Este artigo foi preparado com base em texto do meu livro "Instalações Elétricas Sem Mistérios" de 2005. Se bem que algumas novas normas tenham aparecido desde então, assim como tipos avançados de chuveiros, muito do que explicamos ainda é válido. Veja a nota no final do artigo.
Muitos acham que, pela simplicidade da instalação, não existe nada mais simples do que escolher e colocar em funcionamento um chuveiro elétrico.
Outros vão além e até afirmam que, mesmo com o grande desenvolvimento técnico por que passam todos os eletrodomésticos, o chuveiro não sofreu qualquer evolução nos últimos tempos! Nada mais errado!
Neste item vamos mostrar aos leitores que existe algo especial numa instalação de chuveiro e que, da escolha correta do tipo depende aquele bom banho (que não é de pingos) com um aquecimento ideal em qualquer tempo.
O problema:
No tempo frio, seu chuveiro não esquenta, obrigando-o a fechar o registro de água para que ela atinja uma temperatura razoável e então seu banho se transforma num banho de pingos. Na meia estação, você não consegue a temperatura ideal, pois na posição "verão", a água fica fria demais, e na posição "inverno" ele esquenta demais.
Na época um pouco mais quente, a coisa se complica: ou você toma um banho completamente frio, desligando o elemento de aquecimento, ou se arrisca a ser cozido, pois mesmo na posição de "verão" a água esquenta demais.
Outra situação:
No prédio em que você mora, chuveiros de três andares diferentes, mesmo sendo da mesma marca e tipo, se comportam de maneiras completamente distintas (figura 1).
O chuveiro do primeiro andar tem água com boa pressão, mas no inverno não esquenta. O do andar do meio tem o funcionamento normal, com pressão razoável e bom aquecimento mesmo no inverno, mas o do último andar esquenta demais em qualquer época e a água não tem pressão!
Todos esses problemas podem ser contornados, se ao instalar um chuveiro estivermos atentos para alguns pormenores técnicos bastante fáceis para o leitor que gosta de Eletricidade.
O FUNCIONAMENTO DO CHUVEIRO
Um chuveiro comum possui uma câmara onde a água penetra e entra em contato com um elemento de aquecimento (resistência) ligado à rede de energia.
A corrente somente pode passar pelo elemento de aquecimento, ligando-o à rede de energia, quando o registro for aberto e a água pressionar uma peça denominada diafragma, conforme a figura 2.
O diafragma comum é de borracha e se verga encostando nos contatos elétricos que estabelecem a corrente que alimenta o elemento de aquecimento.
A temperatura da água depende de vários fatores:
a) O primeiro é a potência elétrica aplicada ao elemento de aquecimento que depende de sua resistência.
Quanto mais curta for a resistência, ou seja, menor seu valor ôhmico, mais corrente circula e portanto, maior é a quantidade de calor gerado.
A chave "inverno" e "verão" que existe no chuveiro ou "quente" e "mais quente" seleciona duas posições do elemento de aquecimento, de modo que circule mais ou menos corrente, conforme indicado na figura 3.
Quando a chave está na posição em que a resistência é "mais curta", o chuveiro aquece mais, porque passa mais corrente pelo elemento de aquecimento.
b) O segundo fator a ser considerado é o fluxo de água que passa pelo chuveiro. Se mais água passar pelo elemento, ele deve produzir mais calor para obter a mesma temperatura final.
Assim, se tomarmos como exemplo dois chuveiros de mesma potência, veremos que aquece menos o que está ligado num local onde a pressão da água é maior e, portanto, seu fluxo maior.
O recurso de fechar levemente o registro para aumentar a temperatura da água é conseqüência desse fator.
c) Outro fator a ser considerado é a temperatura inicial da água. Se a água estiver muito fria precisamos de uma quantidade maior de energia ou maior potência, para chegar à mesma temperatura do final do que se a água estiver menos fria, observe a figura 4.
