Conexões em Cobre ou Alumínio ?

Condutor de cobre ou alumínio. Você está na dúvida sobre a diferença entre os dois materiais? Vamos explicar para você cada detalhe destes dois tipos de materiais

Condutor de cobre ou alumínio? Quais as principais diferenças?

Você conhece as características físicas, elétricas e seus valores de mercado?

Tem conhecimento das normas de uso para condutores de alumínio? Ou ainda possui noção dos critérios de uso?

Neste post você tem a oportunidade de entender tudo sobre os dois tipos de componentescapazes de conduzir energia: o de cobre e o de alumínio.

CONDUTORES DE COBRE OU ALUMÍNIO: QUAIS AS DIFERENÇAS MAIS RELEVANTES

O cobre é um metal muito dúctil e maleável.

Além disso, é um excelente condutor elétrico, uma vez que a eletricidade que flui por meio dos fios de cobre encontra muito menos resistência do que em fios de alumínio ou aço de mesmo diâmetro.

Assim, é muito utilizado em instalações domésticas e urbanas, porque em uma instalação elétrica ou em qualquer tipo de trabalho, os condutores sofrem inevitáveis dobramentos.

Além disso, os condutores de cobre são mais resistentes à oxidação e corrosão galvânica.

O alumínio, por sua vez, é um material que apresenta uma baixa resistência mecânica e grande ductilidade e maleabilidade.

Ao resistir melhor à deformação e ter metade do peso do cobre, o alumínio tem sua principal aplicabilidade em redes de transmissão.

Dessa forma, é possível construir torres menos robustas com maior espaçamento entre elas.

COMPARAÇÃO DE ESPECIFICAÇÕES E CUSTOS DO COBRE E ALUMÍNIO

Algumas das características mais importantes de comparação dos materiais em questão são a resistividade elétrica e a densidade.

O cobre possui valores de 17,241 Ω.mm²/km e 8,89 g/cm³ para os respectivos parâmetros enquanto o alumínio chega em 28,264 Ω.mm²/k e 2,703 g/cm³.

Ao analisar os valores de mercado desses materiais, constata-se que o custo do quilograma de cobre é maior que o de alumínio.

O custo do alumínio é aproximadamente US$ 2,00 por quilograma, já o de cobre fica em torno de US$ 8,00 por quilograma.

No entanto, os cabos de cobre possuem uma vida útil muito mais longa em comparação aos outros tipos.

Por esse motivo, a longo prazo, comprar um cabo de cobre se torna mais economicamente viável, uma vez que os cabos em alumínio corroem facilmente.

COMO FUNCIONAM AS NORMAS DE USO PARA O ALUMÍNIO?

As conexões de cabos de alumínio precisam ser inspecionadas de forma rotineira por uma equipe especializada principalmente por conta de dois problemas.

O primeiro é em relação a formação de uma camada invisível de óxido quando a superfície de alumínio fica exposta.

Com isso, acaba sendo necessário o rompimento dessa camada para haver uma boa conexão.

O segundo motivo trata-se de que o alumínio escoa com pequenas pressões, afrouxando as conexões e ocasionando a formação do óxido, podendo então aquecer a superfície e consequentemente gerar incêndios.

Nesse contexto, a norma brasileira de instalações elétricas de baixa tensão (ABNT NBR 5410), em sua seção referente a condutores, aborda diversas restrições ao uso de condutores de alumínio.

Agora que você já conhece melhor as diferenças, usos e características de um condutor de cobre e alumínio nos diga!

CONDUTORES DE ALUMÍNIO E SUA PRINCIPAL UTILIZAÇÃO

Os cabos de alumínio são de um tipo de condutor dos mais utilizados, mesmo tendo algumas limitações no seu uso.

Confira algumas das vantagens.

Quando os condutores elétricos começaram a ser fabricados, os cabos de alumínio, juntamente com os de cobres, de tal forma que eram comumente utilizados em grande escala.

Com o passar do tempo, essa norma sofreu modificações e muitos locais que antes eles eram usados, hoje em dia, eles são proibidos.

Isso porque, assim como qualquer produto, os condutores elétricos, fiações e cabos possuem novas regras e normativas que regem esse segmento.

No meio de todas essas normas, há questões relacionadas aos condutores de cobre ou alumínio.

QUAL A INDICAÇÃO

O uso dos cabos de alumínios é amplamente indicado, principalmente, para linhas aéreas.

A grande vantagem do alumínio em comparação ao cobre, é em relação à sua leveza e o dimensionamento maior.

Nos processos de transmissão e fornecimento de energia, os cabos de alumínio são constantemente utilizados.

Eles são utilizados principalmente em aeroportos e outros tipos de construções como, por exemplo, torres de controle, iluminação das pistas e até mesmo nas redes de comunicação.

Segundo a normativa, não é permitido nas residências a utilização dos cabos de alumínio.

Em comércios ou indústrias, há algumas limitações de instalação destes tipos de materiais.

Por exemplo, na área comercial, as instalações devem ser fixadas em locais com baixa consistência ocupante e com fração nominal de, no mínimo, 50 mm².

Por outro lado, na área industrial, por analogia, os sistemas devem ser instalados com fração nominal de 16 mm².

Além disso, deve ser utilizado um transformador ou concepção própria para alimentação, isso de forma obrigatória.

Locais como hospitais, hospedarias e até mesmo casas noturnas que recebem shows têm recomendação para utilização dos cabos de alumínio.

RESUMO DAS VANTAGENS

Em relação ao preço, o alumínio já chegou a ser oito vezes mais barato que um equivalente de cobre.

