Materials elèctrics: conductors, tubs i canalitzacions

L’element per on som capaços d’enviar l’energia o el corrent elèctric, des d’allà on es disposa fins on es consumeix, és el cable elèctric.

El cable elèctric, com qualsevol altre objecte de la tècnica o de la ciència, cal estudiar-lo per veure com funciona. D’aquesta manera aprofitem al màxim els avantatges, i reduïm al mínim els possibles inconvenients. El cable, doncs, divideix en dues parts o components físics: el conductor i l’aïllant. El conjunt conductor i aïllant és el que normalment anomenem cable elèctric.

Per a l’estudi del conductor elèctric ens aprofitem dels avenços de la física i la matemàtica en aquest camp. El que es tracta és d’associar els fenòmens físics a les fórmules matemàtiques que ens interessen per després poder conèixer i dimensionar una instal·lació elèctrica.

El fenomen més important associat al conductor elèctric és la resistència que aquest ofereix al pas dels electrons.

La resistència és un element molt important, ja que en funció d’aquest el conductor s’escalfarà més o menys. Que un conductor s’escalfi és poc desitjable perquè els conductors porten uns aïllants plàstics que no suporten altes temperatures, es fonen. Aquesta escalfor també pot ser el començament d’un incendi. Aquest fenomen d’escalfament és també conegut com a efecte Joule, en honor al seu descobridor.

Els conductors no poden tenir qualsevol diàmetre, ni tampoc poden ser del color que més ens agradi per motius estètics. El conductor, per seguretat, fiabilitat i per reduir costos són d’uns diàmetres fixos i d’uns colors que varien depenent de la funció que desenvolupen dins de la instal·lació.

Pel que fa als aïllants, són de materials polimèrics. N’hi ha principalment de dos tipus: els termoplàstics, que aguanten només fins als 70 ºC de temperatura, però que són barats; i els termoestables, que aguanten fins a 90 ºC de temperatura i que són més cars. A més a més, hi altres tipus per a aplicacions especials, com ara que siguin elàstics o que no facin fum en cremar-se. A més, els aïllants tenen diferents colors que ens vénen imposats per les reglamentacions i normalitzacions per distingir les diferents funcions que tenen dins la instal·lació. I no per qüestions estètiques, o imposicions dels fabricants.

Pel que fa al nom que el cable elèctric pren en el món professional de l’electricitat és molt divers. S’utilitzen altres paraules, a més de cable elèctric, per diferenciar tipus o agrupacions de conductors elèctrics i aïllaments. A continuació us presentem tot un seguit de termes específics per parlar de material elèctric amb propietat:

• Fil: conductor cilíndric unipolar i amb un únic fil de coure o alumini.
• Cable o cable unipolar: conductor elèctric format per diversos fils enrotllats amb espiral.
• Mànega o cable multipolar: conjunt de fils o cables aïllats amb una coberta exterior comuna a tots aquests.
• Pletina: conductor de secció rectangular. Emprat en quadres elèctrics i bobinatges de motors i transformadors de potència elevada.

Quan parlem d’un circuit elèctric ràpidament ens ve al cap una imatge com la de la figura.

En aquest, i per poc que coneguem la simbologia, veiem una font de tensió i una làmpada que consumeix tot el corrent. I tots dos estan units per un conductor que suposem ideal, és a dir, un conductor que transmet tota l’energia elèctrica que genera la font fins al consumidor, la làmpada, i no tenim cap tipus de pèrdua. En la situació real això no és veritat, hi ha pèrdues, però aquestes pèrdues de vegades són tan petites que no es tenen en compte. En el cas dels circuits elèctrics sí que cal tenir-les en compte, ja que poden arribar a ser importants i en alguns casos perilloses.

Les pèrdues del conductor són degudes al fet que tot conductor s’oposa, ofereix una resistència al pas del corrent elèctric.

Aleshores si volem apropar-nos més a la realitat, és a dir, que el circuit elèctric ideal s’apropi més al que realment passa, hem de representar en l’esquema del circuit l’efecte que la resistència té.

Com fem per fer el circuit més fidel a la realitat?

Hem de posar una resistència R (figura) en la qual suposem concentrada tota la resistència que ofereix el conductor al pas del corrent:

En realitat aquesta resistència no és un element independent o extern com passa als circuits electrònics. En l’electrònica les resistències sí que són uns elements físics independents que s’utilitzen per limitar el pas del corrent o provocar una caiguda de tensió.

