Ventajas y desventajas del cobre vs aluminio en el cableado electrico

Los conductores del tipo cableado consisten en materiales que conducen la corriente eléctrica, o el flujo de electrones.

Los metales no magnéticos se consideran típicamente conductores ideales de la electricidad.

La industria del alambre y del cable utiliza una variedad de conductores de metal, pero los dos más comunes son cobre y aluminio. Los conductores tienen diferentes propiedades como la conductividad, la resistencia a la tracción, el peso y la exposición ambiental.

Tal vez usted tiene algunas preguntas acerca de si el cableado de aluminio es adecuado para su hogar. El uso de este cableado para fines residenciales fue extenso desde aproximadamente la mitad de los años sesenta. Sin embargo, a partir de los últimos años 70 su popularidad disminuyó hasta que tomó de nuevo en los años 90. Independientemente de su alto costo, el cobre sigue siendo utilizado más ampliamente que el aluminio para el cableado doméstico, pero cada material tiene sus ventajas y desventajas.


Conductores de cobre

El cobre es uno de los materiales más antiguos conocidos, su ductilidad y conductividad eléctrica fueron explotadas por los primeros experimentadores de la electricidad, como Benjamin Franklin y Michael Faraday. El cobre fue el conductor utilizado en invenciones como el telégrafo, el teléfono y el motor eléctrico.

Con la excepción de la plata, el cobre es el metal conductor más común y se ha convertido en el estándar internacional. El International Annealed Copper Standard (IACS) fue adoptado en 1913 para comparar la conductividad de otros metales con el cobre. De acuerdo con esta norma, el cobre recocido comercialmente puro tiene una conductividad del 100% de IACS. El cobre comercialmente puro producido hoy puede tener mayores valores de conductividad IACS a medida que la tecnología de procesamiento ha mejorado con el tiempo. Además de la conductividad superior del cobre, el metal contiene grandes propiedades de resistencia a la tracción, conductividad térmica y expansión térmica.

El Alambre de cobre recocido para fines eléctricos cumple con los requisitos de ASTM B3, especificación para alambre de cobre blando o recocido.

Conductores de aluminio

A pesar de que el cobre tiene una larga historia como el material de elección para la conducción de electricidad , el aluminio tiene ciertas ventajas que lo hacen atractivo para aplicaciones específicas.

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El aluminio tiene el 61 por ciento de la conductividad del cobre, pero tiene solamente el 30 por ciento del peso del cobre. Eso significa que un alambre desnudo de aluminio pesa la mitad que un alambre desnudo de cobre que tiene la misma resistencia eléctrica.

El aluminio es generalmente más barato en comparación con los conductores de cobre. Los conductores de aluminio consisten en diferentes aleaciones conocidas como serie AA-1350 y serie AA-8000. AA-1350 tiene un contenido mínimo de aluminio de 99.5 por ciento.

En los años 60 y 70, debido al alto precio del cobre con respecto al aluminio, este grado del aluminio comenzó a ser popularmente utilizado para el cableado del hogar.

Debido a la mano de obra de baja calidad en las conexiones y las diferencias físicas entre el aluminio y el cobre, las conexiones de alta resistencia se formaron y se convirtió en un peligro de incendio.

Como respuesta, las aleaciones de aluminio se desarrollaron para tener propiedades de fluencia y elongación más similares al cobre. Estas aleaciones de la serie AA-8000 son los únicos conductores de aluminio sólidos o trenzados permitidos para ser usados ​​de acuerdo con el Artículo 310 del Código Eléctrico Nacional 2014  8 (NEC). Las aleaciones de la serie AA-8000 cumplen con los requisitos de la norma ASTM B800, especificación estándar para alambre de aleación de aluminio de la serie 8000 para propósitos eléctricos, recocido e intermedio.

Comparación cobre vs aluminio.

Si se utiliza aluminio en una aplicación en la que se usó previamente cobre, típicamente es suficiente usar un conductor de aluminio de dos tamaños AWG mayores que el del cobre. A continuación se muestra una comparación entre aluminio y cobre para la misma aplicación.

Comparación de XHHW-2 Propiedades Serie AA-8000 Aluminio Cobre
Tamaño AWG para 60 A a 75 ° C 6 8
Peso por 1.000 pies 39 lb. 65 lb.
Diámetro nominal 0,26 pulg. 0,23 pulg.
Máxima tensión de tracción 157 lb. 132 libras
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Aplicaciones del cobre y aluminio.

