Queda de tensão: como calcular e qual o limite da norma

Queda de tensão é a redução de tensão que ocorre ao longo de um condutor por causa da resistência do material.

Ela aumenta conforme a corrente e o comprimento do circuito, mas diminui com o uso de condutores de maior seção.

A ABNT NBR 5410:2004 limita essa queda a 4% nos circuitos terminais, o que torna o cálculo obrigatório em trechos longos.

Embora seja comum associar a queda de tensão apenas a lâmpadas que piscam, seus efeitos também atingem outros equipamentos.

Por exemplo, ela pode reduzir o desempenho de motores, aquecer condutores e provocar o desligamento de aparelhos eletrônicos. Em prédios, o problema costuma aparecer primeiro nos andares mais distantes do quadro geral.

Quais os limites de queda de tensão da NBR 5410?

A NBR 5410 estabelece limites de queda de tensão conforme a origem da alimentação elétrica. Quando a instalação recebe energia em baixa tensão pela distribuidora, a queda entre o ponto de entrega e o ponto de utilização não pode ultrapassar 5%.

Nos prédios com subestação própria ou gerador, o limite é de 7%, a partir dos terminais do transformador ou do gerador.

Em qualquer situação, a queda de tensão nos circuitos terminais não pode superar 4%. Isso significa que os alimentadores e os circuitos terminais precisam compartilhar o limite total disponível.

Se o alimentador utilizar boa parte dessa margem, os circuitos terminais poderão exigir condutores de maior seção para permanecer dentro dos valores permitidos.

A norma também admite limites superiores em situações específicas, como durante a partida de motores. Nesses casos, o projeto deve comprovar que os equipamentos funcionam corretamente nas condições previstas.

Como fazer o cálculo de queda de tensão

Em um circuito monofásico, a queda de tensão em volts pode ser estimada pelo dobro do produto entre corrente, comprimento e resistência do condutor por unidade de comprimento.

A fórmula simplificada é ΔV = 2 × I × L × R. O fator 2 considera o percurso de ida pela fase e de retorno pelo neutro. Nos circuitos trifásicos equilibrados, esse fator é substituído por √3, aproximadamente 1,73.

A resistência do condutor pode ser obtida na ABNT NBR NM 280, que estabelece a resistência máxima de cada seção à temperatura de 20 °C.

Para cabos flexíveis de cobre, classe 5, comuns em instalações prediais, os valores são de 4,95 Ω/km para a seção de 4 mm² e de 3,30 Ω/km para 6 mm².

Em operação, o condutor aquece e a resistência aumenta. Por isso, o cálculo de projeto utiliza a resistência na temperatura de trabalho, o que resulta em uma queda de tensão maior que a estimativa simplificada.

A fórmula também desconsidera a reatância do cabo e o fator de potência da carga, aproximação aceitável para pequenas seções. Em alimentadores maiores e circuitos com motores, o cálculo precisa considerar esses dois fatores.

Considere um chuveiro de 5.500 W, alimentado em 220 V, com corrente aproximada de 25 A. Se estiver a 30 m do quadro e utilizar condutores de cobre de 4 mm², a queda de tensão estimada será de aproximadamente 7,4 V.

O cálculo é 2 × 25 × 0,030 × 4,95 ≈ 7,4 V, equivalente a 3,4% da tensão nominal. Com condutores de 6 mm², a queda diminui para cerca de 5,0 V, ou 2,3%.

Esses resultados consideram a resistência dos condutores a 20 °C. Como a resistência aumenta com a temperatura, a queda de tensão durante a operação pode ser maior.

A ABNT NBR 5410 estabelece um limite de 4% para a queda de tensão nos circuitos terminais, além de limites para a queda total da instalação, conforme a origem da alimentação.

Queda de tensão em prédios e alimentadores

Em edifícios, os alimentadores de cada unidade saem do centro de medição e sobem pela prumada até o quadro do apartamento.

Em prédios altos, esse trecho tem dezenas de metros, e a queda acumulada no alimentador reduz a margem que sobra para os circuitos internos.

Por isso o projeto calcula os alimentadores das unidades mais distantes com cuidado especial e, muitas vezes, adota seções maiores do que a corrente exigiria.

O mesmo vale para cargas de uso comum afastadas do quadro geral, como bombas de recalque, portões e iluminação de áreas externas.

Quando a queda de tensão é excessiva em um prédio existente, as soluções são aumentar a seção dos alimentadores, redistribuir cargas entre fases ou criar quadros intermediários mais próximos das cargas. A escolha depende de medição e de projeto.

Sintomas de queda de tensão na instalação

Entre os sinais mais comuns estão lâmpadas que perdem brilho quando um equipamento potente é ligado, motores que aquecem ou demoram a partir e aparelhos eletrônicos que reiniciam.

Chuveiros que aquecem pouco nos horários de maior consumo também podem indicar queda excessiva de tensão no circuito ou no alimentador.

Esses sintomas também podem ter outras causas, como conexões frouxas que elevam a resistência elétrica e provocam aquecimento.

Uma conexão mal apertada pode concentrar a queda de tensão em um único borne, que passa a aquecer mais do que o restante do circuito.

O diagnóstico exige medições de tensão com o circuito sob carga, tanto no quadro quanto no ponto de utilização, por profissional habilitado.

A comparação desses valores ajuda a identificar se a queda ocorre no circuito terminal, no alimentador ou na rede da distribuidora.

Como evitar queda de tensão no projeto

Peça que a memória de cálculo do projeto informe, em porcentagem, a queda de tensão de cada alimentador e dos circuitos terminais mais longos.

Essa informação permite verificar se o dimensionamento dos condutores considerou o comprimento real dos trechos, além da corrente elétrica.

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Se o projeto envolver áreas industriais ou cargas especiais, consulte também as empresas de projeto elétrico, que atendem escopos mais amplos. Para edifícios com alimentação trifásica, veja ainda como funciona a instalação elétrica trifásica.

Perguntas frequentes sobre queda de tensão

Qual a queda de tensão máxima permitida?

Pela NBR 5410, 4% nos circuitos terminais em qualquer caso, 5% a partir do ponto de entrega em baixa tensão e 7% a partir do transformador ou gerador próprio.

Como diminuir a queda de tensão?

Aumentando a seção do condutor, reduzindo o comprimento do circuito ou dividindo a carga em mais circuitos ou quadros.

A queda de tensão aumenta a conta de energia?

Ela representa energia perdida em forma de calor nos condutores. A perda é pequena em circuitos bem dimensionados e cresce quando o cabo está subdimensionado.