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Linhas de Transmissão – 6° Semestre de 2017 1 CABO DE COBRE VS ALUMINÍNIO Jeferson Barbosa Silva Instituto Luterano de Ensino Superior de Porto Velho – ILES Universidade Luterana do Brasil - ULBRA Av. João Goulart, 666, CEP 76.804-414 - Porto Velho – RO, Fone: (069) 3216-7600 Resumo: Tradicionalmente, condutores de alumínio têm sua utilização restrita às linhas de transmissão de energia, cabos de distribuição aérea e algumas poucas utilizações em instalações de potência mais elevada. Nas demais aplicações, o cobre é utilizado. Entretanto, nos últimos anos têm surgido outras aplicações para condutores de alumínio, notadamente na indústria automotiva e aeronáutica, sendo provável que surjam outros usos para esses condutores em futuro próximo, dado o aumento acentuado do custo do cobre nos últimos sete ou oito anos. Palavras Chaves: Cobre, alumínio, linhas, transmissão, oxidação, corrente. Abstract: Traditionally, aluminum conductors have their use restricted to power transmission lines, overhead power cables and a few uses in higher power installations. In other applications, copper is used. However, in recent years other applications for aluminum conductors have arisen, notably in the automotive and aeronautics industry, and other uses for these drivers are likely to emerge in the near future, given the sharp increase in the cost of copper in the last seven or eight years. Keywords: Copper, aluminum, lines, transmission, oxidation, chain. 1 NOMECLATURA Oxidação - É uma palavra do âmbito da química que significa a perda de elétrons, mesmo que não seja causada pelo oxigênio. Cobre – É um metal (de símbolo Cu, número atômico 29, peso atômico 63,546), de cor vermelho-escura. Alumínio – É um metal (Al) branco brilhante, leve, dúctil e maleável, que o ar altera muito pouco. O alumínio funde a 660ºC e sua densidade é 2,7. O composto mais importante é seu óxido, a alumina. 2 INTRODUÇÃO Há vários tipos de componentes que são capazes de conduzir energia elétrica. Mesmo assim, do ponto de vista comercial, dois são os principais: alumínio e cobre. O cobre é mais caro e, comparativamente, mais pesado que o alumínio. Mas por que então o alumínio ainda não é amplamente usado? Em que situações cada material é usado? No final das contas, qual é o material mais adequado e por quê? Esses e outros temas serão abordados logo a seguir. 3 COBRE VS ALUMÍNIO No geral, a principal aplicação do alumínio é em grandes redes de transmissão. O cobre é a opção no caso de instalações domésticas e urbanas. 3.1 O Cobre O cobre é um elemento químico de símbolo Cu (do latim cuprum), número atômico 29 (29 prótons e 29 elétrons) e de massa atómica 63,54 u. À temperatura ambiente o cobre encontra-se no estado sólido. Classificado como metal de transição, pertence ao grupo 11 (1B) da Classificação Periódica dos Elementos. É um dos metais mais importantes industrialmente, de coloração avermelhada, dúctil, maleável e bom condutor de eletricidade. Conhecido desde a pré-história, o cobre é utilizado atualmente, para a produção de materiais condutores de eletricidade (fios e cabos), e em ligas metálicas como latão e bronze Fig. 1. Um disco de cobre. 3.1.1Cobre - História O O cobre foi provavelmente o primeiro metal minerado e trabalhado pelo homem.[1] Foi originalmente obtido como um mineral nativo e posteriormente da fundição de minérios. Estimativas iniciais da descoberta do cobre sugerem por volta de Trabalho apresentado em 17/04/17 2 9000 a.C. no Oriente Médio. Foi o mais importante dos materiais da humanidade durante a Era do Cobre e Bronze. Objetos de cobre de 6000 a.C. foram encontrados em Çatal Höyük, Anatolia.[2] Em 5000 a.C. já se realizava a fusão e refinação do cobre a partir de óxidos como a malaquita e azurita. Os primeiros indícios de utilização do ouro não foram vislumbrados até 4000 a.C. Descobriram-se moedas, armas, utensílios domésticos sumérios de cobre e bronze de 3000 a.C., assim como egípcios da mesma época, inclusive tubos de cobre. Os egípcios também descobriram que a adição de pequenas quantidades de estanho facilitava a fusão do metal e aperfeiçoaram os métodos de obtenção do bronze; ao observarem a durabilidade do material representaram o cobre com o Ankh, símbolo da vida eterna. Na antiga China o uso do cobre é conhecido desde, pelo menos, 2000 anos antes da nossa era, e em 1200 a.C. já fabricavam-se bronzes de excelente qualidade estabelecendo um manifesto domínio na metalurgia sem comparação com a do Ocidente. Na Europa o homem de gelo encontrado no Tirol (Itália) em 1991, cujos restos têm uma idade de 5300 anos, estava acompanhado de um machado de cobre com uma pureza de 99,7%, e os elevados índices de arsênico encontrados em seu cabelo levam a supor que fundiu o metal para a fabricação da ferramenta. O cobre é um metal de transição avermelhado, que apresenta alta condutibilidade elétrica e térmica, só superada pela da prata. É possível que o cobre tenha sido o metal mais antigo a ser utilizado, pois se têm encontrado objetos de cobre de 8700 a.C. Pode ser encontrado em diversos minerais e pode ser encontrado nativo, na forma metálica, em alguns lugares. Fenícios importaram o cobre da Grécia, não tardando em explorar as minas do seu território, como atestam os nomes das cidades Calce, Calcis e Calcitis (de χαλκος, bronze), ainda que tenha sido Chipre, a meio caminho entre Grécia e Egito, por muito tempo o país do cobre por excelência, ao ponto de os romanos chamarem o metal de aes cyprium ou simplesmente cyprium e cuprum, donde provém o seu nome. Além disso, o cobre foi representado com o mesmo signo que Vênus (a afrodite grega), pois Chipre estava consagrada a deusa da beleza e os espelhos eram fabricados com este metal. O símbolo, espelho de Vênus da mitologia e da alquimia, modificação do egípcio Ankh, foi posteriormente adotado por Carl Linné para simbolizar o gênero feminino(♀). O uso do bronze predominou de tal maneira durante um período da história da humanidade que terminou denominando-se «Era do Bronze». O período de transição entre o neolítico (final da Idade da Pedra) e a Idade do Bronze foi denominado período calcolítico (do grego Chalcos), limite que marca a passagem da pré-história para a história. 