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Marzo/Abril 2010
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Conductores Eléctricos

El Comité B01 de ASTM celebra más de cien años de desarrollo de normas

Las normas del Comité B01 de ASTM International sobre Conductores eléctricos han sido vitales para el tendido eléctrico de Norteamérica desde comienzos del siglo XX.

En su oficina en Carrollton, Georgia, de Southwire Co., Mark Lancaster, P.E., gerente de ingeniería de transmisión aérea, examina una muestra de línea de transmisión que está formada por seis cables de cobre alrededor de un núcleo de cáñamo. Una empresa de servicios públicos ha enviado la muestra al grupo técnico de Southwire para determinar si la línea debe continuar en servicio o no. El cable, quizás originalmente parte de un bucle que rodeaba una cuidad o de una línea que llevaba energía desde una pequeña planta generadora, data de 1909, comentó Lancaster, presidente del Comité B01 de ASTM sobre Conductores eléctricos, año en el que se fundó el B01.

La línea de cobre y cáñamo se remonta a una época en la que la electrificación en los EE. UU. estaba en sus comienzos; la mayor parte del tendido actual se construyó en la primera mitad del siglo XX. Antes de que surgiera el sistema, inventores e innovadores trabajaron durante siglos para entender la electricidad hasta que pudo aprovecharse con la comodidad que hoy damos por sentada. En efecto, la National Academy of Engineering (Academia Nacional de Ingeniería) declaró la electrificación como el mayor logro de la ingeniería del siglo XX.

Después de 1877, cuando un productor de latón de Connecticut llamado Thomas Doolittle desarrolló un alambre de cobre estirado en frìo de temple duro lo suficientemente fuerte como para instalarlo como cable aéreo, las líneas eléctricas se tornaron factibles comercialmente. Thomas Edison perfeccionó la bombilla de luz incandescente en 1879 y la primera estación eléctrica comercial comenzó a entregar electricidad en 1882, en Manhattan, Nueva York. Y, en 1909, once años después de la formación de ASTM, los fundadores de la sociedad consideraron la necesidad de contar con una norma para el cable de cobre estirado en frìo de temple duro para fines eléctricos.

Una decisión del Comité Ejecutivo de ASTM solicitó al "Comité W" desarrollar su primer documento de consenso, "Especificaciones estándar para cable de cobre estirado en frío de temple duro". Un pequeño grupo formado por nueve expertos técnicos se reunió dos veces en la Ciudad de Nueva York, en abril y mayo de 1909, para llegar a un acuerdo con respecto a los requerimientos estándar para el cable redondo estirado en frío de temple duro, el hilo de contacto ranurado para tranvías y el cable o hilo. El grupo acordó los valores estándar para el diámetro y el área, la resistencia a la tensión y la elongación, y la especificación estándar completa fue adoptada el 16 de agosto de 1909.

La primera especificación de lo que se transformaría en el Comité B01 de ASTM ha sido revisada con regularidad y modificada a lo largo de su siglo de existencia. En la actualidad, esa especificación se denomina B1-01 (2007); el nombre sigue siendo el mismo.

Después de aquella primera norma para cable de cobre estirado vinieron especificaciones para cable de cobre estirado en frìo de temple semiduro (B2) e hilo de cobre blando o recocido (B3) en 1912; estos dos documentos también aparecen aún en otras normas del B01, en el Vol. 02.03 del Anuario de normas de ASTM.

En la década del 40, el Comité B01 comenzó a trabajar sobre normas para cables de aluminio. El metal liviano se había tornado de uso común en las aplicaciones eléctricas del siglo XX después de la Segunda Guerra Mundial, indicó Peter Pollak, P.E., de Pollak & Associates LLC en Fairfax Station, Virginia, debido al dinámico aumento de la disponibilidad de aluminio como resultado de la capacidad de producción que se expandió mucho para satisafcer la demanda de metal liviano durante la Guerra. En un principio, el aluminio estaba disponible como material industrial en cantidades comerciales, después del patentamiento en 1889 de un nuevo método para extraer el metal liviano de la bauxita Antes de esto, el aluminio sólo estaba disponible en muy pequeñas cantidades y se lo consideraba un metal precioso, más valioso que el oro.

Los documentos de mayor vigencia del B01 para cables de aluminio abarcan el cable redondo de aluminio (B230/B230M) extra duro (1350-H19), los conductores trenzados extra duros (B231/B231M) y los conductores de aluminio reforzados revestidos en acero (B232/B232M). Este trío de normas, que detallan los requerimientos de tamaño, construcción, masa y resistencia de los conductores, se publicó por primera vez en 1948.
A medida que los sistemas eléctricos locales crecieron para satisafcer la demanda de los centros poblados en crecimiento después de la Segunda Guerra Mundial, "el tendido que evolucionó hasta lo que existe en la actualidad se construyó utilizando normas para los productos de las especificaciones del B01", explicó Pollak. El resultado permite tener hoy varios cientos de miles de millas de cable de transmisión que alimentan a una cantidad aún mayor de líneas de distribución.