Els conductors dels circuits electrònics, com ara els cables elèctrics o les unions soldades entre components, també tenen una resistència, però aquesta no la tenim normalment en compte per dues raons: la primera és que els corrents són mínims, a l’entorn de mA, i la segona és que les resistències són molt curtes, a l’entorn de cm. Però a les instal·lacions elèctriques els corrents són molt més elevats, a l’entorn de desenes o centenars d’amperes, i les distàncies fàcilment són centenars de metres. Així doncs, quan posem en marxa una instal·lació elèctrica cal tenir en compte la resistència que el cable elèctric té, tant a efectes de caiguda de tensió com a efectes d’escalfament.

Així doncs, quan posem en marxa una instal·lació elèctrica cal tenir en compte la resistència que el cable elèctric té, tant a efectes de caiguda de tensió com a efectes d’escalfament.

Quan parlem de resistència ens referim a la resistència que ofereixen els electrons al pas del corrent elèctric. Aquest fenomen físic és molt clar, però no ens val conèixerlo i prou, sinó que hem de ser capaços de quantificar-lo; és a dir, de mesurar-lo, de calcular-lo i de posar-li unitats. I per això és imprescindible l’ús de les matemàtiques, matemàtiques molt senzilles però necessàries, i que tot aquell que vulgui conèixer el funcionament d’una instal·lació elèctrica caldria que sabés, fins i tot de memòria…

Quins són els factors que afecten la resistivitat d’un conductor?

Podem pensar en el corrent elèctric com un flux d’electrons, com una canonada per on passa aigua i que, tot passant-hi, va perdent forçao millor dit, pressió. Si en comptes d’aigua, pensem en electrons, en comptes de canonada, en cable elèctric, i en comptes de pressió, tensió o voltatge, veiem més clarament quin és el funcionament de cada un dels elements. Així, per exemple, com més ampla és la canonada l’aigua perd menys pressió, en electricitat com més gran és la secció del conductor menys pèrdua de voltatge tenim. També hi influirà que la canonada sigui més o menys llarga i que sigui de metall o de plàstic, antiga o nova.

Els factors que intervenen en la resistència del conductor elèctric al pas del corrent són:

• s: secció del conductor, que cal expressar-la en mm². Com més secció més facilitat de pas tindran els electrons; així doncs, tenim que són inversament proporcionals: com més secció menys resistència.
• l: longitud del conductor, que cal expressar en metres. Lògicament, com més longitud els electrons aniran perdent “força”, és a dir, la resistència serà directament proporcional a la longitud. Com més longitud més resistència.

• ρ: resistivitat. És una constant que depèn del material, i el material més utilitzat per als conductors elèctrics són el coure ( = 1/56 Ωmm²/m) i l’alumini ( = 1/35 Ωmm²/m). Com més resistivitat, més resistència presenta el conductor; així doncs, és directament proporcional. El coure és més bon conductor que l’alumini (té menys resistivitat), però té dos inconvenients: un és que el coure pesa molt més que l’alumini; l’altre és l’elevat preu del coure, que cada vegada és més elevat que el de l’alumini.

Aquests tres factors són els que intervenen en la resistència del conductor i ara només cal posar-los a la mateixa fórmula: els directament proporcionals multiplicant i els inversament proporcionals dividint.

Una de les conseqüències de la resistència d’un conductor és la diferència entre la tensió inicial i la tensió final, que es coneix amb el nom de caiguda de tensió.

La caiguda de tensió és la responsable que a una instal·lació no hi arribin els 230 V que en un principi surten del transformador. És a dir, en surten 230 V, però com que el cable no és perfecte i té una resistència, ens arriben, per exemple, només 225 V. Això vol dir que la caiguda de tensió ha estat de 5 V.

Una altra de les característiques que cal tenir en compte en l’elecció del conductor és l’escalfament al qual estarà sotmès. Per què un conductor s’escalfa?

És el corrent que passa pel conductor el que fa que aquest s’escalfi, per dir-ho així. La resistència o el fregament dels electrons al seu pas pel conductor fan que aquest s’escalfi. Els elements que intervenen en aquest escalfament són el corrent que hi passi, la resistència (R) i el temps (t) que estigui passant. Tot plegat ho podem resumir en la següent fórmula

on:

• R = resistència
• I = intensitat que passa pel circuit
• t = temps que està en marxa

Per tant, hem de tenir en compte la quantitat de corrent que passa per un conductor per tal que no s’escalfi excessivament, ja que si ho fa es pot fondre l’aïllant, provocar un curtcircuit amb altres conductors i produir un incendi.

I a més, és una pèrdua d’energia el fet que el cable no tingui la suficient secció i s’escalfi. Un cable que no té prou secció s’escalfa segons

i aquest escalfament, aquesta energia calorífica, són directament pèrdues que es paguen a la companyia elèctrica i que no s’aprofiten. Com es pot veure en la fórmula de l’energia calorífica, la quantitat d’energia que es perd és més gran quan tenim més corrent (I²) i quan el conductor té més resistència (R), és a dir, menys secció. I finalment, també hi influeix el temps que estigui en marxa, per la qual cosa si una càrrega té molta potència, i està funcionant durant molt de temps, és molt important que tingui un cable de bona secció per no tenir unes elevades pèrdues d’energia (diners).

