Bombeiros solicitam normas para conter incêndios em sistemas solares

O aumento considerável de ocorrências de incêndios em sistemas fotovoltaicos, principalmente, em telhados de residências e comércios tem chamado à atenção de autoridades brasileiras.

Em fevereiro deste ano, por exemplo, o Canal Solar contou a história de uma fábrica de calçados, em Patos de Minas (MG), que pegou fogo após uma provável instalação equivocada da tecnologia, segundo a Polícia. O fogo atingiu, aproximadamente, 600 dos 2,3 mil m² do empreendimento.

Por motivos como esses, o Corpo de Bombeiros encaminhou nesta semana à ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), entidade responsável pela elaboração de normas técnicas no Brasil, uma carta assinada pelo tenente-coronel Alysson Krüger Figueira, presidente do Conaci (Comitê Nacional de Combate a Incêndio), pedindo urgência na elaboração de normas de segurança que ajudem a diminuir o risco de incêndios em usinas solares.

Segundo o documento, a agenda sustentável e o uso dos sistemas solares são de fundamental importância e têm trazido evolução para a sociedade, com um crescente número de indivíduos buscando a independência energética por meio da geração de energia própria através de sistemas solares. 

“Infelizmente o advento desta importante tecnologia, se não adequadamente projetada e implementada, apresenta risco potencial de provocar e asseverar incêndios, bem como tornar mais perigoso o seu combate”, frisou a carta. 

“Diversas corporações de bombeiros do Brasil têm reportado ocorrências de princípios de incêndios a incêndios de grandes proporções em edificações, associados aos sistemas fotovoltaicos. Em especial, observou-se muitas ocorrências de princípios de incêndios nos circuitos entre os painéis fotovoltaicos e os inversores, que operam em corrente contínua”, completou o documento. 

O Conaci destacou ainda que atualmente já existem mais de 600 mil edificações no país com sistemas fotovoltaicos, cujo crescimento continua a aumentar exponencialmente. “Logo, o número de ocorrências como estas deve crescer, e deve-se ser adotada o mais brevemente possível um conjunto de medidas mitigatórias para evitar que estes eventos ocorram”.

Entre as medidas assinaladas e sugeridas estão:

• Evolução normativa e de regulamentações para exigir a inclusão de dispositivos adicionais de proteção para estes circuitos.
• O uso de materiais adequados e de procedimentos de comissionamento e inspeção para reduzir o número destes eventos e reduzir os níveis de risco às pessoas, caso estes venham a ocorrer.

Ainda de acordo com a entidade, foi identificado que a maioria das edificações que possuem sistemas fotovoltaicos, a tecnologia nestes sistemas emprega um circuito de corrente contínua que liga os painéis fotovoltaicos ao inversor. 

Este circuito normalmente é formado por longos cabos, que saem dos módulos instalados no telhado e adentram na edificação até o inversor – que normalmente fica localizado em local abrigado dentro da edificação, em um lugar distante dos módulos. 

“Nestes casos, este circuito de corrente contínua permanece energizado mesmo após a desenergização do circuito de corrente alternada caso o incêndio ocorra durante o dia. Adicionalmente, durante o incêndio, o fogo pode atingir estes condutores de corrente contínua dos sistemas fotovoltaicos e eliminar a sua camada isolante, o que pode causar curtos-circuitos”. 

Preocupação

Neste sentido, a Conaci informou que o que “preocupa é que quase a totalidade dos sistemas fotovoltaicos existentes no Brasil não possuem meios para desenergização dos circuitos de corrente contínua supracitados que possam ser acionados em locais de fácil acesso pelos bombeiros. Logo, a atividade de combate ao incêndio nestas edificações torna-se muito perigosa aos profissionais que estão combatendo o fogo”, destacou o documento. 

Por isso, o órgão entende que um conjunto de procedimentos, normas e regulações deve ser implementado para garantir a segurança e reduzir os riscos de fogo e explosões. “A reciclagem e capacitação dos bombeiros militares no combate a incêndio em sistemas geradores de energia com painéis fotovoltaicos é uma das formas de protegermos nossos profissionais”, destaca a corporação. 

Outra maneira, deveras mais eficaz, segundo o Conaci, seria a promoção de uma evolução normativa e regulatória, com enfoque prioritário na proteção contra incêndio e na segurança dos profissionais que realizam o seu combate, a exemplo de países desenvolvidos, que já adotaram parâmetros normativos com este enfoque.

“Alguns países já identificaram esses fatores e atualizaram seus critérios normativos, em decorrência dos vários acidentes e mortes que ocorreram em eventos dessa natureza”. 

