A fiação de um edifício metálico é, em sua maioria, trabalho comum de circuitos ramais, com três diferenças impostas pela estrutura de aço. Você passa os condutores dentro de eletrodutos fixados ao aço, em vez de fazer o cabeamento através das paredes; protege esses condutores sempre que eles passam próximos ou atravessam metal; e conecta a própria estrutura ao sistema de aterramento. Acerte esses três pontos e o restante do trabalho segue as mesmas regras de qualquer outro edifício: painéis, tomadas, iluminação e proteção por GFCI obedecem ao Código Elétrico Nacional (NEC) e às normas do seu inspetor local.
Trate o que vem a seguir como planejamento e coordenação, não como substituto de um eletricista licenciado. O trabalho deve atender ao código elétrico local e, na maioria dos lugares, a conexão de serviço, o quadro e a aprovação final devem ser realizados por profissionais licenciados. Com esse limite definido, o trabalho segue uma sequência previsível: compreenda por que a estrutura muda as coisas, planeje os circuitos antes que as paredes sejam fechadas, escolha o conduíte e os fios, instale o quadro e execute o canalização, aterre e ligue o aço, e então faça os testes antes de energizar.
O que torna a instalação elétrica em um edifício metálico diferente
Uma estrutura de aço conduz eletricidade e possui bordas duras e cortantes; assim, métodos casuais aceitos em uma obra de madeira podem resultar em risco de choque ou curto-circuito em um edifício metálico. Em uma parede de montantes, é possível grampear cabos não metálicos na madeira e enterrá-los na cavidade. Já contra o aço, um condutor desprotegido que raspa contra a borda de uma terça serrada ou contra um furo perfurado pode danificar a isolação e energizar toda a estrutura.
Três questões relacionadas à estrutura orientam todas as decisões posteriores deste artigo:
- Condutividade. As colunas, vigas, ripas e terças são todas de metal ligado. Uma falha que atinja a estrutura pode elevar a tensão em uma grande superfície tocada por alguém, razão pela qual o aterramento e a ligação elétrica merecem uma seção própria abaixo.
- Arestas vivas. Furos perfurados ou talhados no aço deixam rebarbas. Qualquer condutor que atravesse precisa de uma bucha, grommet ou da proteção de um acessório de conduite nesse ponto.
- Condensação. Em espaços não climatizados, as estruturas de aço suam quando o ar quente encontra o metal frio. A umidade acumula-se em trechos baixos de conduítes e caixas, acelerando a corrosão nos acessórios; por isso, a escolha do canalização e a classificação das caixas devem levar isso em conta.
Nada disso torna a construção difícil de ser fiação. Significa apenas que os condutores ficam na superfície do aço, dentro de um canal protetor, e não escondidos no interior.
Planeje os circuitos e as cargas antes que as paredes sejam fechadas
A fase de preparação elétrica em um edifício metálico deve ocorrer antes da instalação dos painéis internos de revestimento e do isolamento, pois não é possível passar um circuito por uma parede de aço já concluída como se faz em uma estrutura de madeira aberta. Primeiro mapeie cada tomada, interruptor, luminária e equipamento fixo, depois agrupe-os em circuitos e decida onde será instalado o quadro. Fechar o edifício antes disso implica reabrir paredes já finalizadas para corrigir o que foi enterrado.
Planeje a carga elétrica de acordo com a real função do edifício. Um galpão de armazenamento precisa de pouca energia; já uma oficina operacional, com soldador, compressor e coletor de poeira, exige circuitos dedicados, dimensionados para cada motor, além de tomadas de uso geral. Como meta prática de arranjo, e não como regra normativa, muitos proprietários de oficinas instalam uma tomada a cada 3 a 4,5 metros de parede e posicionam luminárias no teto de modo que o piso fique uniformemente iluminado. O espaçamento adequado ainda depende do tipo de trabalho, da altura do teto e dos equipamentos escolhidos. Se você optar por luminárias LED de alta bay para reduzir a carga de iluminação, essa decisão também contribui para a eficiência global Eficiência energética em edifícios metálicos, portanto dimensione os circuitos de iluminação levando em conta a potência final do equipamento.