A combinação desses três fatores leva os chuveiros a apresentarem comportamentos tão distintos que normalmente causam dificuldades para os usuários e instaladores.
AS SOLUÇÕES DOS FABRICANTES
Evidentemente, diante de tantas variáveis, os fabricantes de chuveiros não poderiam colocar no mercado um único tipo com uma única característica de funcionamento. O resultado seria desastroso como exemplificado em nossa introdução.
Mas apesar de existirem muitos tipos, a maioria dos usuários ainda continua fazendo a escolha como se não houvesse opções.
O que o fabricante tem a oferecer ao usuário?
a) A primeira variável levada em conta é a pressão da água, e mesmo os tipos mais simples de chuveiro possuem recursos para sua adequação.
Assim, encontramos um meio de diminuir a vazão no caso de locais de maior pressão. Quando o chuveiro não aquece o suficiente: uma pequena arruela diminui o diâmetro da entrada da água (figura 5).
Se o chuveiro for instalado num local elevado, muito próximo da caixa de água, quando a pressão é pequena, havendo necessidade de aumentar a entrada de água para manter a vazão, a arruela estreitadora é retirada, o que está detalhado na figura 6.
No entanto, no andar térreo de um prédio, onde a caixa de água se encontra muito elevada e portanto, a pressão é alta, a arruela deve ser usada para diminuir a vazão e manter o aquecimento.
Perceba o leitor que a pressão e portanto, a vazão, dependem da diferença de altura entre o reservatório de água e o chuveiro. Em muitos casos, deve ser considerada a possibilidade de elevar a caixa de água para obter maior vazão, mas esta não é a única saída. A figura 7 mostra o que acontece.
Evidentemente, esta solução tem apenas duas opções, de modo que não será difícil ocorrer uma situação intermediária que leva a um banho, ou quente demais ou frio demais, dependendo da época do ano.
b) A segunda variável a ser considerada é a potência do chuveiro.
A quantidade de calor que um chuveiro gera e portanto, sua capacidade de aquecer a água é medida em watts.
Não importa se o chuveiro funciona na tensão de 110 V ou 220 V, pois o que determina o aquecimento é o número de watts.
Quando a chave inverno/verão é acionada, estamos alterando o número de watts que estão sendo convertidos em calor no elemento de aquecimento.
Neste caso, temos duas opções apenas que, conforme vimos, dependendo das outras variáveis, podem apresentar problemas.
Logo, dependendo da pressão da água (fluxo) e da temperatura média do local, o chuveiro deve ter uma potência apropriada. A maioria dos fabricantes oferece chuveiros numa boa faixa de potências ou capacidades de aquecimento.
Assim, na caixa dos chuveiros, encontramos diversas opções de potência que o usuário deve levar em conta em função da pressão da água em sua casa e da temperatura média de sua região.
Para uma localidade mais quente, com invernos amenos, pode ser usado um chuveiro de menor faixa de potência: 2 000 a 4 000 W.
No entanto, para uma localidade com invernos rigorosos a potência deve ser maior, desde que o fluxo de água seja normal.
Observe que os chuveiros que operam na rede de 110 V alcançam uma potência máxima menor do que os que operam na rede de 220 V, por motivos de intensidade de corrente que já explicamos em outros itens.
Um exemplo pode ser dado em função das características dos chuveiros LORENZETTI com 4 temperaturas:
Aquecimento maior (127 V):
Potência mínima: 0
Potência média: 2 400 W
Potência maior: 4 400 W
Potência máxima: 5 400 W
Aquecimento maior (220 V):
Potência mínima: 0
Potência média: 2 600 W
Potência maior: 4 400 W
Potência máxima: 6 400 W
Aquecimento menor (127 V):
Potência mínima: 0
Potência média: 1 800 W
Potência maior: 3 200 W
Potência máxima: 4 400 W
Aquecimento menor (220 V):
Potência mínima: 0
Potência média: 2 400 W
Potência maior: 4 400 W
Potência máxima: 5 400 W
OS FIOS PARA O CHUVEIRO
O chuveiro é um dos eletrodomésticos de maior consumo numa residência, exigindo as correntes mais intensas.
