Como algo fundamental em nossas vidas, a energia elétrica está presente não só para o trabalho (iluminar, aquecer ou movimentar), mas também para a informação (automatizar, comunicar e medir). Por esse motivo em uma instalação elétrica diversos sistemas, linhas de energia ou sinal, devem conviver harmoniosamente em um mesmo ambiente, sem interferências mútuas entre eles, sendo esse o objetivo da Compatibilidade Eletromagnética(Electromagnetic Compatibility (EMC)), um importante conceito, que será apresentado neste artigo.
Introdução
A EMC corresponde à capacidade de um dispositivo, equipamento ou sistema eletroeletrônico funcionar adequadamente em um ambiente específico sem que seja afetado pelas interferências eletromagnéticas lá existentes, enquanto simultaneamente não causa perturbações em outros equipamentos que também se encontrem nesse local (imagem 1). Segundo o relatório técnico da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), ABNT NBR IEC/TR 61000-1-6, a EMC é a capacidade de um sistema ou equipamento funcionar satisfatoriamente em seu ambiente eletromagnético, sem introduzir perturbações intoleráveis a algo que lá se encontre, nem sofrer interferências de outros sistemas ou equipamentos [1].
Imagem 1. Sistemas eletroeletrônico compartilhando um ambiente.
Conceitos
Historicamente, a EMC se ocupou inicialmente em permitir o funcionamento adequado de equipamentos eletroeletrônicos. Sendo a interferência eletromagnética dependente da distância entre os componentes da instalação, equipamentos próximos deveriam ser eletromagneticamente compatíveis entre si [2].
Para compreensão da EMC é necessário definir os seguintes conceitos:
Emissão: O fenômeno pelo qual a energia eletromagnética emana de uma fonte.
Imunidade a perturbação: A capacidade de um dispositivo, equipamento ou sistema funcionar sem degradação na presença de uma perturbação eletromagnética.
Interferência Eletromagnética (Electromagnetic Interference (EMI)): As emissões eletromagnéticas correspondem às perturbações causadas por um equipamento (vilão), que serão transmitidas para os outros equipamentos (vítimas) que existem no ambiente.
Nesse caso, o equipamento vilão é uma fonte de perturbações, devendo ser verificado se elas se encontram em limites adequados e/ou como é possível reduzi-las. Como todos os equipamentos emitem alguma perturbação, o objetivo da EMC é limitá-la ao nível de susceptibilidade dos demais elementos da instalação.
Susceptibilidade Eletromagnética (Electromagnetic Susceptibility (EMS)): A susceptibilidade, ou imunidade, eletromagnética, correspondente a capacidade de um dispositivo eletrônico funcionar em um determinado ambiente, na presença das perturbações eletromagnéticas lá existentes, sem que o seu desempenho seja comprometido. A EMS determina o quanto o nosso equipamento sofrerá como vítima, sendo que todo equipamento será simultaneamente vilão e vítima, em função das características da instalação elétrica onde ele se encontra.
Existem quatro mecanismos de acoplamento eletromagnético de um emissor para um receptor, podendo as perturbações se propagarem por um ou mais deles simultaneamente:
- Acoplamento Galvânico (corrente elétrica);
- Acoplamento indutivo (campo magnético);
- Acoplado capacitivo (campo elétrico);
- Irradiação (campo eletromagnético).
O acoplamento normalmente ocorre através de uma complexa combinação desses mecanismos, tornando difícil a sua identificação e complexa a solução do problema, independentemente do conhecimento que se tenha do emissor e do receptor. Como o acoplamento depende das frequências das tensões e correntes nos circuitos envolvidos na EMC, o desenho desses circuitos torna-se mais importante para efeitos de análise do que o diagramas unifilares destas instalações (imagem 2).
Imagem 2. O Trajeto dos cabos deve ser verificado na fase do projeto da instalação.
Técnicas
Para que se obtenha a EMC necessária para que um sistema opere eficientemente é preciso limitar as emissões, melhorar as susceptibilidades e reduzir os acoplamentos, se possível utilizando as três possibilidades. Como um equipamento pode funcionar perfeitamente em um local e não em outro, o sistema como um todo deve ser analisado, valendo a expressão, o todo é maior do que a soma das partes. Pelos aspectos envolvidos na EMC, é possível que equipamentos ensaiados e aprovados em suas fábricas não atuem como esperado quando instalados em seus destinos, devido às condições locais do ambiente eletromagnético.
