(1) La teoría de las tres hipótesis en el cálculo de las secciones de los conductores eléctricos.

A manera de justificación.

Mis amigos saben de mi devoción por Nikola Tesla, una de las personalidades más apasionantes del mundo de la electricidad, un hombre de ciencia, pero con una sensibilidad para las artes fuera de lo común. Tesla tenía además una capacidad de trabajo  sobrehumana y una integridad intelectual que le llevó a renunciar en múltiples ocasiones a una estabilidad financiera con tal de ver sus proyectos hechos realidad.

Cuando Tesla llegó a los EUA procedente del Imperio Austro-Húngaro tenía 28 años, una brillante carrera de ingeniero, poco dinero y una carta de recomendación de un antiguo empleado de Thomas A. Edison que decía: “Conozco a dos grandes hombres, usted es uno de ellos; el otro es este joven”. Edison no tuvo inconveniente en contratar (por 18 dólares a la semana) a aquel ser enigmático que era capaz de visualizar en su cerebro con precisión extrema la solución de un problema complejo, y llevar esta solución a la práctica, para su Edison  Machine  Works.

Nikola Tesla era un home extraño con muchas obsesiones, probablemente debidas a un trastorno obsesivo compulsivo. Entre las más citadas por sus biógrafos la higiene, el celibato, las palomas y el número tres. Por suerte, en mi, antes citada, devoción por Tesla, solamente comparto, y en grado de simple afición, el vínculo con el número tres. Como prueba el número de hipótesis, o puntos de vista, bajo los que recomiendo proceder al cálculo de la sección del conductor eléctrico del cable de una canalización eléctrica.

El proceso previo.

El cálculo de esta sección, la del conductor eléctrico del cable de una canalización eléctrica, debe ir necesariamente precedido del detallado proceso de diseño de la propia canalización eléctrica, la determinación de un conjunto de características sin cuya determinación el cálculo carece de sentido. Las más importantes de estas características son:

1.       Propósito de la instalación.

2.       Naturaleza del receptor.

3.       Naturaleza de la instalación.

4.       Tensión de servicio.

5.       Material conductor más apropiado al propósito concreto.

6.       Material del aislamiento más apropiado al propósito concreto.

7.       Presencia de armaduras, pantallas y cubiertas.

El propósito, o sea el destino que se le va a dar a la instalación, determina la normativa de cálculo, es decir establece las acciones mecánicas, físicas y químicas que, a criterio del equipo de normalización, van a ser relevantes en la aplicación y cuales no. Por ejemplo y ya que la cosa está de desgraciada actualidad: no serán las mismas las solicitaciones a las que estarán sometidas las canalizaciones eléctricas de un Hotel que las de un Buque Hotel, por mucho que el grado de sofisticación y lujo de los dos sean equivalentes. En el primer caso tendremos que aplicar los criterios establecidos por la Norma UNE-EN 60364 Instalaciones Eléctricas en edificios, y los de la UNE-IEC 60092-352 Instalaciones Eléctricas a bordo de buques en el segundo, con lo que los materiales del conductor, aislamiento y cubierta de los cables más apropiados para el primero serán substancialmente diferentes a los del segundo, e muy probablemente también diferentes sus secciones.  Igualmente sucede en partes concretas del edificio como la acometida, las instalaciones de enlace o la centralización de contadores, en las que serán de aplicación instrucciones técnicas complementarias (ITC) diferentes según los casos.

Igualmente, la naturaleza del receptor, es decir si se trata de un consumidor puramente resistivo, inductivo o capacitivo, las peculiaridades do su comportamento con respecto a la toma de intensidad de corriente, si esta es o no lineal, su régimen de funcionamiento intermitente, permanente, o de marcha a impulsos, condicionan los modelos de flujo de calor a emplear en su modelización. La naturaleza de la instalación se refiere a la permanencia o no de la situación espacial del receptor con respecto al punto de alimentación de energía; o dicho de otra forma, si la canalización eléctrica va a estar sometida a movimiento, lo que determinaría la necesidad de emplear cables especiales para instalación móviles. Otro aspecto de este punto es el que tiene que ver con la geometría de la traza, los espacios a recorrer por la canalización en función de diversos criterios entre los que, ¡claro está!, figuran las consideraciones económicas.

Por su parte la tensión de servicio nos habla de las solicitaciones a las que van a estar sometidos los elementos del cable que tienen como misión amortiguar el valor del campo eléctrico al que van a estar sometidos en el ejercicio de su función, tanto bajo el punto de vista de la tensión de permanente como el de las sobretensiones internas, procedentes del propio sistema, y externas de descargas atmosféricas, etc.

Por suerte solamente tenemos solamente dos materiales conductores entre los que escoger el más adecuado al propósito concreto. Para hacer adecuadamente esta elección es necesario analizar detalladamente las ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos. Sucede que en algunos casos las ventajas de uno de los materiales son tan evidentes que en la práctica no existe en el mercado producto con el otro material; en otros, como es el caso de los cables de servicios móviles, el estado actual de la técnica no admite otra opción que la del cobre, pero en todo caso resulta altamente recomendable non perder de vista este aspecto de la determinación de características.

Las condiciones de servicio concretas, y sus peculiaridades, deben ser tomadas en cuenta en la elección del tipo de aislamiento que vamos a prescribir: termoplástico, termoestable, elastomérico, mineral o de otro tipo. Cada uno de ellos tienen, como es lógico, sus ventajas e inconvenientes; una elección adecuada será aquella que para situación concreta da canalización eléctrica maximice las ventajas del tipo concreto escogido y minimice sus inconvenientes. Para este proceso será indispensable un profundo conocimiento de los tipos de aislamientos existentes y sus características eléctricas, físicas, químicas y mecánicas. Y, ¡claro está!, su repercusión en el precio de compra del cable eléctrico. A no olvidar la posible incidencia de estos materiales en la propagación del incendio.

Queda para el final la determinación de la necesidad de que el cable seleccionado para la realización de la canalización eléctrica esté dotado de protecciones suplementarias como son las armaduras, pantallas y cubiertas. La acción del medio sobre el cable pode ser soportada en la mayoría de los casos por el propio aislamiento o la cubierta del cable, pero en otros resulta necesaria la inclusión de elementos suplementarios de protección, tanto en lo que se refiere a los aspectos eléctricos como a los químicos, físicos y mecánicos. La protección contra las agresiones de tipo eléctrico está encomendada a las pantallas, las de tipo mecánico a las armaduras, e las de tipo físico, químico y mecánico, a las cubiertas.

(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.