Secção de cabo e fusíveis na autocaravana: decide a queda de tensão

Quase toda a gente escolhe o cabo da autocaravana como escolhe o de casa: uma olhadela aos amperes, algo que pareça grosso q.b., e siga. A 230 V isso funciona, porque a tensão é enorme comparada com as perdas. A 12 V não funciona de todo. Um orçamento de 3 % de queda de tensão numa instalação de 12 V são 0,36 V — um terço de volt para toda a viagem de ida e volta da corrente. Com as distâncias de uma carrinha, esse orçamento acaba muito antes de o cabo chegar perto da corrente que consegue levar. Numa camper é o comprimento, e não os amperes, que decide a secção de quase todos os condutores.

A fórmula, por palavras

A secção de que precisas para ficar dentro do orçamento de queda é:

A = ρ × L × I ÷ V_queda — onde A é a secção do condutor em mm², I a corrente contínua em amperes, V_queda os volts que aceitas perder e ρ a resistividade do cobre. Usa 0,0178 Ω·mm²/m, o valor do cobre flexível a quente, e não o 0,0172 de laboratório para cobre recozido a 20 °C — o teu cabo vive dentro de um móvel quente, não num laboratório.

L é o comprimento de ida e volta. É, de longe, o erro de contas mais comum na eletricidade de uma carrinha. A corrente vai pelo positivo e volta pelo negativo, e os dois condutores perdem tensão. Um ventilador a três metros da caixa de fusíveis é um circuito de seis metros. Esquece a volta e calculas metade da secção, o que normalmente dá um cabo duas medidas abaixo e duplica a queda que tinhas orçamentado. Mede o caminho que o cabo faz de facto — a subir pela nervura, ao longo do tejadilho, a descer até ao quadro — e duplica-o. É também uma razão para levar um negativo isolado a sério até um barramento, em vez de fazer massa na carroçaria onde calhar: com retorno pelo chassis já não sabes quanto vale L.

Dois limites, e ganha o mais grosso

Cada linha de corrente contínua tem de passar dois testes independentes, e ficas com o que pede mais cobre.

A intensidade admissível é a corrente que o condutor aguenta sem cozer o isolamento. Os valores aqui são as intensidades admissíveis da ABYC E-11 para isolamento de 105 °C, fora do compartimento do motor e com não mais de três condutores em feixe — 35 A para 14 AWG, 45 A para 12 AWG, 120 A para 6 AWG. Ao lado da intuição da instalação de casa parecem absurdamente generosos, e é exatamente esse o ponto: nos circuitos pequenos de uma camper a intensidade admissível quase nunca manda. Feixes apertados, passagens pelo compartimento do motor ou cabos enterrados no isolamento baixam esses valores, por isso trata-os como teto para um percurso bem ventilado.

A queda de tensão é o outro teste, e em luzes, bomba, ventilador, frigorífico e carregadores é ela que decide. Pega num ventilador de tejadilho de 5 A com 6,1 m (20 ft) de ida e volta a 3 %: A = 0,0178 × 6,1 × 5 ÷ 0,36 = 1,51 mm². A medida real seguinte é 14 AWG (2,08 mm²), que fica em 0,26 V, 2,2 % de queda. Pela intensidade admissível tinha bastado 18 AWG — 20 A, quatro vezes a carga. Quem decidiu foi a queda, e decidiu duas medidas acima. Tira a volta da soma e terias posto esse 18 AWG, a viver com 0,66 V, 5,5 % de perda.

Na Europa o cabo vende-se em mm², não em AWG: 1,5 – 2,5 – 4 – 6 – 10 – 16 – 25 – 35 mm². Escolhe a primeira secção métrica igual ou acima do valor entre parênteses — para o ventilador, 2,5 mm².

As linhas longas pioram depressa, porque a relação com o comprimento é linear. Um circuito de luzes de 3 A com 15,2 m (50 ft) de ida e volta pede 0,0178 × 15,2 × 3 ÷ 0,36 = 2,26 mm², portanto 12 AWG (3,31 mm²) — cabo mais grosso para 3 A do que o ventilador precisava para 5 A, só porque a linha é mais comprida. A carga não mudou nada.