3.1.2 Cobre - Isótopos O Na natureza são encontrados dois isótopos estáveis: Cu-63 e Cu-65, sendo o mais leve o mais abundante ( 69,17% ). Se tem caracterizado 25 isótopos radioativos, sendo os mais estáveis o Cu-67, Cu-64 e Cu-61 com vidas médias de 61,83 horas, 12,7 horas e 3,333 horas respectivamente. Os demais radioisótopos, com massas atômicas desde 54,966 (Cu-55) a 78,955 (Cu-79), têm vidas médias inferiores a 23,7 minutos, e a maioria não alcançam os 30 segundos. O cobre apresenta, ainda, 2 estados metaestáveis. Os isótopos mais leves que o Cu-63 estável se desintegram principalmente por captura eletrônica originando isótopos de níquel, os mais pesados que o isótopo Cu-65 estável se desintegram por emissão beta dando lugar a isótopos de zinco. O isótopo Cu-64 se desintegra dos dois modos, por captura eletrônica ( 69% ) e os demais por desintegração beta. 3.1.3 Cobre - Características e Propriedades Físicas O cobre ocupa a mesma família na tabela periódica que a prata e o ouro. Em termos de estrutura eletrônica, o cobre tem um elétron orbital em cima de uma cheia escudo do elétron(o elétron que faz as ligações) , que faz ligações metálicas . A prata e o ouro são semelhantes. O cobre é normalmentefornecido, como quase todos os metais de uso industrial e comercial, em um grão fino de formulário policristalino . Metais policristalinos tem mais força do que formas monocristalinas, e a diferença é maior para o menor grão (de cristal) em tamanho. É facilmente trabalhado, sendo que ele tem ambas as propriedades de dúctil e maleável. A facilidade com que pode ser levado a cabo o torna útil para trabalhos elétricos, assim como sua alta condutividade elétrica. O cobre tem um tom avermelhado, alaranjado ou cor acastanhada devido a uma fina camada de manchas (incluindo óxidos ). O cobre puro é rosa ou cor de pêssego. Cobre junto de ósmio (azulada), césio e de ouro (tanto amarelo) são os únicos quatro metais elementais com uma cor natural que não o cinza ou prata. Cobre resultados cor característica de sua configuração eletrônica. 3.1.4 Cobre - Características e Propriedades Elétricas A estrutura eletrônica torna comparáveis o cobre, prata e o ouro, semelhantes em muitos aspectos: os três têm alta condutividade térmica e elétrica, e os três são maleáveis. Entre os metais puros na temperatura ambiente , o cobre tem a segunda maior condutividade elétrica e térmica , depois da prata , com uma condutividade de 59,6 × 106S/m. Este valor alto é devido à praticamente todos os elétrons na camada de valência (um por átomo) tomarem parte na condução. O resultado são elétrons livres no montante de cobre para uma densidade de carga enorme de 13,6 × 109C/m3. Esta alta densidade de carga é responsável pela mais lenta velocidade de deriva das correntes em cabos de cobre, onde a velocidade de deriva pode ser calculado como a relação entre a densidade da corrente de densidade de carga. Por exemplo, em uma densidade de corrente de 5 × 10 6A/m² , a densidade de corrente máxima presente na fiação da casa e distribuição da rede, a velocidade de deriva é apenas um pouco mais de ⅓ mm/s. Durante o século XX nos Estados Unidos, a popularidade temporária do alumínio para uso doméstico na fiação elétrica resultou em muitas casas com uma combinação de cobre e alumínio fiação necessitando o contato físico entre os dois metais para fornecer uma conexão elétrica. Devido a corrosão galvânica , algumas questões foram experimentados por proprietários e empreiteiros de habitação. Em eletrônica, a pureza do cobre é expresso em noves : 4N para 99,99% e 6N para 99,9999%. Quanto maior o número, mais puro o cobre é. Fig. 2. Metal vermelho-alaranjado. Linhas de Transmissão – 6° Semestre de 2017 3 3.1.5 Cobre – Características Biológicas O cobre é um elemento essencial à vida em geral, participando no caso do organismo humano no processo de fixação do ferro na hemoglobina do sangue. Grandes concentrações são encontradas no cérebro e fígado. Em certos organismos chega a assumir o papel do ferro em integrar moléculas responsáveis pelo transporte de oxigênio, a exemplo da hemocianina cuprosa, o que inusitadamente confere a esses animais um sangue de coloração azulada ao invés do vermelho tradicional. Através do sangue azul dos Límulos (uma espécie de caranguejo) produz-se uma substância conhecida por Limulus Amebocyte Lysate cujo poder bactericida e anti-endotoxinas é bem conhecido. O litro de sangue desse animal chega a casa dos milhares de dólares no mercado associado. A sangria pode ser feita de forma controlada e sem o óbito do animal, e durante a vida útil um único espécime pode render mais de 2500 dólares americanos. 3.1.6 Cobre – Ligas metálicas Os cobres debilmente ligados são aqueles que contém uma porcentagem inferior a 3 de algum elemento adicionado para melhorar alguma das características do cobre como a maquinabilidade (facilidade de mecanização), resistência mecânica e outras, conservando a alta condutibilidade elétrica e térmica do cobre. Os elementos utilizados são estanho, cádmio, ferro, telúrio, zircônio, crômio e berílio. Outras ligas de cobre importantes são latões (zinco), bronzes (estanho), cuproalumínios (alumínio), cuproníqueis (níquel), cuprosilícios (silício) e alpacas (níquel-zinco). Fig. 3. Contaminação de água por cobre Todos os compostos de cobre deveriam ser tratados como se fossem tóxicos; uma quantidade de 30 g de sulfato de cobre é potencialmente letal em humanos. O metal em pó é combustível, inalado pode provocar tosse, dor de cabeça e dor de garganta, recomenda-se evitar a exposição laboral e a utilização de protetores como óculos, luvas e máscaras. O valores limites ambientais são de 0,2 mg/m³ para vapor de cobre e 1 mg/m³ para o pó e névoas. Reage com oxidantes fortes tais como cloratos, bromatos e iodatos, originando o perigo de explosões. A água com conteúdo em cobre superiores a 1 mg/l pode contaminar as roupas e objetos lavados com ela, e conteúdos acima de 5 mg/L tornam a água colorida com sabor desagradável. A Organização Mundial da Saúde (OMS) no Guia para a qualidade da água potável recomenda um nível máximo de 2 mg/L , mesmo valor adotado na União Europeia. Nos Estados Unidos a Agência de Proteção Ambiental tem estabelecido um limite de 1,3 mg/L. As atividades mineiras podem provocar a contaminação de rios e águas subterrâneas com cobre e outros metais, tanto durante a exploração como uma vez abandonada. O derramamento mostrado na foto provem de uma mina abandonada em Idaho. A coloração turquesa da água e rochas se deve a presença de precipitados de cobre.. 