O tempo é tão importante quanto o layout. Instalação preliminar, seguida de inspeção, e então Isolamento para edifícios metálicos e aos painéis de revestimento, nesta ordem. Se a barreira de vapor e o isolamento forem instalados primeiro, qualquer penetração posterior do conduite corre o risco de romper a barreira e provocar condensação. Em um grande edifício de vão livre, como um hangar de avião de aço, os trechos principais podem se estender por todo o comprimento do vão e alimentar a iluminação de alta bay. A localização dos painéis e o trajeto principal do conduite merecem atenção especial antes que tudo seja fechado. A fiação é apenas uma etapa dentro do trabalho mais amplo de Como construir um edifício de aço, e possui um encaixe fixo nessa sequência.
Escolha o conduite e o fio para uma estrutura de aço
A escolha do conduite em um edifício metálico é um compromisso entre proteção mecânica, resistência à umidade e se você deseja que o próprio canal transporte o aterramento do equipamento. Três tipos de conduites cobrem quase todos os trechos:
| Canalização | Melhor uso em um edifício metálico | Cuidados a serem tomados |
|---|---|---|
| EMT (tubulação de aço) | Trechos expostos ao longo das vigas e terças; podem servir como condutor de aterramento do equipamento | Rebise as extremidades dos cortes e aperte todos os conectores para garantir a continuidade do aterramento; pode suar em ambientes não climatizados |
| PVC rígido | Áreas úmidas ou propensas à condensação e trechos sob lajes; não condutivo | Necessita de um condutor de aterramento separado, passado internamente; expande-se e contrai-se com a temperatura; menos resistente a impactos |
| Cabo MC | Pregos curtos e flexíveis saindo de uma caixa até um ponto de iluminação | Não é recomendado para trechos expostos por longos períodos sujeitos a impactos físicos; siga o espaçamento de apoio indicado |
Quanto aos próprios condutores, utilize fios individuais THHN/THWN-2 passados dentro do conduíte. O cabo não metálico (Romex/NM-B) foi concebido para cavidades protegidas entre montantes de madeira e não é adequado para trechos expostos em aço, onde uma rebarba ou impacto pode cortá-lo. Como exemplos que um eletricista ainda dimensiona de acordo com a carga, o fio de cobre AWG 14 combina com um circuito de 15 amperes e o AWG 12 com um de 20 amperes. Cargas de motores e alimentadores exigem condutores mais robustos, e longos trechos podem necessitar de aumento de bitola para reduzir a queda de tensão.
Um conduite de aço como o EMT pode cumprir dupla função como caminho de aterramento, o que simplifica a instalação. Isso só vale se as juntas permanecerem bem vedadas, portanto invista em rebises limpos e conectores certificados, em vez de confiar na sorte mais tarde.
Instale o quadro de comando e passe os conduites pela estrutura
O quadro de serviço define a capacidade de toda a rede a jusante; portanto, dimensione-o de acordo com a carga real e futura do edifício e instale-o onde os principais trechos chegam limpos à estrutura. Edifícios leves frequentemente utilizam quadros de 100 amperes; oficinas e estruturas maiores costumam subir para 200 amperes, e manter espaços livres para disjuntores hoje sai mais barato do que trocar o quadro depois. O tamanho exato do quadro depende da carga conectada e deve ser confirmado com base em cálculos de carga, não por estimativa.
O conduite fica apoiado na estrutura secundária de aço. As vigas e as terças são o Componentes de estrutura para edifícios metálicos que você fixa. Passe o canalização pela parede final partindo do quadro, seguindo ao longo da estrutura até alcançar cada ramal. Suporte o conduíte conforme exigido pelo código; para EMT, isso geralmente significa fixá-lo a cerca de 3 pés de cada caixa e em intervalos regulares ao longo do percurso, evitando que fique pendurado ou exercendo tração sobre um conector.
