Fator de diversidade e fator de demanda: como aplicar

Fator de demanda e fator de diversidade: o que significam

Numa instalação elétrica, a soma de todas as potências nominais dos recetores quase nunca corresponde à potência que a rede terá de fornecer ao mesmo tempo. Uma placa da cozinha, o aquecimento de água e uma máquina de lavar raramente trabalham a plena carga no mesmo instante. Para traduzir essa realidade em números usam-se dois coeficientes: o fator de demanda e o fator de diversidade.

O fator de demanda relaciona a demanda máxima prevista com a potência instalada total. É sempre menor ou igual a 1 e serve para estimar o pico real face ao que está instalado no edifício. O fator de diversidade é o coeficiente que se aplica à soma das potências nominais para obter a potência de cálculo simultâneo; na prática corrente é usado com valores entre 0 e 1, o mesmo que o coeficiente de simultaneidade ks das tabelas de projeto.

Os dois conceitos são complementes e confundem-se com facilidade. Este guia explica as fórmulas, apresenta valores típicos de referência, resolve um exemplo passo a passo e indica os erros que mais comprometem o dimensionamento do quadro geral e da linha de alimentação. A base normativa é a IEC 60364.

Fórmulas e símbolos

Antes de aplicar qualquer coeficiente convém fixar o vocabulário. Estes são os símbolos usados ao longo do guia:

1. ΣPn — soma das potências nominais de todos os recetores do circuito ou da instalação, em kW;
2. ks — fator de diversidade (simultaneidade) aplicado a essa soma, adimensional;
3. Pc = ks × ΣPn — potência de cálculo, que fixa a corrente de dimensionamento;
4. Fd = Pmáx / ΣPinst — fator de demanda, razão entre a demanda máxima prevista e a potência instalada;
5. I = Pc / (√3 × U × cos φ) — corrente em linha numa instalação trifásica de 400 V; em monofásico, I = Pc / (230 × cos φ).

Escolhida a potência de cálculo, segue-se a corrente e dela deriva todo o resto: secção dos condutores, calibre do interruptor geral, barramento do quadro e seccionador de ligação.

Valores típicos de referência

Não existe uma tabela única obrigatória para todas as instalações: os coeficientes dependem do uso, da escala e do padrão de ocupação. A tabela seguinte resume valores usados com frequência em projeto. São valores indicativos e devem ser confirmados com o regulamento aplicável ao edifício.

Em habitações, o valor sobe para perto de 1 quando se trata de um circuito com um único recetor potente, como um aquecedor de água ou um forno; desce à medida que o número de unidades ligadas ao mesmo quadro aumenta.

Exemplo resolvido: prédio com 24 apartamentos

Considere um prédio com 24 apartamentos iguais. Em cada apartamento: iluminação 2 kW, tomadas de utilizadores 2,5 kW, cozinha 3,5 kW e aquecimento 3 kW. Logo ΣPn por apartamento é 11 kW, e para o edifício todo ΣPn = 24 × 11 = 264 kW.

Para um conjunto deste tipo usa-se ks = 0,6. A potência de cálculo fica Pc = 0,6 × 264 = 158,4 kW. Com um cos φ de 0,9, a corrente em linha é 158 400 / (1,732 × 400 × 0,9) ≈ 254 A. O fator de demanda resultante é 158,4 / 264 = 0,6, ou seja, o edifício vai exigir cerca de 60 % da potência instalada no momento de maior coincidência.

Com uma corrente desta ordem, o quadro geral do prédio leva um seccionador de ligação de 250 a 315 A, um alimentador dimensionado para pelo menos 254 A e um barramento de secção equivalente. Se o cálculo fosse feito sem diversidade, o quadro sairia sobredimensionado; se ks fosse subestimado, as sobrecargas apareceriam exatamente nos dias de maior uso, quando mais falta fazem.

Onde aplicar o fator e onde não aplicar

A diversidade aplica-se no topo da instalação e nos níveis de distribuição: potência requisitada do quadro geral, dimensionamento do alimentador principal, barramento do quadro, escolha do transformador de serviço e conferência da potência contratada. É também usada na agregação de grupos de circuitos alimentados em comum, tal como prevê a IEC 60364-5-52.

Não se aplica no circuito final que serve um único recetor: a proteção contra sobrecarga desse circuito dimensiona-se pela corrente de cálculo do próprio recetor, sem coeficiente. Quando um mesmo cabo alimenta vários circuitos, a diversidade pode ser considerada nas tabelas de agrupamento da norma, mas nunca para reduzir a corrente nominal da proteção de um circuito individual.

Erros frequentes

• Confundir os dois coeficientes. O fator de demanda é sempre o resultado (Fd = Pmáx / ΣPinst); o fator de diversidade é o coeficiente aplicado antes, na soma das potências.
• Aplicar ks a um circuito único. Se só há um recetor, não há coincidência para diluir e o fator é 1.
• Transportar valores de catálogo sem os ajustar. Um coeficiente publicado para edifícios de escritórios não serve para uma oficina com máquinas de arranque frequente.
• Esquecer as cargas trifásicas. Motores e unidades de climatização trifásicas entram na soma com a potência total, não por fase isolada.
• Não registar a origem do valor. Sem nota de projeto, nenhum revisor consegue confirmar o coeficiente usado meses depois.

Documentar o critério no projeto

O coeficiente aplicado, a sua justificação e a potência de cálculo resultante devem constar do caderno de cálculo, junto da folha de carga do quadro. Quando o programa do edifício muda — por exemplo, com a instalação de climatização ou de carregamento de veículos elétricos —, a potência instalada altera-se e o coeficiente deve ser revisto, porque a diversidade depende do uso e não apenas do número de recetores.

Numa ferramenta de projeto como o GorkyCAD, a potência requisitada, as correntes de cálculo e o quadro resultante ficam associados ao mesmo modelo, o que facilita a revisão do coeficiente e a atualização da folha de carga sem refazer o desenho.

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Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre fator de demanda e fator de diversidade?

O fator de demanda é o resultado da comparação entre a demanda máxima prevista e a potência instalada. O fator de diversidade é o coeficiente que se aplica à soma das potências nominais para obter a potência de cálculo simultâneo.

O fator de diversidade pode ser superior a 1?

Na prática de projeto usa-se sempre entre 0 e 1: ele reduz a soma das potências nominais. Valores acima de 1 só aparecem em definições alternativas de fator de diversidade, usadas noutros países, que devem ser evitadas para não gerar confusão.

Que valor de ks usar num prédio de apartamentos?

Como referência inicial: 0,7–0,8 até 10 apartamentos, 0,6–0,7 até 30 e 0,5–0,6 acima disso. O valor deve ser ajustado ao uso real, ao tipo de aquecimento e à presença de cargas comuns como elevadores ou carregamento de veículos elétricos.

O fator de diversidade muda o dimensionamento das proteções?

Não no circuito final com recetor único, que se dimensiona pela corrente do próprio recetor. A diversidade influencia o quadro geral, o alimentador principal e o barramento, ou seja, os equipamentos a montante da distribuição final.

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