Instalações Industriais

Universidade do Sul de Santa Catarina
Palhoça
UnisulVirtual
2012
Disciplina na modalidade a distância
Instalações Industriais

Créditos
Reitor
Ailton Nazareno Soares
Vice-Reitor
Sebastião Salésio Herdt
Chefe de Gabinete da Reitoria
Willian Máximo
Pró-Reitor de Ensino e Pró-Reitor de Pesquisa,
Pós-Graduação e Inovação
Mauri Luiz Heerdt
Pró-Reitor de Desenvolvimento e Inovação
Institucional
Valter Alves Schmitz Neto
Diretora do Campus Universitário de Tubarão
Milene Pacheco Kindermann
Diretor do Campus Universitário Grande Florianópolis
Hércules Nunes de Araújo
Diretor do Campus Universitário UnisulVirtual
Moacir Heerdt
Universidade do Sul de Santa Catarina – Unisul
Gerente de Administração Acadêmica
Angelita Marçal Flores
Secretária de Ensino a Distância
Samara Josten Flores
Gerente Administrativo e Financeiro
Renato André Luz
Gerente de Ensino, Pesquisa e Extensão
Roberto Iunskovski
Coordenadora da Biblioteca
Salete Cecília de Souza
Gerente de Desenho e Desenvolvimento de
Materiais Didáticos
Márcia Loch
Coordenadora do Desenho Educacional
Cristina Klipp de Oliveira
Campus Universitário UnisulVirtual
Coordenadora da Acessibilidade
Vanessa de Andrade Manoel
Gerente de Logística
Jeferson Cassiano Almeida da Costa
Gerente de Marketing
Eliza Bianchini Dallanhol
Coordenadora do Portal e Comunicação
Cátia Melissa Silveira Rodrigues
Gerente de Produção
Arthur Emmanuel F. Silveira
Coordenador do Design Gráfico
Pedro Paulo Teixeira
Coordenador do Laboratório Multimídia
Sérgio Giron
Coordenador de Produção Industrial
Marcelo Bitencourt
Coordenadora de Webconferência
Carla Feltrin Raimundo
Gerência Serviço de Atenção Integral ao Acadêmico
Maria Isabel Aragon
Assessor de Assuntos Internacionais
Murilo Matos Mendonça
Assessora para DAD - Disciplinas a Distância
Patrícia da Silva Meneghel
Assessora de Inovação e Qualidade da EaD
Dênia Falcão de Bittencourt
Assessoria de relação com Poder Público e Forças
Armadas
Adenir Siqueira Viana
Walter Félix Cardoso Junior
Assessor de Tecnologia
Osmar de Oliveira Braz Júnior
Educação, Humanidades e
Artes
Marciel Evangelista Cataneo
Articulador
Graduação
Jorge Alexandre Nogared Cardoso
Pedagogia
Marciel Evangelista Cataneo
Filosofia
Maria Cristina Schweitzer Veit
Docência em Educação Infantil, Docência em
Filosofia, Docência em Química, Docência em
Sociologia
Rose Clér Estivalete Beche
Formação Pedagógica para Formadores de
Educação Profissional
Pós-graduação
Daniela Ernani Monteiro Will
Metodologia da Educação a Distância
Docência em EAD
Karla Leonora Dahse Nunes
História Militar
Ciências Sociais, Direito,
Negócios e Serviços
Roberto Iunskovski
Articulador
Graduação
Aloísio José Rodrigues
Serviços Penais
Ana Paula Reusing Pacheco
Administração
Bernardino José da Silva
Gestão Financeira
Dilsa Mondardo
Direito
Itamar Pedro Bevilaqua
Segurança Pública
Janaína Baeta Neves
Marketing
José Onildo Truppel Filho
Segurança no Trânsito
Joseane Borges de Miranda
Ciências Econômicas
Luiz Guilherme Buchmann Figueiredo
Turismo
Maria da Graça Poyer
Comércio Exterior
Moacir Fogaça
Logística
Processos Gerenciais
Nélio Herzmann
Ciências Contábeis
Onei Tadeu Dutra
Gestão Pública
Roberto Iunskovski
Gestão de Cooperativas
Pós-graduação
Aloísio José Rodrigues
Gestão de Segurança Pública
Danielle Maria Espezim da Silva
Direitos Difusos e Coletivos
Giovani de Paula
Segurança
Letícia Cristina B. Barbosa
Gestão de Cooperativas de Crédito
Sidenir Niehuns Meurer
Programa de Pós-Graduação em Gestão Pública
Thiago Coelho Soares
Programa de Pós-Graduação em Gestão Empresarial
Produção, Construção e
Agroindústria
Diva Marília Flemming
Articulador
Graduação
Ana Luísa Mülbert
Gestão da tecnologia da Informação
Charles Odair Cesconetto da Silva
Produção Multimídia
Diva Marília Flemming
Matemática
Ivete de Fátima Rossato
Gestão da Produção Industrial
Jairo Afonso Henkes
Gestão Ambiental
José Carlos da Silva Júnior
Ciências Aeronáuticas
José Gabriel da Silva
Agronegócios
Mauro Faccioni Filho
Sistemas para Internet
Pós-graduação
Luiz Otávio Botelho Lento
Gestão da Segurança da Informação.
Vera Rejane Niedersberg Schuhmacher
Programa em Gestão de Tecnologia da Informação
Unidades de Articulação Acadêmica (UnA)

Palhoça
UnisulVirtual
2012
Livro didático
Design instrucional
Eliete de Oliveira Costa
Álvaro Paz Graziani

Edição – Livro Didático
Professor Conteudista
Álvaro Paz Graziani
Design Instrucional
Eliete de Oliveira Costa
Assistente Acadêmico
Jaqueline Cardozo Polla
Projeto Gráfico e Capa
Equipe UnisulVirtual
Diagramação
Marina Broering Righetto
Noemia Mesquita
Revisão
Diane Dal Mago
ISBN
978-85-7817-542-9
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universitária da Unisul
Copyright © UnisulVirtual 2012
Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida por qualquer meio sem a prévia autorização desta instituição.
670.42
G83 Graziani, Álvaro Paz
Instalações industriais : livro didático / Álvaro Paz Graziani ; design
instrucional Eliete de Oliveira Costa. – Palhoça : UnisulVirtual, 2012.
242 p. : il. ; 28 cm.
Inclui bibliografia.
ISBN 978-85-7817-542-9
1. Instalações industriais. 2. Instalações elétricas. 3. Instalação
hidráulica. I. Costa, Eliete de Oliveira. II. Título.

Sumário
Apresentação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Palavras do professor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Plano de estudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
UNIDADE 1 - As instalações industriais e os sistemas produtivos . . . . . . . . 15
UNIDADE 2 - Instalações elétricas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
UNIDADE 3 - Instalações hidrossanitárias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
UNIDADE 4 - Instalações especiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Para concluir o estudo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Sobre o professor conteudista. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Respostas e comentários das atividades de autoavaliação. . . . . . . . . . . . . . 239
Biblioteca Virtual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

7
Apresentação
Este livro didático corresponde à disciplina Instalações
Industriais.
O material foi elaborado visando a uma aprendizagem autônoma
e aborda conteúdos especialmente selecionados e relacionados
à sua área de formação. Ao adotar uma linguagem didática
e dialógica, objetivamos facilitar seu estudo a distância,
proporcionando condições favoráveis às múltiplas interações e a
um aprendizado contextualizado e eficaz.
Lembre-se que sua caminhada, nesta disciplina, será
acompanhada e monitorada constantemente pelo Sistema
Tutorial da UnisulVirtual, por isso a “distância” fica
caracterizada somente na modalidade de ensino que você optou
para sua formação, pois na relação de aprendizagem professores
e instituição estarão sempre conectados com você.
Então, sempre que sentir necessidade entre em contato; você tem
à disposição diversas ferramentas e canais de acesso tais como:
telefone, e-mail e o Espaço Unisul Virtual de Aprendizagem,
que é o canal mais recomendado, pois tudo o que for enviado e
recebido fica registrado para seu maior controle e comodidade.
Nossa equipe técnica e pedagógica terá o maior prazer em lhe
atender, pois sua aprendizagem é o nosso principal objetivo.
Bom estudo e sucesso!
Equipe UnisulVirtual.

Palavras do professor
A competitividade das empresas depende de profissionais
altamente capacitados no gerenciamento dos seus processos
internos. O gerenciamento das instalações industriais
é um dos aspectos mais importantes para o sucesso das
organizações bem sucedidas. Os diferentes tipos de
instalações existentes na indústria permitem que todas as
unidades de processamento funcionem de maneira adequada
e de forma ininterrupta, minimizando os custos operacionais
e maximizando os resultados.
Para isso, você estudará os seguintes tópicos:
„„ As instalações industriais e os sistemas produtivos
„„ Instalações elétricas
„„ Instalações hidrosanitárias
„„ Instalações especiais
Nosso trabalho será adquirir o conhecimento necessário para
permitir que o gerenciamento das instalações industriais
alcance os níveis de desempenho almejados. A forma de
apresentação, o ritmo de estudo e os exercícios propostos
o/a conduzirão à compreensão das diferentes instalações
industriais, incluindo os equipamentos e dispositivos
principais, os materiais recomendados, as normas e a
simbologia empregadas em cada tipo de instalação.
Propositalmente, não abordamos as questões relativas ao
dimensionamento e ao projeto de instalações, por entendermos
que essas atividades são prerrogativas das áreas de engenharia.
Um ótimo aprendizado!

Plano de estudo
O plano de estudos visa a orientá-lo no desenvolvimento da
disciplina. Ele possui elementos que o ajudarão a conhecer o
contexto da disciplina e a organizar o seu tempo de estudos.
O processo de ensino e aprendizagem na UnisulVirtual leva
em conta instrumentos que se articulam e se complementam,
portanto, a construção de competências se dá sobre a
articulação de metodologias e por meio das diversas formas de
ação/mediação.
São elementos desse processo:
„„ o livro didático;
„„ o Espaço UnisulVirtual de Aprendizagem (EVA);
„„ as atividades de avaliação (a distância, presenciais e de
autoavaliação);
„„ o Sistema Tutorial.
Ementa
Instalações na indústria. Edificações industriais. Fundamentos
de instalações industriais: instalações elétricas; instalações
hidrossanitárias; instalações de águas pluviais; instalações de
gás. Captação e tratamento d’ água. Estações de tratamento de
esgoto industrial. Instalações de refrigeração, ar condicionado
e calefação. Instalações especiais (vapor, ar comprimido,
nitrogênio líquido etc.). As relações entre as instalações
industriais e o arranjo físico da produção.

12
Objetivos da disciplina
Geral
Possibilitar ao aluno a compreensão das diferentes instalações
industriais, de modo a entender como elas afetam os sistemas
produtivos.
Específicos
„„ Abordar os tipos e as características das edificações
industriais;
„„ Caracterizar os diferentes tipos de instalações industriais;
„„ Demonstrar o relacionamento entre as instalações
industriais e o arranjo físico;
„„ Destacar a importância das instalações industriais para o
desempenho dos sistemas de produção.
Carga horária
A carga horária total da disciplina é 60 horas-aula.
Conteúdo programático/objetivos
Veja, a seguir, as unidades que compõem o livro didático desta
disciplina e os seus respectivos objetivos. Esses se referem aos
resultados que você deverá alcançar ao final de uma etapa de
estudo. Os objetivos de cada unidade definem o conjunto de
conhecimentos que você deverá possuir para o desenvolvimento
de habilidades e competências necessárias à sua formação.