Em todos os pontos onde um condutor ou um conduíte atravessa o aço, é necessário proteção: uma bucha ou passador em penetrações expostas, ou um conector adequado onde o conduíte entra em um invólucro. Utilize caixas classificadas para a aplicação; selecionar o tipo correto caixas elétricas para edifícios metálicos para locais úmidos ou expostos é uma decisão própria, tratada separadamente. Como a estrutura é projetada e fabricada sob medida, os pontos de fixação dos conduítes e as aberturas de entrada de serviço podem ser integrados na estrutura secundária de aço, em vez de serem perfurados no elemento principal posteriormente. Coordenar isso desde o início com quem fabrica sua estrutura evita furos em aço estrutural, e você pode Entre em contato com nossa equipe sobre como projetar essas aberturas e pontos de fixação na estrutura de aço.
Aterre e conecte o estrutura de aço
O aterramento de um edifício metálico inclui uma etapa que um edifício de madeira nunca precisa: a ligação elétrica da própria estrutura metálica ao sistema de aterramento. De acordo com o NEC, o metal estrutural exposto que possa ficar energizado deve ser conectado, garantindo que uma falha siga um caminho de baixa impedância de volta ao quadro, desligando o disjuntor em vez de deixar a estrutura sob tensão.
O próprio eletrodo de aterramento é convencional. Uma configuração comum utiliza uma haste de aterramento de 8 pés conectada ao barramento de aterramento do quadro por meio de um condutor de aterramento em cobre, além de uma segunda haste quando uma única haste não atinge o limite de resistência estabelecido pelo código. O dimensionamento do eletrodo e do condutor é definido pelo NEC e pelo seu AHJ; portanto, considere qualquer valor específico como um exemplo típico que seu eletricista deverá verificar, e não como uma regra universal. Cada tomada, interruptor e luminária, por sua vez, possui um condutor de aterramento de equipamento que retorna ao referido barramento.
O eletroduto metálico pode servir como condutor de aterramento do equipamento. O NEC reconhece os eletrodutos RMC, IMC e EMT de aço como condutores de aterramento do equipamento; assim, uma canalização contínua de aço aterra tudo o que alimenta, desde que as conexões sejam firmes e o sistema seja eletricamente contínuo de ponta a ponta. Uma conexão solta ou um conector alargado, mas mal apertado, interrompe esse caminho de forma silenciosa; por isso, acessórios de ligação e terminações adequadas são ainda mais importantes aqui do que em um edifício onde um fio verde cumpre toda a função. Aterre o aço estrutural, mantenha a canalização contínua e a estrutura condutora passará a ser um recurso de segurança, em vez de um risco.
Teste, inspecione e aprove o acabamento preliminar
Antes de energizar qualquer circuito, todos os trechos devem ser verificados quanto à continuidade, ao aterramento correto e à proteção em cada penetração no aço. Trabalhe com o sistema desenergizado, confirme que o caminho de aterramento é contínuo através do conduíte até a haste e verifique se cada penetração está protegida por bucha ou conector. A proteção GFCI é comumente exigida em tomadas em locais úmidos, ao ar livre e no chão de fábrica, enquanto a proteção contra falhas de arco aplica-se onde o código assim determina.
É também aqui que entram a licença e a inspeção. A maioria das jurisdições exige que a fase de preparação seja inspecionada antes que paredes e isolamento a cubram, e muitas exigem um eletricista licenciado para a conexão de serviço; portanto, verifique as normas locais e a autoridade competente (AHJ) antes de começar, não depois. Se alguma parte do quadro, do serviço ou do aterramento estiver além da sua experiência, contrate um eletricista licenciado para essa etapa; a condutividade da estrutura de aço deixa pouca margem para suposições.
Conclusão
Duas situações geram o maior volume de retrabalho ao fazer a fiação em um edifício metálico, e ambas são evitáveis. A primeira é fechar as paredes (isolamento, barreira de vapor, painéis de revestimento) antes da inspeção da fase de preparação, o que oculta problemas que depois exigem reabrir o edifício para consertar. A segunda é tratar a estrutura como algo secundário: omitir a ligação elétrica da estrutura metálica ou confiar que juntas soltas de conduíte mantenham o aterramento.