El cable elèctric no només té un element metàl·lic (coure o alumini) capaç de fer de suport perquè els electrons puguin circular lliurement. És necessari que entre diferents conductors no hi hagi contacte. Si entre diferents conductors que normalment estan a diferent tensió o voltatge hi ha contacte es produeix un curtcircuit; i les seves conseqüències són, en el millor dels casos, que les proteccions es disparen; fins i tot es pot produir un incendi per curtcircuit.

Perquè els conductors mantinguin la tensió aïllada d’altres conductors, és necessari que tinguin un aïllant.

Els materials emprats per als aïllaments són els materials polimèrics i els elastòmers. El principal problema que presenten aquests materials és la poca resistència a les altes temperatures. És a dir, els materials només aconsegueixen suportar, com a màxim, uns 90 ºC. A més temperatura es fonen i deixen de fer la seva funció. Aleshores els conductors perden l’aïllament i poden entrar en contacte amb altres conductors o materials a diferent tensió i es produeix un curtcircuit, tan conegut pel fet de ser el responsable de tants incendis.

Els tipus d’aïllants que s’utilitzen normalment a les instal·lacions electrotècniques interiors són:

• PVC (policlorur de vinil). És un termoplàstic molt econòmic i no suporta temperatures superiors a 70 ºC. És el més utilitzat a les instal·lacions interiors domèstiques.
• EPR (etilè propilè). És un elastòmer derivat del cautxú i la seva principal característica és la flexibilitat.
• PE (polietilè) i XPLE(polietilè reticulat). És un termostable resistent a les altes temperatures de fins a 90 ºC, per la qual cosa permeten fer instal·lacions més segures.

A més, cal mencionar una última exigència que ha entrat al món dels aïllants, sobretot els que s’utilitzen als locals de molta concurrència. Quan cremen no han de fer fum i no han de ser propagadors de la flama. Evidentment això fa augmentar-ne el cost, però és necessari que s’apliqui en instal·lacions en què hi ha d’haver un seriós compromís de seguretat, sobretot en locals d’una concurrència pública. Aquests tenen una composició de poliolefina per la seva baixa emissió de fums.

Al contrari del que pugui semblar, pesar les bobines de cables és molt útil per mesurar la quantitat de cable que hi queda.

La forma de procedir és la següent; primerament és pesa la bobina de cable de la qual sabem la longitud. Un cop utilitzat el cable necessari per a la instal·lació, tornem a pesar el que queda de cable i amb una senzilla regla de tres podem saber el cable que ens queda a la bobina.

En els catàlegs dels fabricants el pes és una dada que sol aparèixer. En la taula podem veure alguns pesos significatius del cable H05VV-K i a la taula alguns pesos signifiatius del cable H07V-K:

El pes també té la seva importància a les grans instal·lacions, on per una safata o per un tub passen una gran quantitat de cables. El pes d’aquests pot fer que el tub es doblegui i que a llarg termini es trenqui. A les grans instal·lacions cal fer càlculs del pes dels conductors i de la resistència dels tubs o safates.

Les seccions dels conductors elèctrics també estan normalitzades, la qual cosa fa que només determinades seccions siguin utilitzades. Aquestes seccions normalitzades es poden trobar en l’RBT-ITC-19, en les UNE o fins i tot als catàlegs dels fabricants (vegeu taula).

Cal recordar que aquestes seccions no són ni el diàmetre del cable, ni la secció total del cable (aïllant més conductor), sinó que són la secció del conductor sol. Per saber la secció total del cable, és a dir, la secció del conductor més l’aïllant, cal anar una vegada més als catàlegs dels fabricantsde cables elèctrics.

Un dels aspectes més importats a les instal·lacions elèctriques són les identificacions dels cables. Seguint la normativa (EN-UNE) i reglamentació (REBT), els cables s’identificaran mitjançant un codi de colors que mostra la seva funció dins la instal·lació, que és el que podeu veure en la taula.

No seguir aquest codi de colors pot suposar una falta greu en una instal·lació amb les consegüents sancions. Si més no, també pot suposar un greu accident, si per exemple, un conductor de protecció s’utilitza com a fase, i el que treballa no ho sap, pot haver-hi un greu accident.

