Conductores eléctricos

La energía eléctrica prácticamente mueve al mundo en donde vivimos y nos desarrollamos los seres humanos. Por lo tanto, los conductores eléctricos son imprescindibles, ya que transportan la energía eléctrica tan valiosa e importante en la vida moderna.

Los cables, como comúnmente se conoce a los conductores, portan la energía eléctrica al lugar en donde se requiere para que esté disponible en el momento que se necesita.

Para que la energía eléctrica pueda ser transmitida de un lugar a otro, se requiere que exista una diferencia de tensión (Voltaje, unidad “Volt”) y de un conductor eléctrico que esté conectado a dos puntos.

Para tener un buen conductor eléctrico (cable) y dar un uso adecuado a esta energía, se requiere de 2 elementos básicos; uno es el elemento metálico que permita con la menor resistencia posible el desplazamiento del flujo de electrones (Corriente eléctrica, unidad “Amper”) a través de él y otro es un material aislante o dieléctrico (Material que opone gran resistencia al paso de la corriente eléctrica, unidad “Ohm”) que no conduce o aísla la electricidad, para que logre aislar a la energía que fluye a través del metal (conductor). En otras palabras: el aislamiento es el material que contiene y mantiene a la electricidad dentro del conductor metálico eléctrico mientras la electricidad está presente; es lo que evita que la electricidad se disperse y se pierda a tierra o provoque un cortocircuito.

Baja Tensión

En cualquier instalación eléctrica de Baja Tensión (BT, máximo 600 volts) notaremos que lo más usual es que se realicen con conductores eléctricos hechos con alambres de cobre (Cu) cableados en forma concéntrica clase B y C (Ref. NEC); el cobre -como es bien sabido- es un excelente conductor de electricidad, ya que ofrece muy poca resistencia al paso de corriente eléctrica, además que el porcentaje de presencia de este mineral en la naturaleza es abundante, cosa que lo hace muy disponible para su utilización en la fabricación de cables eléctricos.

También existen cables hechos con alambres o hilos de aluminio cableados (Al), material que ofrece mayor resistencia al paso de corriente eléctrica si lo comparamos contra el Cu. El aluminio, al igual que el cobre, es abundante en la naturaleza en ciertas regiones del planeta, por lo que es muy competitivo en cuestión de costo y presenta algunas opciones de aplicaciones eléctricas muy notables por su densidad, peso y flexibilidad.

A los conductores de cobre (Cu) y aluminio (Al) comúnmente se les forra (aísla) con un aislamiento termoplástico o termofijo según sea su aplicación; también son usados sin ningún tipo de aislamiento (cables desnudos) en la transmisión y distribución de energía eléctrica aérea (Al) o en sistemas de protección puesta a tierra (Cu).

Un compuesto termoplástico tiene la característica de fundirse cuando se le aplica calor y un termofijo es un compuesto que no altera su estructura molecular ni se reblandece cuando se le aplica calor. Si se le aplicara demasiada temperatura a un compuesto termoplástico, este podría llegar al punto de fusión y una vez que alcance la temperatura ambiente (promedio de 30°C) recuperar su estructura original con la forma del molde que lo contenga, cosa que no sucede en los compuestos termofijos, estos al ser sometidos a altas temperaturas llegan al momento en que pueden carbonizarse pero no derretirse, esto se debe a que su cadena molecular dejó de ser lineal para convertirse en cadena cruzada o reticulada (Proceso de Vulcanización).

Su vida útil

Se estima que la vida útil de un conductor eléctrico, en condiciones normales de operación y con un buen mantenimiento, puede ser de hasta 30 a 40 años; esto depende directamente del medio ambiente en que se haya instalado, de las condiciones de carga y de la calidad de mano de obra en la instalación.

La temperatura de operación normal en un conductor eléctrico aislado puede ser de 60°C, 90°C y 105°C, con estas temperaturas el compuesto que lo aísla no sufre ningún daño y opera permanentemente durante toda su vida. Estos cables eléctricos pueden trabajar a temperaturas de 105°C en periodos cortos en sobrecarga. Finalmente pueden resistir temperaturas de hasta 150°C en cortocircuito por tiempos muy breves, (microsegundos) tiempo en los que se abre el circuito por dispositivos de seguridad (fusibles, tapón fusible o interruptores automáticos). En los casos de operación en sobrecarga o cortocircuito, los cables no pierden funcionalidad; pero la vida útil de estos se verá reducida por los efectos térmicos sufridos en el aislamiento que se envejece.

