O fiasco da fiação de alumínio

Alguém que decide construir uma casa enfrenta uma tarefa assustadora. Já é difícil atuar como empreiteiro geral para outra pessoa, mas quando você decide construir sua própria casa, como meus pais fizeram no início dos anos 1970, é ainda mais difícil. Há um milhão de decisões a serem tomadas em um ambiente pobre em informações e em rápida mudança, e um passo errado pode literalmente transformar em pedra algo com o qual você terá que conviver para sempre. Acrescente o orçamento apertado com o qual meus pais tiveram que trabalhar e é uma maravilha que eles tenham conseguido tanto sucesso.

Foi por pouco em alguns pontos, no entanto. Lembro-me de meu pai agonizando com a fiação da casa. Teria sido muito mais barato usar fiação de alumínio, já que o preço do fio de cobre disparou recentemente. Ele mordeu a bala e fez com que o eletricista instalasse o cobre, o que acabou sendo uma escolha sábia, já que as casas que sucumbiram ao canto da sereia da fiação mais barata começariam a pegar fogo em todos os Estados Unidos logo em seguida.

O que aconteceu no final dos anos 60 e início dos anos 70 nos comércios elétricos residenciais e comerciais foi uma lição cara e, em alguns casos, trágica na engenharia de falhas. Vamos dar uma olhada em como tudo aconteceu.

Para entender o fiasco da fiação de alumínio, vale a pena ter em mente não apenas as questões da ciência dos materiais e da engenharia elétrica, mas também as forças do mercado que tornaram a fiação de alumínio na construção residencial tão atraente na época. A produção mundial de cobre foi alta no início dos anos 60, mas os limites voluntários de produção para reduzir o excesso aumentaram um pouco os preços. Mais ou menos ao mesmo tempo, a escalada da Guerra do Vietnã e um boom de construção de casas aumentaram a demanda por cobre, enquanto a nacionalização da indústria de cobre por produtores estrangeiros e greves de mineradoras prejudicaram a oferta. Espremido em ambas as extremidades da equação oferta-demanda, o preço do cobre quase triplicou entre 1962 e 1964.

O fio de cobre há muito é o padrão para a fiação do circuito residencial e comercial, os trechos de fio do centro de carga até as luzes e tomadas ao redor da estrutura. Os eletricistas conheciam bem o cobre, os códigos elétricos foram escritos em torno de suas características de desempenho e os fabricantes de equipamentos projetaram interruptores, tomadas e conectores especificamente para fios de cobre. Mas, por mais entrincheirado que o cobre estivesse, o aumento dos preços estava começando a transformar o fio de cobre em unobtanium, e os empreiteiros de eletricidade começaram a sentir o aperto nos resultados. Algo tinha que ceder.

Entra alumínio. O alumínio é um excelente condutor elétrico - ignorando os metais preciosos, ele está logo abaixo do cobre na tabela de condutividade. O alumínio é usado há muito tempo para fiação elétrica, mas principalmente por empresas de serviços públicos para fiação aérea no sistema de distribuição, onde seu peso leve e baixo custo são grandes benefícios. O alumínio também tem sido usado na construção residencial, principalmente nas quedas de serviço do poste ao medidor e no centro de carga. Mas, embora o alumínio fosse comum na fiação do circuito de ramificação de amperagem mais alta para secadores e fogões elétricos, ele não era usado para os circuitos de ramificação mais leves que compõem a maior parte da fiação de uma casa. Tudo isso estava prestes a mudar.

Os fabricantes de fios começaram a produzir fios de alumínio para circuitos derivados de 15 A e 20 A em resposta à crise do cobre. Esses circuitos geralmente são conectados com fio de cobre 14 AWG e 12 AWG, respectivamente. Mas tão bom condutor quanto o alumínio é, ainda é apenas cerca de 60% da condutividade do cobre, então o fio de alumínio para circuitos de ramificação precisa ser aumentado para o próximo tamanho AWG - 12 AWG para circuitos de 15 amperes, 10 AWG para 20 amperes. Os fabricantes tiveram que usar mais metal, mas o alumínio era tão mais barato que fazia sentido do ponto de vista econômico. E assim o fio de alumínio começou a entrar nos circuitos residenciais, chegando a dois milhões de lares entre 1965 e 1972.

Essa decisão sairia pela culatra por alguns motivos. O mais importante foi a liga de alumínio que os fabricantes escolheram para o fio. Os fios elétricos usam uma liga chamada AA-1350. Embora perfeitamente adequado para uso em sistemas de distribuição aéreos e subterrâneos, o AA-1350 é um alumínio puro essencial com alguns vestígios de metais adicionados, e suas propriedades físicas diferem acentuadamente do cobre. Devido ao seu maior coeficiente de expansão térmica, o alumínio AA-1350 apresenta fluência significativa, onde o fio se deforma à medida que se expande e se contrai devido ao aquecimento.