A exceção é a linha curta e bruta. Um inversor de 1500 W no máximo puxa cerca de 125 A de um banco de 12 V carregado (1500 W ÷ 0,9 de rendimento ÷ 13,3 V), e fica encostado à bateria — digamos 0,8 m para cada lado, 1,6 m de ida e volta. A queda só pede 4,94 mm², que um 8 AWG cumpria. A intensidade admissível pede 4 AWG (21,2 mm², 160 A), e ganha a intensidade. Aqui é mesmo a corrente que fixa a secção — e a queda resultante é uns ridículos 0,17 V, 1,4 %. Se o manual do teu inversor pede um cabo mais grosso ou um fusível concreto, segue o manual: conhece o seu próprio pico de arranque melhor do que qualquer tabela geral.

3 % ou 10 %: escolhe o orçamento antes do cabo

O orçamento de queda é uma decisão de projeto, e muda tudo o que vem a seguir. Usa 3 % para tudo o que importa — cabos da bateria, carregadores DC-DC e reguladores solares, o inversor, o frigorífico, a bomba de água, as linhas dos painéis. Usa 10 % só para consumos realmente não críticos, que na prática são as luzes da habitação e pouco mais. O circuito de luzes de 3 A pedia 12 AWG a 3 %; a 10 % o orçamento é 1,2 V, a exigência cai para 0,68 mm² e passa um 18 AWG — três medidas abaixo e uma fração do preço. Aos LED tanto faz. A um frigorífico de compressor, não.

Os 24 V mudam a conta duas vezes. Os mesmos watts pedem metade da corrente, e 3 % de 24 V são 0,72 V em vez de 0,36 V — orçamento a dobrar. Os dois termos jogam a teu favor, por isso a secção necessária cai para um quarto. Essa linha de inversor de 125 A passa a cerca de 63 A, e a exigência pela queda desce de 4,94 mm² para 1,24 mm². É por isso que as camperizações grandes — carrinhas longas, inversores potentes, carga forte pelo alternador — acabam a derivar para 24 V. Estás a recomprar o cobre.

Uma tabela de circuitos reais

Tudo a 12 V, orçamento de queda de 3 %, comprimentos de ida e volta, cobre a quente:

Olha para a última coluna. Cinco de seis circuitos foram dimensionados pelo comprimento, não pela carga. O único que a corrente decidiu é o curto e grosso — e repara no frigorífico a 2,9 %: mais 20 cm de percurso e precisa da medida seguinte. É assim que 0,36 V são apertados.

Fusíveis: o fusível protege o cabo, não o aparelho

Dimensionar é mecânico. Pega em 1,2 × a carga contínua, arredonda para cima para um valor que se venda mesmo — 5, 7,5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 125, 150, 175, 200 A e por aí fora — e confirma contra a intensidade admissível do cabo. A bomba de 7 A: 8,4 sobe para um fusível de 10 A, bem abaixo dos 45 A do 12 AWG. O inversor de 125 A: 1,2 × 125 cai exatamente num fusível de 150 A que existe à venda, abaixo dos 160 A do 4 AWG. Nunca ponhas um fusível acima da intensidade admissível do cabo que protege. Se 1,2× sai acima do que o cabo aguenta, não pões um fusível maior — pões um cabo mais grosso. Sobe o inversor para 1800 W e o consumo vai para uns 150 A; 1,2× são 180, o fusível comercial mais próximo é de 200 A, e 200 está acima dos 160 A do 4 AWG. A resposta é 2 AWG (210 A), não um fusível de 150 A na esperança de que nunca veja 180.

A frase a decorar: o fusível protege o cabo, não o aparelho. O frigorífico, o inversor e o carregador têm a sua própria proteção interna; nada do que meteres na caixa de fusíveis os vai salvar. O fusível está lá para abrir o circuito antes de um curto-circuito ou uma sobrecarga transformarem o teu cabo numa resistência de aquecimento.

O que torna óbvia a combinação perigosa: um fusível grande num cabo fino. Põe um fusível de 30 A num 18 AWG e o cabo pode ficar indefinidamente a 29 A — quase 50 % acima do que aguenta — sem o fusível dar por nada. O isolamento amolece, depois carboniza, depois os condutores tocam-se. Chega-se lá de boa-fé: um circuito está sempre a queimar fusíveis, mete-se um maior, o sintoma desaparece. O sintoma era a proteção a funcionar. Se um fusível salta vezes sem conta, o problema é a carga ou o cabo; o fusível é a única peça da instalação que te diz a verdade.

