Cavi speciali: che cosa si intende e utilizzi nell'industria

Il mondo dei cavi è molto ampio e sfaccettato, così come la varietà delle richieste di collegamento che caratterizzano l’ambiente industriale. In questo panorama di applicazioni, esiste anche l’espressione “cavi speciali”:  questa dicitura in sé, però, non identifica in modo immediato ed inequivocabile le principali caratteristiche di questa tipologia di cavi, motivo per cui ci dedicheremo qualche parola.

Partiamo col definire quali sono i cavi “non speciali”, ovvero tutti quei cavi comuni che vengono impiegati nelle installazioni civili: per intenderci, sono i cavi che si utilizzano ad esempio per gli impianti residenziali.

È chiaro che questi cavi che vengono posati nelle tubazioni oppure che passano sotto i pavimenti e nelle pareti di casa non devono che assolvere alle funzionalità minime necessarie per un cavo elettrico, perché non hanno esposizione a condizioni estreme in termini di temperature, contatto con sostanze chimiche o sollecitazioni meccaniche.

Esistono, però, anche cavi che invece vengono impiegati in ambito industriale, magari nei pressi di un forno, di una pressa idraulica o di una gru portuale, che sono sottoposti a degli stress maggiori e che richiedono materiali e costruzioni specifiche, anzi “speciali”.

Le sollecitazioni che possiamo trovare in ambito industriale sono molteplici e a volte una combinazione di queste agisce in contemporanea. È necessario, quindi, avere chiarezza di quante e di quali sono le sollecitazioni per definire propriamente il “cavo speciale”.

La resistenza Chimica della guaina esterna del “cavo speciale“ è fondamentale nel caso in cui siamo in presenza di oli, che siano essi minerali, sintetici, biologici o che ci siano emulsioni, idrocarburi, solventi o detergenti.

In aziende meccaniche sarà più comune trovare oli lubrificanti o lubro-refrigeranti, quindi dovranno essere utilizzati materiali che abbiano una bassa reazione chimica con queste sostanze, ad esempio i poliuretani che offrono una buona resistenza ad olii e grassi.

Per le macchine alimentari, invece, è più comune la presenza di detergenti per le fasi di lavaggio e sanificazione. Queste sostanze, che siano basiche o acide, reagiscono con le mescole della guaina e le portano ad un deterioramento precoce: l’elasticità della guaina si riduce e si sviluppa un fenomeno chiamato comunemente “invecchiamento”.

Un parametro che definisce il graduale peggioramento del cavo è lo “Sheat Elongation at break in %”, cioè l’allungamento alla rottura di un campione di guaina, questo valore è espresso come percentuale rispetto alla lunghezza iniziale del campione: più il valore è alto e più la mescola della guaina è elastica, viceversa più il valore è basso e più il materiale è plastico. Quando il cavo è nuovo avrà il valore massimo, col passare del tempo e con un intenso contatto con sostanze chimiche si raggiungeranno valori sempre minori.

Nel caso in cui il cavo dovesse essere posto all’aperto, bisogna tenere in considerazione altri tipi di problematiche: l’ozono ed i raggi ultravioletti (di tipo UV-A e UV-B) sono anch’essi una minaccia, perché contribuiscono all’invecchiamento precoce delle materie utilizzate nelle guaine dei cavi.

La resistenza Meccanica del cavo speciale è richiesta quando occorre resistere al taglio, al calpestamento, alla trazione, alla piega ripetuta ecc.

In ambito industriale è spesso richiesto che il cavo speciale esegua un movimento guidato, in questo caso le sollecitazioni possono essere di flessione (nel caso della posa in catena portacavi) o di torsione (nel caso dei robot antropomorfi) o addirittura una combinazione di queste due.
Tali movimentazioni portano con sé anche eventuali trazioni o abrasioni e quindi è richiesto l’impiego di un cavo appropriato, appunto un cavo “speciale”.

Oltre alla scelta del materiale della guaina occorre studiare una struttura “speciale”, infatti, vanno valutate tutte le componenti: a partire dalla costruzione del trefolo del conduttore, della scelta del materiale dell’isolamento, della cordatura dei conduttori tra di loro, dell’impiego di riempitivi ed infine (last but not least) del tipo di schermatura se necessaria.

Anche in questo caso, un cavo “non speciale” avrebbe vita breve in simili condizioni, per cui è utile introdurre delle prove per poter stimare l’eventuale durata del cavo e poter avere indicazione della sua vita attesa.

È a questo punto che entrano in gioco i “test center di LAPP” e le prove specifiche che vanno a simulare le sollecitazioni e le condizioni operative, tutto questo volto a poter misurare le prestazioni del cavo.  Si tratta di test indispensabili per poter rendere efficiente il contesto in cui lavora il “cavo speciale”. In base ai risultati ottenuti possiamo stimare la durata del cavo che viene espressa in milioni di cicli.

Un altro tipo di resistenza, a cui un cavo normale non può sopravvivere, è la resistenza alle basse o alte temperature, infatti i cavi tradizionali, ad esempio quelli posati in ambito residenziale, non raggiungono mai temperature estreme e per questa ragione sono realizzati con materiali “non speciali” che permettono loro di assolvere alle loro funzioni ordinarie.

 Alcuni materiali speciali per le alte temperature possono essere le gomme siliconiche o i tetrafluoroetileni che mantengono le loro caratteristiche inalterate per un’ampia escursione termica, sia alle basse temperature ( -60 °C) sia alle alte temperature (+ 180 °C). Ovviamente insieme a questi grandi pregi portano con sé anche dei limiti: ad esempio, le gomme siliconiche sono facilmente lacerabili e hanno basse caratteristiche meccaniche, mentre i tetrafluoroetileni sono molto rigidi e poco adatti ad applicazioni in cui è richiesta una elevata flessibilità.

Proprio da questi ultimi esempi emerge come non esista un solo “cavo speciale”, ma una gamma di “cavi speciali” che possono assolvere meglio di altri ad esigenze non ordinarie.

Fino ad ora abbiamo definito come “speciali” quei cavi che hanno delle caratteristiche accresciute che permettono loro di resistere meglio in ambienti e condizioni difficili, esiste però un altro aspetto che rende un cavo speciale: la capacità e la possibilità di usare i suoi “superpoteri” anche all’estero.

Infatti i cavi comuni, che vengono impiegati in ambito residenziale, non si troveranno mai a dover viaggiare per il mondo. Alcuni cavi che equipaggiano macchine, strumenti oppure attrezzature  che possono essere sottoposti a spostamenti, invece, avranno bisogno delle giuste “approvazioni” e i necessari requisiti costruttivi che permetteranno loro di essere accettati nei paesi di destinazione. Parliamo quindi di “cavi multinorma”, cavi per il Nord-America o più generalmente “cavi approvati per…”.

Adesso conosci i principali utilizzi dei cavi speciali. Scopri l’intera gamma di prodotti dedicati all’ambiente industriale di LAPP.