NORMAS PARA METALES EN CONDUCTORES ELÉCTRICOS

Resistencia y conductividad: estas dos características siguen siendo críticas en el diseño de los condutores eléctricos para la transmisión y distribución de la energía eléctrica. En la muestra de la línea de transmisión de cien años enviada a Southwire, explicó Lancaster, el cáñamo se utilizaba para expandir y redondear los hilos de cobre, que proporcionaban la conductividad. Si bien en la actualidad el acero sería un núcleo probable para lograr resistencia, y el aluminio para lograr conductividad, el cobre sigue predominando en el uso en hogares y oficinas.

Las normas del Comité B01 cubren especificaciones para metales en cables y conductores a lo largo del tendido eléctrico. Las normas también se aplican a una gran variedad de cables para aplicaciones eléctricas, todas aquellas en las que se utilice cobre, aluminio o acero. El comité actualmente mantiene 80 normas con especificaciones para conductores eléctricos de cobre, aluminio, acero y compuestos así como terminología y métodos de prueba.

El trabajo actual del B01 está dirigido a los conductores con núcleo compuesto, que, junto con los nuevos aceros de alta temperatura/resistencia, pueden transportar más corriente. "Estos nuevos materiales para el núcleo proveen a la industria opciones que les permiten hacer circular más energía por el tendido con mayor eficiencia", explicó Lancaster.

El Subcomité B01.07 también está trabajando en especificaciones para Conductores de metales livianos para cable con núcleo compuesto de matriz de aluminio reforzado con fibra (WK26302) y conductores de aluminio trenzados reforzados compuestos (WK26301).

En el Subcomité B01.02 sobre Métodos de prueba y procedimientos de muestreo, se está redactando una norma para hacer pruebas a conductores metalizados en plata para aplicaciones espaciales electrónicas (WK5820). Además, el hilo guía, que por lo general está hecho de acero revestido en cobre para darle más resistencia y que se tiende junto con las líneas de gas de cañerías plásticas para localizarlas con más facilidad, es el tema de la especificación propuesta en el Subcomité B01.06 sobre Conductores compuestos. El subcomité también está trabajando en materiales para puesta a tierra.

Los conductores trenzados y de cinta plana hechos de cobre y revestidos con plata, níquel o estaño son el tema actual de los tres puntos de trabajo del Subcomité B0.04 sobre Conductores de cobre y aleaciones de cobre, que también está desarrollando una especificación para alambre de cobre recocido revestido en estaño. Algunas aplicaciones electrónicas como las computadoras exigen conductores trenzados y de cinta plana, y los materiales aún no han sido cubiertos por normas establecidas.

LAS NORMAS DEL B01 Y EL TENDIDO INTELIGENTE

Una visión de un tendido actualizado y moderno, diseñado para cumplir con los desafíos de los Estados Unidos en el siglo XXI, según el Departamento de Energía de los EE. UU., mejorará la confiabilidad, eficiencia y seguridad del sistema eléctrico nacional al tiempo que reducirá el impacto ambiental de la energía. Queda pendiente aún la definición de gran parte de la tecnología para un tendido y dispositivos inteligentes, sin embargo, hay algo que es cierto: las líneas de transmisión y distribución seguirán siendo necesarias para llevar la corriente eléctrica. En Norteamérica, estas líneas de energía serán especificadas mediante normas desarrolladas por el Comité B01 de ASTM International sobre Conductores eléctricos.

Pollak explicó que las normas tal como la B957, Especificación para alambre con núcleo de acero revestido en zinc (galvanizado) con resistencia extra alta y ultra alta para conductores aéreos eléctricos y la B958, Especificación para alambre con núcleo de acero revestido con aleación de zinc clase A - 5% aluminio - mischmetal con resistencia extra alta y ultra alta para uso en conductores eléctricos aéreos, pueden ser solicitadas para nuevas líneas de transmisión que incrementarán las capacidades. Quizás también se utilicen muchas otras especificaciones del B01.

"El tendido inteligente se refiere al control eficaz del uso de la energía", dijo Dustin Fox, gerente técnico de Fushi Copperweld, Fayettevill, Tennessee, vicepresidente del B01 y presidente del B01.06. "Cada conductor utilizado para la transmisión y la distribución estará cubierto en la B01".

UNA CONTRIBUCIÓN DURADERA

El Comité B01 se reúne dos veces al año, y el grupo de casi 80 miembros, que representa a los productores de materiales y cables así como a las empresas de servicios públicos, sigue trabajando en normas que se utilizan en toda Norteamérica.

"Estamos trabajando todos juntos y realmente lo hacemos para lograr lo mejor para los productos y las industrias", dijo Lancaster. "Los competidores se reúnen y dejan de lado sus agendas, y trabajan exclusivamnete para el beneficio de la industria y el consumidor".

Pollak agregó: "Sin las normas de productos del B01, el tendido (el mayor logro de la ingeniería del siglo XX) habría tenido que ser reinventado."

PARA OBTENER MÁS INFORMACIÓN

El Comité B01 invita a todas las personas interesadas a participar en sus actividades de desarrollo de normas. Para obtener más información, haga clic aquí, o póngase en contacto con la gerente de personal Jennifer Rodgers (Teléfono: 610-832-9694).