Uma regra de montagem que muita gente salta: o fusível principal fica a menos de cerca de 180 mm (7 in) do borne positivo da bateria — a ABYC E-11 fixa 7 in, alargado a 40 in (1,02 m) quando o condutor vai dentro de bainha ou tubo. A razão é que o troço de cabo entre o borne e o fusível está, por definição, desprotegido, e um banco de baterias consegue empurrar milhares de amperes para um curto franco. Faz esse troço tão curto quanto fisicamente conseguires. E cada derivação leva também o seu fusível no barramento, dimensionado para o seu cabo.

O que um cabo demasiado fino te faz de verdade

No primeiro dia não acontece nada espetacular, e é por isso que este erro sobrevive. Chega depois, como uma lista de avarias que parecem não ter nada a ver umas com as outras.

Motores com fome de tensão. Um frigorífico de compressor ou uma bomba de membrana alimentados através de demasiada resistência veem menos tensão nos bornes, puxam mais corrente para fazer o mesmo trabalho e aquecem mais. Continuam a funcionar. Só morrem um par de anos mais cedo, e nas tardes de calor fazem disparar o corte por baixa tensão da bateria sem razão aparente. As bombas de água são as que mais se queixam: uma bomba que não ferra, ou que trabalha mas nunca chega à pressão do pressostato, tem muitas vezes um problema de cabo e não de canalização.

Carregadores que nunca enchem. Um regulador solar regula para a tensão que mede nos seus próprios bornes. Mete queda entre o regulador e a bateria e a bateria fica o tempo todo abaixo do alvo — o regulador acha que a absorção acabou e abranda com o banco ainda por encher. Ficas com uma instalação que nunca chega aos 100 % e um monitor de bateria que se descalibra aos poucos. É um problema de medição, não de potência — por isso dimensionar o cabo regulador–bateria a 3 % (ou ligar os fios de sensor que o teu regulador ofereça) importa mais do que o comprimento faz pensar. Se ainda estás a decidir o que carregar e quanto, o passo antes deste é dimensionar bateria e painéis solares.

Calor onde não o vês. O caso mau. Um condutor demasiado fino e, ainda por cima, com fusível a mais, passado por um vão de parede, embrulhado em lã e tapado com o revestimento. Sem ar, sem inspeção, sem cheiro até haver muito cheiro. É por isso que a cablagem entra cedo na ordem de camperização — atrás do isolamento e do revestimento, o cabo é praticamente definitivo, e “essa linha troco depois” quer dizer desmontar uma parede.

Vale a pena dizê-lo claramente: não é uma avaria rara. Se leres os guias conhecidos de eletricidade para carrinhas — o da FarOutRide, o da Explorist.life — a mesma correção volta sempre: o cabo é fino demais para a distância. É o erro elétrico mais comum numa camperização feita por ti, e evita-se por completo com uma multiplicação.

Mede o percurso, não o estimes

Cada número acima depende de um dado que quase toda a gente adivinha: o comprimento. “Uns três metros” da caixa de fusíveis ao ventilador de tejadilho são na verdade 3,4 m a subir pela nervura e a atravessar, 6,8 m de ida e volta — e essa é a diferença entre ficar folgado no orçamento e passar dele sem dar por isso. É aqui que uma disposição que podes medir se paga: o VanPlot traça percursos reais de cabo em 3D pela carroçaria verdadeira, à volta das nervuras e por trás dos móveis que já colocaste, por isso o comprimento é uma medição e não uma estimativa — e muda quando mudas a caixa da bateria de sítio, exatamente quando deve mudar.

Se usas o VanPlot AI (beta, com a licença vitalícia), “faz a cablagem da carrinha” traça as linhas da bateria aos consumos e das fontes de carga através da tua disposição, e “que cabo e que fusível precisa a linha do inversor?” responde a partir do plano elétrico que monta para os elementos colocados — fusível principal, linhas de carga e do inversor, os maiores circuitos de consumo. Confronta a resposta com os dois limites acima antes de comprares cabo. Guia do VanPlot AI.

Se só queres a conta feita, a calculadora de secção de cabo é gratuita e não pede conta: mete amperes (ou watts), comprimento só de ida, tensão da instalação e orçamento de queda; ela duplica o comprimento, verifica os dois limites, diz-te qual mandou e dá-te um fusível que o cabo aguenta mesmo.