Resumen de lo expuesto.
Decíamos ayer, cuando aún la maldita pandemia no había asomado su feo
rostro por nuestra tierra, que la determinación de la sección eléctrica
necesaria para transportar una cierta cantidad de energía entre dos puntos era
un problema que es necesario considerar desde tres puntos de vista
fundamentales: uno que tiene que ver con el calor disipado por la canalización
eléctrica en régimen permanente; otro que considera la necesidad de que la
diferencia de potencial en el extremo de la mencionada canalización se mantenga
dentro de unos ciertos límites y la tercera que tiene en cuenta los efectos electrotérmicos
generados por una situación de merma irreversible de la impedancia de la carga.
Tres puntos de vista, tres hipótesis, bajo las cuales calcularemos la
sección eléctrica necesaria para las
condiciones previamente establecidas, y de las que ya hablamos en los dos
artículos precedentes. En teoría haremos tres cálculos sucesivos de la sección
bajo cada uno de esos tres puntos de vista y compararemos los resultados para
escoger como resultado definitivo la mayor de ellas, pero lo más habitual es
que el proyectista conozca previamente la hipótesis que va a determinar la
mayor de las secciones, la “sección más relevante”, y solamente en los casos en
que los datos puedan generar alguna duda sobre el resultado realizar a
continuación el cálculo por alguna otra de las hipótesis para comprobar si la
sección antes determinada es suficiente.
Nosotros comenzaremos hoy estudiando los distintos aspectos de la que
hemos acordado denominar cómo Primera hipótesis, o del equilibrio térmico,
dejando la Segunda hipótesis, la de la caída de tensión, y la Tercera hipótesis,
el régimen de cortocircuito, para próximos artículos.
Consideraciones generales.
Creo que una parte muy importante
de la gente vinculada a los distintos aspectos del mundo de la construcción no han
tenido la oportunidad de reflexionar acerca de las bases teóricas del
dimensionamento de la sección del conductor de un cable. Incluso los propios
instaladores eléctricos se lo toman como un problema más de legislación que de
física. Más de “lo dice el reglamento” que de “por qué lo dice el reglamento”. Sé
bien que resulta mucho más cómodo no cuestionarse las razones que sustentan las
leyes, pero también sé que hay muchos profesionales que se interesan por los mecanismos
que hacen que los muñecos se muevan. Para estos profesionales pretendo
analizar, aunque sea sin demasiada profundidad, los principios físicos y
químicos que están detrás de las tablas de normas y reglamentos. Estos profesionales
que sois precisamente vosotros, ya que en caso contrario no estaríais leyendo este
artículo.
El primer fundamento físico
que tenemos que recordar es el hecho de que la circulación de un fluido por una
conducción no ideal origina una pérdida de energía que es directamente
proporcional al caudal y al tipo de material de la propia conducción, e
inversamente proporcional a la sección geométrica de la misma. Lo que traducido
a términos eléctricos podemos expresar cómo que la circulación de una corriente
eléctrica por un conductor no ideal origina una pérdida de energía que es
directamente proporcional a la intensidad de esa corriente y al tipo de
material de la propia conducción, e inversamente proporcional a la sección
eléctrica de la misma.
¡Lo sé! He puesto: “la
sección que cumpla los requerimientos”. Pero, ¿qué requerimientos son esos? ¡Porque
yo puedo admitir unas ciertas pérdidas y otros admitir otras, muchísimo
mayores! Al igual que en una canalización de aguas pluviales los criterios de
cálculo serán diferentes a los de una de agua potable, los criterios de una
empresa de generación eléctrica tampoco serán los mismos que los de un usuario
de esta energía. En el primer caso el generador puede ajustar el “voltaje” de
generación para que al final de la canalización de salida de energía sea el valor
contratado por el comprador, y calcular el importe económico de las pérdidas al
precio de coste de generación. También puede emplear una configuración de la
canalización, una línea aérea desnuda, por ejemplo, en la que los aspectos de
la elevación de temperatura del conductor sean irrelevantes. En el segundo caso
las posibilidades de ajustar el “voltaje” recibido para que al final de la
canalización los aparatos eléctricos funcionen correctamente existen pero son
caras e ineficientes; el importe económico de las pérdidas tendremos que
calcularlo al coste de mercado y solamente podemos emplear configuraciones de
la canalización donde los aspectos de la elevación de temperatura del conductor
son muy relevantes, puesto que se trata de cables, es decir conductores
aislados en la mayoría de los casos con polímeros, y los polímeros tienen la mala
costumbre de degradarse rápidamente con la temperatura.
Y de estos efectos térmicos
nos ocuparemos enseguida. Pero esto será ya en el próximo artículo.
(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 gallego.