13
Unidades de estudo: 4
Unidade 1 - As instalações industriais e os sistemas produtivos
Esta unidade aborda o conceito de instalações industriais, são
descritas as relações entre as instalações industriais e o arranjo
físico da produção, são caracterizadas as edificações industriais e
apresentadas as cores de segurança normalizadas.
Unidade 2 - Instalações elétricas
Nesta unidade, são apresentados os conceitos básicos de
eletricidade, os componentes principais de uma instalação
elétrica, os princípios da luminotécnica, os principais tipos de
condutores elétricos e os sistemas de distribuição e aterramento.
Unidade 3 - Instalações hidrossanitárias
Nesta unidade, são apresentados os principais tipos de tubulações
utilizadas em instalações industriais e são caracterizados os
diversos tipos de instalações hidráulicas e sanitárias: água
potável, água industrial, esgoto industrial, esgoto sanitário, águas
pluviais e tratamento de efluentes líquidos.
Unidade 4 - Instalações especiais
Nesta unidade, são descritos os diversos tipos de instalações
especiais, bem como são apresentadas as aplicações, materiais
empregados e recomendações de uso para as instalações de
ar comprimido, vapor, refrigeração, condicionamento de ar,
calefação, gás e nitrogênio líquido.

14
Agenda de atividades/Cronograma
„„ Verifique com atenção o EVA, organize-se para acessar
periodicamente a sala da disciplina. O sucesso nos seus
estudos depende da priorização do tempo para a leitura,
da realização de análises e sínteses do conteúdo e da
interação com os seus colegas e professor.
„„ Não perca os prazos das atividades. Registre no espaço
a seguir as datas com base no cronograma da disciplina
disponibilizado no EVA.
„„ Use o quadro para agendar e programar as atividades
relativas ao desenvolvimento da disciplina.
Atividades obrigatórias
Demais atividades (registro pessoal)

1Objetivos de aprendizagem
„„ Apresentar a definição e os tipos de instalações
industriais.
„„ Conhecer a evolução, características e cores de
segurança das edificações industriais.
„„ Compreender as relações entre as instalações industriais
e o arranjo físico da produção.
Seções de estudo
Seção 1 Definição e tipos de instalações industriais
Seção 2 Edificações industriais
Seção 3 Cores de segurança
Seção 4 Arranjo físico
unidade 1
As instalações industriais e os
sistemas produtivos

16
Para início de estudo
Esta unidade apresenta a definição e os tipos de instalações
industriais. São vistas a evolução e características das edificações
industriais, bem como as cores de segurança recomendadas. São
apresentados os arranjos físicos da produção e sua relação com as
instalações industriais.
Seção 1 – Definição e tipos de instalações industriais
Apresentaremos, nesta seção, a definição e os principais tipos de
instalações industriais, bem como o que trata um projeto global
de uma planta industrial.
As instalações industriais podem ser entendidas de uma maneira
ampla, como o espaço físico construído que tem por finalidade
abrigar as atividades de uma fábrica. Em uma indústria de
processo, por exemplo, as seguintes atividades típicas são listadas
por Telles (2001):
„„ Unidades de processo (quantas forem);
„„ Áreas de armazenagem de matérias-primas, de produtos
intermediários e de produtos finais;
„„ Utilidades: casa de força, subestações elétricas,
tratamento de água e efluentes, torre de resfriamento,
entre outras;
„„ Área de recebimento, de manuseio de matérias-primas e
de despacho de produtos finais;
„„ Oficinas, almoxarifados, laboratórios, casa de controle,
entre outros;
„„ Escritórios e prédios administrativos.

17
Unidade 1
Mais especificamente, o termo se refere às utilidades que
atendem a planta fabril de uma empresa:
„„ Instalações elétricas;
„„ Instalações de água (potável e industrial);
„„ Instalações de esgoto (sanitário e industrial) e águas pluviais;
„„ Instalações de ar comprimido;
„„ Instalações de vapor;
„„ Instalações de refrigeração, ar condicionado e calefação;
„„ Instalações de gases.
O projeto das instalações industriais está sempre intimamente
ligado às características do processo produtivo e à disposição
física das diversas construções e equipamentos de uma planta
industrial. Nas indústrias de processo, por exemplo, Telles
(2001) afirma que a rede de tubulações tem a finalidade essencial
de servir como os elementos de ligação entre os diversos
equipamentos de processo, como vasos de pressão, reatores,
torres, tanques, trocadores de calor e bombas, entre outros.
De acordo com Telles (2001), o estudo da disposição geral das
áreas, construções e equipamentos no terreno, isto é, o estudo
do arranjo físico de uma planta industrial é uma das etapas
mais importantes e decisivas do projeto global. Muitas das
recomendações dadas para essa etapa são de caráter geral, pois a
disposição das instalações industriais depende tanto da natureza
dos processos produtivos quanto da disponibilidade do terreno, o
que faz com que cada planta industrial seja diferente de outra.
No entanto, antes de ser iniciado esse estudo, Telles (2001)
afirma ser indispensável que todas as leis, decretos, regulamentos
e normas (tanto as de autoridades públicas quanto as de
organizações particulares e/ou as do próprio usuário), dispondo
sobre aspectos de segurança, controle de efluentes, higiene do
trabalho, controle de ruídos, entre outros, sejam perfeitamente
conhecidas e estudadas.
Indústrias de processo:
nome genérico para
designar as indústrias em
que os materiais fluídos
sofrem transformações
físicas e/ou químicas,
ou as que se dedicam
à armazenagem,
manuseio ou distribuição
de fluídos, como, por
exemplo, as indústrias
químicas e petroquímicas,
as instalações de
processamento de
petróleo e/ou gás
natural, muitas
indústrias farmacêuticas
e alimentares, a parte
térmica das centrais
termoelétricas e
os terminais de
armazenagem e
distribuição de produtos
do petróleo.

18
Essas informações são fundamentais para que sejam respeitadas
as limitações legais durante o projeto, evitando problemas
posteriormente na execução da obra e no funcionamento da planta.
Projeto global de uma instalação industrial
O projeto global de uma planta industrial, principalmente no
caso das indústrias de processo, costuma englobar diversos
projetos parciais que abrangem as áreas de processo, utilidades,
construção civil, tubulações, caldeiraria, máquinas, eletricidade
e instrumentação. O Quadro 1.1 sumariza cada um desses
projetos parciais.
Quadro 1.1 – Projetos parciais
Projeto Descrição
Projeto de processo
• Projeto básico de funcionamento da instalação para assegurar que o
desempenho do processo seja adequado ao que se esteja tentando
alcançar.
• Inclui a seleção dos tipos e dimensionamento básico dos
equipamentos, planta de arranjo básico e, em alguns casos,
especificação de materiais e acessórios especiais.
Projeto de utilidades
• É o projeto de processo dos diversos sistemas de utilidades.
• Exemplos:geraçãodevapor,eletricidade,arcomprimido,tratamento
edistribuiçãodeágua,tratamentoedestinaçãodeefluentes,entre
outros.
Projeto de construção
civil
• Terraplenagem, arranjo geral, arruamento, vias de acesso, drenagem
pluvial, urbanização, fundações, prédios, estruturas (metálicas e de
concreto) e arquitetura.
Projeto de tubulações
• Agua, vapor, óleos, ar comprimido, gases, esgotos, águas pluviais,
drenagem e fluídos diversos.
Projeto de caldeiraria
• Projeto mecânico e especificação de vasos de pressão, tanques,
torres, reatores, fornos, caldeiras, trocadores de calor e outros
equipamentos de caldeiraria.
Projeto de máquinas
• Seleção e especificação de bombas, compressores, turbinas e outras
máquinas e equipamentos.
Projeto de
eletricidade
• Projeto de toda a rede e demais instalações e equipamentos elétricos.
Projeto de
instrumentação
• Projeto de todos os sistemas de medição e controle, seleção e
especificação dos respectivos equipamentos.
Fonte: adaptado de Telles (2001, p. 194).

19
Unidade 1
Todos os projetos parciais que fazem parte do projeto global de
uma planta industrial são mutuamente interdependentes. De
acordo com Telles (2001), todos os projetos são, via de regra,
desenvolvidos simultaneamente e, por essa razão, o intercâmbio
de informações tem de ser constante, fornecendo-se os dados
necessários, assim que possam ser obtidos.
Além das informações técnicas trocadas entre os vários
projetistas, várias outras informações serão necessárias ao
desenvolvimento dos projetos parciais. O Quadro 1.2 sumariza
essas informações adicionais.
Quadro 1.2 – Informações adicionais aos projetos parciais
Informação Descrição
Conhecimento do
funcionamento da planta
• Geralmente não é necessário um conhecimento profundo e detalhado do funcionamento
dos processos do sistema.
• Entretanto, convém que haja sempre um conhecimento não só da razão de ser do que se vai
projetar, como também de todas as implicações e exigências de serviço.
Códigos e leis do lugar
• Toda a legislação local que possa interferir com o projeto deve ser conhecida, em particular
o Código de Obras local.
Normas e padrões do cliente
• Caso o cliente que vai receber o projeto tenha normas e padrões próprios relativos a
qualquer aspecto da instalação, esses dados devem ser perfeitamente conhecidos para que
o projeto possa atender a eles.
Cronograma e orçamento
da obra
• O projetista deve ser informado sobre o cronograma da obra, isto é, dos prazos dentro dos
quais cada etapa deva estar concluída.
• Deve ser informado também dos recursos financeiros de que se dispõe para a obra, a fim de
que possa ajustar o projeto a todas essas circunstâncias.
Grau de periculosidade local,
normas de segurança
• O projetista deve conhecer exatamente os riscos inerentes ao projeto ou ao local onde a obra
será feita, bem como todas as normas de segurança existentes, tanto do cliente como das
autoridades públicas.
• Deve também conhecer perfeitamente todas as recomendações ou exigências relativas à
preservação ou proteção ecológica do local do projeto e de sua vizinhança.
Disponibilidade e qualificação
de empreiteiros
• E necessário que seja perfeitamente conhecida a disponibilidade e qualificação dos
empreiteiros existentes para que o projeto seja economicamente exequível.
Disponibilidade dos materiais
• A disponibilidade dos materiais deve ser conhecida pela mesma razão que a da
disponibilidade e qualificação dos empreiteiros.
• Inclui conhecer também preços, prazos de entrega, quantidades mínimas e necessidade de
importação, se for o caso.
Sondagens
• Convémsemprequesejaconhecidaanaturezadosubsolo,porquepoderáinfluirnotraçado
dasinstalações,vãosentresuportes,entreoutrascoisas,tendoemvistaumprojetomais
econômico.
• Essa informação é evidentemente necessária também para o projeto de instalações
subterrâneas.
Clima
• Informações sobre o clima local, incluindo temperaturas extremas, incidência de chuvas,
ventos, neve, entre outras, devem ser conhecidas porque tem influência no projeto.
Fonte: adaptado de Telles (2001, p. 201-202).

20
Evidentemente, nem sempre todas as informações listadas são
necessárias. Por outro lado, dependendo da situação, alguns
projetos podem requerer outras informações que não constam no
Quadro 1.2.
Seção 2 – Edificações industriais
Apresentaremos nesta seção a evolução e as características das
edificações para uso industrial.
Até o século XIX, as fábricas americanas possuíam edificações
planas, térreas, com paredes rebocadas e muitas construções em
madeira. De acordo com Camarotto (1998), nos primeiros anos
do século XX, novas fábricas substituíram as velhas instalações
dos dois séculos anteriores, usadas para acomodar pequenas
tecelagens e metalúrgicas, trocando a madeira por construções
em alvenaria e concreto armado.
As edificações antigas foram demolidas e substituídas por novas
plantas, tendo as edificações para a indústria automobilística
como o modelo mais adequado ao propósito das novas e grandes
plantas industriais do século XX.
Camarotto (1998) afirma que a primeira grande fábrica de
concreto armado construída nos Estados Unidos foi projetada
pela empresa de projetos de Albert e Louis Kahn, em 1903, com
caixilhos de metal importados da Inglaterra e uma estrutura que
permitia o uso de grandes aberturas de janelas.
O uso de concreto armado, aço e grandes áreas envidraçadas
foi uma tendência que também proliferou na Europa,
particularmente na Alemanha, onde a fábrica de turbinas da
AEG, construída em 1909, com uma estrutura que usava aço
e parede de vidro, foi considerada um clássico exemplo da
arquitetura moderna.