De conductors n’hi ha de molts tipus; algunes de les característiques que cal tenir en compte són:

La tensió assignada d’un cable és la tensió de referència per a la qual s’ha dissenyat el cable, i que serveix per a definir els assajos elèctrics. La tensió assignada s’indica mitjançant la combinació de dos valors U₀ / U, expressats en volts, així:

• U₀ és el valor eficaç entre qualsevol conductor aïllat i el terra (revestiment metàl·lic del cable o medi circumdant)
• U és el valor eficaç entre dos conductors de fase qualssevol d’un cable multipolar o d’un sistema de cables unipolars

En un sistema de corrent altern, la tensió assignada d’un cable ha de ser almenys i com a mínim igual que la tensió nominal del sistema per al qual està previst. Aquesta condició s’aplica tant per al valor Uo com per al valor U.

De manera general es pot entendre que la tensió assignada és similar a la tensió d’aïllament, és a dir, el valor màxim de tensió que pot suportar un cable sense que l’aïllament perdi les seves propietats dielèctriques. D’aquesta manera un cable de tensió assignada 450/750 V podria suportar fins a 450 V entre fase i terra i 750 V entre fase i fase.

De cables elèctrics n’hi ha una gran quantitat de tipus, en funció de la tensió nominal, la instal·lació, i l’ambient on funcionarà. De manera genèrica un cable unipolar pot constar de les parts següents (vegeu la figura):

• Conductors (1): els conductors poden ser de coure o d’alumini i tenen com a missió conduir el corrent. A part del material, també es podrien classificar en funció de si el conductor és extraflexible, flexible o rígid. En el cas dels rígid poden estar formats d’un sol filferro o diversos filferros.
• Capa semiconductora del conductor (2): el conductor es pot recobrir per una capa semiconductora, que té una missió doble: per una part impedir la ionització de l’aire, que es produiria entre el conductor i el material aïllant, i per una altra millorar la distribució del camp elèctric a la superfície del conductor.
• Aïllant (3): cada conductor porta un embolcall aïllant, de diferents característiques segons el tipus de cable. Els més emprats són:
  • Policlorur de vinil (PVC): el PVC és un polímer termoplàstic sintètic obtingut per polimerització del clorur de vinil com a únic monòmer. El policlorur o el clorur de vinil són una font de greus impactes ambientals, tant en la fabricació (emissions de clorur de vinil i generació de residus especials), com en el processament (ús de metalls pesants i altres substàncies químiques problemàtiques) i la incineració (emissions d’àcid clorhídric i organoclorats). Fins que va aparèixer el polietilè reticulat com a aïllant, el PVC ha estat un destacat aïllant per a cables de baixa tensió.
  • Polietilè reticulat (XLPE o PER): l’XLPE és com es coneix l’aïllament amb polietilè reticulat. Entre les seves característiques tenim una gran estabilitat tèrmica, baixes pèrdues dielèctriques i una fàcil instal·lació per fer connexions i empalmaments.
  • EPR: l’EPR és com es coneix l’aïllament amb goma etilè-propilè. Les seves característiques inclouen els avantatges de l’XLPE, i a més té un molt bona resistència a la temperatura (gran estabilitat tèrmica) i a la ionització (efecte corona). A part d’aquestes n’hi ha moltes altres combinacions: goma d’etilè-propilè, goma de silicona, etc.
• Cinta semiconductora de l’aïllant (4).
• Pantalla (5): s’aplica una pantalla sobre cadascun dels conductors amb la finalitat de mantenir el camp elèctric a l’interior del cable i limitar la influència de cables propers. Normalment està constituïda per coure.
• Coberta exterior (6): són les capes o embolcalls externs que actuen com a protecció de cables elèctrics, com per exemple suportar els efectes mecànics produïts durant la vida útil: estesa del cable, fregament, pressions, etc. També hi ha cables multipolars. Els més habituals són els tripolars (3 fases) i els tetrapolars (3 fases més neutre). Aquests cables també es coneixen com a cables multiconductors o mànegues.

De manera general, els cables multiconductors tenen les mateixes parts, però s’inclouen a més a més les següents (vegeu la figura):

• Farciment (7): té com a missió donar forma cilíndrica al conjunt de conductors.
• Armadura (8): va col·locada sobre el farciment i és un embolcall constituït per cintes, platines o filferros metàl·lics, que té com a missió evitar les pèrdues per inducció.
• Coberta (9): recobriment exterior del cable.

Perquè tots els fabricants i usuaris de cables elèctrics utilitzin la mateixa nomenclatura, cal que estigui normalitzada per un organisme oficial. Altrament, cada fabricant posaria el nom comercial al seu producte i després hi hauria moltes confusions. Per exemple, podem parlar de sumihplex, pireghrol, retatenax… però aquests noms no ens diuen res. Són de coure o d’alumini? Quin tipus d’aïllant? Unipolars o multipolars? Totes aquestes preguntes hem de poder contestar-les només veient el nom del cable.