Isso significa que a espessura do fio que vai alimentar um chuveiro deve ser compatível com a intensidade de corrente que ele exige, tanto para que seu funcionamento seja normal como por medidas de segurança.
Um fio muito longo e fino para um chuveiro pode apresentar uma resistência elevada o bastante para que parte da potência elétrica que deveria ser entregue ao circuito se converta em calor.
O resultado disso pode ser um aquecimento perigoso do fio no duto e um funcionamento anormal do chuveiro (que não esquenta), conforme ilustrado na figura 8.
Os fios têm a espessura mínima indicada de acordo com a potência e tensão do chuveiro.
Assim, temos os seguintes casos a considerar:
127 V - potência máxima 5 400 W - fio de 10 mm quadrados (AWG 6)
220 V- potência máxima de 6 400 W - fio de 6 mm quadrados (AWG 8)
127 V - potência máxima de 4 400 W- fio de 6 mm quadrados (AWG 8)
220 V- potência máxima de 5 400 W - fio de 4 mm quadrados (AWG 10)
Da mesma forma, o fusível ou disjuntor tem sua corrente de abertura dada pela potência e tensão do chuveiro, conforme as seguintes características gerais:
Faixa de Fusível = Potência e ou tensão disjuntor
Até 5400 W 50 A = em 127 V (fio de 10 mm2)
Até 6400 W 35 A = em 220 V (fio de 6 mm2)
Até 4400 W 40 A = em 110 V (fio de 6 mm2)
Até 5400 W 30 A = em 220 V (fio de 4 mm2)
Para o fio terra podemos usar um condutor mais fino da forma que já explicamos no item correspondente (ver a importância do fio terra). Será interessante usar um fio de cor diferente, para maior facilidade de identificação em relação ao da alimentação (fase e neutro).
Com a instalação apropriada, podemos pensar na instalação do chuveiro propriamente dito.
INSTALANDO O CHUVEIRO
Em primeiro lugar devemos desligar a rede de alimentação para o setor que vai receber o chuveiro.
Encaixamos o chuveiro na rosca apropriada usando fita veda-rosca de modo a evitar vazamentos de água (figura 9).
Devemos prever antes dessa operação, de acordo com a pressão da água, se vai ou não ser necessário usar a arruela redutora de fluxo. Para locais com muita pressão, a arruela redutora deve ser colocada de modo a reduzir o fluxo de água, pois, caso contrário, a potência do chuveiro pode ser insuficiente para obter um bom aquecimento.
Nos locais de pequena pressão essa arruela é desnecessária.
b) Rosqueado o chuveiro na posição de funcionamento, passamos à parte elétrica.
Para fazer as ligações dos fios devemos usar terminais com parafusos do tipo mostrado na figura 10.
Descasque as pontas dos fios e encaixe-as nos furos dos terminais que devem estar com os parafusos previamente e parcialmente desapertados.
Encaixando os fios é só apertar, para que se garanta uma boa conexão elétrica.
Não se recomenda a emenda simples de fios enrolados e depois protegidos com fita isolante (figura 11) por diversos motivos.
O primeiro é que este tipo de emenda não garante um bom contato permanentemente. A umidade do local de funcionamento do chuveiro faz com que se forme facilmente uma capa de óxido no fio, que afeta o contato e em pouco tempo pode ser produzido calor adicional que prejudica definitivamente o contato. O fio acaba por aquecer e até sua capa de plástico derrete com o perigo de curto-circuito.
O segundo motivo é que a umidade faz também com que a fita isolante escape com o tempo, prejudicando o isolamento e gerando o risco de um curto-circuito.