21
Unidade 1
O advento da indústria automotiva
O conforto, a saúde e a satisfação dos trabalhadores só passaram a
ser considerados após eclodirem diversas revoltas de trabalhadores
nos Estados Unidos, no período entre as grandes guerras mundiais.
Nessa época, foram construídas as grandes plantas automotivas
para a Ford em Detroit, com diversos departamentos de fabricação
e imensas linhas de montagens, uma mudança drástica sobre as
concepções de fábricas vigentes até então.
De acordo com Camarotto (1998), enquanto que nos projetos
das fábricas do século XIX as máquinas eram fixas e não
facilmente substituídas, com o surgimento da produção em massa
e sua aplicação na indústria automobilística, os arranjos físicos
passaram a ser mudados mais rapidamente, exigindo flexibilidade
na realocação de máquinas. Isso exigia a construção de grandes
espaços livres e a diminuição no número de colunas.
A indústria americana e a europeia se desenvolveram muito após
o aparecimento do automóvel. Camarotto (1998) afirma que
Henry Ford, ao estabelecer seu negócio na produção de um carro
viável e exigir a mesma qualidade conceitual nos projetos de
suas fábricas, foi o primeiro a requerer a construção de fábricas
térreas e de grande extensão, não imaginando que este projeto
seria tomado como modelo. Detroit pode ser realmente chamada
de berço da fábrica moderna, pois as plantas para a indústria
automobilística revolucionaram completamente a construção das
fábricas americanas.
A partir da década de 1930, a tendência nos Estados Unidos
era construir fábricas seguindo o processo de produção. De
acordo com Camarotto (1998), o projeto utilizava a noção de
edifício multifuncional, comportando todas as funções da
produção, desde a fabricação até a administração, derivada de
uma concepção com fortes influências da escola de administração
racional do trabalho. O Quadro 1.3 sumariza as características
das edificações industriais desta época.

22
Quadro 1.3 – Edificações industriais a partir dos anos 30
Item Descrição
Tamanho das edificações
• Edificações grandes com todos os processos instalados dentro
de um sistema estrutural único
Número de pavimentos
• Apenas um pavimento (térreo), com grandes vãos livres, em
função da economia em fundações para máquinas pesadas
e para facilitar as linhas de produção, mesmo sendo mais
onerosa para serem erguidas e mais complicadas para o
tratamento natural de calor e de ventilação
Flexibilidade
• O conceito de flexibilidade pode se referir tanto às
possibilidades de utilização de um mesmo edifício para várias
atividades, ou sua adequação a diferentes possibilidades de
mudanças nos processos de produção, incluindo mudanças de
equipamentos, expansões da fábrica, bem como substituição
e introdução de modelos novos com inovações tecnológicas
Natureza da mão de obra
• Mão de obra especializada por posto de trabalho: produtos
acabados simples e padronizados
Forma construtiva
• Comprimento muito maior que sua largura para seguir os
fluxos lineares dos arranjos físicos por produto ou funcional
(sequências em linha e sem interrupções, com alocação
de máquinas seguindo o processo de transformação e
movimentação dos materiais de forma linear)
Padronização
• Embora a edificação não seguisse, ainda, estritamente os
princípios da construção industrializada (padronizada), os
princípios da padronização já eram aplicados nos trabalhos
de construção dos edifícios industriais, com o objetivo de
minimizar os custos de mão de obra
Influência do fluxo de
produção
• As bases do projeto arquitetônico eram principalmente o fluxo
de produção, o diagrama de movimentação interna da fábrica,
seguindo no sentido longitudinal do edifício e ampliações na
horizontal (edifício plano) e perpendiculares à cadeia principal
de produção
Características arquitetônicas
• Edifícios amplos, extensos em comprimento, áreas livres,
salas fechadas e isoladas para os escritórios, telhado planos e
contínuos (com treliças e com grande pé direito), marquises e
mezaninos
Fonte: adaptado de Camarotto (1998, p. 34-44).
De acordo com Camarotto (1998), o projeto da fábrica era
controlado diretamente pelo tipo, programa e custos das
operações de produção e as condicionantes de terreno e das
expansões, seguindo estritamente o processo de produção, sendo
essencial que o projeto da fábrica fosse encarado como um
problema de produção, com racionalização do trabalho e sistemas
de manufatura em linha.

23
Unidade 1
As fábricas com apenas um pavimento passaram a ser
consideradas como um modelo a ser seguido, em função do
conceito de que o transporte horizontal era melhor e mais
econômico que o vertical. Muitas fábricas americanas construídas
no período da II Guerra Mundial e logo após, eram de tipos
similares, independente da natureza do produto manufaturado.
Camarotto (1998) afirma que a uniformidade de características era
a maior qualidade das fábricas americanas: um edifício industrial
adaptado para vários tipos de produção (e de produtos) era mais
fácil de ser vendido (ou alugado) quando estava desocupado e podia
ser adaptado para a produção de armamentos durante os tempos de
guerra. Essas características, ao permitir que a área de fabricação
ficasse sem obstáculos, facilitavam a circulação.
As fábricas fechadas (sem janelas) tornaram-se comuns, afirma
Camarotto (1998), por permitirem maior flexibilidade de
planejamento e pela necessidade de blackout durante a guerra.
As condições desse tipo de construção, no entanto, fugiam
muito da usual e provocavam efeitos psicológicos negativos nos
trabalhadores.
O pós-guerra
Ocorreram mudanças importantes na Europa em relação aos
edifícios industriais, a partir do final da II Guerra Mundial. De
acordo com Camarotto (1998), as novas tendências de projeto de
plantas industriais, ao invés de colocarem todas as atividades em
uma única edificação, criaram escritórios separados do edifício
principal da produção, com as seguintes características:
„„ Áreas administrativas concentradas em blocos de
escritórios separados do prédio da fábrica;
„„ Passarelas suspensas para que o pessoal administrativo
pudesse passar do escritório diretamente para a fábrica;
„„ Colocação de dutos, escadas, rampas e tubulações,
aparentes ou externas, para não obstruir futuras
expansões;

24
„„ Lavatórios espaçosos, planejados em relação aos vários
usos, com localização central, de forma que pudessem
ser acessados facilmente por todos os trabalhadores,
preferencialmente com as instalações acima do piso
principal em um mezanino;
„„ Escadas ligando a área de fabricação para facilitar
o acesso do pessoal de chão fábrica aos sanitários e
escritórios nos mezaninos.
Essas tendências surgiram, fundamentalmente, em decorrência
da quantidade de novos projetos industriais no início da
década de 1960, com características construtivas diferenciadas
dos modelos anteriores, marcados por instalações menores e
edificações separadas.
Camarotto (1998) afirma que essa separação de edificações já se
evidenciava em países industrializados, como os Estados Unidos
e alguns países da Europa, o início da valorização das atividades
meio, ou de serviços, associadas à produção.
Classificação para os projetos de edifícios industriais
De acordo com Camarotto (1998), o arranjo físico e o projeto
de instalações são relativamente recentes na engenharia e na
arquitetura, tendo surgido, como uma atividade gerencial e
tratado em disciplinas científicas, apenas no início deste século,
com o surgimento da indústria automotiva, dos conceitos de
produção em massa de Henry Ford e da teoria da administração
científica de Taylor.
Camarotto (1998) afirma que Armando Melis estudou as relações
entre o fluxo de materiais no interior do edifício industrial
e a arquitetura desse edifício, sistematizando os modelos
encontrados de edifícios industriais do século XX, para gerar
uma classificação para os projetos de edifícios industriais.

25
Unidade 1
Único ambiente dividido em setores de produção
a) Disposição com repartições paralelas
Construção de seções de produção iguais em comprimento e
largura, com a primeira seção vizinha ao depósito de matéria-
prima e a última junto ao depósito de produtos acabados. Na
frente das seções de produção intermediárias ficam os setores
de apoio, como ferramentaria e de materiais auxiliares. As
vantagens dessa disposição são: possibilidade de expansão,
disposição uniforme das máquinas, controle geral facilitado e
iluminação constante e uniformemente distribuída. A Figura
1.1 ilustra esse modelo.
Figura 1.1 – Modelo de fluxo em uma única edificação e setores paralelos
Fonte: Melis apud Camarotto (1998, p. 53).
b) Disposição em anel
Os setores produtivos se sucedem partindo do depósito de
matéria-prima e retornando ao mesmo local, ao lado do depósito
de produtos acabados. Nessa disposição, os setores auxiliares
(materiais, ferramentaria, peças, entre outros) podem ser
localizados no centro do anel. As ampliações são sempre possíveis
por rotação. A Figura 1.2 ilustra esse modelo.

26
Figura 1.2 – Modelo de fluxo com disposição em anel
A Figura 1.3 mostra um modelo que apresenta duas variantes,
uma com o produto acabado saindo no lado oposto à entrada dos
materiais e a outra com uma estrutura em “U”, com setores em
paralelo.
Figura1.3–Fluxoemanelcomsaídasopostas(esquerda)ecomsetoresemparalelo(direita)

27
Unidade 1
Ambientes e setores separados
a) Disposição em fila única
Os ambientes são paralelos e ligados por um único corredor
operando de um só lado. Necessita de um terreno com frente
muito grande e pouca profundidade. Dificulta o transporte e a
comunicação. A Figura 1.4 ilustra este modelo.
Figura 1.4 – Fluxo em fila única com ambientes separados
b) Disposição em fila dupla
É praticamente uma variante da anterior e representa um
melhoramento do ponto de vista das ligações, que são divididas
pela metade em relação à anterior. Melhora o projeto da
iluminação, mas necessita de terreno com grande profundidade.
A Figura 1.5 ilustra este modelo.
Figura 1.5 – Fluxo em fila dupla com ambientes separados

28
As disposições apresentadas são consideradas modelos ideais de
fluxo do arranjo físico. Na prática, afirma Camarotto (1998), elas
devem ser adaptadas às condições de terreno, de benfeitorias, vias
de acesso e, principalmente, ao projeto funcional da fábrica.
Seção 3 – Cores de segurança
Apresentaremos nesta seção as cores de segurança usadas nas
instalações industriais para prevenção de acidentes.
A norma NBR 7195 – Cores para Segurança (1995) fixa as cores
que devem ser usadas para prevenção de acidentes, empregadas
para identificar e advertir contra riscos. As cores adotadas nesta
norma são as seguintes:
„„ Vermelha;
„„ Alaranjada;
„„ Amarela;
„„ Verde;
„„ Azul;
„„ Púrpura;
„„ Branca;
„„ Preta.
O quadro 1.5 identifica as cores para segurança e seus respectivos
códigos Munsell.
Quadro 1.5 – Cores para segurança
Cor Notação Munsell
Vermelha 5 R 4/14
Alaranjada 2.5 YR 6/14
Amarela 5 Y 8/12
Verde 10 GY 6/6
Azul 2.5 PB 4/10
Púrpura 10 P 4/10; 2.5 RP 4/10
Fonte: NBR 7195 (1995).