En el cas dels cables elèctrics fins a 450/750 V, la normativa que utilitzem és l’UNE 20434, que està harmonitzada amb les normatives europees més importats. Això fa que s’anomeni un cable d’igual manera a tot el territori europeu.

La designació normativa dels conductors està formada per les següents parts:

• Correspondència amb altres normatives:
  • H: cable conforme a les normes harmonitzades
  • A: cable nacional reconegut i autoritzat
  • N: cable nacional no reconegut
• Tensió nominal:
  • 03:300/300 V
  • 05:300/500 V
  • 07: 450/750 V
• Tipus de material aïllant + coberta:
  • E: polietilè
  • V:policlorur de vinil
  • V5:mescla de policlorur de vinil resistent a l’oli
  • R:goma natural o goma estirè/butadiè
  • Z1:compost termoplàstic de poliolefina (baixa emissió de fums)
  • Z:mescla reticulada de poliolefina (baixa emissió de fums)
  • X:polietilè reticulat
  • N:policloroprens(neoprens) només per a cobertes
• Formació del conductor després de guió:
  • F:flexible per servei mòbil (classe-5 UNE 21022)
  • H:extraflexible per servei mòbil (classe-6)
  • K:flexible per a instal·lació fixa
  • R: rígid, secció circular, diversos fils (classe-2 UNE 21022)
  • U:rígid, secció circular, de només un fil (classe-1)

• Nombre i secció nomi nal dels conductors:
  • Nombre de conductors aïllats
  • x: signe de multiplicació (que serà substituït per una G en el cas que sigui el conductor de protecció verd-i-groc)
  • Secció nominal del conductor en mm²

  Les classes de l'UNE-21022

  Defineixen la quantitat de fils amb els quals compta el conductor. Com més fils més flexible i classe més alta: Classe-1: un fil (rígid) Classe-2: fins a 61 fils Classe-5: fins a 1.768 fils Classe-6: fins a 2.350 fils Depèn del diàmetre del conductor.

Per al cas de cables de tensió assignada 0,6/1 kV s’utilitza la norma UNE 21-123, en què la designació dels cables es fa mitjançant 3 parts, segons apareix a la taula.

Es defineix el tipus constructiu d’un conductor 0,6/1 kV definint-ne l’aïllament (taula), la coberta de separació (taula), les proteccions metàl·liques o armadura (taula) i el material de la coberta exterior (taula).

S’expressarà en kV i designarà els valors Uo i U de la forma Uo/U.

Per definir els conductors s’utilitzen les dades de la taula. La xifra, la secció i la naturalesa són obligatoris, i la resta opcionals.

En cas d’un incendi, la seguretat dels conductors depèn dels paràmetres següents:

Els cables no propagadors de la flama són aquells que, instal·lats individualment, no propaguen el foc al llarg de la instal·lació, ja que s’autoextingeixen quan la flama que els afecta es retira o s’apaga. Norma UNE-EN-50265 (es denominen S)

Els cables no propagadors de la flama són aquells que no propaguen l’incendi al llarg de la instal·lació, fins i tot quan té un gran nombre de cables, ja que s’autoextingeixen quan la flama que els afecta es retira o s’apaga. Norma UNE-EN 50266 (es denominen AS)

Són els cables que, a més de no propagar ni el foc ni la flama al llarg de tota una instal·lació, mantenen el servei durant un incendi prolongat i després, fins i tot si durant el foc es destrueixen els materials orgànics del cable a la zona afectada. En particular, s’acostumen a emprar en serveis essencials com circuits d’emergència o circuits de ventilació en aparcaments i garatges.

La resistència al foc està determinada per la norma UNE-EN 50200. Aquests cables es denominen amb les sigles AS+.

En la figura i la figura podem veure exemples de les proves de resistència al foc d’un cable:

En el cas d’un incendi elèctric és molt important la composició dels gasos que s’emeten i el tipus de fum que s’origina. Si es té en compte la evacuació de les persones i la seva salut, s’hauràn d’instal·lar uns conductors amb baixa emissió de fums i amb gasos no tòxics. Les dos proves que es fan en aquests cables d’altat seguretat son els de lliure d’halògens i baixa opacitat de fums.

És un assaig en què s’analitzen els gasos que es desprenen durant la combustió dels materials procedents dels cables en cas d’incendi. S’ha demostrat que la inhalació de gasos tòxics i corrosius és la principal causa de mortaldat en els incendis.

En un incendi d’un cable convencional es generen una gran quantitat de fums amb un alt contingut de monòxid de carboni, diòxid de carboni i d’àcid clorhídric, aproximadament un 30%. En canvi, un conductor lliure d’halògens genera en la combustió menys del 0,5%.

En la figura i la figura es pot veure la difèrència en l’emisió de gasos tòxics entre un cable lliure d’halògens i un de convencional.