Ver también: La calidad de los conductores eléctricos

Las dimensiones de estos cables, o sea el calibre en sus unidades de medida AWG (American Wire Gauge), kCM (Mil Circular Mil) o mm2 (Área cuadrada en un corte transversal del cable en milímetros cuadrados), la sección del conductor es directamente proporcional a la corriente que se determinó circulara en un circuito, con base en las cargas que alimentará el conductor eléctrico (equipos, aparatos, motores, luminarias, etc), distancias y medio ambiente donde se instalará el cable; apegados a las Normas de Instalaciones Eléctricas Mexicanas denominadas NOM-001-SEDE vigente.

El más utilizado en inmuebles

En instalaciones fijas de BT (Baja Tensión) existe un conductor sumamente usado en la instalación eléctrica de inmuebles, como son casa-habitación, oficina, escuelas, hospitales, auditorios, centros de trabajo, hoteles, museos, teatros, cines, estadios, centros comerciales, o donde se sabe que habrá concentraciones públicas (de al menos 5 personas); es el conocido como cable THHW-LS (aislamiento de PVC con baja emisión de humos). Este conductor es exigido por las Normas de Instalaciones Eléctricas Mexicanas, NOM-001-SEDE vigente, dadas sus características dieléctricas, químicas, mecánicas, térmicas y ecológicas del compuesto aislante. Su diseño ha sido el resultado de un proceso y serie de mejoras a base de experiencias pasadas, buscando salvaguardar la vida de los seres humanos y proteger el medio ambiente.

De inicio los cables para BT eran aislados con Policloruro de Vinilo (PVC 60°C) simple en cable THW, con temperatura máxima de operación 60°C, y sin la propiedad LS (Low Smoke), que tiene características agresivas y nocivas para el ser humano; cuando este compuesto es inflamado, emite humos oscuros y densos que en cuestión de segundos inundan cualquier habitación cerrada, bloqueando la visibilidad de las personas para encontrar puertas o ventanas que les permitan escapar a la hora de que se queman los cables por un cortocircuito.

En la mayoría de los inmuebles, el cobre se utiliza por razones prácticas. Los terminales de conexión como para enchufes hechos de aluminio serían mucho más grandes, lo que resultaría muy poco práctico.

A su vez, el PVC simple emite gases ácidos y tóxicos (Ácido clorhídrico) que envenenan cualquier ser vivo en cuestión de minutos si no se sale de inmediato de esa habitación; esos cables que además del PVC simple, en una opción denominada THHN (Nylon) llevan una capa final de nylon que permite la propagación del incendio y la emisión de gases tóxicos, el fuego de los cables pasaba a los muebles o a cualquier material inflamable combustible, que se encontraba en las habitaciones. Todo esto resultaba una fórmula muy letal. En situaciones como esta las personas no morían por el fuego, en realidad morían por asfixia al quedar atrapados y no encontrar salidas, por lo que venía el desmayo y el fallecimiento por envenenamiento al inhalar los gases tóxicos, para finalmente terminar consumidos por las llamas.

Actualmente el compuesto aislante que se aplica a los conductores para los usos que se mencionaron es THHW-LS, un compuesto que es sometido a métodos de prueba muy exigentes en laboratorios acreditados y avalados por Entidades de Acreditación y de Normalización como son la EMA (Entidad Mexicana de Acreditación) y la ANCE (Asociación de Normalización y Certificación del Sector Eléctrico A.C.) para garantizar la seguridad de las personas e instalaciones en donde es usado este conductor. Este compuesto a la hora de ser inflamado por llama directa o por un cortocircuito, cuenta con un agregado en su fórmula que le da la propiedad LS (Low Smoke), emite humos menos densos y no oscuros, lo que permite a las personas encontrar salidas rápidamente.