29
Unidade 1
Vermelha
De acordo com a norma NBR 7195, a cor vermelha é empregada
para identificar e distinguir equipamentos de proteção e combate
a incêndio, sua localização e as portas de saída de emergência. Os
acessórios desses equipamentos, como válvulas, registros, filtros
etc., devem ser identificados na cor amarela.
A cor vermelha também é utilizada em sinais de parada
obrigatória e de proibição, bem como nas luzes de sinalização de
tapumes, barricadas etc., e em botões interruptores para paradas
de emergência. Porém, a cor vermelha não deve ser usada para
assinalar perigo.
A mangueira de acetileno, nos equipamentos de soldagem
oxiacetilênica, deve ser de cor vermelha (e a de oxigênio de cor
verde).
Alaranjada
De acordo com a norma NBR 7195, a cor alaranjada é empregada
para indicar perigo. É utilizada, por exemplo, em:
„„ Partes móveis e perigosas de máquinas e equipamentos;
„„ Faces e proteções internas de caixas de dispositivos
elétricos que possam ser abertas;
„„ Equipamentos de salvamento aquático, como boias
circulares, coletes salva-vidas, flutuadores salva-vidas e
similares.
Amarela
De acordo com a norma NBR 7195, a cor amarela é usada para
indicar cuidado. É utilizada, por exemplo, em:
„„ Escadas portáteis, exceto as de madeira, nas quais a
pintura fica restrita à face externa até a altura do 3º
degrau, para não ocultar eventuais defeitos;

30
„„ Corrimãos, parapeitos, pisos e partes inferiores de
escadas que apresentem riscos;
„„ Espelhos de degraus;
„„ Bordas de portas de elevadores de carga ou mistos, que se
fecham automaticamente;
„„ Faixas no piso de entrada de elevadores de carga ou
mistos e plataformas de carga;
„„ Meio-fio ou diferenças de nível, onde haja necessidade de
chamar atenção;
„„ Faixas de circulação conjunta de pessoas e empilhadeiras,
máquinas de transporte de cargas etc.;
„„ Faixas em torno das áreas de sinalização dos
equipamentos de combate a incêndio;
„„ Paredes de fundo de corredores sem saída;
„„ Partes superiores e laterais de passagens que apresentem
risco;
„„ Equipamentos de transporte e movimentação de materiais,
como empilhadeiras, tratores, pontes rolantes, pórticos,
guindastes, vagões e vagonetes de uso industrial, reboques
etc., inclusive suas cabines, caçambas e torres;
„„ Fundos de letreiros em avisos de advertência;
„„ Pilastras, vigas, postes, colunas e partes salientes de
estruturas e equipamentos que apresentem risco de colisão;
„„ Cavaletes, cancelas e outros dispositivos para bloqueio de
passagem;
„„ Parachoques de veículos pesados de carga;
„„ Acessórios da rede de combate a incêndio, como válvulas
de retenção, registros de passagem etc.;
„„ Faixas de delimitação de áreas destinadas à armazenagem.

31
Unidade 1
Verde
De acordo com a norma NBR 7195, a cor verde é usada para
caracterizar segurança. É empregada para identificar:
„„ Localização de caixas de equipamentos de primeiros
socorros;
„„ Caixas contendo equipamentos de proteção individual;
„„ Chuveiros de emergência e lava-olhos;
„„ Localização de macas;
„„ Faixas de delimitação de áreas seguras quanto a riscos
mecânicos;
„„ Faixas de delimitação de áreas de vivência (áreas para
fumantes, áreas de descanso, etc.);
„„ Sinalização de portas de entrada das salas de
atendimento de urgência;
„„ Emblemas de segurança.
Nos equipamentos de soldagem oxiacetilênica, a mangueira de
oxigênio deve ser de cor verde (e a de acetileno de cor vermelha).
Azul
De acordo com a norma NBR 7195, a cor azul é empregada para
indicar uma ação obrigatória, como, por exemplo:
„„ Determinar o uso de EPI (Equipamento de Proteção
Individual), como por exemplo: “Use protetor auricular”;
„„ Impedir a movimentação ou energização de
equipamentos, como por exemplo: “Não ligue essa
chave”, “Não acione”.

32
Púrpura
De acordo com a norma NBR 7195, a cor púrpura é usada para
indicar os perigos provenientes das radiações eletromagnéticas
penetrantes e partículas nucleares. É empregada, por exemplo, em:
„„ Portas e aberturas que dão acesso a locais onde se
manipulam ou armazenam materiais radioativos ou
contaminados por materiais radioativos;
„„ Locais onde tenham sido enterrados materiais radioativos
e equipamentos contaminados por materiais radioativos;
„„ Recipientes de materiais radioativos ou refugos de
materiais radioativos e equipamentos contaminados por
materiais radioativos;
„„ Sinais luminosos para indicar equipamentos produtores
de radiações eletromagnéticas penetrantes e partículas
nucleares.
Branca
De acordo com a norma NBR 7195, a cor branca é empregada em:
„„ Faixas para demarcar passadiços, passarelas e corredores
pelos quais circulam exclusivamente pessoas;
„„ Setas de sinalização de sentido e circulação;
„„ Localização de coletores de resíduos;
„„ Áreas em torno dos equipamentos de socorros de
urgência e outros equipamentos de emergência;
„„ Abrigos e coletores de resíduos de serviços de saúde.
Preta
De acordo com a norma NBR 7195, a cor preta é empregada
para identificar coletores de resíduos, exceto os de origem de
serviços de saúde.

33
Unidade 1
Cores de contraste
O Quadro 1.6 identifica as cores de contraste recomendadas para
se melhorar a visibilidade da sinalização.
Quadro 1.6 – Cores de contraste
Cor de segurança Cor de contraste
Vermelha Branca
Alaranjada Preta
Amarela Preta
Verde Branca
Azul Branca
Púrpura Branca
Branca Preta
Preta Branca
Fonte: NBR 7195 (1995).
As cores de contraste também podem ser usadas na forma de
listas ou quadrados, para destacar a visibilidade, porém, a sua
área não pode ultrapassar 50% da área total.
Seção 4 – Arranjo físico
Apresentaremos nesta seção as relações entre as instalações
industriais e o arranjo físico da produção.
Camarotto (1998) afirma que uma vez definido o processo de
fabricação, o tipo de produto e a tecnologia a ser utilizada pela
unidade produtiva, há necessidade de alocar as diversas áreas
funcionais e atividades necessárias para o trabalho da fábrica. A
sequência lógica das operações de manufatura determina a forma
construtiva da fábrica e seu arranjo físico.
Arranjo físico: também
denominado leiaute
(layout), o arranjo físico
de uma operação ou
processo é como seus
recursos transformadores
(instalações e pessoal)
são posicionados uns
em relação aos outros
e como as diversas
tarefas produtivas serão
alocadas a esses recursos
transformadores.

34
O envolvimento de diversas áreas de conhecimento trabalhando
em equipe é necessário para que uma solução adequada
seja alcançada. O Quadro 1.7 mostra as diferentes áreas de
conhecimento envolvidas num projeto de instalações industriais.
Quadro 1.7 – Áreas de conhecimento envolvidas num projeto de instalações industriais
Fatores de projeto
(variável de interesse para o projeto
de instalações)
Áreas e subáreas de conhecimentos
envolvidas
Equipamento
Engenharia de Processos, Ergonomia, Organização.
do Trabalho, Engenharia de Máquinas, Engenharia
Segurança
Operação (transformação - montagem)
Engenharia de Processos, Engenharia de Materiais,
Engenharia de Máquinas, Logística, Ergonomia,
Engenharia de Segurança, PCP
Materiais
Engenharia de Materiais, Logística, Engenharia de
Segurança, Ergonomia
Mão de obra direta e indireta
Org. do trabalho, Engenharia Econômica, PCP,
Administração, Ergonomia
Manutenção
Engenharia de Manutenção, Engenharia de
máquinas, PCP
Segurança e saúde
Engenharia de Segurança, Engenharia de Processos,
Saúde Ocupacional, Administração, Org. do Trabalho
Almoxarifado/estoque Logística, PCP
Serviços auxiliares de fábrica
Engenharia de Processos, Engenharia de Máquinas,
PCP
Edificação
Arquitetura, Engenharia Civil, Engenharia de
Segurança, Ergonomia, Engenharia Econômica, PCP
Sistema de movimentação PCP, Logística, Ergonomia, Engenharia de Segurança,
Utilidades
Engenharia de Processos, Engenharia de Máquinas,
Eng. de Materiais
Fluxo
PCP, Logística, Engenharia Econômica, Engenharia de
Segurança, Org. do Trabalho
Espaço
Ergonomia, Engenharia de Segurança, Engenharia
de Processos, PCP, Arquitetura
Serviços de pessoal
(refeitório, sanitários, lazer, creche,
vestiários, entre outros)
Org. do Trabalho, Engenharia de Segurança,
Arquitetura, Administração,
Fonte: Camarotto (1998, p. 19).

35
Unidade 1
Do estudo de arranjo físico de uma instalação industrial, Telles
(2001) afirma que dependerão, primordialmente, da eficiência
da planta, do seu custo inicial e de suas condições econômicas
de funcionamento, bem como suas condições de segurança e sua
maior ou menor facilidade de operação e manutenção.
Disposição geral das áreas e construções no terreno
De acordo com Telles (2001), em muitas instalações, os
vasos, equipamentos e tubulações são instalados a céu aberto
(instalações outdoor) e não no interior de prédios ou galpões. Por
essa razão, as recomendações listadas no Quadro 1.8 referem-se,
em particular, a instalações desse tipo.
Quadro 1.8 – Recomendações para áreas e construções
Item Descrição
Listagem das atividades
básicas
• A primeira etapa no estudo da disposição geral em uma
instalação industrial é a listagem de todas as atividades que
devam existir nessa indústria.
• Inclui as atividades-fim, bem como as atividades auxiliares e de
apoio.
• Atividades básicas: unidades de processo; áreas de
armazenagem; utilidades; área de recebimento, de manuseio
de matérias-primas e de despacho de produtos finais;
oficinas, almoxarifados, laboratórios, casa de controle; prédios
administrativos etc.
Cálculo das áreas para cada
atividade
• Após a listagem das atividades básica, procura-se avaliar as
áreas necessárias para cada atividade, tão precisamente quanto
possível.
• É importante considerar a possibilidade de futuras ampliações e
reservar espaços para esse fim.
Diagrama de bloco de
circulação de materiais
• Mostra as correntes principais de circulação de materiais
entre as diversas áreas de recebimento, armazenagem,
processamento, despacho etc.
• Devem ser indicadas para cada corrente: natureza do material,
vazão, pressão e temperatura.
continua...

36
Item Descrição
Direções ortogonais
básicas
• Para cada projeto escolhem-se duas direções ortogonais de
projeto: norte-sul e leste-oeste.
• Essas duas direções servirão para orientar todo o traçado
de ruas, avenidas, limites de áreas de processamento e de
armazenagem, diques, valas de drenagem etc.
• Servirão também para dar o alinhamento dos prédios e bases
de equipamentos, orientar o traçado das tubulações horizontais
e, de um modo geral, orientar todas as construções que devam
existir no terreno.
• As duas direções de projeto são escolhidas arbitrariamente e só
por coincidência concordarão com as direções norte-sul e leste-
oeste geográficas.
• Geralmente uma dessas direções costuma ser paralela ao lado
maior, ao eixo principal, ou ao lado mais importante do terreno,
ou ainda paralela ou perpendicular à estarada de acesso.
Disposição geral das áreas
• A disposição relativa das diversas áreas no terreno depende
essencialmente do funcionamento geral da instalação.
• Essa disposição deve ter em vista a interdependência entre
as unidades de processo, áreas de armazenagem e demais
construções, e a sequência de escoamento dos materiais,
visando às facilidades operacionais e à diminuição tanto do
comprimento global das tubulações como da movimentação dos
materiais e das pessoas.
• Como regra geral, os prédios administrativos devem ficar
próximos à entrada de acesso.
• As unidades de processo, por motivos de segurança, devem
estar na parte central do terreno.
• As áreas de armazenagem de inflamáveis devem estar distantes
dos vizinhos, principalmente de ruas e estradas externas.
• As áreas de grande risco (tochas de queima de gases,
armazenagem de gases liquefeitos, entre outras) devem estar o
mais distante possível de vizinhos e de outras construções.
• As subestações e outras instalações elétricas devem estar, tanto
quanto possível, fora de áreas sujeitas a atmosferas perigosas
ou a vazamentos de produtos inflamáveis ou explosivos, as
denominadas “áreas classificadas”.
• As instalações ou locais de grande ruído também devem ficar
devidamente afastadas.
• Os armazéns, oficinas e almoxarifados devem ficar juntos
das estradas de acesso (rodoviário ou ferroviário) ou do cais
(marítimo ou fluvial), quando for o caso.
continua...

