En su aspecto ms general, un cable es un elemento destinado al transporte de energa elctrica en las condiciones ms favorables. Esto es, con las menores prdidas de potencia posibles en el caso de los cables de energa, o con las menores alteraciones en la codificacin de la seal enviada en los cables de transmisin de datos o comunicaciones.

Por su funcin:Cables para el transporte de energaCables de control y para transmisin de seales codificadasPor su tensin de servicio:De muy baja tensin {menos de 50 V.)Baja tensin (ms de 50 V y hasta 1,1 kV.)Media tensin (ms de 1,1 kV. y hasta 35 kV.)Alta tensin (ms de 35 kV. y hasta 150 kV.)Muy alta tensin (por encima de 150 kV.)Por la naturaleza de sus componentes:Con conductores de cobre o aluminio.Aislados con plstico, goma o papel impregnado, Armados, apantallados, etc.Por sus aplicaciones especficas:Para instalaciones interiores en edificiosPara redes de distribucin de energa, urbanas o ruralesDe sealizacin, telefona, radiofrecuencia, etc.Para minas, construccin naval, ferrocarriles, etc.

Son los elementos metlicos, generalmente cobre o aluminio, permeables al paso de la corriente elctrica y que, por lo tanto, cumplen la funcin de transportar la "presin electrnica" de un extremo a otro del cable. Los metales mencionados se han elegido por su alta conductividad, caracterstica necesaria para optimizar la transmisin de energa.

Producion del COBREMineralLingotesCtodosAlambrn

Produccin del aluminio

En la elaboracin de los conductores para cables, se utiliza cobre electroltico, obtenido por un proceso de colada continua partiendo de ctodo, segn la Norma IRAM 2002 y aluminio de grado elctrico. Tambin se emplea aleacin de aluminio-magnesio-silicio segn Norma IRAM 681.Los alambres y cuerdas se conforman a partir de estas materias primas y se construyen de acuerdo con las respectivas normas nacionales e internacionales, tales como las IRAM 2176, 2177, NM 280, 2004 y la norma de la Comisin Electrotcnica Internacional IEC 60228.

Adems de su naturaleza material, que como ya se mencion suele ser cobre o aluminio, los cables deben ser capaces de ajustarse a las caractersticas de la instalacin donde van destinados. En ocasiones el recorrido de la lnea es ms o menos sinuoso, o inclusive puede ser necesario que acompae al equipo que alimenta en su desplazamiento durante el servicio. Por esta razn, los conductores de la misma seccin pueden estar constituidos por haces de alambres metlicos de distinto dimetro, segn la mayor o menor flexibilidad exigida al cable. La mayora de las normas clasifica a los conductores desde el ms rgido (Clase 1), constituido por un slo alambre, al ms flexible (Clase 6), formado por haces de alambres extremadamente finos.

Para las secciones guales o superiores a 10 mm2 suele utilizarse cuerdas compactas que permiten obtener cables de inferiores dimensiones.

Conductor cuerda redonda normalConductor, cuerda redonda compacta

Un material aislante es aquel que, debido a que los electrones de sus tomos estn fuertemente unidos a sus ncleos, prcticamente no permite sus desplazamientos y, por ende, impide el paso de la corriente elctrica cuando se aplica una diferencia de potencial entre dos puntos del mismo. En estos materiales para conseguir una determinada corriente sera necesario aplicar una tensin muchsimo ms elevada que en el conductor; ello no ocurre dado que se produce antes la perforacin de la aislacin que el paso de una corriente elctrica detectable. Se dice entonces que su resistividad es prcticamente infinita.Siendo los aislantes los que definen las caractersticas bsicas de los cables en relacin con sus prestaciones, es donde el ingenio humano se ha desarrollado y lo sigue haciendo da a da.

Por su forma de aplicacin:Estratificados (fajados)

Los aislantes estratificados, bsicamente el papel, requieren, en los cables de potencia, la impregnacin con un aceite fluido o masa aislante migrante o no migrante para lograr una alta rigidez dielctrica. Este aislante, que cronolgicamente fue el primero en aparecer, contina en vigencia, especialmente en transmisin en altsima tensin (132, 220, 500 750 kV) por su gran confiabilidad, derivada precisamente de su estratificacin.Slidos (extrudos)

Los aislantes slidos son normalmente compuestos del tipo termoplstico o termoestable (reticulados) con distintas caractersticas, que fueron evolucionando a travs del tiempo hasta nuestros das.

Policloruro de vinilo (PVC): Material termoplstico utilizado masivamente para la mayora de los cables de uso domiciliario e industrial en baja tensin. Con el agregado de aditivos especiales en su formulacin se logran variedades con resistencia a la propagacin del incendio y reducida emisin de gases txicos y corrosivos. La temperatura de funcionamiento normal de este aislante es de 70 C y de 160 C en cortocircuito y durante no mas de 5 segundos. Los cables en PVC responden a las normas IRAM 2178, 2268 y NM 247-3, a la norma IEC 60502, etc.Polietileno reticulado (XLPE): Material termoestable (una vez reticulado no se ablanda con el calor) presenta mejores caractersticas elctricas y trmicas que el PVC por lo que se lo utiliza en la construccin de cables de baja, media y alta tensin. La ausencia de halgenos en su composicin hace que los gases, producto de su eventual combustin no sean corrosivos.

