Por que o cobre é amplamente utilizado em sistemas elétricos?

maio, 2010

A principal razão para utilizar o cobre em sistemas elétricos é sua excelente condutividade elétrica. O cobre apresenta a resistência elétrica mais baixa entre todos os metais não-preciosos.

 

Como é sabido, existem outros materiais que podem ser utilizados como condutores elétricos, uma vez que quase todos os materiais conduzem eletricidade em determinado grau. Mas, 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 são os casos de áreas urbanas com grande densidade de energia e subestações de transmissão.

 

Além dos supercondutores, quatro metais merecem destaque 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.

 

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

 

Essas 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; nas redes internas das edificações e nas redes subterrâneas, o cobre é mais apropriado por resultar em sistemas mais compactos em termos de dimensões, reduzindo, assim, os custos da instalação com todos os materiais das linhas elétricas.

 

Os projetos de sistemas e equipamentos que utilizam o cobre geralmente resultam em soluções mais compactas quando comparadas àquelas 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, o que faz  em várias aplicações subterrâneas e em linhas aéreas em regiões costeiras ou de alta poluição serem utilizados condutores em cobre ao invés de alumínio.

 

Existe outra razão pela preferência do cobre nas instalações, em geral, e nas edificações, em particular, que é a facilidade e a confiabilidade da realização de emendas e terminações com condutores de cobre. O mesmo 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, propriedades ideais em aplicações complexas, tais como pontes rolantes, cabos móveis para mineração e transporte, dentre outras. Para saber mais, acesse www.procobre.org/pr.

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