37
Unidade 1
Item Descrição
Traçado de ruas para
subdivisão de áreas
• Cada uma das grandes áreas deve ser subdividida em quadras,
por meio de ruas e avenidas que seguem as direções ortogonais
de projeto.
• Essasubdivisãofacilitaoaproveitamentodasdiversasáreas
epermiteoacessodepessoaseveículosatodosospontosdo
terreno.
• As quadras de unidades de processo devem ter acesso por todos
os lados.
• Qualquer ponto do terreno, principalmente em indústrias onde
exista risco potencial de incêndio ou explosão, deve ter dois
caminhos de acesso diferentes para evitar bloqueio, em caso de
acidente.
Faixas de passagem de
tubulações
• A etapa seguinte consiste em fazer o traçado e a reserva de
espaço para as faixas gerais de passagem de tubulações, que
devem ficar na parte central do terreno, adjacente às áreas de
processo, de utilidades e de armazenagem de fluídos, tendo
em vista o menor percurso global e o atendimento aos diversos
pontos onde as tubulações devem chegar.
• As faixas de passagem podem ter as tubulações pouco acima
do nível do solo, ou, mais frequentemente, as tubulações em
trincheiras (tubovias ou pipe-ways), ou com as tubulações
elevadas (pontes de tubulação ou pipe-racks).
Fixação dos níveis de
projeto
• O estabelecimento dos valores que devem ser adotados para
os níveis de elevação das diversas áreas é extremamente
importante.
• Os níveis estabelecidos devem atender às necessidades de
sucção de bombas, bem como as redes de drenagem pluvial do
terreno.
Fonte: adaptado de Telles (2001, p. 108-112).
Todas as normas e regulamentos que estabelecem distâncias
mínimas obrigatórias entre construções e limites do terreno
devem ser obedecidos. A prática corrente sugere algumas
medidas para larguras, alturas e distâncias. O Quadro 1.9
exemplifica algumas dessas medidas de segurança.
Quadro 1.9 – Larguras, alturas e distâncias
Item Distância Metros
Unidades de processo
Distância até instalações de utilidades 50 (mín.)
Distância até limites do terreno 180 (mín.)
Distância até prédios administrativos 120 (mín.)
continua...

38
Item Distância Metros
Armazenagem de gases
liquefeitos
Distância até unidades de processo 80 (mín.)
Distância até prédios administrativos 100 (mín.)
Tochas de queima de gases
Distância até unidades de processo 120 (mín.)
Ruas externas
Largura 7 (mín.)
Altura livre 6 (mín.)
Raio interno (esquinas e curvas) 7 (mín.)
Acostamento para taludes ou declives 1 (mín.)
Distância da margem até limites de unidades 10 (mín.)
Distância até a linha de centro de trincheiras de
tubulações
15 (mín.)
Telles (2001) afirma que devem ser sempre considerados a
natureza do subsolo, a topografia do terreno, os locais de
abastecimento de água, os locais de despejo de águas e efluentes,
os locais de abastecimento de energia elétrica e direção dos ventos
predominantes no estudo da disposição geral das áreas.
Disposição dentro das áreas de processo
De acordo com Telles (2001), uma listagem de todos os
equipamentos que figuram em cada unidade de processo é
elaborada com base no projeto de processo. O Quadro 1.10
mostra, por exemplo, as classes gerais de equipamentos em
uma instalação de processo, das quais as quatro primeiras quase
sempre existem.
Quadro 1.10 – Classes gerais de equipamentos
Classe de equipamento Descrição
Equipamentos principais
• São os de maior porte, porém, costumam ser em pequeno
número.
• Exemplos: torres de destilação e fracionamento, reatores
diversos, tanques de armazenagem e vasos de pressão em geral.
continua...

39
Unidade 1
Classe de equipamento Descrição
Trocadores de calor
• São equipamentos de pequena dimensão e geralmente em
grande quantidade.
• Exemplos: além dos trocadores de calor propriamente ditos,
inclui os condensadores, refervedores, resfriadores, aquecedores
e outros aparelhos de troca de calor com casco e feixe tubular.
Vasos de pressão de
pequeno porte
• São equipamentos de pequena dimensão e geralmente em
grande quantidade.
• Exemplos: vasos de acumulação e armazenagem, evaporadores,
cristalizadores, decantadores, separadores e filtros.
Bombas
• São máquinas geralmente de pequeno ou médio porte.
• Em geral em grande quantidade.
Fornos
• São equipamentos de médio e grande porte, apresentando
sempre risco elevado.
• Em geral, não mais de 2 ou 3 em cada unidade.
Resfriadores a ar • São equipamentos que ocupam muita área.
Compressores
• Geralmente, são equipamentos de grande porte.
• Costumam ser em pequeno número, 2 ou 3 no máximo, em cada
unidade de processo.
A Figura 1.6 mostra o corte transversal em unidade de processos,
onde estão dispostas diversas classes de equipamentos e
instalações de utilidades.
Figura 1.6 – Corte transversal em unidade de processos
Fonte: Telles (2001, p. 114).

40
Uma etapa importante do detalhamento de um projeto de
instalações industriais é a fixação de cotas de elevação dos
equipamentos e tubulações (Figura 1.7). Telles (2001) afirma
que todas as cotas de elevação devem ser as menores possíveis, de
modo a reduzir o custo global das instalações, desde que sejam
compatíveis com as necessidades de operação e com as folgas e
alturas livres que devem ser deixadas.
A disposição relativa de todos os equipamentos (a localização
de cada um em relação aos outros) deve, evidentemente, estar
de acordo com o funcionamento da instalação industrial e,
por isso, Telles (2001) afirma que essa disposição depende
primordialmente do fluxograma de processo da unidade.
De acordo com Maynard (1970), o arranjo físico da produção
procura a disposição das áreas de operação mais econômicas,
conservando-se segura e satisfatória para os funcionários. Um
arranjo de operadores, materiais, máquinas e suas atividades
Figura 1.7 – Níveis recomendados em áreas de processo

41
Unidade 1
correlatas permitem a produção de produtos a um custo
suficientemente baixo, que permita sua venda lucrativa em um
mercado competitivo.
Maynard (1970) afirma que, mais especificamente, os objetivos
básicos de arranjo físico são:
„„ Integração total de todos os fatores que afetam o arranjo
físico;
Movimentação de materiais, por distâncias mínimas;
„„ Trabalho fluindo por meio da fábrica;
„„ Todo espaço efetivamente utilizado;
„„ Satisfação e segurança para os operários;
„„ Um arranjo flexível que possa ser facilmente reajustado.
Existem 4 tipos de arranjos físicos básicos de produção que se
relacionam, de forma não determinística, ao tipos de processo da
instalação industrial:
a) Arranjo físico posicional;
b) Arranjo físico funcional;
c) Arranjo físico linear;
d) Arranjo físico celular.
a) Arranjo físico posicional
De acordo com Maynard (1970), o arranjo físico posicional,
por posição fixa, ou por localização fixa de material, é um
arranjo espacial, no qual os materiais ou componentes
principais ficam em um lugar fixo, sem se moverem, enquanto
todas as ferramentas, equipamentos, pessoal e materiais são
trazidos a eles. Exemplos típicos são os estaleiros, montagens

42
de aviões, montagens de máquinas de grande porte etc. A
Figura 1.8 ilustra um leiaute posicional, onde o material a ser
trabalhado permanece parado, enquanto que os operadores e os
equipamentos se movimentam ao seu redor.
Matérias
Primas
Produtos
Acabados
Torno Prensa Fresadora
Soldagem Pintura Montagem
b) Arranjo físico funcional
No arranjo físico funcional, por processo, ou por função, Maynard
(1970) afirma que todas as operações de um mesmo processo
ou tipo de processo são agrupadas. Exemplos típicos são os
departamentos de usinagem, estamparia, soldagem, entre outros,
de uma grande empresa do setor metal-mecânico.
De acordo com Slack et al (2007), a razão para isso é que pode
ser conveniente para a operação mantê-los localizados juntos
um do outro, ou que dessa forma a utilização dos recursos
transformadores seja beneficiada. Isso significa que o fluxo de
produtos, informações ou clientes pela operação seguirá um
roteiro de atividade a atividade, de acordo com suas necessidades.
Portanto, diferentes necessidades implicam diferentes roteiros.
A Figura 1.9 ilustra um leiaute funcional, onde os produtos
fabricados são identificados pelos seus processos.
Figura 1.8 – Arranjo físico posicional
Fonte: adaptado de Tompkins e White (1984, p. 228).

43
Unidade 1
Figura 1.9 – Arranjo físico funcional
Matérias
Primas
Produtos
Acabados
Torno
Torno
Torno Furadeira
Furadeira
Fresadora
Fresadora Fresadora
Fresadora Retífica Montagem
MontagemRetífica
Soldagem
Pintura Pintura
Soldagem
Torno
c) Arranjo físico linear
No arranjo físico linear, Slack et al (2007) afirmam que os
recursos produtivos transformadores são localizados segundo a
melhor conveniência do recurso que está sendo transformado.
Os produtos, informações ou clientes seguem um fluxo ao
longo da linha de processos, razão pela qual esse tipo de leiaute
também é chamado de arranjo físico em fluxo ou por produto.
A Figura 1.10 ilustra um leiaute linear, onde os produtos são
fabricados em linhas de montagem que obedecem a sequência
do processamento do produto.
Figura 1.10 – Arranjo físico linear
Matérias
Primas
Montagem Produtos
Acabados
Torno
Torno
Prensa
Fresadora
Fresadora
Fresadora
Retífica Furadeira
Furadeira
Furadeira
Furadeira
Dobradeira
Exemplos de arranjo físico linear incluem os programas de
vacinação em massa e as linhas de montagem de automóveis e de
eletrodomésticos. A Figura 1.11 mostra a sequência de processos
numa operação de manufatura de papel.

44
Figura 1.11 – Sequência de processos na manufatura de papel
Cozimento Limpeza Refinamento Mistura
Alinhamento
Rolos de pressãoSecagem
Embobinamento
d) Arranjo físico celular
Slack et al (2007) afirmam que esse arranjo físico é aquele em
que os recursos transformados, entrando na operação, são pré-
selecionados (ou pré-selecionam-se a si próprios) para movimentar-
se para uma parte específica da operação (ou célula), na qual se
encontram todos os recursos transformadores necessários para
atender suas necessidades imediatas de processamento.
De acordo com Tubino (1999), a ênfase nesse tipo de leiaute é de
acelerar o fluxo de conversão das matérias-primas em produtos
acabados, buscando-se a formação de células que disponham as
máquinas na sequência necessária à fabricação desses itens. A
Figura 1.12 ilustra um arranjo físico celular, onde os recursos
transformadores (máquinas), ao invés de agrupados por função,
estão agrupados por famílias de produtos.
Fonte: Slack et al (2007, p. 189).