3.2 Alumínio O alumínio é um elemento químico de símbolo Al e número atômico 13 (treze prótons e treze elétrons ) com massa 27 u. Na temperatura ambiente é sólido, sendo o elemento metálico mais abundante da crosta terrestre. Sua leveza, condutividade elétrica, resistência à corrosão e baixo ponto de fusão lhe conferem uma multiplicidade de aplicações, especialmente nas soluções de engenharia aeronáutica. Entretanto, mesmo com o baixo custo para a sua reciclagem, o que aumenta sua vida útil e a estabilidade do seu valor, a elevada quantidade de energia necessária para a sua obtenção reduz sobremaneira o seu campo de aplicação, além das implicações ecológicas negativas no rejeito dos subprodutos do processo de reciclagem, ou mesmo de produção do alumínio primário. É dado a Friedrich Wöhler o reconhecimento do isolamento do alumínio, em 1827. Fig. 4. Linhas espectrais do alumínio 3.2.1 Alumínio – Características principais O alumínio é um metal leve, macio e resistente. Possui um aspecto cinza prateado e fosco, devido à fina camada de óxidos que se forma rapidamente quando exposto ao ar. O alumínio não é tóxico como metal, não-magnético, e não cria faíscas quando exposto a atrito. O alumínio puro possui tensão de cerca de 19 megapascal (MPa) e 400 MPa se inserido dentro de uma liga. Sua densidade é aproximadamente de um terço do aço ou cobre. É muito maleável, muito dúctil, apto para a mecanização e fundição, além de ter uma excelente resistência à corrosão e durabilidade devido à camada protetora de óxido. É o segundo metal mais maleável, sendo o primeiro o ouro, e o sexto mais dúctil. Por ser um bom condutor de calor, é muito utilizado em panelas de cozinha. 4 3.2.2 Alumínio – Aplicações O alumínio puro é mais dúctil em relação ao aço , porém suas ligas com pequenas quantidades de cobre, manganês, silício, magnésio e outros elementos apresentam uma grande quantidade de características adequadas às mais diversas aplicações. Estas ligas constituem o material principal para a produção de muitos componentes dos aviões e foguetes. Quando se evapora o alumínio no vácuo, forma-seum revestimento que reflete tanto a luz visível como a infravermelha, sendo o processo mais utilizado para a fabricação de refletores automotivos , por exemplo. Como a capa de óxido que se forma impede a deterioração do revestimento, utiliza-se o alumínio para a fabricação de espelhos de telescópios, em substituição aos de prata. Devido à sua grande reatividade química é usado, quando finamente pulverizado, como combustível sólido para foguetes e para a produção de explosivos. Ainda usado como ânodo de sacrifício e em processos de aluminotermia para a obtenção de metais. Outros usos do alumínio são: Meios de Transporte: Como elementos estruturais em aviões, barcos, automóveis, bicicletas, tanques, blindagens e outros; na Europa têm sido utilizado com frequência para formar caixas de trens. Embalagens: Papel-alumínio, latas, embalagens Tetra Pak e outras. Construção civil: Janelas, portas, divisórias, grades e outros. Bens de uso: Utensílios de cozinha, ferramentas e outros. Transmissão elétrica: Ainda que a condutibilidade elétrica do alumínio seja 60% menor que a do cobre, o seu uso em redes de transmissão elétricas de alta tensão é compensado pelo seu menor custo e densidade, permitindo maior distância entre as torres de transmissão, onde é aplicado revestindo um feixe de arame de aço que suporta a força de estiramento e deixa o conjunto insensível aos ventos. Como recipientes criogênicos até -200 °C e, no sentido oposto, para a fabricação de caldeiras. Observação: As ligas de alumínio assumem diversas formas como a duralumínio. Descobriu-se recentemente que ligas de gálio-alumínio em contato com água produzem uma reação química dando como resultado hidrogênio, por impedir a formação de camada protetora (passivadora) de óxido de alumínio e fazendo o alumínio se comportar similarmente a um metal alcalino como o sódio ou o potássio. Tal propriedade é pesquisada como fonte de hidrogênio para motores, em substituição aos derivados de petróleo e outros combustíveis de motores de combustão interna. 3.2.3 Alumínio – História Tanto na Grécia como na Roma antigas se empregava a pedra- ume (do latim alūmen ), um sal duplo de alumínio e potássio, como mordente em tinturaria e adstringente em medicina, uso ainda em vigor. Geralmente é dado a Friedrich Wöhler o reconhecimento do isolamento do alumínio, fato que ocorreu em 1827, apesar de o metal ter sido obtido impuro alguns anos antes pelo físico e químico Hans Christian Ørsted. Em 1807, Humphrey Davy propôs o nome aluminum para este metal ainda não descoberto. Mais tarde resolveu-se trocar o nome para aluminium por coerência com a maioria dos outros nomes latinos dos elementos, que usam o sufixo -ium. Desta maneira ocorreu a derivação dos nomes atuais dos elementos em outros idiomas. Entretanto, nos Estados Unidos, com o tempo se popularizou a outra forma, hoje admitida também pela IUPAC. Apesar do alumínio ser um metal encontrado em abundância na crosta terrestre (8,1%) raramente é encontrado livre. Suas aplicações industriais são relativamente recentes, sendo produzido em escala industrial a partir do final do século XIX. Quando foi descoberto verificou-se que a sua separação das rochas que o continham era extremamente difícil. Como consequência, durante algum tempo, foi considerado um metal precioso, mais valioso que o ouro. Com o avanço dos processos de obtenção os preços baixaram continuamente até colapsar em 1889, devido à descoberta anterior de um método simples de extração do metal. Atualmente, um dos fatores que estimulam o seu uso é a estabilidade do seu preço, provocada principalmente pela sua reciclagem. Em 1859, Henri Sainte- Claire Deville anunciou melhorias no processo de obtenção, ao substituir o potássio por sódio e o cloreto simples pelo duplo. Posteriormente, com a invenção do processo Hall-Héroult em 1886, simplificou-se e barateou-se a extração do alumínio a partir do mineral. Este processo, juntamente com o processo Bayer , descoberto no mesmo ano, permitiram estender o uso do alumínio para uma multiplicidade de aplicações até então economicamente inviáveis. O processo Hall-Héroult envolveu os trabalhos independentes e praticamente simultâneos do americano Charles Martin Hall (1886) e do francês Paul Héroult (1888), jovens cientistas com menos de 27 anos na época da descoberta do processo. A recuperação do metal a partir da reciclagem é uma prática conhecida desde o início do século XX. Entretanto, foi a partir da década de 1960 que o processo se generalizou, mais por razões ambientais do que econômicas. O processo ordinário de obtenção do alumínio ocorre em