Energia sostenible

10 buenas razones por las que el cobre contribuye a una energía más sostenible

El cobre cuenta con una excelente conductividad térmica y eléctrica, es muy duradero y 100% reciclable sin ninguna pérdida de rendimiento. A continuación resumimos 10 buenas razones, con sus respectivos datos, que demuestran por qué el cobre debería ser el material elegido en el desarrollo de sistemas energéticos más sostenibles.

El cobre es un buen conductor de la electricidad y el calor

1. Añadir 1 kg de cobre supone un ahorro de 100 a 7.500 kg de emisiones de CO2

Todos los conductores de un sistema eléctrico tienen una resistividad incorporada. Esto significa que parte de la energía eléctrica que conducen se disipa en forma de calor, perdiendoenergía útil. Para un diámetro de conductor determinado, se pueden reducir dichas pérdidas de energía al elegir un material de gran conductividad eléctrica. La conductividad eléctrica del cobre solo se ve superada por la de la plata y es un 65% mejor que la del aluminio.Estas pérdidas de energía se pueden reducir aún más si se aumenta la sección del conductor. Si bien esto es algo que no puede hacerse indefinidamente, lo óptimo desde el punto de vista medioambiental para motores, transformadores, cables eléctricos y catenarias es un tamaño de conductor significativamente mayor que el estándar actual. Las emisiones de carbono que se ahorran por kg de cobre adicional a lo largo del ciclo de vida útil de un dispositivo se encuentran en un rango de entre 100 y 7.500 kg dependiendo de la aplicación [1-7].

2. Añadir 1 kg de cobre supone el ahorro de entre 500 y 50.000 kWh de energía primaria

Reducir las pérdidas de energía aumentando el diámetro del conductor de cobre implica una disminución en la cantidad de energía que sería necesario generar, transportar y distribuir. Por cada kg de cobre adicional, se ahorran entre 500 y 50.000 kWh de energía primaria a lo largo del ciclo de vida del sistema [1-7]. Además, dicho ahorro retrasa la necesidad de invertir en una nueva capacidad de red y otro tipo de infraestructura.

3. Añadir 1 kg de cobre supone un ahorro económico de entre 24 y 2.400 euros

El ahorro de energía que deriva del aumento de diámetro de un conductor conlleva, en la gran mayoría de los casos, una reducción en el coste del ciclo de vida del sistema. Para aquellos dispositivos eléctricos de mayor uso, como cables, transformadores y motores eléctricos, el coste de las pérdidas de energía a lo largo de su vida útil representa muchas veces el sobrecoste inicial. Los 500/50.000 kWh que se ahorran por cada kg adicional de cobre ahorraría a la economía de la UE entre 60 y 6.000 euros (a un coste eléctrico industrial de 0,12€/kWh y un factor de energía primaria de 2.5).

4. El uso del cobre permite una transferencia térmica de elevada eficiencia

Igual que en el caso de la conductividad eléctrica, la conductividad térmica del cobre solo se ve superada por la de la plata. Esto implica que el cobre es el material más utilizado en aplicaciones relacionadas con la transferencia térmica, por ejemplo: en dispositivos de aire acondicionado e instalaciones de agua caliente solar. Su elevada conductividad térmica reduce las pérdidas de calor y las emisiones de carbono que conllevan.

El cobre es un material con muchas ventajas desde el punto de vista medioambiental

5. El cobre es reciclable al 100% sin que pierda propiedades

A diferencia de la mayoría de conductores de aluminio, que se producen necesariamente a partir de metales primarios, los conductores de cobre pueden fabricarse a partir de material 100% reciclado. En 2010, el 44% de la demanda total de cobre de Europa se satisfizo a partir del reciclaje. La energía necesaria para reciclar es de aproximadamente el 20% de la que se necesita para la producción primaria (desde la minería). Además, el valor relativamente alto del cobre, en combinación con la facilidad de su reciclado, es un factor clave en la recuperación y reciclado de muchos productos obsoletos que de otra forma se perderían.