45
Unidade 1
Figura 1.12 – Arranjo físico celular
Fonte: Tubino (1999, p. 27).
O Quadro 1.11 mostra que os custos prováveis de se adotar
um tipo básico de arranjo físico devem ser entendidos em
uma perspectiva mais ampla, considerando as vantagens e
desvantagens de cada um.
Quadro 1.11 – Vantagens e desvantagens dos tipos básicos de arranjo físico
Arranjo físico Vantagens Desvantagens
Posicional
• Flexibilidade muito alta de mix e produto
• Produto ou cliente não movido ou
perturbado
• Alta variedade de tarefas para a mão de obra
• Custos unitários muito altos
• Possível complexidade na programação de
espaço ou atividade
• Pode significar muita movimentação de
equipamentos e mão de obra
Funcional
• Flexibilidade muito alta de mix e produto
• Facilidade na supervisão de equipamentos e
instalações
• Relativamente robusto em caso de
interrupção de etapas
• Baixa utilização de recursos
• Pode ter alto estoque em processo ou filas de
clientes
• Fluxo complexo pode ser difícil de controlar
Linear
• Baixos custos unitários para altos volumes
• Dá oportunidade para especialização de
equipamento
• Movimentaçãoconvenientedeclientese
materiais
• Pode ter baixa flexibilidade de mix
• Trabalho pode ser repetitivo
• Não muito robusto contra interrupções
Celular
• Possível bom equilíbrio entre custo e
flexibilidade para operações com variedade
relativamente alta
• Atravessamento rápido
• Trabalho em grupo pode resultar em melhor
motivação
• Pode ser caro reconfigurar o atual arranjo
físico
• Pode requerer capacidade adicional
• Pode reduzir níveis de utilização de recursos
Fonte: adaptado de Slack et al (2007, p. 194).

46
A maioria dos arranjos físicos, na prática, é uma combinação dos
tipos básicos, muitas vezes chamado de arranjo físico misto. A
decisão sobre qual tipo é o mais adequado também é influenciada
por alguns fatores que, posteriormente, também são relevantes
no detalhamento do arranjo físico. O Quadro 1.12 mostra que
existem 8 fatores que influem no arranjo físico.
Quadro 1.12 – Fatores que influem no arranjo físico
Fator Itens
Material
Incluindo:
• Projeto
• Variedades
• Quantidade
• As operações necessárias e sua sequência
Maquinaria
Incluindo:
• Equipamento produtivo
• Ferramentas e sua utilização
Homem
Incluindo
• Supervisão
• Trabalho direto
• Auxílio
Movimento
Incluindo
• Transporte inter e intradepartamental
• Transporte às várias operações,
armazenagens e inspeções
Espera
Incluindo
• Estoques temporários
• Estoques permanentes
• Atrasos
Serviço
Incluindo
• Manutenção
• Inspeção
• Perdas
• Programação
• Expedição
Construção
Incluindo
• Características externas e internas do
edifiício
• Distribuição da maquinaria e do
equipamento
Mudança
Incluindo
• Versatilidade
• Flexibilidade
• Expansibilidade
Fonte: adaptado de Maynard (1970, p. 36).

47
Unidade 1
Os desenhos dos arranjos físicos são chamados de plantas de
arranjo. Telles (2001) afirma que, exceto em instalações muito
pequenas, seja possível mostrar toda a área com clareza suficiente
em uma única folha, costumam-se fazer os seguintes tipos de
plantas de arranjo:
„„ Planta de arranjo geral, mostrando todo o terreno
(general plot-plan);
„„ Plantas de arranjo de cada unidade de processo ou de
utilidades (unit plot-plan);
„„ Plantas de arranjo de áreas de armazenagem, de faixas
de passagem de tubulações, ou de outras áreas externas,
onde haja construções industriais ou passagens de
tubulações;
Plantas de arranjo
ou de locação (plot-
plan): desenhos feitos
em escala que mostram
em projeção horizontal
a disposição geral das
diversas construções e
equipamentos em uma
instalação industrial, ou
em uma área abrangida
por uma rede de
tubulações.

48
A Figura 1.8 ilustra uma planta de arranjo geral.
Figura 1.8 – Planta de arranjo geral

49
Unidade 1
Síntese
Nesta unidade, você conheceu a definição e os tipos de
instalações industriais. Foram estudadas a evolução e
características das edificações industriais. Em seguida, você
estudou as cores de segurança recomendadas para as instalações
industriais. Por último, viu os arranjos físicos da produção e sua
relação com as instalações industriais.
Atividades de autoavaliação
1) O estudo do arranjo físico é uma das etapas mais importantes e
decisivas do projeto global. Sobre projeto global de uma planta
industrial, considere as afirmativas a seguir:
I - O projeto de processo inclui a seleção dos tipos e dimensionamento
básico dos equipamentos, planta de arranjo básico e, em alguns
casos, especificação de materiais e acessórios especiais.
II - Geralmente é necessário um conhecimento profundo e detalhado
do funcionamento dos processos do sistema.
III - O projeto de instrumentação inclui todos os sistemas de medição
e controle, bem como a seleção e especificação dos respectivos
equipamentos.
IV - Todos os projetos são, via de regra, desenvolvidos sequencialmente
e, por essa razão, o intercâmbio de informações é limitado.
Estão CORRETAS somente as afirmativas:
a) ( ) I e II.
b) ( ) I e III.
c) ( ) II e III.
d) ( ) II e IV.
e) ( ) III e IV.

50
2) O surgimento da produção em massa e sua aplicação na indústria
automobilística afetaram muito o projeto das edificações industriais.
Assinale a única afirmativa que NÃO É verdadeira em relação ao projeto
de edificações industriais surgidos logo após o advento da indústria
automotiva:
a. ( ) A flexibilidade na realocação de máquinas exigiu a construção
de grandes espaços livres e a diminuição no número de colunas.
b. ( ) Henry Ford foi o primeiro a requerer a construção de fábricas
térreas e de grande extensão, não imaginando que este projeto
seria tomado como modelo.
c. ( ) O projeto das fábricas utilizava a noção de edifício
multifuncional, comportando todas as funções da produção,
desde a fabricação até a administração.
d. ( ) As fábricas com mais de um pavimento passaram a ser
consideradas como um modelo a ser seguido em função
do conceito de que o transporte vertical era melhor e mais
econômico que o horizontal.
e. ( ) O comprimento das edificações era muito maior que sua largura
para seguir os fluxos lineares dos arranjos físicos por produto ou
funcional.
3) O arranjo físico e o projeto de instalações são relativamente recentes
na engenharia e na arquitetura. Sobre as relações entre o fluxo de
materiais no interior do edifício industrial e a arquitetura deste edifício,
considere as afirmativas a seguir:
I - Na disposição com repartições paralelas, os setores produtivos se
sucedem partindo do depósito de matéria-prima e retornando ao
mesmo local, ao lado do depósito de produtos acabados.
II - Construção de seções de produção iguais em comprimento e
largura, com a primeira seção vizinha ao depósito de matéria-
prima e a última junto ao depósito de produtos acabados são
características da disposição em anel.
III - Na disposição em fila única, os ambientes são paralelos e ligados
por um único corredor operando de um só lado. Necessita de um
terreno com frente muito grande e pouca profundidade.
IV - A disposição em fila dupla melhora o projeto da iluminação, mas
necessita de terreno com grande profundidade.

51
Unidade 1
a. ( ) I e II.
b. ( ) I e III.
c. ( ) II e III.
d. ( ) II e IV.
e. ( ) III e IV.
4) A norma NBR 7195 – Cores para Segurança (1995) fixa as cores que
devem ser usadas para prevenção de acidentes, empregadas para
identificar e advertir contra riscos. Sobre as cores de segurança,
considere as afirmativas a seguir::
I - A cor preta é empregada para identificar coletores de resíduos,
exceto os de origem de serviços de saúde.
II - A cor púrpura é usada para indicar os perigos provenientes das
radiações eletromagnéticas penetrantes e partículas nucleares.
III - A cor verde é usada para indicar cuidado.
IV - A cor vermelha é empregada para indicar perigo.
a. ( ) I e II.
b. ( ) I e III
c. ( ) II e III.
d. ( ) II e IV.
e. ( ) III e IV.

52
5) A sequência lógica das operações de manufatura determina a forma
construtiva da fábrica e seu arranjo físico. Sobre os projetos de arranjo
físico, considere as afirmativas a seguir:
I - As duas direções ortogonais de projeto são coincidentes com as
direções geográficas norte-sul e leste-oeste.
II - Cada uma das grandes áreas deve ser subdividida em quadras por
meio de ruas e avenidas que seguem as direções ortogonais de
projeto.
III - As faixas de passagem podem ter as tubulações pouco acima
do nível do solo, ou, mais frequentemente, as tubulações em
trincheiras, ou com as tubulações elevadas.
IV - Na listagem das atividades básicas devem ser indicadas as correntes
principais de circulação de materiais entre as diversas áreas.
a. ( ) I e II.
b. ( ) I e III.
c. ( ) II e III.
d. ( ) II e IV.
e. ( ) III e IV.
6) A disposição relativa de todos os equipamentos deve, evidentemente,
estar de acordo com o funcionamento da instalação industrial e, por
isso, essa disposição depende primordialmente do fluxograma de
processo da unidade. Sobre a disposição dentro das áreas de processo,
considere as afirmativas a seguir:
I - Todas as operações de um mesmo processo ou tipo de processo são
agrupadas no arranjo físico funcional.
II - No leiaute posicional, os recursos transformados, entrando na
operação, são pré-selecionados para movimentar-se para uma
parte específica da operação, na qual se encontram todos os
recursos transformadores necessários para atender as suas
necessidades imediatas de processamento.
III - No arranjo físico linear, os recursos produtivos transformadores são
localizados segundo a melhor conveniência do recurso que está
sendo transformado.
IV - No leiaute celular, o material a ser trabalhado permanece parado
enquanto que os operadores e os equipamentos se movimentam
ao seu redor.

53
a. ( ) I e II.
b. ( ) I e III
c. ( ) II e III.
d. ( ) II e IV.
e. ( ) III e IV.
Saiba mais
Se você desejar, aprofunde os conteúdos estudados nesta unidade
ao consultar as seguintes referências:
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS. NBR 7195 - Cores para segurança. Rio de
Janeiro: ABNT, 1995.
MAYNARD, H. B. Manual de engenharia de produção. São
Paulo: Edgard Blücher, 1970.
SLACK, N.; CHAMBERS, S.; HARLAND, C.;
HARRISON, A.; JOHNSTON, R. Administração da
produção. 3. ed. São Paulo: Atlas, 2007.
TELLES, P. C. S. Tubulações industriais: materiais, projeto e
montagem. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001.
TOMPKINS, J. A.;WHITE, J. A. Facilities planning. 1ª.
Edição. Nova Iorque: John Willey & Sons, 1984.
TUBINO, D. F. Sistemas de produção: a produtividade no chão
de fábrica. Porto Alegre: BOOKMAN, 1ª ed, 1999.

2Objetivos de aprendizagem
„„ Conhecer os conceitos básicos de eletricidade.
„„ Apresentar os elementos de um projeto elétrico.
„„ Compreender a importância dos fatores de projeto para
a economia de uma instalação.
„„ Entender os princípios da luminotécnica.
„„ Conhecer os sistemas de distribuição e aterramento.
Seções de estudo
Seção 1 Introdução
Seção 2 Elementos do projeto elétrico
Seção 3 Fatores de projeto
Seção 4 Luminotécnica
Seção 5 Condutores elétricos
unidade 2
Instalações elétricas

56
Para início de estudo
Esta unidade apresenta os conceitos básicos de eletricidade e a
função dos diversos elementos de um projeto elétrico. São vistos
os principais fatores de projeto necessários para um projeto
racional de instalação elétrica. Introduz os conceitos básicos
de luminotécnica e as características dos principais tipos de
lâmpadas. São apresentados os principais tipos de condutores
elétricos e os sistemas de distribuição e aterramento.
Seção 1 – Introdução
Estudaremos, nesta seção, os conceitos básicos de eletricidade
necessários para a compreensão dos fundamentos das instalações
elétricas.
A energia elétrica faz parte do cotidiano das pessoas e está de tal
forma presente no mundo contemporâneo que, muitas vezes, nem
é percebida. De acordo com Creder (2007), a eletricidade é uma
energia intermediária entre a fonte produtora e a aplicação final,
inteiramente silenciosa e não poluidora.
Para que se possa entender melhor os fundamentos das
instalações elétricas, alguns conceitos básicos são importantes
serem compreendidos. O Quadro 2.1 resume alguns desses
conceitos.