Nos Estados Unidos, por exemplo, o Departamento de Segurança Interna (do original: Department of Homeland Security) patrocinou vários projetos para identificar e compreender os riscos para os bombeiros responderem a incêndios em edificações revestidas com painéis fotovoltaicos.

Para Leandro Martins, presidente da Ecori Energia Solar, está mais do que na hora de regulamentar a obrigatoriedade dos dispositivos de segurança nos equipamentos de energia solar. “Essa é uma preocupação que vem desde o início da Ecori, na escolha de trabalharmos com microinversores APsytems, com a SolarEdge e mais recentemente com a Huawei. Ao longo desses anos levantamos a bandeira da segurança em diversos fóruns normativos e regulatórios, participando ativamente dos comitês da ABNT, INMETRO, dentre outros”, comentou.

“Nossos engenheiros já treinaram e prestaram esclarecimentos para a cúpula do Corpo e Bombeiros em Brasília e outros batalhões da corporação, ministramos treinamentos, escrevemos artigos e promovemos diversos eventos sobre o tema. É um momento muito importante para todo mercado e especialmente para nós, que trazemos a segurança em nosso DNA. Para a Ecori este é um valor inalienável”, concluiu o executivo.

O que são sistemas foto-voltáicos

Um sistema de energia solar fotovoltaico, também chamado de sistema de energia solar ou, ainda, sistema fotovoltaico, é um sistema capaz de gerar energia elétrica através da radiação solar. Existem dois tipos básicos de sistemas fotovoltaicos: Sistemas Isolados (Off-grid) e Sistemas Conectados à Rede (Grid-tie).

Os Sistemas Isolados são utilizados em locais remotos ou onde o custo de se conectar a rede elétrica é elevado. São utilizados em casas de campo, refúgios, iluminação, telecomunicações, bombeio de água, etc. Já os Sistemas Conectados à rede, substituem ou complementam a energia elétrica convencional disponível na rede elétrica. 

Enquanto um sistema isolado necessita de baterias e controladores de carga, sistemas conectados à rede funcionam somente com painéis e inversores, já que não precisam armazenar energia.
Um sistema fotovoltaico possui quatro componentes básicos:

• Painéis solares – Fazem o papel de coração, “bombeando” a energia para o sistema. Podem ser um ou mais painéis e são dimensionados de acordo com a energia necessária. São responsáveis por transformar energia solar em eletricidade.
• Controladores de carga – Funcionam como válvulas para o sistema. Servem para evitar sobrecargas ou descargas exageradas na bateria, aumentando sua vida útil e desempenho.
• Inversores – Cérebro do sistema, são responsáveis por transformar os 12 V de corrente contínua (CC) das baterias em 110 ou 220 V de corrente alternada (AC), ou outra tensão desejada. No caso de sistemas conectados, também são responsáveis pela sincronia com a rede elétrica. 

Baterias – Trabalham como pulmões. Armazenam a energia elétrica para que o sistema possa ser utilizado quando não há sol.

Além da aplicação residencial, hoje em dia é muito comum a existência de usinas fotovoltaicas e, cada vez mais, o ritmo de implantação de novas e maiores unidades vem crescendo

Um gigantesco sistema solar fotovoltaico; é assim que poderíamos definir uma usina solar, que utiliza os mesmos equipamentos para gerar energia elétrica a partir da luz do sol. A diferença está exatamente no tamanho e complexidade do projeto, assim como na finalidade a que se destina a energia gerada.

Uma usina solar utiliza milhares ou mesmo centenas de milhares de módulos fotovoltaicos para gerar energia, os quais ocupam quilômetros quadrados de extensão.

Esses módulos (conhecidos popularmente como placas solares) podem ser instalados em terra ou mesmo sobre a água de represas, rios ou mares, através de sistemas de flutuamento (por isso são chamadas de usinas solares flutuantes). 

Em terra, esses módulos ainda podem ser instalados sobre estruturas chamadas de “trackers”, que movem o painel conforme o deslocamento do sol no céu para otimizar a captação da luz e, assim, aumentar a geração de energia. 

De maneira oposta aos sistemas fotovoltaicos isolado, na qual a energia é gerada para ser consumida no próprio local, na usina solar a enorme carga gerada é destinada para a venda e distribuição na rede elétrica. Quando a carga de energia gerada é muito alta e/ou a distância dos centros consumidores é muito grande, essa energia precisa ser transmitida nas linhas de transmissão de alta voltagem do sistema nacional, oque acarreta a utilização de grandes transformadores elevadores.