LH: lliure d’halògens, emissió del 0,5%. PVC1, PVC2: cables més habituals, amb percentatge d’emissió entre un 20% i un 30%

Diferents estudis confirmen que els 3-4 minuts inicials són crucials per evitar les víctimes ocasionades en els incendis. En els conductors lliures d’halògens l’evolució del monòxid de carboni és molt lenta i reduïda.

Un cable convencional en cas d’incendi desprèn una gran quantitat de fum negre i espès (transmitància lumínica inferior al 10% als 15 minuts d’un assaig en una cabina, segons la norma UNE-EN 50268). En canvi, un cable lliure d’halògens amb una baixa opacitat de fums desprèn un fum gairebé transparent (transmitància lumínica superior al 60% després de l’assaig en cabina segons la norma UNE-EN 50268).

En cas d’incendi, és de vital importància facilitar la sortida de les persones, que amb gran quantitat de fum de color negre és gairebé impossible. Per tant, en determinats casos, l’elecció d’un conductor amb baixa opacitat de fums és l’opció més segura.

En la figura podem veure un exemple d’assajos d’opacitat de fums en diferents cables.

Per a cada part d’una instal·lació elèctrica el reglament determina unes característiques específiques per als conductors. En funció de la part de la instal·lació (interior, derivació individual, distribució, etc.) i del tipus de local ( habitatge, lloc amb risc d’incendi, lloc humit, etc.) es recomana un tipus de cable o un altre.

De forma general, els tipus de cable més emprats són els H07-VK , VV-K, RV-K, RZ1-K(AS) i ESO7V-K (AS).

Podem distingir diversos tubs per a l’execució d’instal·lacions elèctriques en funció del material de què estan fets i de la forma en què són tractats a l’hora de fer la instal·lació. Per classificar els diversos tubs i en quin tipus d’instal·lació han de fer-se servir, utilitzarem la ITC-BT-21 de l’RBT. Aquesta ITC ens marca:

• El tipus d’instal·lació marca el tipus de tub a utilitzar.
• Les característiques tècniques que han de complir els tubs.
• La quantitat de conductors que poden anar dins de cada tub.

Podem distingir els següents tipus de tubs en funció de les seves propietats físiques:

Són aquells que necessiten una eina o procés especial per fer-ne les corbes. I poden ser:

• Corbament en calent, són normalment de PVC o PE i per fer la corba cal escalfar-los.
• Corbament amb màquina especial. Són d’acer galvanitzat i presenten una elevada resistència als cops.

Pel que fa als diàmetres dels tubs rígids, n’hi ha diversos d’estàndard (vegeu taula).

Són aquells que es poden corbar amb la mà, i poden ser de PVC o metàl·lics. Estan pensats per utilitzar-se en instal·lacions fixes; per tant, encara que siguin corbables a mà tenen un cert grau de flexibilitat que cal no sobrepassar.

Estan dissenyats i s’utilitzen per suportar al llarg de la seva vida útil una gran quantitat de flexions. S’utilitzen en maquinària mòbil.

Pel que fa als diàmetres dels tubs flexibles, n’hi ha diversos d’estàndard (vegeu taula).

La característica més important d’aquests tubs i que els diferencia dels altres és la seva elevada resistència a la compressió.

Les resistències a la compressió, l’impacte i les temperatures mínima i màxima d’instal·lació i servei defineixen les característiques bàsiques més rellevants dels tubs, que se solen representar mitjançant un codi de 4 xifres. El primer dígit fa referència a la resistència a la compressió (vegeu la taula), el segon a la resistència a l’impacte (vegeu la taula), i els dos següents són les temperatures mínima i màxima d’instal·lació i servei.

Per al cas de tubs en canalitzacions superficials ordinàries fixes, la codificació mínima per a les 4 característiques bàsiques correspon a 4321. Aquest codi, juntament amb la característica de “no propagador de la flama”, defineix el producte per instal·lar. Significaria que té una resistència forta a la compressió (4), una resistència mitjana a l’impacte (3) i una temperatura mínima d’instal·lació i servei de –5 graus (2) i màxima de 60 graus (1) (no s’adjunta taula perquè normalment s’utilitzen sempre aquests dos números).

Cada un dels tubs s’utilitza preferentment en una o altra instal·lació. Per això és important fer una classificació de les diferents instal·lacions i el tub que cal emprar:

• Canalització fixa en superfície: els tubs han de ser preferentment rígids i en casos especials es poden emprar tubs corbables.
• Canalitzacions encastades: els tubs protectors han de ser rígids, corbables o flexibles i amb unes propietats mecàniques mínimes per suportar els possibles fregaments i escalfaments. Hi distingim 3 tipus:
  • Tubs en canalitzacions encastades en parets tèrmiques aïllants.
  • Tubs en canalitzacions en buits de la construcció o en falsos sòls o falsos sostres.
  • Tubs en canalitzacions encastades en parets d’obra (figura).
• Canalització aèria o amb tubs a l’aire: són destinades a alimentar a màquines o elements de mobilitat restringida i els tubs han de ser flexibles.
• Canalitzacions soterrades: per a aquest tipus d’instal·lacions cal fer servir tubs especialment fabricats per al soterrament amb molt bona resistència a la compressió.