Su termoestabilidad hace que puedan funcionar en forma permanente con temperaturas de 90 C en los conductores y 250 C durante 5 segundos en caso de cortocircuito.Los cables aislados en XLPE responden a las Normas IRAM 2178, IRAM 62266, IEC 60502 o ICEA , para baja y media tensin segn corresponda e IRAM 2381 o IEC 60 840 para alta tensin.Goma etiln-propilnica: Material termoestable con caractersticas comparables al XLPE pero ms flexible. Su temperatura de funcionamiento es tambin de 90 C y 250 C durante 5 segundos para el caso de cortocircuitos.Los cables en EPR responden a las Normas IRAM 2178 e IEC 60502 para baja y media tensin.Mezclas Afumex: Materiales con excelentes caractersticas elctricas que, debido a su composicin, en caso de combustin emiten muy pocos humos y cero gases halogenados (txicos y corrosivos); por ello se denomina a estos materiales como LOW SMOKE ZERO HALOGEN (LSOH). Los cables aislados con mezclas LSOH responden a la Norma IRAM 62267.

Las protecciones en los cables pueden cumplir funciones elctricas y/o mecnicas y se dividen en cuatro tipos diferentes:

Protecciones elctricas: Se trata de delgadas capas de material sinttico conductor que se coloca en los cables de aislacin seca de XLPE de tensin superior o igual a 3,3 kV. y en los de EPR a partir de 6,6 kV. La capa inferior, colocada entre el conductor y el aislante, tiene por objeto hacer perfectamente cilndrico el campo elctrico en contacto con el conductor, rellenando los huecos dejados por los alambres que constituyen las cuerdas. La capa externa cumple anloga funcin en la parte exterior de aislamiento y se mantiene al potencial de tierra.

Pantallas o blindajes: Son los elementos metlicos generalmente de cobre, materializados en forma de cintas o alambres aplicados en forma helicoidal o cintas corrugadas, que tienen como objeto proteger al cable contra interferencias exteriores, darle forma cilndrica al campo elctrico, derivar a tierra una corriente de falla, etc. En el caso de los cables aislados con papel impregnado o de altsima tensin para uso enterrado, esta proteccin est formada por una envoltura (vaina) continua y estanca de plomo o aluminio. Asimismo puede utilizarse en AT y conjuntamente con los alambres de Cu una cinta longitudinal de aluminio monoplacado.Protecciones mecnicas: Son las armaduras metlicas formadas por alambres o flejes de acero o aluminio (para cables unipolares) Cubiertas exteriores: La mayora de los cables poseen cubiertas exteriores que forman una barrera contra lahumedad y las agresiones mecnicas externas.

Segn la propiedad que se quiera resaltar estas vainas pueden ser de diferentes materiales. As pueden ser de Policloruro de vinilo (PVC) para cables de uso general y que con el agregado de aditivos especiales adquiere caractersticas de resistencia a la propagacin del incendio, al fro, a los hidrocarburos o de reducida emisin de gases txicos - corrosivos (RETOX). Tambin pueden ser de Polietileno para cables de uso enterrado que requieran una buena resistencia contra la humedad o de Polietileno Cloro-sulfonado (Hypalon) cuando se requiera flexibilidad y resistencia a los aceites.Una buena resistencia mecnica se logra mediante el uso de Polietileno reticulado o. poliuretano y cuando se requiera a la vez flexibilidad y gran resistencia a las agresiones mecnicas se usa el policloropreno (Neoprene)Existen adems las cubiertas Afumex, que emiten muy poco humo y cero gases halogenados (txico - corrosivos) en caso de combustin, es decir que es un material del tipo Low Smoke - Zero Halogen (LSOH)

Es la prdida de potencia que sufre una corriente elctrica continua de un amper de intensidad al atravesar un conductor de longitud y seccin unitaria. Como un alambre de cobre recocido a 20 C, de un km de longitud y un mm de seccin, disipa en forma de calor, al ser atravesado por una corriente de un amper, una potencia de 17,241 watt, se dice que este material presenta una resistividad de 17,241 y se mide en mm2 / km.Es una caracterstica intrnseca del material, como podra ser la densidad, y depende de su pureza, estructura molecular y cristalina, as como de la temperatura. Al concepto inverso, esto es, la facilidad que presenta un material al paso de la corriente elctrica se le denomina conductividad.La resistividad nominal, r, a la temperatura de 20 C es para el cobre recocido de 17,241 mm2 / km y para donde el aluminio de 28,264 mm2 / km.

