Revista 15 - Noviembre 2016

Uniones pernadas en conductores de
aluminio y disposiciones para transiciones
aluminio-cobre
Juan José Rodríguez 1 , Johan Sebastián Higuita 2 , John Paulo Rosso 3 .
Resumen: En este artículo se presentan mejores prácticas en el uso del aluminio en las
instalaciones eléctricas; esto, en respuesta a la necesidad de normalizar su implementación
en las redes de baja tensión, conectadas a las redes de distribución de energía eléctrica de
EPM. En ese sentido, se realizó una metodología basada en técnicas apropiadas para mitigar
los riesgos de origen eléctrico, asociados a malas prácticas de instalación de este conductor.
Es de vital importancia garantizar que las instalaciones eléctricas no presenten inconvenientes
relacionados con par-galvánico o aflojamientos, como sucede con el uso del aluminio
cuando las uniones no se realizan de forma adecuada. En general, para las uniones pernadas
y transiciones aluminio-cobre, se estimó el uso del gel inhibidor, conectores bimetálicos,
arandelas Belleville y las láminas CUPAL, como elementos apropiados para mitigar los efectos
contraproducentes, que puede generar el aluminio como conductor eléctrico.
Palabras clave:Aluminio, corrosión, efecto de dilatación térmica (creep), par-galvánico.
Introducción
Se requiere normalizar y establecer las disposiciones
técnicas necesarias en las uniones
pernadas, cuando se empleen conductores
en aluminio, y en los casos donde se
realicen transiciones entre terminales y barras
de cobre a terminales de aluminio o viceversa.
Es importante la normalización de
esta situación, dado que se ha venido masificando
el uso del aluminio, hasta tal punto
que casi todos los devanados de los transformadores,
que se fabrican hoy en día, son
construidos en este material y, para el caso
de los transformadores secos, también sus
terminales secundarios. Así mismo, todas
las electrobarras comerciales son fabricadas
en barras de aluminio y en los sistemas de
medida descentralizada, que emplean ductos
y cables para alimentar a los tableros de
medida, se ha venido generalizando el uso
de cables en dicho metal.
El aluminio posee propiedades físicas y químicas
muy diferentes a las del cobre, lo cual
ocasiona un comportamiento especial en
las conexiones eléctricas, generando efectos
como: la oxidación, corrosión, par-galvánico
y dilatación térmica (creep).
El óxido de aluminio se da por la reacción
del aluminio con el oxígeno del ambiente,
dando lugar a la formación de una capa superficial
de alúmina (Al 2
O 3
) con un espesor
microscópico del orden de 0,01 micras [1],
[2], [3]. Entre las propiedades más relevantes
de la alúmina se encuentran, su resistencia
de aislamiento que oscila entre 1x10 14 a
1x10 15 Ω-cm y su dureza [4]. Por otro lado,
si el aluminio entra en contacto con un metal
con propiedades muy disímiles a él, por
ejemplo el cobre, y existe un medio húmedo
(electrolito) entre ellos, se produce un tipo
de corrosión conocida como par-galvánico
[5], ver Fig. 1. Por último, también se considera
el efecto creep; su causa radica en el
aumento del espacio interatómico promedio,
cuando aumenta la temperatura o cuando
se expone el material a una fuerza o carga
constante, durante un periodo de tiempo a
una temperatura específica [6], [7], [8]. Según
lo anterior y a que el aluminio tiene una
expansión térmica mayor que el cobre y el
acero, se pueden generar fallas en las uniones
pernadas si no se realiza una adecuada
instalación.
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1.Juan José Rodríguez, jjose.rodriguez@udea.edu.co
2.Johan Sebastián Higuita, johan.higuita@epm.com.co
3.John Paulo Rosso. john.rosso@epm.com.co