El cobre es más comúnmente utilizado para la construcción de alambre que el aluminio. Casi todos los cables electrónicos están hechos de cobre, al igual que otros productos que aprovechan la alta conductividad del cobre.

Los conductores de cobre también se utilizan comúnmente en aplicaciones de distribución de energía, generación de energía y automoción.

Para el ahorro de peso y costo, las empresas eléctricas usan aluminio para líneas aéreas de transmisión. El aluminio también ve el uso donde sus propiedades de bajo peso son importantes, como aviones y aplicaciones futuras en automóviles.

Para los cables coaxiales grandes , el alambre de cobre-revestido del aluminio se puede utilizar para aprovecharse de la conductividad del cobre mientras que gana el ahorro del peso del aluminio.

Conectores para los cables de cobre/aluminio

Los conectores deben ser adecuados para el uso con aluminio. Con frecuencia, las conexiones para uso con aluminio también se pueden utilizar con cobre y están marcadas como tales, como AL/CU, un conector adecuado para uso con conductores de cobre o aluminio a 75 ° C. En las aplicaciones donde las conexiones necesitan soldarse, se prefiere cobre o cobre estañado, ya que el aluminio es difícil de soldar.

Ventajas del cableado de aluminio.

Debido a su naturaleza ligera, el aluminio es bastante maleable y fácil de trabajar. La naturaleza ligera del aluminio es beneficiosa cuando el cableado se debe hacer a largas distancias ya que hace que el trabajo sea menos riguroso. El aluminio también reduce el efecto corona, una descarga eléctrica asociada con transmisiones de alta potencia.

Cuando se trata de costos, el aluminio es más asequible que el alambre de cobre. Con aluminio, requerirá aproximadamente la mitad de la cantidad que necesitaría si se utilizara alambre de cobre en su lugar. Cuando un cableado extenso necesita ser instalado en su hogar, la diferencia entre los dos materiales puede darle ahorros significativos.

Desventajas del cableado de aluminio.

Si no está instalado correctamente, el cableado de aluminio puede aumentar el riesgo de incendios domésticos. Cuando el alambre de aluminio se calienta, se expande y cuando se enfría, se contrae. La tensión del cableado disminuye con cada ciclo de enfriamiento progresivo experimentado, creando el fenómeno conocido como «fluencia fría». Estas conexiones sueltas pueden causar chispas que pueden dar lugar a incendios.Los alambres se calientan progresivamente y podrían incluso derretir el aislamiento circundante y los accesorios, provocando un incendio.

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Los cables de aluminio requieren un mayor mantenimiento que el cableado de cobre. Esto se debe en parte a la alta tasa de desgaste y al riesgo de incendio.

Por ejemplo, el aluminio también experimenta corrosión cuando encuentra ciertos compuestos metálicos, y esta oxidación da a la conexión una mayor resistencia. Esto se suma a los costos generales de mantenimiento del hogar o instalación.

Ventajas del Cableado de Cobre.

El cobre tiene una de las más altas tasas de conductividad eléctrica entre los metales, lo que permite soldar con facilidad. También hace posible que se utilicen conductores más pequeños para transmitir cargas altas de potencia. Los conductores más pequeños son más fáciles de transportar e instalar, y cuestan menos, lo que ayuda a gestionar los costes de cableado. El cobre no experimenta los mismos ciclos extremos de expansión y contracción que el aluminio, por lo que es un material más estable de usar.

Debido a sus altas propiedades dúctiles, el cobre se puede formar en alambre muy fino, haciéndolo más versátil. El cobre tiene una alta resistencia a la tracción, así que puede sufrir estrés extremo, pero muestran signos mínimos de desgaste. Esto hace que el cableado sea más duradero que el aluminio. Debido a su gran resistencia, alta durabilidad, bajo mantenimiento y alto rendimiento, el cableado de cobre también se agrega al valor del hogar.

Desventajas del cableado de cobre.

El alambre de cobre cuesta mucho más que el aluminio, por lo que cuando es necesario un cableado extenso, los costos generales pueden resultar prohibitivos. El cobre es también más pesado que puede agregar a la dificultad en el cableado. Se necesitan más soportes para asegurar el alambre más pesado en su lugar, lo que también aumenta el costo total.

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