duas etapas: a obtenção da alumina pelo processo Bayer e, posteriormente, a eletrólise do óxido para obter o alumínio. A elevada reatividade do alumínio impede extraí-lo da alumina mediante a redução, sendo necessário obtê-lo através da eletrólise do óxido, o que exige este composto no estado líquido. A alumina possui um ponto de fusão extremamente alto (2072 °C) tornando inviável de forma econômica a extração do metal. Porém, a adição de um fundente, no caso a criolita, permite que a eletrólise ocorra a uma temperatura menor, de aproximadamente 1000 °C." 3.2.4 Alumínio – Isótopos O alumínio possui nove isótopos , cujas massas atômicas variam entre 23 e 30 u. Somente o Al-27, estável, e o Al-26, radioativo com uma vida média de 7,2×105 anos, são encontrados na natureza. O Al-26 é produzido na atmosfera a partir do bombardeamento do argônio por raios cósmicos e prótons. Os isótopos têm aplicação prática na datação de sedimentos marinhos, gelos glaciais, meteoritos, etc. A relação Al-26 / Be- 10 é empregada na análise de processos de transporte, deposição, sedimentação e erosão a escalas de tempo de milhões de anos. O Al-26 cosmogênico se aplicou primeiro nos estudos da Lua e dos meteoritos. Estes corpos espaciais se encontram submetidos a intensos bombardeios de raios cósmicos durante suas viagens espaciais, produzindo-se uma quantidade significativa de Al-26. Após o impacto contra a Terra, a atmosfera que filtra os raios cósmicos detém a produção de Al- 26, permitindo determinar a época em que o meteorito caiu. Linhas de Transmissão – 6° Semestre de 2017 5 3.2.5 Alumínio transparente O alumínio transparente é hoje uma realidade. Sua descoberta foi prevista no filme de ficção científica Star Trek 4 (Jornada nas Estrelas 4). O alumínio transparente, trata-se de um oxinitrato policristalino de alumínio, comercialmente chamado também de ALON. Trata-se de uma cerâmica transparente cristalizada sobre átomos de alumínio. Apesar de ser uma cerâmica, é muito mais resistente que o vidro blindado, e seu desenvolvimento foi inicialmente buscado pelo exército americano para a construção de janelas em veículos blindados. O alumínio transparente é muito mais resistente, leve e fino que o vidro blindado, oferecendo diversas vantagens para a blindagem de veículos. Apresenta diversas outras vantagens sobre o vidro, e para uso civil já está sendo usado em leitores de código de barras em supermercados devido ao seu alto índice de transparência para luz visível e ultravioleta. Todo o mercado pode se beneficiar dessa descoberta, dependendo somente da queda do preço desse produto, pois o método de produção do ALON é ainda 5 vezes mais caro que o vidro blindado. Muitas pesquisas estão avançando nesse campo, basta lembrar que o alumínio já foi considerado metal nobre devido ao mesmo problema (alto custo de fabricação) e hoje é um material muito barato. 3.2.6 Alumínio– Precauções Segundo a Organização Mundial da Saúde, atualmente se entende que a dose semanal tolerável é de 1 mg de alumínio por quilograma de massa corporal. Portanto, uma pessoa de 50 kg teria uma dose tolerável de 50 mg de alumínio por semana. O alumínio é um dos poucos elementos abundantes na natureza que parecem não apresentar nenhuma função biológica significativa. Algumas pessoas manifestam alergia ao alumínio, sofrendo dermatites ao seu contato, inclusive desordens digestivas ao ingerir alimentos cozidos em recipientes de alumínio. Para as demais pessoas o alumínio não é considerado tão tóxico como os metais pesados, ainda que existam evidências de certa toxicidade quando ingerido em grandes quantidades. Em relação ao uso de recipientes de alumínio não se têm encontrado problemas de saúde, estando estes relacionados com o consumo de antiácidos e antitranspirantes que contêm este elemento. Tem-se sugerido que o alumínio possa estar relacionado com a doença de Alzheimer, ainda que esta hipótese não tenha comprovação conclusiva. O Alumínio é um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre na forma de óxido de alumínio (Al2O3). Talvez por causa disto ele é tido como inofensivo mas a exposição a altas concentrações pode causar problemas de saúde principalmente quando na forma de íons em que ele é solúvel em água. Sua concentração parece ser maior em lagos ácidos. Nestes lagos o número de peixes e anfíbios está diminuindo devido a reações de íons de alumínio com proteínas nos alevinos de peixes e embriões de anfíbios. Fig. 5 Amostra de alumínio 3.2.7 Alumínio – Efeitos sobre plantas Alumínio é um dos principais fatores que reduzem o crescimento das plantas em solos ácidos. Embora seja geralmente inofensivo para o crescimento das plantas em solos de pH neutro, a concentração em solos ácidos de Al3+ aumenta o nível de cátions e perturba o crescimento da raiz. A maioria dos solos ácidos estão saturados de alumínio ao invés de íons de hidrogênio. A acidez do solo é, portanto, um resultado de hidrólise de compostos de alumínio. 3.2.8 Alumínio – Etimologia Palavra proposta por sir Humphrey Davy, no fim do século XVIII. Inicialmente foi chamado de alumium ou aluminum; este último, adotado nos Estados Unidos; mas, na Inglaterra e em muitos outros paises, alumínium, com a terminação ium, usual para os metais. O nome foi escolhido devido ao alume, sal mineral usado como adstringente, que em latim se chamava alumen, "sal amargo", com a mesma origem do Grego aludoimos, "amargo". 3.3. Condutor cobre ou alumínio? Antes de iniciarmos nossas considerações, convém recordar algumas características dos dois metais em análise: – densidade do cobre (dCu) = 8,89g/cm³ – densidade do alumínio (dAl) = 2,703 g/cm³ – resistividade do cobre (ρCu) = 17,241 Ω.mm²/km – resistividade do alumínio (ρAl) = 28,264 Ω.mm²/km Como a resistividade do alumínio é maior que a do cobre, para conduzir a mesma corrente, a seção do condutor de alumínio deve ser maior que a do cobre. Mesmo assim, a massa de alumínio será menor que a do cobre, uma vez que a densidade do alumínio é 30% da densidade do cobre: (Peso do cobre)/(Peso do Alumínio)= (17,241 x 8,89)/(28,264 x 2,703) = 2 Ou seja, o condutor de alumínio teria a metade do peso do condutor de cobre. 