Como formas de redução do acoplamento eletromagnético podem ser utilizadas, individualmente ou em conjunto filosofias de aterramento e equipotencialização adequadas (o que não inclui separar aterramentos), blindagens e roteamento de cabos, isoladores galvânicos, como optoacopladores e fibras óticas, e Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) (para surtos de chaveamento) (imagem 3). Apesar dos seus conceitos serem de fácil compreensão, problemas de EMC são complexos, porque muitas perturbações são intermitentes, seu acoplamento varia com a disposição dos condutores e as próprias características construtivas dos equipamentos se modificam conforme eles envelhecem.
Imagem 3. DPS Rack da Embrastec.
Normas e ensaios de EMC
Os ensaios de EMC verificam se um equipamento, dispositivo ou sistema eletroeletrônico provocará ou não perturbações eletromagnéticas superiores aos limites estabelecidos pelas normas técnicas, ABNT NBR IEC ou IEC, por exemplo, regulamentos específicos ou recomendações próprias de algum usuário, sendo esses ensaios relativos à emissão do corpo de prova para o seu ambiente. Os ensaios de EMC também verificam se um equipamento, dispositivo ou sistema eletroeletrônico terá suas funções comprometidas caso sofra uma interferência eletromagnéticas proveniente do ambiente em que ele se encontra, sendo esses ensaios de imunidade.
As normas técnicas da ABNT, e na ausência delas da International Electrotechnical Commission (IEC), determinam as condições e regras necessárias para que se obtenha a EMC em instalações elétricas. No Brasil a maioria das normas técnicas da ABNT sobre a EMC são normas NBR IEC, traduções fiéis das normas IEC, tratando de técnicas de ensaio e medição, sendo elas basicamente normas de produto [3].
Através dessas normas, equipamentos eletroeletrônicos são certificados com base em seus níveis de emissão e susceptibilidade, para que possam ser utilizados dentro de critérios bem definidos, através dos ensaios de EMC que verificam se um equipamento, dispositivo ou sistema eletroeletrônico provocará ou não perturbações eletromagnéticas superiores aos limites estabelecidos pelas normas técnicas (ABNT NBR IEC ou IEC, por exemplo), regulamentos específicos ou recomendações próprias de algum usuário, sendo esses ensaios relativos à emissão do corpo de prova para o seu ambiente (imagem 4). Os ensaios de EMC também verificam se um equipamento, dispositivo ou sistema eletroeletrônico terá suas funções comprometidas caso sofra uma interferência eletromagnética proveniente do ambiente em que ele se encontra, sendo esses ensaios de imunidade [4].
Imagem 4. Câmera anecóica blindada.
Uma câmara anecóica é um espaço projetado para absorver completamente ondas eletromagnéticas, eliminando ecos e reflexões, isolando o ambiente interno de interferências eletromagnéticas externas.
Conclusões
Enquanto no passado o principal parâmetro de uma instalação elétrica era a sua potência, além de energia e telecomunicações serem áreas muito distintas, atualmente de uma residência a uma indústria a presença de linhas de energia e sinal conectadas aos Equipamentos de Tecnologia da Informação (ETI) é uma realidade. Por isso torna-se importante a EMC, para que todos os benefícios da tecnologia sejam obtidos, com a máxima segurança, eficiência e confiabilidade possíveis.
Referências:
1] Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). ABNT IEC/TR 61000-1-6:2020. Compatibilidade eletromagnética (EC) Parte 1-6: Geral – Guia para a avaliação da incerteza de medição.
2] Williams, Tim; Armstrong, Keith. EMC for Systems and Installations. Newnes. 2000.
3] Santos, Sergio Roberto. A aplicabilidade no Brasil de normas técnicas internacionais.
Universidade Abracopel. Setembro, 2024. Disponível em: <
https://abracopel.org/download/a-aplicabilidade-no-brasil-de-normas-tecnicas-
internacionais/?doing_wp_cron=1759152418.3803830146789550781250>.
4] Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo. Laboratório de Eficiência
e Desempenho de Equipamentos Elétricos. Disponível em:
https://www.iee.usp.br/pagina/laboratorio-de-eficiencia-e-desempenho-de-
equipamentos-eletricos/.
