Para la realización física de una instalación eléctrica se emplea una gran cantidad de equipo y material eléctrico. Cualquier persona que se detenga a examinar una instalación eléctrica podrá notar que existen varios elementos, algunos visibles o accesibles y otros no.
Un circuito eléctrico está constituido en su forma más elemental por una fuente de voltaje o de alimentación, los conductores que alimentan la carga y los dispositivos de control o apagadores. De estos elementos se puede desglosar el resto de los componentes de una instalación eléctrica práctica, ya que, por ejemplo, los conductores eléctricos normalmente van dentro de los tubos metálicos o de PVC, que se conocen genéricamente como tubos conduit; los apagadores se encuentran montados sobre cajas, las lámparas se alimentan de cajas metálicas similares a las usadas en los apagadores y también en los contactos; y asociados a estos elementos se tienen otros componentes menores, así como toda una técnica de selección y montaje.
Los elementos que estudiaremos brevemente son:
- conductores eléctricos
- interruptores
- fusibles
- centros de carga
- contactos y apagadores
- lámparas
- canalizaciones y accesorios
Todos los elementos usados en las instalaciones eléctricas deben cumplir con ciertos requisitos, no sólo técnicos, también de uso y presentación, para lo cual deben acatar las disposiciones que establece la Norma Oficial de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE.
En el caso de cables multiconductores, éstos cuentan con una cubierta externa a base de policloruro de vinilo o polietileno clorado (CP).
Los alambres y cables que se emplean en casas habitación, comercios, bodegas, etc., se conocen en el argot de los conductores eléctricos como cables para la industria de la construcción.
Estos cables para la industria de la construcción en baja tensión están formados por los siguientes elementos:
- El conductor eléctrico, que es el elemento por el que circula la corriente eléctrica: es de cobre y suave puede tener diferentes flexibilidades:
- rígida: conductor formado por un alambre;
- semiflexible: conductor formado por un cable (cableado clase B o C);
- flexible: conductor eléctrico formado por un cordón (clase I en adelante).
- El aislamiento, cuya función principal es la de soportar la tensión aplicada y separar al conductor eléctrico energizado de partes puestas a tierra; es de un material generalmente plástico a base de policloruro de vinilo (PVC). Este aislamiento puede ser de tipo termofijo a base de etileno-propileno (EP) o de polietileno de cadena cruzada (XLP).
- Una cubierta externa, cuya función es la de proteger al cable de factores externos (golpes, abrasión, etc.) y ambientales (lluvia, polvo, rayos solares, etc.). Normalmente esta cubierta externa es de PVC y se aplica en cables multiconductores.
Ver también: Usos, propiedades y aplicaciones del cobre
Como hemos visto, los cables para la industria de la construcción están formados por un conductor de cobre suave de alta pureza, un aislamiento a base de policloruro de vinilo (PVC), etileno-propileno (EP), polietileno de cadena cruzada (XLP) o elastomérico (CP).
Hablemos de las propiedades y características que deben tener los elementos de estos cables.
Son cuatro los factores que deben ser considerados en la selección de los conductores: material,
flexibilidad, forma y dimensiones.
Los materiales más usados como conductores eléctricos son el cobre y el aluminio, aunque el primero es superior en características eléctricas y mecánicas (la conductividad del aluminio es aproximadamente 60% de la del cobre y su esfuerzo de tensión a la ruptura, 40%).
Las características de bajo peso del aluminio han dado lugar a un amplio uso de este metal en la fabricación de los cables aislados y desnudos.
En la siguiente tabla se muestran en forma general las propiedades de los conductores de cobre suave y de aluminio 3/4 de duro.
¿Por qué el cobre es el metal que se prefiere en la elaboración de conductores eléctricos?
Hay muchas razones técnicas que respaldan el uso del cobre como material para los conductores eléctricos, pero la principal es la confiabilidad probada que posee.
El éxito que ha tenido el cobre se basa en su conductividad eléctrica y sus propiedades mecánicas, puesto que su capacidad de conducción de corriente lo convierte en el más eficiente conductor eléctrico, en términos económicos.
Podemos asegurar que el cobre debido a su mayor capacidad de corriente para un calibre dado, a igual espesor de aislamiento que los cables de aluminio puede instalarse en tubos conduit, duetos, charolas o canaletas de menor tamaño. Es decir, los conductores de cobre minimizan los requerimientos de espacio.
Esto resulta útil si se toma en cuenta que un aumento en el diámetro de los tubos conduit, duetos o canaletas, en conjunto con el espacio requerido por el alambrado, incrementa los costos de instalación al igual que todos los componentes que la integran (por ejemplo las cajas de conexión, chalupas, etc.).
El aluminio ha tenido éxito como conductor eléctrico en líneas de transmisión y distribución aéreas, pero no como conductor eléctrico para cables de baja tensión en aplicaciones de la industria de la construcción.
El aluminio presenta problemas en las conexiones debido a sus propiedades físicas y químicas, ya que bajo condiciones de calor y presión este material se dilata y. por tanto, se afloja en las conexiones.
Las terminales de equipos, aparatos, dispositivos, etc., son fabricadas con cobre, cobre estañado o aleaciones de cobre, los cuales en la tabla de electronegatividad tienen valores similares, en tanto que el aluminio —al estar más alejado de ellos en esta tabla de electronegatividad— presenta problemas de corrosión galvánica.
Como conclusión podemos decir que el cobre, además de ser mejor conductor que el aluminio, es mecánica y químicamente más resistente. Lo anterior significa que soporta alargamientos (proceso de instalación de los cables dentro de la canalización), reducción de sección por presión (en los puntos de conexión cuando el tornillo opresor sujeta a los conductores), mellas y roturas (en el proceso mecánico de conexión).
El óxido que se forma en las conexiones donde el conductor de aluminio no tiene aislamiento es de tipo no conductor, lo que ocasiona puntos calientes en ellas y un riesgo en la instalación eléctrica.
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