3.3.1 Cobre vs Alumínio – Custo e Preço O custo do quilograma de cobre é maior que o de alumínio. Na ocasião em que este artigo estava sendo escrito, o custo do alumínio era de cerca de US$ 2,00 por quilograma, enquanto o custo do cobre era de cerca de US$ 8,00 por quilograma. Considerando que a fabricação do condutor cause um acréscimo de US$ 200 por tonelada dos dois metais (em geral, a fabricação do condutor de alumínio é mais cara por tonelada que a de cobre), o custo do condutor de alumínio ficaria em US$ 2,20/kg e o de cobre em US$ 8,20/kg. Isso faz com que o custo do condutor de cobre seja (8,20 / 2,20) x 2 = 7,45 vezes maior que o custo do condutor equivalente de alumínio. É verdade que, atualmente, o alumínio esta com um preço menor que a média do mercado mundial, enquanto o cobre está com um valor dentro de sua média. Em geral, a relação de custo cobre/alumínio varia de um fator de 5 a 8 (ou seja, o condutor de cobre é de 5 a 8 vezes mais caro que o condutor equivalente de alumínio). Mas então, por que o cobre tem sido usado preferencialmente, onde o peso não é um fator fundamental, como nas linhas aéreas? É preciso lembrar que, antes de 2003, o preço do cobre variava entre US$ 1.000 e US$ 1.500 por tonelada, enquanto a variação do preço do alumínio era entre US$ 1.300 e US$ 1.700, havendo épocas em que a tonelada do 6 alumínio e do cobre tinha quase o mesmo preço. Desse ano em diante, os dois metais sofreram altas e baixas em seu preço, mas o do cobre cresceu mais e, nos últimos anos, a relação de custos entre o alumínio e o cobre tem sido próxima de 1:4. Ou seja, usar o cobre sempre foi mais oneroso, mas a relação atual está muito grande e mantendo-se por muito tempo. 3.3.2 Cobre vs Alumínio – Restrições Até o momento, a conclusão óbvia seria que o uso de condutores de alumínio proporcionaria uma economia fantástica; assim, por que ainda se utilizam condutores de cobre na grande maioria dos cabos elétricos? Em primeiro lugar, quando exposta ao ar, a superfície do alumínio fica recoberta por uma camada invisível de óxido, de características altamente isolantes e de difícil remoção. Nas conexões com alumínio, um bom contato só será conseguido com a ruptura desta camada, e o principal motivo da utilização de conectores de pressão e aparafusados é essa ruptura. O cobre não traz este problema. Além disso, o alumínio escoa com pequenas pressões, afrouxando as conexões. Com esse afrouxamento, há a possibilidade de formação de óxido, que eleva a resistência elétrica da conexão e provoca seu aquecimento, que é uma causa potencial de incêndio em instalações de cabos isolados. Por estes dois motivos, as conexões de cabos de alumínio têm de ser inspecionadas rotineiramente por pessoal especializado. Assim, a norma brasileira de instalações elétricas de baixa tensão (ABNT NBR 5410), em sua seção referente a condutores, traz diversas restrições ao uso de condutores de alumínio. Essas restrições são quanto a locais – por exemplo, onde exista alta densidade de ocupação e condições de fuga difíceis, como hotéis e hospitais, é terminantemente proibido o uso de cabos com condutores de alumínio -, seções (especificando seções maiores como sendo as mínimas, indiretamente se limita o uso dos condutores de alumínio a instalações de maior potência, onde deve haver um responsável técnico que saiba fazer as inspeções) e, cumulativamente, restringe-se o uso desses condutores onde explicitamente exige-se que a instalação e manutenção sejam feitas por pessoal qualificado. Outro problema é que a maioria dos circuitos é constituída por condutores e conexões de cobre. Como o alumínio e o cobre estão separados eletro quimicamente por 2 V, existe uma predisposição da conexão cobre-alumínio à corrosão galvânica. Por fim, nos últimos anos tem crescido muito a utilização de condutores flexíveis, onde antes eram utilizados condutores rígidos. A diferença entre condutores rígidos e flexíveis é o número de fios – e, consequentemente, o diâmetro desses fios – que compõem o condutor. Por exemplo, um condutor de cobre de seção 25 mm² pode ter constituições tais como: – 1 fio de diâmetro 5,64 mm (rígida); – 7 fios de diâmetro 2,14 mm (rígida); – 126 fios de diâmetro 0,50mm (flexível); – 196 fios de diâmetro 0,40 mm (flexível); – 783 fios de diâmetro 0,20 mm (extra flexível). A liga de alumínio normalmente utilizada em condutores isolados não é adequada para fios com diâmetros menores que cerca de 1 mm. Fios muito finos alongam-se durante o processo e quebram-se no manuseio. Entretanto, existem ligas especiais que permitem a fabricação de fios finos, com características semelhantes às dos fios de cobre e mantendo a resistividade das ligas tradicionais. Até o momento, seu uso tem se restringido a cabos para usos especiais, como na indústria automotiva e aeroespacial. 3.3.3 Cobre vs Alumínio – mesma resistência? Não exatamente. A resistência do alumínio é 65% mais alta que a do cobre. Por conseqüên-cia, para conduzir a mesma corrente elétrica, um cabo de alumínio vai precisar de um cruza-mento de seção 65% maior que o correspondente a um cabo de cobre.Mas, essa não é toda a história! Além de ser menos condutivo, o alumínio é três vezes maisleve que o cobre. Deste modo, o cobre e o alumínio têm cada um suas próprias característi-cas de aplicação. 3.3.4 Alumínio vs Cobre – Qual é o condutor a ser usado em cabos elétricos em residências e escritórios? O cobre é utilizado em residências e escritórios por vários motivos práticos. Os terminais deconexão e tomadas feitos de alumínio seriam muito maiores, o que é pouco prático. Os cabosseriam mais espessos, sendo necessários condutores ou rodapés elétricos maiores. Além disso,os cabos de cobre estão compostos por uma quantidade de finos fios de cobre, resultando emum cabo altamente flexível e de fácil introdução nos conduítes.Existe outra razão pela preferência do cobre em edifícios: é um material que permite cone-xões do tipo cabo- rosca (ver figura), que são muito convenientes. Estas conexões não podemser utilizadas com cabos de alumínio. Sob a pressão da rosca, o alumínio poderia crescer,resultando em uma conexão fraca que apresenta risco de fogo. 3.3.5 Alumínio vs Cobre – Existem outros critérios importantes além da condutividade e densidade?? Sim, existem O cobre possui ótimas características que o tornam um condutor de equipamen-tos elétricos por excelência . Mecanicamente é um material mais forte que o alumínio, e, porconseqüência, mais durável. Isto é especialmente verdadeiro para aplicações em instânciascomplexas, como guinchos para puxar automóveis, cabos magnéticos para motores ou cabosde poder em ambientes industriais.Seu coeficiente de expansão térmica também é baixo, o que significa que não se expandemuito quando aquecido. Deverá ser deixado menos espaço livre para a expansão do materialna aplicação. O cobre tem igualmente maior capacidade térmica que o alumínio (when refe-renced per volume unit), portanto pode processar mais calor em processos passageiros.Os designs em cobre geralmente resultam em aplicações elétricas mais compactas. Esta com-pactação também protege os materiais da não-condutividade da aplicação. Como resultado,um design feito em cobre pode acabar sendo mais leve que seu equivalente em alumínio, ape-sar do maior peso do cobre. 