6. El carácter compacto de los conductores de cobre supone el ahorro de otro tipo de materiales

Para la misma eficiencia y potencia, los conductores de cobre cuentan con una sección transversal un 40% más pequeña que la de los conductores de aluminio equivalente. Este hecho supone el ahorro, entre otros, de materiales magnéticos, de materiales utilizados para motores o transformadores domésticos, de materiales de aislamiento, así como de cableado urbano. Esto supone una ventaja económica (menor coste) y ecológica (menos material) evidente.La misma ventaja ofrece el uso de cobre sistemas de aire acondicionado. La excelente conductividad térmica del cobre, en combinación con su elevada resistencia mecánica, facilita el uso de tubos de menor diámetro que pueden soportar tensiones más altas, tal como exigen los refrigerantes más sostenibles. Además de una mejora directa en la eficiencia energética, las instalaciones con mayor compacidad suponen un ahorro en materiales, junto con una reducción de los costes económicos y ecológicos.

Mejora del balance sobre ciclo de vida aumenta al utilizar cobre

7. El cobre y sus prestaciones son duraderos

El cobre es un material muy duradero que funciona durante todo su ciclo de vida sin pérdidas relevantes en sus prestaciones. Los componentes de cobre no suelen ser la razón de que un dispositivo alcance el final de su vida útil.

8. Una mayor cantidad de cobre supone una mayor seguridad y fiabilidad

El deterioro (del aislamiento de los cableso de las bobinas de los motores, por ejemplo), suele ser el resultado de un calentamiento excesivo, provocado por el uso deuna corriente más elevada que la de diseño. Por tanto, optimizar el diámetro de conductor reduce el riesgo de incendios provocados por fallos eléctricos, aumenta la fiabilidad, alarga la vida útil, reduce los costes de mantenimiento y la necesidad de instalaciones de apoyo. Los conductores de cobre también permiten conexiones de gran calidad (mediante soldadura o tornillos). Las conexiones suelen ser puntos débiles, por lo que una unión duradera aumenta de manera notable la fiabilidad del sistema eléctrico.

9. El cobre cuenta con una resistencia mecánica muy elevada

La resistencia mecánica del cobre es de suma importancia para las aplicaciones eléctricas, que deben soportar las fuerzas de las corrientes de cortocircuito, así como para aplicaciones térmicas, en las que tiene que soportar grandes presiones. Junto con su excelente conductividad eléctrica y térmica, la elevada resistencia mecánica del cobre y sus aleaciones, proporciona una gran eficiencia de recursos mediante la miniaturización.

10. El cobre cuenta con una elevada resistencia a la corrosión

Debido al hecho de que el cobre desarrolla su propio revestimiento protector adherente, cuenta con una resistencia excelente ante la corrosión en todo tipo de ambientes comunes, incluyendo aire, agua potable e incluso marina y una amplia variedad de productos químicos. Además, puesto que el cobre se encuentra en el extremo catódico de los metales, es muy resistente a la corrosión galvánica. En consecuencia, el cobre mantiene su excelente conductividad térmica y eléctrica a lo largo de los años. Además, la corrosión tampoco interfiere en la resistencia mecánica del cobre, razón por la cual es un material tan duradero.

Referencias

[1] EPD, May 2000, Product Specific Requirements for Rotating Electrical Machines, disponible en www.environdec.com

[2] European Commission – DG TREN, 1999, Save: Technical, economical and cost-benefit analyses of energy efficiency improvements in industrial three-phase induction motors

[3] THERMIE, December 1999, THERMIE STR-1678-98-UK: the Scope for Energy Saving in the EU through the Use of Energy-Efficient Distribution Transformers, disponible en www.leonardo-energy.org

[4] Leonardo ENERGY, R. Targosz (ed) et al, February 2005, Global energy savings potential from high efficiency distribution transformers, disponible en www.leonardo-energy.org

[5] Egemin Automation, 2011, consultancy note: Modified Cable Sizing Strategies/Potential Savings vs. Copper Usage

[6] Frederik Groeman, July 2000, Optimal reduction of energy losses in catenary wires for DC railway systems, ref 98430138-TDP 00-12709, disponible en www.leonardo-energy.org

[7] Frederik Groeman, November 2001, Benefits of upgrading the overhead line of a DC railway line in the Netherlands – a simulation case study, disponible en www.leonardo-energy.org