Calcolo temperatura cavo elettrico: perché è utile e da cosa dipende

L’affidabilità di un impianto passa, prima di tutto, dalla capacità di gestire il calore che si genera nei conduttori durante il funzionamento. Quando la corrente attraversa un cavo, una parte dell’energia si trasforma in calore; se questo calore non viene dissipato in modo adeguato, l’isolante invecchia più in fretta e le prestazioni decadono.

Quindi, è essenziale comprendere che cosa determina la temperatura di esercizio e come stimarla con attenzione, in modo da dimensionare correttamente le linee e scegliere materiali idonei per prolungare la vita dell’impianto. Risulta decisivo conoscere e rispettare la temperatura massima del cavo elettrico.

Perché stimare la temperatura del cavo

Quando si parla di calcolo della temperatura del cavo elettrico, non si fa riferimento a concetti teorici, perché questo valore serve a prendere decisioni concrete. Avendo a disposizione una stima accurata, costruita su condizioni reali di posa e servizio, si possono scegliere adeguatamente sezione, materiale conduttore e isolamento. I benefici sono immediati in termini di sicurezza e contenimento dei consumi:

• riduzione dei surriscaldamenti e maggiore sicurezza nel luogo di lavoro;
• maggiore affidabilità dell’isolante, con minori guasti;
• pianificazione della manutenzione su dati precisi e non su ipotesi.

A chi progetta, installa o gestisce impianti, la temperatura del conduttore fornisce un indicatore diretto dello stress termico cui il cavo è sottoposto. Se il valore si mantiene al di sotto del limite ammesso dall’isolamento, la linea lavora in sicurezza. Se tende a salire, bisogna intervenire, diminuendo la corrente, migliorando la ventilazione, cambiando modalità di posa o adottando un cavo con isolamento superiore.

Da cosa dipende la temperatura del cavo

La temperatura operativa di un cavo nasce dall’equilibrio fra calore generato nel conduttore e calore smaltito verso l’esterno. Per descriverla in modo semplice, basta considerare due elementi: la potenza dissipata per effetto Joule e la capacità dell’ambiente di asportare quel calore.

La potenza termica generata è proporzionale al quadrato della corrente e alla resistenza del conduttore. La resistenza, a sua volta, cresce con la temperatura. Ne deriva che un aumento della temperatura fa salire la resistenza e, quindi, la potenza termica: un circolo che, senza adeguata dissipazione, porta al surriscaldamento.

Lo scambio termico dipende da diversi fattori:

• modalità di posa;
• natura dell’isolante e spessore della guaina;
• presenza di altri cavi vicini e grado di ventilazione;
• temperatura ambiente e caratteristiche del mezzo circostante.

Bisogna considerare, ad esempio, che ambienti caldi o poco ventilati ostacolano la dissipazione, le condotte affollate creano ristagni d’aria e il terreno con scarsa conducibilità termica ostacola la cessione di calore. Tutto converge su un concetto: a parità di corrente, condizioni di posa non favorevoli alzano la temperatura del cavo.

Metodi di stima: tabelle, modelli semplici e correzioni

Nella gestione degli acquisti, soprattutto quando si opera con volumi rilevanti di materiale elettrico nel settore business, il tema del calore va inserito fra i criteri di selezione e controllo qualità. Quindi, la richiesta di cavi con certificazioni aggiornate, schede tecniche complete di portata in base alla posa e indicazione chiara dei limiti termici dell’isolante permette di evitare errori che potrebbero diventare costi.

Per passare dalla teoria alla pratica, è utile combinare diversi strumenti: tabelle di portata, fattori correttivi e, quando possibile, misure in campo.

I cataloghi dei produttori e le norme tecniche indicano la corrente ammissibile in condizioni standard per determinate sezioni, materiali e tipologie di posa. Questi valori si riferiscono a una temperatura ambiente di riferimento e a un singolo cavo non raggruppato: rappresentano a tutti gli effetti il punto di partenza.

Quando cambiano temperatura ambiente, posa, raggruppamento o profondità di interramento, bisogna applicare coefficienti che adeguano la portata. In questo modo, la corrente ammissibile viene ridotta e, di conseguenza, la temperatura stimata del conduttore torna entro i margini previsti. È qui che entra in gioco la norma CEI 64-8 su portata e coefficienti termici, riferimento essenziale per scegliere i correttivi adeguati alle diverse situazioni.

Per impieghi ingegneristici, una stima completa considera il bilancio termico stazionario: si imposta la potenza generata e la si eguaglia al calore smaltito, espresso tramite una resistenza termica globale che riassume isolamento, posa e ambiente. La soluzione fornisce la temperatura di regime del conduttore. Questo metodo offre già una buona approssimazione nelle configurazioni più comuni.