(English version at the bottom)
Tive o prazer de bater um papo com Sergio Roberto Santos, engenheiro eletricista e especialista em sistemas de proteção contra surtos. Conversamos sobre a sua trajetória profissional e as suas décadas de experiência trabalhando nesse setor.
A primeira fase da carreira do Sergio durou aproximadamente dez anos e foi marcada por diversos projetos e obras residenciais e prediais quando trabalhava como engenheiro eletricista generalista. Durante esse período, Sergio estava ocasionalmente em contato com especialistas, que davam conselhos pontuais sobre, por exemplo, os detalhes de um transformador de tensão. Até que um dia, no início dos anos 2000, Sergio teve contato com uma empresa alemã que fabricava Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS). Segundo a norma ABNT NBR 5410:2004, o DPS é um “dispositivo destinado a prover proteção contra sobretensões transitórias nas instalações de edificações, cobrindo tanto as linhas de energia quanto as linhas de sinal”. Esses dispositivos ainda eram uma novidade no Brasil, e Sergio decidiu se aprofundar no tema.
Estudando de forma autodidata, lendo manuais dos produtos e artigos científicos, além de normas técnicas, Sergio progressivamente adquiriu o conhecimento necessário para se tornar um especialista no assunto, realizando projetos na área. Convidado para integrar essa mesma empresa alemã, que de certa forma o introduziu ao assunto, Sergio não hesitou e aceitou a oportunidade. Além dos aspectos técnicos, Sergio focou em dominar o idioma alemão e aprender mais sobre a cultura desse país europeu.
Entender a história e a cultura de um país facilita a colaboração com as equipes do outro continente e ajuda a conhecer melhor a forma de pensar e os valores mais importantes. Nesse caso, precisão, rigor, credibilidade e alta capacidade de planejamento eram primordiais para ter um bom alinhamento com a empresa. A Alemanha é uma das quatro maiores nações do mundo em manufatura, atrás somente da China, Estados Unidos e Japão, e o símbolo “fabricado na Alemanha” é sinônimo de excelência. No entanto, esses valores podem também tornar as empresas mais resilientes a inovar e a se adaptar. Um exemplo atual é na indústria automobilística, onde as fabricantes alemãs, pioneiras dos motores de combustão interna, ficaram para trás na recente inovação disruptiva dos carros elétricos. Em relação aos dispositivos DPS, algumas das principais fabricantes mundiais são empresas familiares alemãs que existem há mais de um século.
Os dispositivos DPS são divididos em três classes pela norma IEC 61643-11:2011: I, II e III. Dispositivos da classe I são feitos para proteger a instalação contra o impacto direto das descargas atmosféricas, ou seja, fontes de danos S1 (corresponde às descargas atmosféricas diretas na edificação) e S3 (corresponde às descargas atmosféricas diretas nas linhas elétricas de energia ou sinal que entram na edificação). Os dispositivos das classes II e III protegem contra o impacto indireto, isto é, fontes de danos S2 (corresponde às descargas atmosféricas indiretas, próximas à edificação) e S4 (corresponde às descargas atmosféricas indiretas nas linhas elétricas de energia ou sinal que entram na edificação). Outra diferença fundamental é em relação ao local de instalação do DPS. Dispositivos da classe I são instalados no padrão de entrada da edificação, ao passo que os de classe II são instalados nos quadros de distribuição e, por fim, os de classe III são instalados nas tomadas próximas aos aparelhos que protegerão, como televisão ou geladeira. Embora existam dispositivos que sejam de classe I e II simultaneamente, Sergio comentou que um erro muito comum é a instalação do DPS em um local incorreto.
Durante mais de duas décadas atuando em sistemas de proteção contra surtos, Sergio trabalhou em diversos tipos de aplicações: industriais, residenciais, fotovoltaicos, instalações aeroportuárias e de saneamento. Um ponto em comum entre esses projetos foi a conscientização dos clientes que sistemas de proteção contra surtos protegem dispositivos eletrônicos críticos, como controladores logico programáveis, inversores de frequência, radares e sistemas de telemetria aeronáutica. Perder esses dispositivos, mesmo se por algumas horas, pode ocasionar parada de uma fábrica ou interrupção de serviços importantes, além de causar danos financeiros. Para o dimensionamento correto de um sistema serão estudados vários fatores. A cidade do projeto, por exemplo, será avaliada em relação à probabilidade de raios. Características do circuito elétrico, tais como a tensão e corrente nominal, o tipo de aterramento do sistema e os dispositivos de proteção contra curto-circuito existentes, como disjuntores e fusíveis, serão também considerados. Por fim, seguindo recomendações dos fabricantes e as normas técnicas relevantes, o sistema ideal será projetado.