O isolamento deficiente também expõe o usuário a um choque, o que nas condições de alta tensão e corrente em presença de umidade é extremamente perigoso, conforme já vimos.
c) Completada a instalação, antes de ligar a alimentação na chave geral, abra o registro de água, deixando-a escorrer por alguns instantes.
Isso é importante, porque se a alimentação elétrica do chuveiro for ligada quando o seu reservatório interno ainda estiver seco, o aquecimento do elemento interno será muito grande e conseqüentemente sua dilatação, podendo ocorrer a queima do mesmo.
O elemento interno só pode receber corrente se estiver imerso em água, daí a necessidade de encher antes o chuveiro, com a abertura do registro.
d) Podemos passar agora à operação seguinte, que consiste em ligar a chave de alimentação do setor em que está ligado o chuveiro.
e) O teste definitivo de funcionamento é feito abrindo o registro do chuveiro.
A água deve correr e ser produzido o ruído característico do aquecimento. Em poucos segundos a água deve atingir sua temperatura normal, para a qual o chuveiro foi ajustado.
Caso o aquecimento não seja o esperado, devem ser feitas as seguintes alterações :
a) Verificar a vazão da água com eventual retirada ou colocação da arruela de limitação de fluxo na rosca.
b) Redimensionar a potência do chuveiro com a escolha de um tipo apropriado. Se a água não esquenta o suficiente, mesmo com baixa pressão e o redutor de fluxo, é recomendável a compra de um chuveiro mais potente. Se a água esquenta demais, mesmo sem o redutor de fluxo e com boa pressão da água, uma potência menor será suficiente. Neste caso, evidentemente, o chuveiro também pode ser usado nas posições de menor aquecimento.
USANDO O PRESSURIZADOR
Um problema que acontece em muitos locais é que a pressão da água é insuficiente para a obtenção de um bom fluxo, o que leva a um "banho de pingos" mesmo sem a arruela de limitação da água.
Isso ocorre, por exemplo, em sobrados, onde o segundo andar não tem boa pressão da água devido à sua proximidade do reservatório de água.
Numa residência, com estas condições, o chuveiro do segundo andar não tem boa pressão, com um fluxo de água pobre e um aquecimento excessivo.
Uma maneira de superar os problemas de falta pressão, obtendo um bom fluxo de água, é com o uso de um pressurizador.
Existem chuveiros que já incorporam este pressurizador, mas também existe o pressurizador separado que pode ser usado com qualquer chuveiro comum (figura 12).
Um pressurizador nada mais é do que uma bomba de água alimentada pela mesma energia que alimenta o chuveiro. Esta bomba pressiona a água que vai para o chuveiro, somente no momento em que ele é ligado (figura 13).
A instalação de um pressurizador é muito simples, conforme mostramos na figura 14.
O procedimento para a instalação do pressurizador é o seguinte:
a) Desligamos a alimentação do chuveiro na sua chave geral, interrompendo assim a corrente.
b) Retiramos o chuveiro antigo.
c) Colocamos o pressurizador na rosca, que deve ter uma fita veda-rosca para evitar vazamentos.
d) Colocamos, em seguida o chuveiro na rosca apropriada do pressurizador, também usando a fita veda-rosca.
e) Ligamos o chuveiro e o pressurizador aos fios de alimentação, conforme indicado na figura, usando uma barra de terminais com parafusos. O fio terra deve ser ligado da mesma forma.
f) Antes de ligar a alimentação dos dois dispositivos, abrimos por alguns instantes a água de modo a encher a cavidade em que se encontra o elemento de aquecimento do chuveiro. Fechamos o registro depois disso.
g) Ligamos a alimentação do circuito na chave correspondente e fazemos o teste de funcionamento. Abrindo o registro de água do chuveiro, o pressurizador também deve entrar em funcionamento, assim como o próprio chuveiro, obtendo-se um fluxo maior de água quente.