Se entiende por secciones equivalentes las que admiten la misma intensidad de corriente ocasionando lai mismas prdidas. Consecuentemente existe una proporcionalidad directa entre las resistividades y las secciones,! ya que es preciso compensar con una mayor seccin una mayor resistividad.Como la relacin entre las resistividades del cobre y del aluminio es de 1,64, un conductor de aluminio ser equivalente a otro de cobre si tiene una seccin 1,64 veces superior.

Es la resistencia que ofrece la aislacin al paso de una corriente elctrica, y se mide en M * Km.En la prctica, se determina multiplicando una constante caracterstica de cada material aislante, denominada Constante de Aislacin, Ki, por una funcin de los dimetros sobre la aislacin (de) y sobre el conductor (di)

Es la relacin de la densidad de flujo elctrico que, en presencia de un campo elctrico, atraviesa un aislante determinado y la que se obtendra si el dielctrico fuera el vaco.Es un factor determinante de la capacidad electrosttica de un capacitor, cuyas armaduras son el propio conductor y el medio conductor que rodea el aislamiento: pantallas, armaduras, incluso el propio suelo, por lo que presenta una capacidad que, en ocasiones, es determinante.La capacidad electrosttica de un cable se obtiene por la frmula:

C = 0,024 * r / log (de / di)(en F / km)donde r es la constante dielctrica, que vale 2,5 para el XLPE, 3 para el EPR y entre 5 y 8 para el PVC

Rigidez dielctrica es la mxima tensin que soporta un aislante de espesor unidad sin perforarse; es un gradiente elctrico que se mide en V/m.Cada material aislante presenta un gradiente de potencial lmite, en base al cual se determina el gradiente mximo de servicio al que puede trabajar el cable sin dao.Se define el gradiente elctrico como el cociente de dividir la diferencia de potencial aplicada entre las dos caras de un material aislante por su espesor. En el caso de un cable, la aislacin est limitada por dos superficies cilindricas concntricas, por lo que el gradiente elctrico no tiene un valor constante, sino que es inversamente proporcional al radio de curvatura del campo elctrico, y responde a la expresin:

Donde:G es el gradiente en kV/mmEo es el potencial respecto a tierra del cable (kV)r es el radio de curvatura del campo elctrico, en mmde y di son, como antes, los dimetros exterior e interior de la aislacin

Por el slo hecho de darle tensin a un cable, an cuando no se alimente ninguna otra carga, se producen tres fenmenos:

Una corriente de fuga, en fase con la tensin aplicada, que provoca prdidas reales que se disipan en forma de calor.El campo alterno aplicado al cable hace oscilar las cargas de los tomos del aislante, produciendo un rozamiento que tambin calienta al cable produciendo prdidas reales.Una corriente capacitiva de carga del cable como capacitor cilndrico. Esta corriente no se convierte en calor ya que es una corriente reactiva, y est desfasada 90 con respecto a la tensin.

Un cable que traspasara los mares y ocanos era en 1800 algo inconcebible, sin embargo con la aparicin del telgrafo surge esta necesidad. En 1840 cuando se consolidan las primeras lneas terrestres de hilos telegrficos, uno de los ms grandes obstculos que se presento fue la dificultad para traspasar los ros, mares y ocanos con cable, varios constructores intentan sumergir los conductores recubrindolos previamente, envolvindolos en caucho u otros materiales, aunque sin resultados positivos.

En 1847 es desarrollada la Gutapercha, por el alemn Werner von Siemens, la gutapercha es un tipo de goma parecida al caucho, translcida, slida y flexible, se diferencia de este en que es un ismero trans, que hace que sea mucho menos elstica, adems es un buen aislante.Haciendo uso de este avance en 1847 se consigui recubrir de gutapercha los conductores de cobre, obteniendo un perfecto aislamiento. El 28 de agosto de 1850 el ingls Jacob Brett logra construir el primer cableado submarino entre southerland, en Inglaterra, y el cabo Gris-Nez en Francia.

En 1855 se aprob el proyecto para tender el primer cable trasatlntico, cable que empez a funcionar en el ao 1866 uniendo a Irlanda y Terranova.Hubo grandes dificultades para hacer el tendido Las dificultades de tendido y utilizacin fueron considerables, debido a las elevadas atenuaciones que tenan las seales debido a la capacitancia entre el conductor activo y tierra y los problemas de aislamiento.El descubrimiento de aislantes plsticos posibilit la construccin de cables submarinos para telefona, dotados de repetidores amplificadores sumergidos, con suministro de energa a travs de los propios conductores por los que se transmita la conversacin.

Posteriormente, en la dcada de los 60, se instalaron cables submarinos formados por pares coaxiales, que permitan un elevado nmero de canales telefnicos analgicos, del orden de 120 a 1 800, lo que para la poca era mucho. Finalmente, los cables submarinos de fibra ptica han posibilitado la transmisin de seales digitales portadoras de voz, datos, televisin, etc. con velocidades de transmisin de hasta 2,5 Gbps, lo que equivale a ms de 30.000 canales telefnicos de 64 Kbps.