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Cobre y aluminio: lo mejor de ambos mundos

2013-06-27. Cuando la conductividad eléctrica es el criterio clave, el cobre es generalmente el ma-terial de elección. Es mucho más conductor que cualquier otro metal, excepto plata. Sin embargo, es muy caro. Su precio casi se ha duplicado en los últimos cinco años, y actualmente es de unos 6.500 euros por tonelada métrica. Esta es la razón por la cual Rittal emprendió una búsqueda de alternativas - por ejemplo, para las barras emplea-das en su sistema Ri4Power.

Los sistemas de barras se utilizan ampliamente en la distribución de corriente eléctrica, por ejemplo, en sistemas de switchgear y control. Las barras permiten la organización eficaz y transparente de la distribución de energía eléctrica dentro de la celda, ya que todos los dis-positivos y componentes están directamente conectados a las barras principales y pueden instalarse directamente a ellos. RiLine60 de Rittal es una solución modular que puede adap-tarse rápida y fácilmente a las especificaciones del cliente. El sistema incluye barras colecto-ras, además de los soportes de barras y elementos de conexión.

En el pasado, todas las barras rectangulares estaban hechas de cobre. La conductividad eléctrica es de 58 S/m, por lo que es ideal para esta aplicación. Además, el cobre presenta una muy alta conductividad térmica: 400 W/m K. Esto significa que las barras colectoras de cobre pueden disipar eficazmente el calor asociado a las pérdidas eléctricas de los compo-nentes, puntos de contacto y de las propias barras de conexión. Sin embargo, el precio del cobre se ha disparado en los últimos cinco años, y el precio está sujeto a fluctuaciones signi-ficativas, por lo que es difícil hacer un presupuesto. Esta es la razón por la cual los materiales alternativos tienen el potencial de reducir el costo global de las barras, y proporcionar una base más previsible para la planificación de los costos.

Material Alternativo para las barras colectoras

El Cuponal (Cu + Al) es una de las alternativas más prometedoras a las soluciones que son solamente de cobre. En este ejemplo, las barras comprenden un núcleo de aluminio cubierto por una capa de cobre. Este diseño aprovecha el "skin effect": cuando se alterna la corriente eléctrica fluye a través de un conductor, el campo magnético inducido "empuja" la corriente hacia la superficie. A pesar de que este fenómeno es más pronunciado a altas frecuencias, también es evidente en 50 Hz, la frecuencia suele implementarse en baja tensión. El diseño Cuponal asegura que la mayor parte de la electricidad fluye a través de la capa exterior, hecho de cobre de alta conductividad, y no a través del núcleo de aluminio.

Las barras Cuponal también tienen excelente disipación de calor en comparación con las barras de cobre convencionales. Aunque el aluminio tiene una conductividad térmica mucho más baja que la del cobre, el calor no necesita generalmente que sea conducido en la misma dirección que la corriente - sólo tiene que ser transportado al exterior. La superficie de cobre de la barra Cuponal transfiere el calor al aire del ambiente de una manera muy eficaz. Además, los sistemas de conexiones de las barras Cuponal son tan fiables como las barras convencionales, ya que la superficie es de cobre en ambos casos. Esto significa que todas las tecnologías de conexión creadas para el sistema RiLine60 son adecuados. Esto también es válido para el resto de componentes, incluyendo adaptadores de conexión, adaptadores de componentes, y fusibles.

Fácil mecanización

Además de una excelente conductividad eléctrica y térmica, el cobre es también fácil de me-canizar. Por ejemplo, las barras de cobre pueden ser cortadas a medidas o simplemente dobladas. También es posible hacer agujeros en el material. Las nuevas barras Cuponal tie-nen propiedades muy similares en términos de mecanizado. El núcleo de aluminio se une firmemente a la capa de cobre - y la conexión eléctrica se mantiene intacta después del me-canizado normal.

A pesar del proceso de fabricación sofisticado, las barras Cuponal son significativamente menos costosas que las de sólo cobre. Dependiendo el precio de compra del cobre, las ba-rras Cuponal cuestan alrededor de un 30% a 35% menos que las de sólo cobre con la misma sección transversal. Sin embargo, la cantidad máxima de corriente que pueden realizar es de 12% a 14% menos. Esto significa que las barras Cuponal pueden reducir los costos generales en función de la corriente nominal de la red de baja tensión. Y lo mejor de todo, los elementos eléctricos en baja tensión no tienen que ser modificados. Todos los componentes del sistema estándar RiLine60, incluyendo las barras, elementos de conexión y las cubiertas se pueden utilizar con las nuevas barras Cuponal.

Un beneficio adicional de las barras es su peso ligero. Una barra de cobre convencional con una sección transversal de 30 mm x 10 mm pesa 2,66 kg / m. Sin embargo la barra Cuponal pesa menos de la mitad, tan sólo 1,09 kg / m, una. Esto tiene claras ventajas para el trans-porte y la instalación. Y el ahorro de peso se suma, especialmente en instalaciones de distribución a gran escala.

Con todo, las barras Cuponal de Rittal ofrecen una serie de beneficios. Para la mayoría de los usuarios la principal ventaja es el bajo precio, en conjunto con una capacidad de conducción de corriente casi idéntico. Como el aluminio no está sujeto a las mismas fluctuaciones ex-tremas de los precios como el cobre, los clientes tienen una base más fiable para la elaboración de presupuestos. Y por último, pero no menos importante, el bajo peso del con-junto genera un ahorro adicional.

Seguridad probada

Las barras colectoras Cuponal de Rittal están disponibles en 20 mm x 5 mm, 20 mm x 10 mm, 30 mm x 5 mm, y 30 mm x 10 mm. Cada uno de estos tamaños ha sido probado de acuerdo con la norma DIN EN 61439-1 en conjunción con el sistema de barras RiLine60. Las barras RiLine 60 han sido probadas en corriente alterna (1.000 V) y corriente contiua (1500V). Las barras Cuponal son una opción particularmente atractiva para aplicaciones de corriente continua en mercados sensibles a los costos, como la energía renovable - ya que ofrecen nuevas oportunidades de ahorro. Y los clientes no tienen que renunciar a la calidad o la seguridad. El sistema de barras RiLine60 ha sido probado con los más altos estándares europeos.