En funció del tipus d’instal·lació tenim unes característiques de tubs i de quantitat de cables que poden allotjar que estan clarament especificades en la ITC-BT-21.

1) Tubs en canalitzacions fixes en superfície: a les canalitzacions superficials, els tubs han de ser preferentment rígids i en casos especials corbables. Un exemple d’aquests casos especials seria quan la instal·lació s’ha realitzat amb tub rígid de muntatge superficial, i posteriorment s’han instal·lat els llums; l’ús de tubs corbables pot compensar les possibles desviacions. Aquests tubs han de complir unes característiques, com per exemple, resistència a l’impacte, temperatura màxima i mínima de servei, resistència a la flama. Per assegurar-nos que els tubs compleixen aquestes característiques, cal fer els assajos que ens indiquen les normes UNE-EN 50086-2-1 per als rígids i la 50086-2-2 per als corbables. Com ens recorda la ITC-BT-21, els tubs han de tenir un diàmetre que permeti un fàcil allotjament i extracció dels cables o conductors aïllats. En la taula figuren els diàmetres exteriors mínims dels tubs en funció del nombre i la secció dels conductors o cables per conduir.

Per a més de 5 conductors per tub o per a conductors aïllats o cables de seccions diferents que cal instal·lar al mateix tub, la seva secció interior ha de ser com a mínim igual a 2,5 vegades la secció que ocupen els conductors.

2) Tubs en canalitzacions encastades: a les canalitzacions encastades, els tubs protectors poden ser rígids, corbables o flexibles i les seves característiques mínimes són donades per la ITC-BT-21 i les normes UNE-EN 50086 per a cadascun dels tipus de tubs. Els tubs han de tenir un diàmetre que permeti un fàcil allotjament i extracció dels cables o conductors aïllats. En la taula figuren els diàmetres exteriors mínims dels tubs en funció del nombre i la secció dels conductors o cables per conduir.

Per a més de 5 conductors per tub o per a conductors aïllats o cables de seccions diferents que cal instal·lar al mateix tub, la seva secció interior ha de ser com a mínim igual a 3 vegades la secció que ocupen els conductors.

Es pot comprovar que fa falta més diàmetre als tubs encastats que als superficials. Les instal·lacions encastades tenen més corbes i això fa que el pas dels cables sigui més difícil, aleshores cal utilitzar tubs d’un diàmetre més gran que a les instal·lacions superficials. A més a més, els tubs encastats es reescalfen més i convé que el tub sigui ample per evitar justament aquests escalfaments.

3) Canalitzacions aèries o amb tubs a l’aire: en les canalitzacions a l’aire destinades a alimentar màquines o elements de mobilitat restringida, els tubs han de ser flexibles i les seves característiques mínimes les estableix la norma UNE-EN 50086.

Els tubs han de tenir un diàmetre que permeti un fàcil allotjament i extracció dels cables o conductors aïllats. En la taula figuren els diàmetres exteriors mínims dels tubs en funció del nombre i la secció dels conductors o cables per conduir.

Per a més de 5 conductors per tub o per a conductors aïllats o cables de seccions diferents que cal instal·lar al mateix tub, la seva secció interior ha de ser com a mínim igual a 4 vegades la secció que ocupen els conductors.

4) Tubs en canalitzacions soterrades: per a les canalitzacions soterrades s’utilitzen tubs fabricats a propòsit. I les seves característiques mínimes han de ser suficients per passar els assajos de la norma UNE-EN 50086.

En la taula figuren els diàmetres exteriors mínims dels tubs en funció del nombre i la secció dels conductors o cables per conduir.

Per a més de 10 conductors per tub o per a conductors o cables de seccions diferents per instal·lar al mateix tub, la seva secció interior ha de ser com a mínim igual a 4 vegades la secció que ocupen els conductors.

Quan la quantitat de cables és superior al valor que apareix en les taules cal multiplicar, depenent del tipus d’instal·lació, per 2,5 o per 3 o per 4 la secció ocupada pels cables, però com sabem la secció ocupada pels cables?

Per calcular la secció que ocupen els conductors, és necessari saber el tipus de cable que anirà dins del tub, dada que als catàlegs dels fabricants de cables normalment apareix, la secció total ocupada pel cable, és a dir, no tan sols la del conductor, sinó la del conductor més l’aïllant o aïllants que puguin portar. En la taula podem veure diferents seccions totals de diferents cables.