Para o caso de instalação de chuveiros com pressurizador, o procedimento é o mesmo dos chuveiros comuns.
Observamos que o consumo de energia do motor do pressurizador é bastante baixo, menor que 1/10 da potência do próprio chuveiro, de modo que o usuário não precisa se preocupar com um aumento no gasto de energia elétrica (pode haver aumento no consumo de água, por motivos óbvios) e nem com o redimensionamento dos fios da instalação.
Também é importante notar que as caixas dos pressurizadores são de plástico, o que garante uma boa segurança contra choques, em caso de toques acidentais.
INSTALANDO UM CONTROLE DE TEMPERATURA
Já podem ser vistos em algumas casas especializadas, mercados, etc., dispositivos que visam controlar linearmente a potência de um chuveiro, ou seja, permitem fazer um ajuste contínuo da temperatura da água
(figura 15).
Estes dispositivos nada mais são do que dimmers de alta potência que, por meio de um circuito eletrônico, podem usar potenciômetros de baixa corrente.
Assim, controlando o ângulo de condução da corrente alternada, esses dispositivos podem dosar linearmente a potência aplicada ao chuveiro, e com isso sua temperatura.
A vantagem para o usuário é grande: a temperatura da água pode ser ajustada rigorosamente, sem alterar seu fluxo.
Veja que, diferentemente disso, nos chuveiros comuns o que fazemos é selecionar uma determinada faixa de temperaturas e depois ajustar a temperatura exata pelo fluxo de água, atuando no registro. Com o dimmer ou controlador de potência, isso é feito por meio de um potenciômetro e não pelo fluxo de água. A instalação destes controles é simples, pois basta intercalá-los entre o chuveiro e os fios de alimentação (figura 16).
Nesta instalação devemos:
a) Desligar a alimentação geral do chuveiro para evitar o perigo de choques durante a operação de instalação.
b) Desligar os fios do chuveiro e intercalar o controle de potência. Para isso devemos desapertar os parafusos dos bornes de conexão para que os fios encaixem perfeitamente.
Depois apertamos cuidadosamente cada um dos bornes da ponte de terminais para obter o melhor contato.
c) Antes de ligar a alimentação novamente, conferimos a ligação e fixamos o controle (potenciômetro) em lugar acessível.
d) Ligamos a alimentação e verificamos o funcionamento.
QUANDO O CHUVEIRO NÃO ESQUENTA
Se a água sai fria em qualquer posição do controle de temperatura, não havendo o ruído característico do funcionamento do chuveiro, temos então um problema a ser resolvido.
O problema pode estar na instalação como, por exemplo, a abertura de um fusível ou disjuntor, ou no próprio chuveiro, que pode estar com sua resistência interrompida (queimada).
O procedimento para verificação é simples e faz uso da lâmpada de prova:
Procedimento 1:
Ligamos os fios da lâmpada de prova (com cuidado) nos terminais de alimentação do chuveiro, conforme mostra a figura 17.
b) Se a lâmpada acender, então o problema não está na instalação, mas sim no próprio chuveiro. Passe diretamente para o procedimento 2.
c) Se a lâmpada não acender, então o problema está na instalação. Vá até a caixa de distribuição e verifique os fusíveis ou disjuntor, conforme procedimento já explicado.
d) Se o fusível ou disjuntor estiverem abertos e com sua troca ou rearme o chuveiro voltar ao normal, o problema está resolvido. No entanto, se isso não acontecer, passe ao procedimento 2, pois o problema está no chuveiro.
Procedimento 2:
a) Desligue a alimentação e abra o chuveiro, retirando o elemento de aquecimento.
b) Faça um exame visual deste elemento. Se ele estiver ruim (queimado), isso será percebido pela interrupção do fio de nicromo.