Especialmente, o condutor de alumínio tem metade do peso dos condutores em cobre.

Uma grande vantagem deste tipo de condutores é em relação à resistência quanto à deformação.

Todas essas características reduzem os custos do uso desse material em grandes transmissões, pois as torres podem ser menos robustas e o espaçamento entre elas pode ser maior.

CONDUTORES DE COBRE E SUA UTILIZAÇÃO

A excelente condutividade elétrica é principal razão para utilizar o cobre em sistemas elétricos.

Isso porque o cobre apresenta a resistência elétrica mais baixa entre todos os metais não-preciosos.

Como se sabe, existem outros materiais que podem ser utilizados como condutores elétricos.

Levando em consideração que quase todos os materiais conduzem eletricidade, sobretudo, em determinado grau.

Porém, para se tornar um candidato sério a ser utilizado como condutor elétrico, um material deve combinar condutividade muito alta com algumas outras poucas, porém importantes, características mecânicas.

Os denominados supercondutores são materiais especiais que têm, em determinadas circunstâncias específicas, resistividade elétrica quase nula.

Alguns dos materiais supercondutores comercialmente disponíveis atualmente são ligas de cobre.

Os supercondutores devem ser operados a temperaturas muito baixas (cerca de -200 °C para alguns materiais) e isso é dificilmente viável em um grande sistema elétrico.

No entanto, os supercondutores são úteis em circunstâncias específicas.

Por exemplo, em pequenos trechos em que deve ser transportada uma grande quantidade de energia elétrica ou onde o espaço é limitado.

Como nos casos de áreas urbanas com grande densidade de energia e subestações de transmissão.

Além dos supercondutores, alguns outros metais merecem destaque, sobretudo por sua condutividade elevada: a prata, o ouro, o cobre e o alumínio.

Como a prata e o ouro são muito caros, o cobre e o alumínio são os principais candidatos.

Outros metais têm menor resistividade, sendo, portanto, menos apropriados para o uso comercial.

PARÂMETROS DE RESISTIVIDADE

A resistividade do alumínio é 65% mais alta que a do cobre.

Por consequência, para conduzir a mesma corrente elétrica, um cabo com condutor de alumínio vai utilizar uma seção nominal maior do que a de um cabo de cobre.

Por outro lado, o alumínio é cerca de três vezes mais leve que o cobre por unidade de massa.

Isso faz com que duas características somadas levam a uma clássica divisão, porém não definitiva, nas aplicações dos cabos.

Para os cabos aéreos, em que o peso do cabo é um fator decisivo, o alumínio geralmente é o mais utilizado.

Já nas redes internas das edificações e nas redes subterrâneas, o cobre é mais apropriado por resultar em sistemas mais compactos em termos de dimensões.

Isso faz com que os custos da instalação com todos os materiais das linhas elétricas sejam reduzidos.

Os projetos de sistemas e equipamentos que utilizam o cobre geralmente resultam em soluções mais compactas em comparação, ou seja, com as que empregam alumínio.

Como resultado, tais projetos em cobre podem acabar sendo até mais leves que seu equivalente em alumínio, apesar do maior peso do cobre.

Outra vantagem do cobre é sua alta resistência à corrosão.

Isso permite que que o cobre seja utilizado várias aplicações subterrâneas e em linhas aéreas em regiões costeiras ou de alta poluição ao invés do alumínio.

CONDUTOR DE COBRE OU ALUMÍNIO: QUAL A PREFERÊNCIA EM GERAL?

Existe outra razão pela preferência do cobre, sobretudo, nas instalações.

Nas edificações, em particular, que é a facilidade e a confiabilidade da realização de emendas e terminações com condutores de cobre.

Isso não acontece com condutores de alumínio, que requerem mão-de-obra, técnicas e ferramentas específicas para a obtenção de resultados satisfatórios.

Esse é o principal motivo, por exemplo, para as inúmeras restrições que a norma ABNT NBR 5410 vem fazendo há anos ao uso de condutores de alumínio nas instalações elétricas de baixa tensão.

Tais restrições chegam ao ponto de a ABNT NBR 5410 e a ABNT NBR 13570 (Instalações elétricas em locais de afluência de público) proibirem o uso de condutores de alumínio nas instalações de locais de habitação (casas, apartamentos, etc.) e afluência de público (escolas, teatros, cinemas, hospitais, shopping centers, etc.).

Outras características importantes que tornam o cobre um metal amplamente utilizado na eletricidade são sua resistência mecânica e durabilidade.

Elas permitem propriedades ideais em aplicações complexas, tais como pontes rolantes, cabos móveis para mineração e transporte, dentre outras.

RESUMO DAS VANTAGENS DOS CONDUTORES DE COBRE

Como você pode perceber ambos os condutores têm suas vantagens e desvantagens.

Os condutores de cobre, no entanto, têm resistência aos fatores externos como oxidação e corrosão galvânica.

Especialmente, essas características reduzem o risco de superaquecimento das fiações.

Além disso, o cobre é mais maleável que o alumínio.

Isso favorece o uso para aplicações e instalações em que fios flexíveis são necessários ou desejáveis.

Outro ponto é o fato de que grande parte das estruturas existentes já são de cobre e as conexões acabam sendo muito mais confiáveis que o alumínio.

Por fim, a legislação brasileira, por meio da ABNT NBR 5410, impõe restrições legais ao uso de alumínio em locais com uma ocupação muito densa e de acesso dificultado.

Por esse motivo que em hospitais e hotéis, por exemplo, é proibido usar alumínio.