Cavo in Rame vs Cavo in Alluminio: Come Scegliere il Conduttore Giusto

La scelta tra cavi in rame e in alluminio non è un dibattito sulla qualità. Entrambi i metalli soddisfano gli stessi standard e funzionano per decenni quando l'installazione è adatta al metallo scelto. La scelta è un compromesso tra costo, volume, peso e attenzione alle terminazioni. Se questo compromesso è giusto, il risparmio è reale. Se è sbagliato, i giunti si romperanno nel terzo anno.

Questa guida confronta i due metalli in base ai parametri che determinano un progetto, e quindi indica cosa specificare nella richiesta di preventivo.

Perché la scelta tra cavi in rame e alluminio si riduce al costo per ampere

Il prezzo per tonnellata inganna. L'alluminio costa molto meno al chilogrammo, quindi il primo preventivo sembra molto vantaggioso. Tuttavia, l'alluminio trasporta meno corrente a parità di sezione, quindi è necessario utilizzare una sezione maggiore per svolgere lo stesso compito. Il parametro corretto è il costo per ampere di capacità, non il costo per bobina.

Una volta dimensionata ciascuna opzione per lo stesso compito, il divario si riduce. Raramente si annulla completamente, e per tratte lunghe l'alluminio resta la scelta vincente. Nel frattempo, per tratte corte, la manodopera e le terminazioni possono annullare il risparmio ottenuto sul metallo. In pratica, la lunghezza della tratta incide più del prezzo del metallo.

Un altro punto importante. Un confronto tra cavi in rame e alluminio deve utilizzare lo stesso standard per entrambe le parti. Se un preventivo segue la IEC 60502 e l'altro una norma locale, i numeri non sono affatto confrontabili. Quindi confrontare la resistenza del conduttore in rame sulla stessa base.

Confronto tra i due metalli in base a cinque parametri

Iniziare dalla conduttività. Il rame trasporta più corrente per millimetro quadrato, quindi un cavo con conduttore in alluminio richiede una sezione maggiore per lo stesso carico. Questo aumento di sezione è il motivo per cui i due non sono mai direttamente intercambiabili. Confrontando la resistenza del conduttore in rame con quella in alluminio, la differenza di sezione diventa evidente.

Quindi confrontare il peso. L'alluminio pesa molto meno a parità di conduttanza, il che è importante per le linee aeree, per le tratte lunghe e per le strutture con un limite di carico. Poi viene l'espansione termica. L'alluminio si espande di più quando si scalda, quindi un giunto deve tollerare quel movimento.

La corrosione è il quarto parametro. L'alluminio forma uno strato di ossido che lo protegge nell'aria, e quello strato resiste bene a molti tipi di atmosfera. In un giunto rame-alluminio, invece, l'umidità e il sale provocano attacco galvanico. Questo singolo punto spiega la maggior parte dei guasti attribuiti al metallo stesso.

Infine, confrontare come ciascun metallo si comporta al terminale. Il rame mantiene la tensione della vite in modo prevedibile. L'alluminio no, e questa differenza è alla base di tutto il capitolo sulle terminazioni riportato di seguito.

Dove il cavo con conduttore in alluminio è la scelta vincente

Nel frattempo, le tratte lunghe e i percorsi con limitazioni di peso favoriscono l'alluminio. Una linea di alimentazione lunga verso un edificio remoto, una linea aerea tra torri e un montante per edifici alti traggono tutti vantaggio. Il costo per ampere diminuisce, e la struttura supporta un carico inferiore.

Sezioni di grandi dimensioni favoriscono anch'esse l'alluminio. Al di sopra di una certa sezione, il rame diventa rigido e pesante, e le terminazioni diventano più difficili da gestire. Un cavo con conduttore in alluminio rimane lavorabile in sezioni che renderebbero il rame poco pratico. Quindi, più grande è il conduttore, più forte è la motivazione per scegliere l'alluminio.

Laddove la tratta è corta, la motivazione si indebolisce. Un'alimentazione da un quadro di distribuzione di pochi metri consente un risparmio minimo, e le cure aggiuntive per le terminazioni annullano il beneficio. Quindi è necessario valutare ciascun circuito, non l'intero progetto. Ecco perché la decisione tra cavi in rame e alluminio è meglio presa linea per linea sulla lista.

