estados Unidos da América, México, entre outros países.

Atualmente é responsável pelas Engenharias de Produto, Industrial e de Qualidade da New Cabos Ltda, fabricante de cabos fotovoltaicos.

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