57
Unidade 2
Quadro 2.1 – Conceitos básicos de eletricidade
Conceito Unidade de medida Descrição
Corrente
elétrica
ampère (A)
• É o movimento ordenado dos elétrons livres em um condutor, quando existe uma
diferença de potencial entre suas extremidades
• 1 A = 1 coulomb/ segundo
Tensão volt (V)
• É a força que impulsiona os elétrons livres nos fios
• A tensão, ou diferença de potencial, entre dois pontos de campo eletrostático é de
1 volt, quando o trabalho realizado contra as forças elétricas, ao se deslocar uma
carga entre esses dois pontos, é de 1 joule por coulomb
• 1 V = 1 joule/ coulomb
Potência
elétrica
watt (W)
• Faz movimentar os elétrons de forma ordenada, dando origem à corrente elétrica
• Para haver potência elétrica, é necessário haver tensão e corrente elétrica
• 1 W = 1 volt X ampère = 1 VA
Carga
elétrica
coulomb
• O elétron e o próton são as cargas elementares e componentes do átomo
• Estabeleceu-se convencionalmente que a carga do elétron é negativa e a do
próton é positiva, existindo uma força entre essas cargas de polaridades opostas
• A carga de um elétron é e =1,6 ×10−19
coulombs
• Ou seja, para se formar um coulomb são necessários 6,28 ×1018
elétrons
Energia
quilowatt por hora
(kWh)
• A energia é a potência dissipada ao longo do tempo W = P X t
• Se o tempo considerado for de uma hora, a energia é expressa em watts X hora
• Como essa é uma unidade muito pequena, na prática se usa quilowatts X hora
(kWh)
Fonte: adaptado de Creder (2007, p. 38).
Potência
A potência é o produto da ação da tensão e da corrente e sua
unidade de medida é volt-ampère (VA). A essa potência dá-
se o nome de potência aparente, a qual é composta por duas
parcelas: potência ativa e potência reativa. A potência ativa
é a parcela efetivamente transformada em potência luminosa,
mecânica e térmica. A unidade de medida da potência ativa é
o watt (W). A potência reativa é a parcela transformada em
campo magnético necessário ao funcionamento de motores,
transformadores, reatores etc. A unidade de medida da potência
reativa é o volt-ampère reativo (VAr). O Quadro 2.2 mostra as
unidades de potência.

58
Quadro 2.2 – Unidades de potência
Potência Aparente Ativa Reativa
Unidade volt-ampère watt volt-ampère reativo
Símbolo VA W VAr
Fonte: elaboração do autor (2012).
As unidades volt-ampère (VA), volt-ampère reativo (VAR) e watt
(W) possuem o mesmo significado físico e são diferentes apenas
no nome. Como são unidades muito pequenas, costumam estar
na faixa de múltiplos, como kVA, kW e kVAR.
Fator de potência
O fator de potência é a relação entre potência aparente e potência
ativa, ou seja:
De acordo com Mamede (2007), o fator de potência é um
número adimensional e pode ser também definido como o
cosseno do ângulo formado entre o componente da potência ativa
e o seu componente total, quando a potência que flui no sistema é
resultante de cargas lineares, ou seja:
pF = cos ψ
pF = atP
apP
Onde:
pF = fator de potência da carga;
atP = componente da potência ativa (kW ou em seus múltiplos
e submúltiplos)
apP = potência aparente ou potência total da carga (kW ou em
seus múltiplos e submúltiplos)

59
Unidade 2
A Figura 2.1 permite reconhecer o ângulo do fator de potência e
as potências envolvidas em seu conceito.
Figura 2.1 – Diagrama do fator de potência
0
Pap
at
Pre
Ψ
Fonte: Mamede (2007, p. 177).
Quando o fator de potência é igual a 1, significa que toda
potência aparente é transformada em potência ativa. Isso acontece
nos equipamentos que só possuem resistência, tais como chuveiro
elétrico, torneira elétrica, lâmpadas incandescentes, fogão elétrico
etc. Para evitar superdimensionamento de redes e equipamentos,
bem como perdas de energia, é desejável que o fator de potência
seja o mais próximo possível da unidade em circuitos reais.
Mamede (2007, p. 178-179) aponta as seguintes causas que
resultam num baixo fator de potência em uma instalação
industrial:
„„ Motores de indução trabalhando a vazio durante um
longo período de operação;
„„ Motores superdimensionados para as máquinas a eles
acoplados;
„„ Transformadores em operação a vazio ou em carga leve;
„„ Grande número de reatores de baixo fator de potência,
suprindo lâmpadas de descarga (fluorescentes, vapor de
mercúrio, vapor de sódio, entre outras);
„„ Fornos a arco;
„„ Fornos de indução magnética;

60
„„ Máquinas de solda a transformador;
„„ Equipamentos eletrônicos;
„„ Grande número de motores de pequena potência em
operação durante um longo período.
De acordo com a legislação, a energia reativa indutiva
excedente, bem como a energia reativa capacitiva excedente serão
medidas e faturadas. O ajuste por baixo fator de potência será
realizado por meio do faturamento do excedente de energia
reativa indutiva consumida pela instalação e do excedente de
energia reativa capacitiva fornecida à rede da concessionária pela
unidade consumidora.
Mamede (2007) afirma que o fator de potência deve ser controlado
de forma que permaneça dentro do limite de 0,92 indutivo e 0,92
capacitivo, com avaliação horária durante as 24 horas do dia,
porém, sem considerar sábados, domingos e feriados:
„„ A energia reativa indutiva será medida no período das 6
às 24 horas, a intervalos de 1 hora;
„„ A energia reativa capacitiva será medida no período da 0
às 6 horas, a intervalos de 1 hora;
„„ Período da 0 às 4 horas: excedente de energia reativa
capacitiva – valores pagos para Fp ‹ 0,92 capacitivo;
„„ Período das 4 às 6 horas: excedente de energia reativa
indutiva – valores não pagos;
indutiva – valores pagos para Fp ‹ 0,92 indutivo;
capacitiva – valores não pagos, independentemente do
valor Fp capacitivo;
indutiva – valores pagos para Fp ‹ 0,92 indutivo;
A Agência Nacional de Energia
Elétrica – ANEEL - determina que o
fator de potência deve ser mantido
o mais próximo possível da unidade;
porém, permite um valor mínimo
de 0,92, indutivo ou capacitivo
(conforme art. 64 da Resolução
456, de 29 de novembro de 2000),
correspondente a um certo valor
de energia reativa consumida. À
medida que o fator de potência
decresce, temos valores maiores,
correspondentes à energia reativa
consumida, ainda que a energia
ativa consumida permaneça
constante.

61
Unidade 2
capacitiva – valores não pagos, independentemente do
valor Fp capacitivo.
De acordo com a legislação, para cada kWh de energia ativa
consumida, a concessionária permite a utilização de 0,425 kVArh
de energia reativa indutiva ou capacitiva, sem acréscimo no
faturamento. No intervalo das 4 às 6 horas será contabilizado o
excedente de energia reativa indutiva; já nos intervalos das 11 às
13 horas e das 20 às 24 horas, há excedente de energia reativa
capacitiva e para qualquer valor do fator de potência capacitivo
não será cobrado nenhum valor adicional na fatura de energia
elétrica, considerando os intervalos de avaliação.
Seção 2 – Elementos do projeto elétrico
Apresentaremos nessa seção os elementos constituintes de um
projeto de instalação elétrica industrial, incluindo os dados
necessários, os graus de proteção e a simbologia adotada.
Creder (2007) afirma que o projeto das instalações elétricas é
a representação escrita da instalação, com todos os seus detalhes,
comandos, dispositivos de manobra, trajeto dos condutores,
localização dos pontos de utilização da energia elétrica, divisão
em circuitos, seção dos condutores, carga total e carga de cada
circuito. O projeto elétrico deve conter no mínimo:
„„ Plantas;
„„ Esquemas (unifilares e outros que se façam necessários);
„„ Detalhes de montagem, quando necessários;
„„ Memorial descritivo;
„„ Memória de cálculo (dimensionamento de condutores,
condutos);
Se o fator de potência
medido nas instalações
do consumidor for inferior
a 0,92, será cobrado o
custo do consumo reativo
excedente (conforme art.
66 da Resolução 456, de
29 de novembro de 2000),
decorrente da diferença
entre o valor mínimo
permitido e o valor
calculado no ciclo.
O projeto das
instalações elétricas
é a representação escrita
da instalação, com
todos os seus detalhes,
comandos, dispositivos
de manobra, trajeto dos
condutores, localização
dos pontos de utilização
da energia elétrica, divisão
em circuitos, seção dos
condutores, carga total e
carga de cada circuito.

62
„„ Proteções;
„„ ART (Anotação de Responsabilidade Técnica).
Mamede (2007) aponta alguns critérios que devem ser
considerados na elaboração do projeto elétrico:
„„ Acessibilidade – facilidade de acesso a todos as máquinas
e equipamentos de manobra;
„„ Flexibilidade - capacidade para pequenas alterações e
reserva de carga para futuros acréscimos;
„„ Continuidade – garantir o mínimo de interrupção total
ou parcial, mesmo que a custa de alguma redundância de
alimentação;
„„ Confiabilidade - obedecer a normas técnicas para seu
perfeito funcionamento e segurança.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define
a padronização utilizada na elaboração de projetos elétricos
no Brasil. Existem, no entanto, as normas particulares
das concessionárias de serviço público responsáveis pelo
abastecimento de energia elétrica da área onde está localizada a
empresa. Embora essas normas não colidam com a ABNT, elas
indicam quais são as condições mínimas previstas para que ocorra
o fornecimento de energia a uma empresa, de acordo com as suas
particularidades.
Dados para a elaboração de um projeto elétrico
O projeto elétrico de uma instalação industrial deve ser elaborado
somente depois de conhecidos os dados relativos às condições
de suprimento e das características funcionais da indústria em
geral. De acordo com Mamede (2007) , o cliente deve fornecer as
seguintes informações para a execução do projeto:

63
Unidade 2
„„ Planta de situação - situa a obra no contexto urbano;
„„ Planta baixa de arquitetura do prédio - contém toda a
área de construção, indicando com detalhes divisionais os
ambientes de produção industrial, escritórios, dependências
em geral e outros que compõem o conjunto arquitetônico;
„„ Planta baixa do arranjo físico – contém a projeção
aproximada de todas as máquinas, devidamente
posicionadas, com a indicação dos motores a alimentar e
dos respectivos painéis de controle;
„„ Planta de detalhes – devem conter todas as
particularidades do projeto arquitetônico que possam
contribuir na definição do projeto elétrico, tais como
vistas e cortes do galpão industrial, detalhes sobre a
existência de pontes rolantes no local de produção,
detalhes de colunas e vigas de concreto ou outras
particularidades construtivas e detalhes de montagem
das máquinas de grandes dimensões.
Além das plantas, o Quadro 2.2 mostra alguns dados adicionais
que devem ser conhecidos pelo projetista ao elaborar o projeto
elétrico de uma instalação industrial.
Quadro 2.2 – Dados para a elaboração do projeto
Dados para elaboração do projeto
Condições de fornecimento de energia elétrica Características das cargas
Cabe à concessionária local prestar ao interessado as
informações que lhe são pertinentes
Estas informações podem ser obtidas diretamente do
responsável pelo projeto técnico industrial ou por meio do
manual de especificações dos equipamentos
• Garantia de suprimento de carga, dentro de condições
satisfatórias;
• Variação da tensão de suprimento;
• Tensão de suprimento;
• Tipo de sistema de suprimento (radial simples, radial com
recurso);
• Capacidade de curto-circuito atual e futuro do sistema;
• Impedância reduzida no ponto de suprimento.
Motores
• Potência
• Tensão
• Corrente
• Frequência
• Número de polos
• Número de fases
• Ligações possíveis
• Regime de funcionamento
continua...