Terminazione: il vero rischio con il cavo in alluminio

Ogni terminazione di cavo in alluminio deve gestire due elementi: ossido e creep (scorrimento lento). Lo strato di ossido che protegge il metallo nell'aria ostacola anche un buon contatto elettrico. Quindi l'installatore deve abraserlo e utilizzare un composto che escluda l'aria.

Inoltre, il creep è il secondo problema. L'alluminio fluisce lentamente sotto una vite terminale, quindi un giunto stretto al primo giorno può allentarsi nel corso dei mesi. Ecco perché è necessario riapplicare la coppia secondo le indicazioni del produttore. È anche il motivo per cui un connettore bimetallico è importante laddove il cavo incontra una barra in rame.

Un connettore bimetallico posiziona una faccia in rame contro la barra in rame e una faccia in alluminio contro il conduttore. Separa i due metalli e interrompe la cella galvanica. Saltarlo, e il giunto si corrode dall'interno. Per questo motivo, il connettore non è un accessorio. È parte del progetto.

Adeguare la scelta alla gamma di prodotti

Una volta stabilita la scelta tra cavo in rame e alluminio, la costruzione segue. Per una tratta di distribuzione a bassa tensione, un cavo elettrico con conduttore in alluminio e isolamento in PVC copre la maggior parte delle applicazioni. Laddove il percorso richiede una classe di temperatura più elevata, un cavo di potenza in alluminio con isolamento in XLPE utilizza lo stesso conduttore con un isolamento migliore.

Per un confronto equo con il rame, considerare un cavo di potenza quadripolare con isolamento in PVC. Dimensionare entrambe le opzioni per lo stesso carico. Questo confronto fianco a fianco è l'unico test onesto. Per i passaggi di acquisto più ampi che precedono l'ordine, leggere la nostra guida sull'approvvigionamento di cavi e fili elettrici.

Cosa specificare nella richiesta di preventivo

In breve, indicare il metallo, la sezione, l'isolamento, la classe di tensione e lo standard. Aggiungere il percorso e le condizioni ambientali per ciascuna linea. Quindi specificare il metodo di terminazione, perché quella scelta modifica gli accessori che è necessario acquistare.

Chiedere alla fabbrica di confermare la dimensione in alluminio che corrisponde al progetto in rame. Un fornitore che indica la stessa dimensione in entrambi i metalli non ha letto la richiesta di preventivo. Inoltre, chiedere quale terminazione per cavo in alluminio la fabbrica raccomanda per il proprio tipo di pressacavo.

Domande frequenti

Posso sostituire un cavo in rame con un cavo in alluminio della stessa dimensione?

No. L'alluminio trasporta meno corrente a parità di sezione, quindi è necessario aumentare la dimensione.

Il cavo in alluminio è più economico in termini generali?

Di solito lo è per tratte lunghe, e raramente per tratte corte. Confrontare il costo per ampere, includendo le terminazioni.

Perché i giunti in alluminio si guastano?

L'ossido blocca il contatto e il creep allenta la vite. Abradere, utilizzare un composto e riapplicare la coppia, e montare un connettore bimetallico.

Il cavo in alluminio richiede pressacavi speciali?

Spesso sì. Il pressacavo deve essere adatto al conduttore e alla armatura, e deve escludere l'umidità.

Standard citati in questa guida

• IEC 60228, conduttori in cavi isolati, pubblicata dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale.

• IEC 60502-1, cavi di potenza con isolamento estruso fino a 1 kV, pubblicata dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale.

• IEC 60364-5-52, sistemi di cablaggio e portata di corrente, pubblicata dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale.

Considerazioni finali

La scelta tra cavo in rame e alluminio è una decisione di dimensionamento prima che di prezzo. Dimensionare entrambi i metalli per lo stesso compito, confrontare il costo per ampere, e trattare la terminazione come parte del progetto. Fare questo, e l'alluminio diventa un risparmio controllato piuttosto che un guasto futuro. Leggere la nostra guida all'approvvigionamento di cavi e fili per il passo successivo, e inviarci il vostro elenco cavi per una risposta linea per linea.