Com podem comprovar, la ITC-BT-21 ens dóna unes clares indicacions de com cal fer la instal·lació i col·locació dels tubs que reproduïm a continuació:

• El traçat de les canalitzacions s’ha de fer seguint línies verticals i horitzontals paral·leles a les arestes de les parets que limiten el local on s’efectua la instal·lació.
• Els tubs s’han d’unir entre si mitjançant accessoris adequats a la seva classe que assegurin la continuïtat de la protecció que proporcionen als conductors.
• Com podem veure en la figura, en la instal·lació d’aquest tub hem seguit les línies de les arestes de la paret i hem utilitzat l’accessori adequat per assegurar la continuïtat de la protecció.
• Els tubs fixos en superfície es fixen per mitjà de brides o abraçadores protegides contra la corrosió i subjectes sòlidament. La distància entre aquestes ha de ser com a màxim de 0,5 metres. S’han de col·locar fixacions a una part i a l’altra dels canvis de direcció, dels empalmaments i a la proximitat immediata de les entrades en caixes o aparells.

A la figura podem veure l’ús d’una abraçadora. Per a una instal·lació perfecta i, d’acord amb el que diu el Reglament, en aquesta instal·lació del tub de la figura falta una altra abraçadora a l’altre costat perquè és un empalmament. És de sentit comú que en un empalmament el tub té menys consistència i per això es fa necessari col·locar fixacions a una part i l’altra. En aquest cas només l’han posat en una part.

També hi han abraçadores de doble pota com la de la figura, que proporcionen millor subjecció.

• Amb els tubs fixos encastats cal tenir en compte que les regates no posin en perill la seguretat de les parets o sostres on es facin. Les dimensions de les regates han de ser prou espaioses perquè els tubs quedin coberts per una capa d’un centímetre d’espessor, com a mínim. Als angles, el gruix d’aquesta capa es pot reduir a 0,5 centímetres.
• Els tubs fixos encastats destinats a la instal·lació elèctrica de les plantes inferiors no s’han d’instal·lar entre forjat i revestiment.

• En cas que s’utilitzin tubs encastats en parets, és convenient col·locar els recorreguts horitzontals (no en diagonal), a 50 centímetres, com a màxim, de terra i sostres, i a les verticals, a una distància dels angles de les cantonades no superiors a 20 centímetres.

La canal protectora és un material d’instal·lació constituït per un perfil tant de parets perforades com no perforades destinat a allotjar conductors o cables i tancat per una tapa desmuntable, d’acord amb el que indica la ITC-BT-01 (Terminologia).

Les canals han de tenir les característiques que disposen les normes de la sèrie UNE-EN 50085 i es classifiquen d’acord amb el que s’hi estableix:

• En les canals protectores classificades com a “canals amb tapa d’accés que només es pot obrir amb eines”, d’acord amb la norma UNE-EN 50085-1 es pot:
  • Utilitzar conductor aïllat, de tensió assignada 450/750 V.
  • Col·locar mecanismes com ara interruptors, preses de corrent, dispositius de comandament i control, etc., d’acord amb les instruccions dels fabricants.
  • Realitzar empalmaments de conductors a l’interior i connexions als mecanismes.
• En les canals classificades com a canals amb tapa d’accés que es pot obrir sense eines només es pot utilitzar conductor aïllat sota coberta estanca, de tensió mínima de 300/500 V.

El nombre màxim de conductors que poden estar allotjats a l’interior d’una canal ha de ser compatible amb la fàcil instal·lació d’aquests i considerant la incorporació d’accessoris a la mateixa canal.

Per a la instal·lació tenim en compte el mateix que per als tubs de muntatge en superfície.

Els empalmaments o derivacions es faran sempre a les caixes i mitjançant regletes de connexió (de la grandària adient al cable) i mai retorcent els conductors entre ells.

Podem fer una classificació de les caixes segons l’ús que se’n faci:

• Caixes universals: destinades a allotjar els mecanismes com ara interruptors o bases de corrent. Poden ser encastades o de superfície; per norma general les mesures són 75 65 41 mm.
• Caixes de derivació o empalmament: destinades a allotjar les connexions entre conductors, poden ser quadrades o circulars, i hi ha de diverses mides i també encastades o de superfície, aquestes últimes normalment estanques.
• Caixes de protecció: destinades a allotjar els elements de comandament i protecció (magnetotèrmics i diferencials). La seva mida depèn del nombre de mòduls a posar (8, 12, 24, 28, 48) amb ICP a part o no. A la figura es pot veure un quadre de protecció d’un habitatge amb electrificació elevada amb l’ICP separat de la resta d’elements de comandament i protecció.