64
Dados para elaboração do projeto
• Garantia de suprimento de carga, dentro de condições
satisfatórias;
• Variação da tensão de suprimento;
• Tensão de suprimento;
• Tipo de sistema de suprimento (radial simples, radial com
recurso);
• Capacidade de curto-circuito atual e futuro do sistema;
• Impedância reduzida no ponto de suprimento.
Fornos a arco
• Potência do forno
• Potência de curto-circuito do forno
• Potência do transformador do forno
• Tensão
• Frequência
• Fator de severidade
Outras cargas
Aqui ficam caracterizadas cargas singulares que compõem
a instalação, tais como máquinas acionadas por sistemas
computadorizados, cuja variação de tensão permitida
seja mínima e, por isso, requerem circuitos alimentadores
exclusivos ou até transformadores próprios – aparelhos
de raio X industrial e muitas outras cargas tidas como
especiais, que devem merecer um estudo particularizado
por parte do projetista.
Fonte: adaptado de Mamede (2007, p. 2-3).
Concepção do projeto elétrico
Na fase de concepção do projeto, Mamede (2007) afirma que
as decisões tomadas conduzirão ao dimensionamento dos
materiais e equipamentos, estabelecendo a filosofia de proteção
e coordenação, entre outros. A concepção do projeto elétrico
compreende, entre outras, as seguintes atividades:
„„ Divisão da carga em blocos;
„„ Localização dos quadros de distribuição de circuitos
terminais;
„„ Localização do quadro de distribuição geral;
„„ Localização da subestação;
„„ Definição dos sistemas de suprimento e distribuição.

65
Unidade 2
Divisão da carga em blocos
A carga é dividida em blocos, de acordo com a disposição das
máquinas existente na planta baixa. Cada bloco deve ter um
quadro de distribuição terminal com alimentação e proteção
individualizadas. De acordo com Mamede (2007), a escolha dos
blocos é feita, a princípio, considerando-se os setores individuais
de produção, bem como a grandeza de cada carga de que são
constituídos, para avaliação da queda de tensão.
Se a área ocupada por um setor for muito grande, pode ser
dividido em dois blocos de carga, dependendo da queda de tensão
a que esses ficariam submetidos, quando afastados do centro de
comando, caso apenas um dele fosse adotado para suprir todo o
setor. Quando um setor está fisicamente separado dos demais,
deve-se tomá-lo como bloco de carga individualizado.
Mamede (2007) afirma que vários setores de produção podem ser
agrupados num só bloco de cargas, desde que a queda de tensão
nos terminais dessas cargas seja admissível (isso ocorre muitas
vezes quando existem máquinas de pequena potência).
Localização dos quadros de distribuição de circuitos terminais
Os quadros de distribuição normais podem ser designados como
Centro de Controle de Motores (CCM), quando contiverem
componentes de comandos de motores e Quadros de Distribuição
de Luz (QDL) tiverem elementos de comando de iluminação.
Em geral, Mamede (2007) afirma que os quadros de distribuição
de circuitos terminais devem ser localizados em pontos que
satisfaçam as seguintes condições:
„„ No centro da carga (isso nem sempre é possível, pois ele
se acha muitas vezes num ponto físico inconveniente do
bloco de carga);
„„ Próximo à linha geral dos dutos de alimentação;
„„ Afastado da passagem sistemática de funcionários;
„„ Em ambientes bem iluminados;

66
„„ Em locais de fácil acesso;
„„ Em locais não sujeitos a gases corrosivos, inundações,
trepidações, entre outras;
„„ Em locais de temperatura adequada.
Localização do quadro de distribuição geral
Também denominado de Quadro Geral de Força (QGF), o
quadro de distribuição geral deve ser localizado,
preferencialmente, na subestação ou em uma área contígua a essa,
mas próximo às unidades de transformação a que está ligado.
Localização da subestação
Embora nem sempre seja tecnicamente o mais adequado, a
escolha do local da subestação (SE) pode ser feita em função do
arranjo arquitetônico da construção (frequente nos casos em que
a empresa é formada por um único prédio e é prevista uma
subestação abrigada em alvenaria) ou por razões de segurança
(principalmente quando é o caso de produtos de alto risco). O
ideal, no entanto, seria que a subestação ficasse próxima aos
centros de carga, possibilitando alimentadores mais curtos e de
seção menor. Existe mais flexibilidade na escolha do local
tecnicamente mais apropriado da subestação, nos casos em que a
empresa é constituída por dois ou mais prédios abrigando
De acordo com Mamede (2007), algumas considerações devem
ser feitas para a escolha do número de subestações unitárias:
„„ Quanto menor a potência da subestação, maior é o custo
do kVA instalado;
„„ Quanto maior é o número de subestações unitárias,
maior é a quantidade de condutores primários;
„„ Quanto menor é o número de subestações unitárias,
maior é a quantidade de condutores secundários dos
circuitos de distribuição.
Quadro de distribuição geral: é
o quadro, painel ou caixa modular,
dotado de barramentos, destinados
à instalação da proteção geral
e dos demais dispositivos de
proteção dos circuitos projetados
(alimentadores).
Subestação (SE): pode ser
definida como um conjunto de
equipamentos de manobra ou
transformação de tensão, dotada
de dispositivos de proteção capazes
de detectar diferentes tipos de
falta no sistema e isolar os trechos
onde ocorrem as faltas, bem como
capacidade de compensar reativos
para dirigir o fluxo de energia em
sistemas de potência e melhorar a
qualidade de energia.

67
Unidade 2
É necessário que os custos das diferentes opções sejam analisados
para que se determine a opção mais econômica. Mamede (2007)
afirma, com base em estudos realizados, que as subestações
unitárias com potências compreendidas entre 750 e 1.000 kVA
são as mais convenientes do ponto de vista econômico.
Definição do sistema primário de suprimento
Como a concessionária de energia elétrica é normalmente a
responsável pela alimentação de uma empresa, Mamede (2007)
afirma que o sistema primário de suprimento quase sempre fica
limitado às disponibilidades das linhas de suprimento existentes
na área do projeto. Investimentos adicionais, como a construção
de um novo alimentador ou a aquisição de geradores de
emergência, podem ser realizados nos casos em que é necessária
uma elevada continuidade de serviço ou quando a empresa é de
grande porte.
O Quadro 2.3 mostra os tipos de sistemas primários de
suprimento.
Quadro 2.3 – Tipos de sistemas primários de suprimento
Sistema Descrição
Sistema
radial simples
• O fluxo de potência tem um sentido único para a carga
• É o tipo mais simples e utilizado de alimentação industrial
• Apresenta baixa confiabilidade devido à falta de recurso para manobra,
quando da perda do circuito de distribuição geral ou alimentador
• Apresenta, porém, menor custo quando comparado a outros sistemas, por
conter somente equipamentos convencionais e de larga utilização
Sistema
radial com
recurso
• O sentido do fluxo de potência pode variar de acordo com as condições de
carga do sistema
• Dependendo da posição das chaves interpostas nos circuitos de distribuição,
pode ser operado como sistema radial em anel aberto ou sistema
radial seletivo
• Apresenta maior confiabilidade, pois a eventual perda de um dos circuitos de
distribuição ou alimentador não deve afetar a continuidade de fornecimento,
exceto durante o serviço de manobra das chaves, caso essas sejam manuais e
o sistema opere na configuração radial
• Apresenta custos elevados devido ao emprego de equipamentos mais
caros e, sobretudo, pelo dimensionamento dos circuitos de distribuição
que devem ter capacidade individual suficiente para suprir a carga sozinho,
quando da saída de um deles
continua...

68
Sistema Descrição
Sistema
radial com
recurso
• Pode ser alimentado de uma ou mais fontes de suprimento da concessionária
(a continuidade de fornecimento será melhorada se for mais de uma fonte)
• O sistema de distribuição trabalha em primeira contingência quando a
perda de um alimentador de distribuição não afeta o suprimento de energia
• Similarmente, o sistema de distribuição trabalha em segunda
contingência, quando a perda de dois alimentadores de distribuição não
afeta o suprimento de energia
• Ouseja,quantomaiselevadaéacontingênciadeumsistema,maioréoseu
custo
Fonte: adaptado de Mamede (2007, p. 5-6).
A Figura 2.2 ilustra um sistema radial com recurso alimentado
por duas fontes de suprimento da concessionária, configuração
que melhora sobremaneira a continuidade do sistema.
Figura 2.2 – Sistema de suprimento com recurso
Consumidor
SE1
SE2
Fonte: Moura (2012, p. 2).
Definição do sistema primário de distribuição interna
Quando uma empresa possui duas ou mais subestações alimentadas
de um ponto de suprimento da concessionária, a energização dessas
subestações pode ser feita por meio de dois esquemas:
„„ Sistema radial simples;
„„ Sistema radial com recurso.

69
Unidade 2
A Figura 2.3 mostra o esquema do sistema primário de
distribuição interna do tipo radial simples (veja descrição no
Quadro 2.3).
Figura 2.3 – Sistema radial simples
SETOR 1
SETOR 3
SETOR 2
Poste de entrada
Medição
e Proteção Geral
Rede concessionária
A Figura 2.4 mostra o esquema do sistema primário de
distribuição interna do tipo radial com recurso (veja descrição no
Quadro 2.3), em que os pontos de consumo setoriais possuem
alternativas de suprimento por meio de dois circuitos de
alimentação.
Figura 2.4 – Sistema radial com recurso
SETOR 1 SETOR 2
SETOR 3
Poste de entrada
Medição
e Proteção Geral
Rede concessionária

70
Mamede (2007) observa que cada barramento das subestações
(SE) é provido de desligamento automático ou manual, podendo
se encontrar nas posições NA (normalmente aberto) ou NF
(normalmente fechado), conforme a melhor distribuição de carga
dos dois alimentadores.
Quando uma indústria possui duas ou mais subestações de
transformação, alimentadas de um ponto suprimento da
concessionária, a cabine de medição, que contém equipamentos
e instrumentos de medida de energia de propriedade da
concessionária, é localizada próximo à via pública.
Definição do sistema secundário de distribuição
A distribuição secundária em baixa tensão na instalação elétrica
de uma empresa pode ser dividida em:
„„ Circuitos terminais de motores;
„„ Circuitos de distribuição.
O Quadro 2.4 detalha os elementos do sistema secundário de
distribuição numa instalação elétrica industrial.
Quadro 2.4 – Sistema secundário de distribuição
Sistema secundário de distribuição
Circuitos terminais de motores Circuitos de distribuição
O circuito terminal de motores consiste em dois ou três condutores
(motores monofásicos ou bifásicos e trifásicos) conduzindo corrente
numa dada tensão, desde um dispositivo de proteção até o ponto de
utilização.
Compreende-se por circuito de distribuição,
também chamados de alimentadores, os
condutores que derivam do Quadro Geral de Força
(QGF) e alimentam um os mais centros de comando
(CCM e QDL).
Regras básicas
• Conter dispositivos de seccionamento na sua origem, para fins de
manutenção.
• O seccionamento deve desligar tanto o motor como seu dispositivo de
comando.
• Podem ser utilizados:
- seccionadores;
- interruptores;
- disjuntores;
• Os circuitos de distribuição devem ser protegidos
no ponto de origem, por meio de disjuntores ou
fusíveis de capacidade adequada à carga e às
correntes de curto-circuito.
• Os circuitos devem dispor, no ponto de
origem, de um dispositivo de seccionamento,
dimensionado para suprir a maior demanda do
centro de distribuição e proporcionar condições
satisfatórias de manobra.
continua...

Instalações Industriais

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Semelhante a Instalações Industriais

Semelhante a Instalações Industriais (20)

Instalações Industriais