Resumo do exposto

Diciamos onte, cando aínda a maldita pandemia non asomara su feo rostro pola nosa terra, que a determinación da sección eléctrica necesaria para transportar unha certa cantidade de enerxía entre dous puntos era un problema que cómpre considerar desde tres puntos de vista fundamentais: unha que ten que ver coa calor disipada pola canalización eléctrica en réxime permanente; outra que considera a necesidade de que a diferenza de potencial no extremo da mencionada canalización se manteña dentro duns certos límites e a terceira que considera os efectos electrotérmicos xerados por unha situación de mingua irreversible da impedancia da carga.

Tres puntos de vista, tres hipóteses, baixo a cales calcularemos a sección eléctrica¹ necesaria para as condicións previamente establecidas, e das que xa falamos nos dous artigos precedentes. Na teoría faremos tres cálculos sucesivos da sección baixo cada un deses tres puntos de vista e compararemos os resultados para escoller como resultado definitivo a maior delas. Na práctica o cálculo farase en primeiro lugar pola hipótese que o proxectista considera a priori como máis relevante, para, se ten algunha dúbida, comprobar de contado se con algunha outra hipóteses a sección antes determinada abonda.

Nos comezaremos hoxe pola que vimos en denominar como Primeira hipótese, ou a do equilibrio térmico, deixando a Segunda hipótese, a da caída de tensión e a Terceira hipótese o réxime de curtocircuíto para próximos artigos.

Consideracións xerais

Teño para min que unha parte moi importante da xente vinculada ao mundo da construción nos seus distintos aspectos non tiveron a oportunidade de reflexionar nas bases teóricas do dimensionamento da sección do condutor dun cabo. Aínda os propios instaladores eléctricos o toman como un problema máis de lexislación que de física. Máis de “o di o regulamento” que de “por que o di o regulamento”. Ben sei que resulta moito máis cómodo non cuestionarse as razóns que sustentan as leis, pero sei tamén que hai moitos profesionais que se interesan polos mecanismos que moven os bonecos. Para estes profesionais pretendo analizar, aínda que sexa sen demasiada profundidade, os principios físicos e químicos que están detrás das táboas de normas e regulamentos. Estes profesionais que sodes precisamente vós, pois en caso contrario non estariades a ler este artigo.

O primeiro fundamento físico que temos que recordar é o feito de que a circulación dun fluído por unha condución non ideal orixina unha perda de enerxía que é directamente proporcional ao caudal e ao tipo de material da propia condución, e inversamente proporcional á sección xeométrica da mesma. O que traducido a termos eléctricos podemos expresar como que a circulación dunha corrente eléctrica por un condutor non ideal orixina unha perda de enerxía que é directamente proporcional á intensidade da corrente e ao tipo de material da propia condución, e inversamente proporcional á sección eléctrica da mesma.

A sección dunha canalización calquera resulta dun compromiso entre o seu custe, que medra coa material do que está feita e das súas dimensións, e a magnitude das perdas de enerxía. Para facer ás perdas máis pequenas podemos escoller materiais con perdas específicas menores e face maiores as súas dimensións. No caso dunha canalización eléctrica o problema do tipo de materiais está moito máis acoutado que noutros tipos de canalizacións: soamente existen industrialmente cabos de aluminio e de cobre. Polo tanto unha vez escollido este segundo os criterios que indicamos na primeira entrega destes artigos, quedará por escoller a sección que cumpra os requirimentos entre as normalizadas.

Seino! Puxen “a sección que cumpra os requirimentos”. Pero, que requirimentos son eses? Porque eu podo admitir unhas certas perdas e outros moitísimo maiores! Do mesmo xeito que nunha canalización de augas pluviais os criterios de cálculo serán diferentes aos de auga potable, os criterios dunha empresa de xeración eléctrica non serán os mesmos que os dun usuario desta enerxía. No primeiro caso o xerador pode axustar o “voltaxe” de xeración para que ao final da canalización de saída sexa o contratado polo comprador e calcular o importe económico das perdas ao custe de xeración. Tamén pode empregar unha configuración da canalización onde os aspectos da elevación de temperatura do condutor sexa irrelevante. No segundo caso as posibilidades de axustar o “voltaxe” recibido para que ao final da canalización os aparatos eléctricos funcionen correctamente son caras e ineficientes, o importe económico das perdas teremos que calculalo ao custe de mercado e soamente podemos empregar configuracións da canalización onde os aspectos da elevación de temperatura do condutor son moi relevantes, posto que trátase de cabos, é dicir condutores illados con polímeros, e os polímeros teñen o malo costume de degradarse rapidamente coa temperatura, salvo nos casos nos que do que se trate sexa de contaminar o planeta.

E destes efectos térmicos ocuparémonos decontado. Pero isto será xa no vindeiro artigo.

(continuará …)

Bibliografía recomendada: Cabos illados para o transporte e distribución de enerxía eléctrica (2ª Edición)/Servizo de Publicacións da Universidade de Vigo. 2007 . Rústica con lapelas. 528 p; 24 cm. En idioma galego.

¹ Falamos de “sección eléctrica” porque fai xa moitos anos que non existe unha correspondencia entre a sección xeométrica dun condutor eléctrico e a súa sección eléctrica. A Norma UNE EN 60228 que substituirá en breve a UNE 21022 inclúe o concepto de sección nominal como “valor que identifica unha medida particular do condutor pero que non está suxeito a medida directa”. Engadindo unha nota que di: “A cada medida particular de condutor desta norma corresponde unha esixencia de valor máximo da resistencia”. É dicir que o valor da sección refírese a un valor máximo de resistencia e non a un valor concreto e medible cun calibre. Deste xeito a normativa pon a súa atención no que realmente importa: que o cabo non vai superar un valor de resistencia eléctrica concreto para cada sección, independentemente de que o seu cobre ou aluminio sexa máis ou menos puro.