Inovações relativas aos sistemas de proteção contra surtos são contínuas, estendendo os limites do estado da arte. O material que constitui o mecanismo de proteção do DPS, por exemplo, é extremamente importante para que ele desempenhe corretamente sua função de dissipação de energia. Existem diferentes materiais e componentes elétricos para realizar essa função, como o varistor de óxido de zinco, o diodo e o centelhador formado por eletrodos separados por um dielétrico. Esses materiais têm o comportamento ideal da variação da resistência elétrica em função da tensão aplicada, de modo a dissipar uma alta corrente elétrica após passar o limite de tensão especificado, como, por exemplo, caso no sistema ocorra uma tensão acima de 275V em corrente alternada. Apesar de o varistor ser mais usado, o centelhador garante um melhor desempenho aos impactos provocados por surtos e uma melhor vida útil. Para se manter atualizado com o mercado, Sergio participa regularmente de congressos especializados e acompanha os últimos desenvolvimentos dos produtos lançados no mercado europeu, referência no setor. Além disso, Sergio colaborou nas comissões responsáveis pela elaboração das normas ABNT NBR 5410:2004, NBR IEC 61643-1:2005 e NBR 5419:2015.
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I had the pleasure of chatting with Sergio Roberto Santos, an electrical engineer and specialist in surge protection systems. We talked about his professional trajectory and his decades of experience working in this sector.
The first phase of Sergio's career lasted approximately ten years and was marked by several residential and building projects while working as a generalist electrical engineer. During this period Sergio was occasionally in contact with specialists, who would give him occasional advice on, for example, the details of a voltage transformer. Then one day, in the early 2000s, Sergio had contact with a German company that manufactured Surge Protection Devices (SPD). According to the ABNT NBR 5410:2004 standard, SPD is a “device intended to provide protection against transient overvoltages in building installations, covering both power and signal lines”. These devices were still a novelty in Brazil, and Sergio decided to dive deeper into this subject.
Studying in a self-taught way, reading product manuals and scientific articles, in addition to technical standards, Sergio progressively acquired the necessary knowledge to become a specialist in the subject, carrying out projects in the area. Invited to join the same German company that introduced him to the subject, Sergio did not hesitate and accepted the opportunity. Besides the technical aspects, Sergio focused on mastering the German language and learning more about the culture of this European country.
Understanding the history and culture of a country facilitates collaboration with teams on the other continent and helps to better understand the way of thinking and the most important values. In this case, precision, rigor, credibility, and high planning skills were essential to have a good alignment with the company. Germany is one of the four largest manufacturing nations in the world, behind only China, the United States, and Japan, and the “made in Germany” symbol is synonymous with excellence. However, these values can also make companies more resilient to innovation and adaptation. A current example is in the automotive industry, where German manufacturers, pioneers of internal combustion engines, have lagged behind in the recent disruptive innovation of electric cars. When it comes to SPD devices, some of the world's leading manufacturers are German family businesses that have been around for more than a century.
SPD devices are divided into three classes by the IEC 61643-11:2011 standard: I, II and III. Class I devices are designed to protect the installation against the direct impact of lightning strikes, i.e. sources of damage S1 (corresponds to direct lightning strikes on the building) and S3 (corresponds to direct lightning strikes on power or signal lines entering the building). Class II and III devices protect against indirect impact, i.e. sources of damage S2 (corresponding to indirect lightning strikes close to the building) and S4 (corresponding to indirect lightning strikes on power or signal lines entering the building). Another fundamental difference is in relation to where the SPD is installed. Class I devices are installed in the building's entrance, while Class II devices are installed in the distribution boards, and finally Class III devices are installed in the sockets near the appliances they will protect, such as a television or a refrigerator. Although there are devices that are class I and II simultaneously, Sergio commented that a very common mistake is installing the SPD in an incorrect location.
For more than two decades working in surge protection systems, Sergio has worked on many types of applications: industrial, residential, photovoltaic, airport, and sewage installations. A common thread among these projects was the awareness of customers that surge protection systems protect critical electronic devices such as programmable logic controllers, frequency converters, radar, and aircraft telemetry systems. Losing these devices, even for a few hours, can cause a plant shutdown or interruption of important services, as well as financial damage. For the correct sizing of a system, several factors must be studied. The city of the project, for example, will be evaluated in relation to the probability of lightning. Characteristics of the electrical circuit, such as the voltage and current rating, the type of grounding of the system, and the existing short circuit protective devices, such as circuit breakers and fuses, will also be considered. Finally, following manufacturers' recommendations and the relevant technical standards, the optimal system will be designed.
Innovations relating to surge protection systems are continuous, stretching the limits of the state of the art. The material that constitutes the SPD protection mechanism, for example, is extremely critical if it is to perform its power dissipation function correctly. There are different materials and electrical components to perform this function, such as the zinc oxide varistor, the diode, and the spark gap consisting of electrodes separated by a dielectric. These materials have the ideal behavior of varying the electrical resistance as a function of the applied voltage, in order to dissipate a high electrical current after passing the specified voltage limit. Although the varistor is more widely used, the spark gap ensures better performance to surge impacts and a better service life. To keep up to date with the market, Sergio regularly participates in specialized conferences and follows the latest developments of products launched in the European market, a reference in the sector. In addition, Sergio collaborated in the committees responsible for drafting the ABNT NBR 5410:2004, NBR IEC 61643-1:2005, and NBR 5419:2015 standards.
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