3.4. Em linhas de transmissão Os condutores das linhas de transmissão, são considerados oselementos ativos por estarem normalmente energizados, sendo a sua escolhabaseada em função das características técnicas e econômica, ou sejaassegurar que a linha transfira a potência necessária a um custo razoável,visando o bom desempenho do sistema de transmissão. Para atendimento aesta premissa, os condutores devem ser selecionados com suficientecapacidade técnica para atender as condições de regime normal e deemergência. O custo dos condutores representa cerca de 60% do custo dosmateriais de uma linha de transmissão, restando 40% para os demaiscomponentes, daí a importância para o dimensionamento correto dos mesmos. Linhas de Transmissão – 6° Semestre de 2017 7 3.4.1. Alta condutibilidade O material deve ter baixa resistência elétrica, de modo que asperdas por efeito joule possam ser mantidas, dentro de limiteseconomicamente rentáveis, considerando o custo de transporte deenergia. 3.4.2. Elevada resistência mecânica A resistência mecânica é responsável pela integridade física dos condutores, garantindo a continuidade do serviço e segurança das instalações. Quanto maior for a resistência mecânica, mais econômico será o projeto da linha, com o aumento do rendimento de utilização das estruturas. 3.4.3Baixo peso específico Quanto menor o peso específico dos condutores, menores serão os esforços mecânicos transmitidos as estruturas, conseqüentemente serão utilizadas estruturas mais leves e mais econômicas. 3.4.4. Alta resistência a oxidação O material deve ser resistente às condições agressivas do ambiente uma vez que com a oxidação ocorre a, perda da secção útil do condutor, provocando a redução da sua resistência mecânica e eventual ruptura do condutor. Os materiais que atendem a estas características são: cobre, alumínio, bem como ligas de alumínio, que são empregados em larga escala comercial atualmente. Inicialmente foram utilizados os cabos de cobre que apresentavam como vantagens, alta condutibilidade, elevada resistência mecânica, além de alta resistência à corrosão e elevado peso específico exigindo estruturas mais robustas. Em 1895 foram construídas as primeiras linhas de transmissão com cabos de alumínio, que naquela época apresentavam as desvantagens de ter um preço mais elevado e de menor resistência mecânica quando comparado com o cobre. A partir de 1908, com a invenção dos cabos de alumínio com alma de aço, CAA ou ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced) foram utilizados com sucesso em 1913 na linha BIG CREER na Califórnia. Estes apresentam todas as vantagens quando comparado com o cobre, sendo portanto largamente utilizado até os dias de hoje. Se por um lado os condutores de alumínio conduzem menos que os de cobre, por outro lado apresentam menores perdas por efeito corona, uma vez que para transportar a mesma corrente, são necessários condutores de alumínio com diâmetro 1,6 maiores que o de cobre e o investimento representa cerca de 25% do investimento necessário para a bitola de cobre equivalente.s. 3.4.5 Ensaios As linhas de transmissão, como outros equipamentos elétricos, devem passar por alguns ensaios que têm o objetivo de garantir o seu correto funcionamento. Como já foi visto, essas linhas não são um equipamento único, e sim formadas por diferentes peças e estruturas. Por isso, os ensaios feitos nas linhas de transmissão são diferentes ensaios realizados nessas peças. 3.4.6 Ensaios em ferragens Os ensaios realizados nas ferragens da linha de transmissão, como representado na figura 10.1.1, são divididos nos seguintes grupos: Ensaios de protótipos - Os ensaios de protótipo são ensaios de verificação eletromecânica do projeto. Eles se restringem, geralmente, às provas de verificação da tensão de radio-interferência corona e arco de potência. A ferragem em si não precisa da realização desse ensaio, pois o seu anteprojeto passa por diversos desenvolvimentos, aperfeiçoamentos e ensaios em protótipos antes de ser liberada para comercialização. Ensaios de tipo da ferragem em geral - Os ensaios de tipo correspondem à verificação de determinadas características físicas, químicas e de desempenho elétrico. São realizados com matéria-prima, produtos semi-acabados durante o ciclo industrial, acabados ou conjuntos. Ensaios de tipos especiais - São ensaios diferenciados realizados apenas em algumas peças da ferragem.Essas peças que merecem maior atenção são: Grampos de ancoragem para estruturas metálicas; Amortecedores Stockbridge; Amortecedores Preformados; Espaçadores amortecedores e Esferas de sinalização. 3.4.7 Padronizações Brasileiras As normas brasileiras elaboradas pela ABNT especificam as caracteristiscas exigíveis na fabricação e para recebimento dos condutores destiandos a fins elétricos. A – Condutores de Cobre – aplica-se a EB-12 – cabos nus de cobre. De acordo com essa norma, os cabos deverão ser especificados através da indicação de: - secção em milímetros quadrados [mm²]; - composição, ou números de filamentos; - classe de encordoamento. Para fins comerciais, conserva-se a designação convencional e consagrada pelo uso, da própria escala AWG. A EB-12 é complementada pela EB-11 – fios nus de cobre para fins elétricos. No Brasil fabricam-se cabos de cobre nas bitolas que vão desde 13,3 mm² (referência comercial n.