Os principais e maiores componentes da geração fotovoltaica são os painéis fotovoltaicos. São eles que convertem a energia solar em energia elétrica e, recentemente, vem passando por grande evolução tecnológica tanto em sua eficiência e preço, quanto em sua segurança operacional. Esses equipamentos, cada vez mais, são produzidos com materiais de difícil combustão e retardante a chamas, o que diminui consideravelmente o risco de operação.

No entanto, esses painéis convertem automaticamente energia solar em energia elétrica e, para gerar quantidades relevantes de energia elétrica, geralmente muitos painéis são necessários. Dessa forma, alguns riscos intrínsecos existem nesse método de geração de energia:

• Devido a grande quantidade de painéis necessários, muitas conexões elétricas são necessárias entre os painéis e os inversores AC/DC. Estudos mostram que a grande maioria dos eventos de incêndio em sistemas fotovoltaicos aconteceu por abertura de arco elétrico na conexão de cabos nos inversores, seja por serviço malfeito, baixa qualidade dos materiais utilizados ou até envelhecimento e degradação do cabeamento utilizado;
• Sobre-aquecimento de componentes, por uma miríade de possibilidades;
• A dificuldade de se isolar um painel solar em caso de acidente, visto que, se houver luz solar, há geração elétrica;

Em caso de instalações domésticas, onde os painéis são comumente instalados nos telhados das casas e prédios, a dificuldade de acesso dos bombeiros ou brigadistas e a possibilidade da presença de materiais altamente combustíveis no telhado dessas edificações;

Normas de proteção

Devido a natureza recente da utilização desse tipo de geração de energia, não existem, ainda, normas internacionais estabelecidas especificamente para a proteção em sistemas de geração de energia elétrica fotovoltaicos, apesar de, em função do aumento exponencial de sus utilização e, consequentemente, aumento exponencial de casos de incêndio (somente nos EUA, em 2018 – segundo o BRE National Solar Center – houve 80 casos de incêndio reportados em instalações solares, sendo que desses, em 13 houve vítimas), existem vários estudos e instituições trabalhando em padrões e recomendações para mitigação de risco.

O que existe, atualmente, são requerimentos mínimos para a fabricação de painéis fotovoltaicos, baseados em testes simples da UL 790 ou ASTM E 108. Dessa forma, devem se seguir os requerimentos existentes nas normas existentes, como as NBRs 516690:2019 (Instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos – Requisitos de projeto) e  5410:2004 (Instalações elétricas de baixa tensão), além das normas para subestações elétricas quando aplicáveis. Para parques fotovoltaicos, ainda há de se considerar todos os requerimentos das legislações locais para instalações de risco elétrico alto, conforme aplicável

Mitigando Riscos

Considerando-se os riscos examinados anteriormente nesse artigo, podemos delinear alguns pontos centrais de observância para minimizar-se riscos. Em instalações domésticas, os seguintes pontos devem ser observados:

• Utilização de equipamentos fabricados de acordo com normas internacionais e com utilização de materiais não inflamáveis ou, pelo menos, retardantes à chama;
• Utilização de empresa competente e responsável para elaboração do projeto de instalação e instalação em si dos componentes, com foco específico nas conexões elétricas em corrente contínua;
• Verificação do inventário combustível do local de instalação, especialmente quando da instalação em telhados;
• Consideração deve ser dado ao aceso de bombeiros em caso de incidente.

Já em grandes plantas solares, outros pontos ainda devem ser observados:

• Localização e afastamento dos cubículos de controle e inversores dos painéis fotovoltaicos e utilização de sistemas de detecção e alarme de incêndio nesses ambientes;
• Distribuição de hidrantes e extintores conforme requerido pelas legislações locais pertinentes;
• Proteção das subestações elétricas conforme normas aplicáveis.

Conclusão

Como a utilização da energia solar é recente, ainda não existem muitos padrões e normas nem no Brasil, nem no exterior muito bem definidos para a proteção contra incêndio nesses tipos de instalação, apesar de, como mostrado anteriormente, desses risos existirem. Dessa forma, é fundamental contar com a sabedoria e experiência de empresas competentes para que cada caso seja estudado e os riscos minimizados.

A HELP conta com uma vasta experiência na proteção contra incêndio no mercado de energia em geral, tendo protegido desde pequenas centrais hidro e termoelétricas, até alguns dos maiores projetos de energia na América Latina, podendo fornecer desde a engenharia básica para a proteção deles, bem como o detalhamento de projeto, fornecimento de sistemas, instalação, testes e aprovação de sistemas.