Este fio não pode ser emendado, pois além da solda comum não "pegar", a simples emenda por torção não serve, pois a dilatação e contração durante o funcionamento fariam com que o ponto emendado escapasse facilmente. A única solução é a troca do elemento de aquecimento.
COMO TROCAR UMA RESISTÊNCIA DE CHUVEIRO
A troca da resistência de um chuveiro é uma operação simples na maioria dos tipos.
Para as chamadas "duchas", a troca é ainda facilitada pelo fato da resistência nova vir em suporte encaixável (figura 18).
Assim, para a troca deste tipo de elemento proceda da seguinte forma:
a) Desligue a alimentação do chuveiro na chave de distribuição.
b) Abra o chuveiro e retire o elemento de aquecimento queimado, colocando um novo.
O elemento novo pode ter as mesmas características do original ou ser mudado, caso o usuário deseje um comportamento diferente para seu chuveiro. Na verdade, este seria o momento ideal para conseguir um funcionamento melhor do chuveiro, caso o obtido até então não lhe agrade.
Se desejar um aquecimento maior, utilize um elemento de maior potência, ou seja, com a resistência "mais curta".
Verifique entretanto, se as novas características estão dentro das especificações suportadas pela instalação.
Na escolha do novo elemento esteja atento para a tensão de funcionamento: um elemento de 110 V ou 127 V queimará se ligado numa rede de 220 V, enquanto que um de 220 V, se ligado na rede de 110 V ou 127 V, não esquentará.
c) Feche o chuveiro e abra o registro de água por um instante para enchê-lo de água.
d) Ligue a chave de distribuição de energia e teste o funcionamento do chuveiro.
Para os tipos em que o elemento de nicromo (resistência) é que deve ser trocado, temos um pouco mais de trabalho:
a) Desligue a chave de distribuição de energia, para não haver qualquer perigo de choque durante o trabalho.
b) Abra o chuveiro com cuidado e retire a base de porcelana em que está enrolado o elemento de nicromo. Em alguns tipos, esta base sai juntamente com o diafragma e os contatos
(figura 19).
c) Retire o elemento que está queimado, cortando com um alicate suas partes presas para não perder tempo.
d) Coloque o elemento novo que deve ter características semelhantes ao original ou de acordo com o permitido, para serem obtidas novas características de aquecimento (mais curto ou mais comprido).
Prenda bem as extremidades do fio e a derivação para a temperatura intermediária (mais quente) de modo a não haver qualquer perigo de mais contatos.
A espiral do fio de nicromo deve estar muito bem encaixada nos sulcos da base de porcelana e bem esticada.
Durante o funcionamento, quando esta espiral se aquece ela se dilata. Se não estiver bem esticada, ela pode escapar dos sulcos e encostar nas espirais adjacentes provocando curto-circuito e a sua própria queima.
e) Feita a remontagem do elemento de aquecimento, encaixe novamente o conjunto no chuveiro fechando-o com cuidado.
Aproveite para verificar o estado dos contatos e do diafragma.
Os diafragmas de borracha tendem a ficar ressecados ou perder a flexibilidade, caso em que ocorrem falhas de funcionamento. Nem sempre, pelo custo, compensa fazer a troca de todo o conjunto: a compra e instalação de um chuveiro novo pode ser mais vantajosa.
f) Recolocado o conjunto e fechado o chuveiro, abra o registro para enchê-lo de água.
g) Ligue a alimentação na chave geral e faça um teste de funcionamento do chuveiro.
Quando este artigo foi escrito ainda não estavam em vigor as normas NBR5410 que estabeleceram diversas mudanças para a maneira como as instalações elétricas devem ser feita e também para o formato das tomadas de força, com a adoção do terceiro pino. Artigo sobre estas normas deverá estar disponível no site. Os conceitos dados valem para instalações elétricas antigas, como ainda são encontradas em muitos locais de nosso país. Para instalações novas, os leitores devem consultar as normas vigentes.