Sequencie o trabalho para superar ambos. Confirme a localização do quadro e o trajeto principal do conduíte de acordo com o layout da estrutura, execute e proteja o canalização, faça a inspeção da fase de preparação e realize a ligação elétrica do aço antes de energizar ou cobrir qualquer parte. Realize essas etapas na ordem correta e a estrutura de aço deixará de ser um obstáculo a ser contornado, tornando-se a espinha dorsal aterrada e transportadora de conduítes sobre a qual todo o sistema se apoia.
Perguntas Frequentes
É possível instalar cabos Romex (NM) em um edifício metálico?
O cabo não metálico não é a escolha certa para trechos expostos em um edifício metálico. O NM-B (Romex) foi projetado para cavidades protegidas entre montantes de madeira e, em aço exposto, pode raspar contra rebarbas e arestas afiadas até que a isolação falhe. Em vez disso, conduza condutores individuais THHN/THWN-2 dentro de conduítes; caso seja utilizado NM, deve ser protegido e mantido longe do contato com a estrutura, o que geralmente anula o propósito.
Os conduites metálicos contam como aterramento em um edifício metálico?
Sim, o conduíte de aço pode servir como condutor de aterramento dos equipamentos. O NEC reconhece RMC, IMC e EMT de aço como condutores de aterramento de equipamentos, permitindo que um canalização contínuo de aço aterre os dispositivos que alimenta. O ponto crucial é a continuidade: todas as junções e conectores devem estar bem apertados, pois uma conexão solta interrompe o caminho de aterramento sem qualquer sinal visível.
Qual o tamanho do fio e do disjuntor que você precisa?
O tamanho do fio segue a amperagem e a carga do circuito. Como exemplos comuns ainda verificados por eletricistas, o fio de cobre AWG 14 combina com um circuito de 15 amperes e o AWG 12 com um de 20 amperes, sendo utilizados condutores mais grossos para motores, alimentadores e a conexão de serviço. Em longos percursos, pode ser necessário aumentar a bitola para reduzir a queda de tensão; portanto, dimensione cada circuito de acordo com sua carga real, em vez de padronizar tudo com uma única bitola.
Como evitar que a condensação afete a fiação?
A condensação é controlada pela escolha do canalização, pela classificação das caixas e pelo timing da isolação. Edifícios de aço suam em ambientes não climatizados; portanto, prefira canalizações resistentes à umidade em áreas úmidas, utilize caixas classificadas para o local e mantenha a isolação e a barreira de vapor intactas, concluindo a fase de preparação antes de instalá-las. Penetrações feitas após a instalação da barreira são um caminho comum para problemas de umidade.
Você precisa de um eletricista licenciado e de uma autorização?
A maioria das jurisdições exige ambos para pelo menos parte da instalação. A conexão de serviço e o quadro normalmente requerem um eletricista licenciado, e a fase de preparação costuma precisar de inspeção antes de ser coberta. As regras variam de local para local; portanto, confirme os requisitos de licença e inspeção junto à autoridade competente antes de iniciar.
Leitura Adicional
- Código Elétrico Nacional (NFPA 70) — NFPA. O código regulador dos métodos de fiação, conduites, aterramento e ligação descritos aqui; a versão vigente depende da sua jurisdição.
- Conduites de aço e EMT comprovados como atendendo ao NEC — NEMA. Documento técnico sobre RMC, IMC e EMT de aço atuando como condutores de aterramento de equipamentos segundo o NEC, respaldando a seção sobre aterramento e ligação aqui.
- Normas elétricas (29 CFR 1910 Subpart S) — OSHA. Requisitos de segurança elétrica no local de trabalho relevantes para oficinas e edifícios metálicos comerciais, incluindo práticas de trabalho seguras e proteção contra falhas de aterramento.