° 6) até 645,2 mm² (referência comercial 1000 MCM), nas têmperas dura e semidura. O encordoamento é feito de acordo com as classes A e AA, definidos por norma. Os encordoamentos classe AA são normalmente empregados em condutores para linhas aéreas capa protetora ou quando se deseja maior flexibilidade. As norms EB-11 e EB-12 regulam as características que os fios e cabos nus de cobre possir. Assim: a – qualidade do material, suas características elétricas e físicas; b – acabamento; c – encordoamento; passo do encordoamento; d – emendas; e – variação do peso e da resitência elétrica; f – dimensões, construção e formação; g – tolerância no comprimento dos cabos; h – embalagem e marcação desta; i – propriedades mecânicas e elétricas; j – ensaios de aceitação; k – responsabilidade dos fabricantens. B – Condutores de alumínio e alumínio-aço – suas características são especificadas no Brasil pela ABNT através das normas: 8 - EB-219 – fios de alumínio para fins elétricos; - EB 292 – fios de aço zincado para alma de cabo de alumínio; - EB-193 – cabos de alumínio (CA) e cabos de alumínio com alma de ação (CAA) para fins elétricos. Sua designação deve ser feita pela aéra nominal da secção de alumínio, expressa em milímetros quadrados, pela formação, pelo tipo (CA ou CAA), pela classe de encordoamento correspondente e, eventualmente, pela referência comercial. Está enraizada, na insdustria da energia elétrica no Brasil, a designação dos cabos de alumínio (CA) e alumínio com alma de aço (CAA) através do código canadense de referências comerciais. De acorodo com esse código, há, para cada tipo de cabo, uma famíli de nomes aravés dos quais cada bitola fica completamente definida. Assim, para os cabos CA, as palavras- código são nomes de flores, e, para os cabs CAA, aves, em ambos os caos na língua inglesa. Como exemplo: Código: TULIP – cabo CA de alumínio, composto de 19 filamentos, com área total de 335 400 CM; - diâmetro dos filamentos: 3 381 mm; - diâmentro do cabo (nominal): 16,92 mm; - peso do cabo (nominal): 467,3 kg/km; - carga de ruptura: 2995 kg; - resistência elétrica: em CC a 20°C: 0,168 ohm/km. Código: PENGUIN – cabo CAA, composição 1 fio de aço e 6 de alumínio com uma secção de 125,1 mm²; - bitola AWG n.° 0000; - diâmetro do fio de aço: 4,77 mm; - diâmetro do fio de alumínio: 4,77 mm; - diâmetro do fcabo (nominal) 14,3 mm; - peso do cabo (nominal): 432,5 kg/km - carga de ruptura: 3 820 kg/km; - resistência elétrica: em CC a 20°C: 0,26719 ohm/km.. 3.4.8 Padronização de cabos Nos Estados Unidos e na Europa surgiram diferentes tabelas de padronização de condutores. Especificamente no padrão de comercialização americana é a AWG (American Wire Gauge), o número que identifica o padrão é dado pelo número de vezes que o condutor é trefilado, isto é pelo número de vezes que o condutor passa pela trefila (ferramenta de corte circular que desbasta o condutor até ele atinguir o tamanho desejado). Em outras palavras, quanto maior o padrão AWG menor o seu diâmetro efetivo. A padronização brasileira é a mesma adotada pelos Estados Unidos: Condutores de cobre para os condutores de cobre (cabos nus de cobre), utiliza-se a EB-12. De acordo com a ABNT, os condutores de cobre devem ser especificados em função da secção em milímetros quadrados, da composição (ou número de filamentos) e da classe de encordoamento. No Brasil, fabricam- se cabos de cobre nas bitolas de 13 mm² (referência comercial nº. 6) até 645,2 mm² (referência comercial 1000 Mil Circular Mil), nas temperas duras e semiduras. O encordoamento é feito de acordo com as classes A e AA, definidos por normas. Os encordoamentos classe AA são empregados em condutores para linhas aéreas. Os condutores classe A em linhas aéreas são usados quando munidos de capa protetora ou quando se deseja maior flexibilidade. Fig. 6 Exemplos de alguns cabos no sistema de nomenclatura de cabos em AWG (American Wire Gauge). Já quanto ao padrão canadense de nomeclatura de cabos. São utilizados nomes de aves em cabos com alma de aço (CAA) e nome de flores em cabos sem alma de aço (CA). Sendo que as palavras codigo para tais são sempre pertencentes a lingua inglesa 3 Fig. 7. Exemplos de alguns cabos CAA (cabos com alma de aço) no sistema de nomenclatura canadense. 3.4.9 Sistema AWG e MCM American Wire Gauge (AWG), também conhecida como a bitola Brown & Sharpe, é um sistema de padronização de bitola utilizado desde 1857, predominantemente na América do Norte para os fios de diâmetros sólidos, redondos e não ferrosos eletricamente condutores de corrente elétrica. As dimensões dos fios são dadas na ASTM padrão B 258. A área da secção transversal de cada indicador é um fator importante para determinar a sua capacidade de transporte de corrente. Um número crescente de calibre denotam diminuindo diâmetros de arame, que é semelhante a muitos outros sistemas não métricas de aferição, como o padrão Britânico de bitolas SWG, substiuido pelo o padrão americano AWG. Este sistema de bitola Linhas de Transmissão – 6° Semestre de 2017 9 originado do número de operações de estampagem utilizadas para produzir uma determinada bitola de fio. Por exemplo fios muito finos como: calibre 30. Os fabricantes de fios de antigamente tinham sistemas de bitolas dos fios, o desenvolvimento da padronização de calibres foi feito para racionalizar seleção de fios para um propósito particular. As tabelas AWG são para um único condutor, sólido, redondo. A AWG de um fio torcido é determinada pela área da secção transversal do condutor sólido equivalente. Uma vez que também há pequenos intervalos entre os fios, um fio torcido irá sempre ter um diâmetro total ligeiramente maior do que um fio sólido com o mesmo AWG. Por definição, o número 36 AWG é de 0,005 polegadas de diâmetro, e o númeto 0000, é de 0,46 polegadas de diâmetro. A proporção desses diâmetros é 1:92, e existem 40 tamanhos de calibre de números 36 a números 0000, ou 39 passos. Como cada número de calibre aumenta sucessivamente a área transversal por um múltiplo constante, os diâmetros variam geometricamente. A norma B258 ASTM - 02 (2008) Especificação padrão para diâmetros nominais padrão e Áreas Transversais de tamanhos AWG de fios redondos sólidos utilizados como condutores elétricos define a relação entre os tamanhos sucessivos a ser a raiz 39ª de 92, ou aproximadamente 1,1229322. ASTM B 258- 02 também determina que diâmetros de fios devem ser tabulados como não mais de 4 algarismos significativos, com uma resolução de não mais de 0,0001polegadas (0,1 mils) para fios maiores que N° 44 AWG e 0,00001 polegadas (0,01 mils) para fios N° 45 AWG e menores. Tamanhos com vários zeros são sucessivamente maior do que N° 0 e pode ser indicado usando o " número de zeros / 0", por exemplo 4/0 para 0000. Para um m / 0 AWG, utilize n = - ( m - 1) = 1 - m nas fórmulas acima. Por exemplo, para N° 0000 ou 4/0, o uso n = -3. Na indústria elétrica norte americana, os condutores maiores do que 4/0 AWG são geralmente identificadas pela área em milhares de mils circulares (kcmil), onde 1 kcmil = 0,5067 milímetro^². O tamanho do fio mais próxima maior do que 4/0 tem uma seção transversal de 250 kcmil. Um mil circular é a área de um fio de um mil de diâmetro. Um milhão de mils circulares é a área de um círculo com 1,000 ml (1 polegada) de diâmetro. Uma abreviação para os mais velhos e conhecida como mil mils circulares é MCM. 3.4.10 Encordoamento O condutor nu é o fio ou cabo sem revestimento, isolação ou camada protetora de qualquer espécie. Os cabos podem ser unipolares ou multipolares. Um cabo unipolar é defenido como um condutor maciço ou encordoado, dotado de isolação elétrica e de proteção mecânica. Um cabo bipolar, tripolar, ou, de modo geral, multipolar, é um conjunto de dois, três ou mais condutores justapostos, maciços ou encordoados, cada um deles dotado de isolação própria (parede isolante), sendo o conjunto dotado de prote- ção mecânica comum. Chamamos de perna ao cabo não isolado formado por fios, destinado a ser encordoado para a formação de cochas ou de um cabo de encordoamento composto. Cocha, por sua vez, é um cabo não isolado, formado por pernas, destinado a ser encordoado para a formaçào de uma cabo de encordoamento bicomposto. Assim, o encordoamento composto é formado por pernas e o encordoamento bicomposto por cochas. Além desses dois tipos, temos o encordoamento simples que é formado por fios. O sentido de encordoamento pode ser para a direita (horá- rio) ou para a esquerda (anti-horário), segundo o qual os fios ou grupos de fios, ou outros componentes de um cabo, ao passarem por sua parte superior, se afastam do observador que olha na direção do eixo do cabo. O passo de encordoamento é o comprimento da projeção axial de uma volta completa dos fios ou grupos de fios, ou outros componentes. Conjunto de componentes ou de partes de componentes de um cabo, dispostos helicoidalmente e eqüidistantes de um centro de referência. Ao conjunto de fios ou cochas equidistantes do fio ou cocha central de um cabo chamamos de corda. Alma é o fio ou conjunto de fios que formam o núcleo central de um cabo, de material diferente do material das cordas externas e destinado a aumentar a resistência mecânica do cabo. Nas linhas de transmissão, são muito comuns os cabos formados por cordas de fios de alumínio em torno de uma alma de aço. Fig. 8. Encordoamento composto, o resultado do encordoamento de vários fios de diâmetro reduzido, formando "cochas". Fig. 9. Encordoamento de cabos Com tempera dura são indicados para instações aéreas em rede de transmissão e distribuição de energia. Fig. 10. Fios e Cabos de Alumínio NU (CA) (ASC). 10 Fig. 11. Cabos de Alumíno NU (CAA) (ACSR). Com alta relação de secção de aço em relação ao alumínio são indicados para instalações aéreas em rede de transmissão e distribuição de energia, em geral como pára raios. Fig. 12. Cabo de Alumínio NU (CAA Extra Forte) (AACSR). 3.4.11 Cobre vs. Alumínio - Conclusão Há vários tipos de componentes que são capazes de conduzir energia elétrica. Mesmo assim, do ponto de vista comercial, dois são os principais: alumínio e o cobre. O cobre é comercialmente mais caro e, comparativamente, mais pesado que o alumínio. No geral, a principal aplicação do alumínio é em grandes redes de transmissão, com alma de aço, são muito utilizados em áreas de transmisssão de energia e em linhas de distribuição onde lances maiores entre as estruturas são necessárias. O cobre é a opção no caso de instalações domésticas e urbanas, linhas aéreas e redes de distribuição, circuitos secundários, derivações e sistemas de aterramento. Basicamente, o tipo de condutor que se aplica melhor às condições impostas é o usado. Peso, custo, aquecimento e capacidade de condução elétrica são alguns dos fatores físicos e químicos que são levados em consideração na escolha mais adequada para cada aplicação. Dessa forma, os condutores de alumínio são mais usados em grandes redes de transmissão e o cobre em instalações domésticas, por exemplo. Vantagens do alumínio: Comparativamente, o alumínio já chegou a ser oito vezes mais barato que um equivalente de cobre. Além disso, o condutor de alumínio tem metade do peso do seu correspondente de cobre. A terceira maior vantagem desses condutores é resistir melhor à deformação. Todas essas características reduzem os custos do uso desse material em grandes transmissões, pois as torres podem ser menos robustas e o espaçamento entre elas podem ser maiores. Vantagens do cobre: Maior resistência aos fatores externos como oxidação e corrosão galvânica. Essas características reduzem o risco de superaquecimento das fiações. Além disso, o cobre é mais maleável que o alumínio, favorecendo o uso para aplicações e instalações em que fios flexíveis são necessários ou desejáveis. Outro ponto é o fato de que a maioria das estruturas existentes já são de cobre e as conexões cobre-cobre são muito mais confiáveis que alumínio-cobre. Fig. 12. Comparativo entre Cobre e Alumínio. Do ponto de vista econômico, o alumínio sempre foi menos oneroso que o cobre e não há indícios de que isso vá mudar em um horizonte visível de análise. Porém, até mesmo pelo uso mais recorrente, os avanços tecnológicos e de segurança têm sido mais presentes em relação ao cobre - como as instalações flexíveis. Por isso, para se optar para o uso de condutores de alumínio, é preciso ter uma manutenção constante da rede com equipe especializada. Além de, evidentemente, se observar as restrições da lei nacional do setor. Se o peso é um fator importante, o alumínio é o mais recomendável. Agora, se o mais importante for a maleabilidade, o cobre é a opção mais viável. 4 AGRADECIMENTO Quero agradecer a minha mãe, meu padrastro, minha esposa, minha filha e a professor Elson pelo apoio moral nesses anos na faculdade. 5 REFERÊNCIAS [1] ALLCAB – Condutor de Aluminio ou de Cobre http://www.allcab.com.br/condutor-de-aluminio-ou-de-cobre/ acesso 28/março/2017. [2] UNESP – Universidade Estadual Paulista Júlio Mesquita Filho http://www.dee.ufrj.br/~acsl/grad/transm/notas_de_aula/tree2.html acesso 28/marco/2017. [3] AWG e MCM https://en.wikipedia.org/wiki/American_wire_gauge acesso 28/03/2017. [4] Catálogo de Produtos Induscab0s - http://www.induscabos.com.br/wp- content/uploads/2016/05/catalogo-linha-gerais.pdf acesso 29/março/2017. [5] Livro Transmissão de Energia Elétrica – Linhas Aéreas – 1977, Rubens Dario Fuchs acesso 30/03/2017. [6] IMPACTA – Condutor de Cobre ou de Alumínio https://www.impacta.com.br/blog/2015/03/29/condutor-de-cobre-ou- aluminio-saiba-quando-e-por-que-utiliza-los/ acesso 04/04/207.. Cobre Alumínio Resistividade elétrica 17,241 Ω.mm²/km 28,264 Ω.mm²/km Densidade 8,89 g/cm³ 2,703 g/cm³ Peso (densidade x resistividade Massa atômica 63,6u.a. 27u.a. (17,241 x 8,89)/(28,264 x 2,703) = 2