CABLE DE ACERO

CABLE DE ACERO

El cable de acero o guaya es un elemento mecánico formado por un conjunto de alambres de acero de alto carbono, que forman un cuerpo único como elemento de trabajo, usualmente enrollados sobre un alma en forma helicoidal, bien sea de acero o de fibra sintética. Estos cables se pueden considerar como elementos y también se pueden enrollar helicoidalmente sobre un alma, formando los cables guardines, o bien acoplarse uno al lado del otro, para formar los cables planos. También podemos decir que el Cable de Acero es una maquina simple , que está compuesto de un conjunto de elementos que transmiten fuerzas, movimientos y energía entre dos puntos , de una manera predeterminada para lograr un fin deseado.

Cada cable de acero, con sus variables de diámetro, construcción, calidad de alambre, torsión y su alma; se diseñan y fabrican cumpliendo Normas Internacionales como: American Petrleum Institute (A.P.I Estándar 9A), American Federal Specification (RR-W-410D), American Society For Testing & Materials (A.S.T.M), Britiah Standars Institute (B.S.), entre otras.

Las partes de un cable de acero se denominan alambres, cordón o torón y alma. (Fig. 1)

El alambre es el componente básico del cable de acero, el cual es fabricado en diversas calidades, según el uso al que se destine el cable final. Es obtenido por estiramiento al reducir el diámetro del alambrón, haciéndolo pasar por dados o matrices mediante la aplicación de una fuerza axial. Las propiedades del alambre dependen básicamente de su composición química, microestructura, nivel de inclusiones, tamaño de grano, segregaciones y condiciones del proceso. Todos los alambres deben cumplir con los requisitos establecidos en las normas ASTM A 1007, JIS G 3525, API 9 A, RRW 410 F, ISO 2232.

Los torones están formados por alambres que pueden ser todos del mismo o de diferentes diámetros, trenzados helicoidalmente sobre un alma central. A cada número y disposición de los alambres se les llama construcción y son fabricados generalmente según el concepto moderno, en una sola operación con todos los alambres torcidos en el mismo sentido, conjuntamente en una forma paralela. De esta forma se evitan cruces y roces de los alambres en las capas interiores, que debilitan el cable y reducen su vida útil y puede fallar sin previo aviso.

El alma o núcleo es el eje central de un cable, alrededor del cual van enrollados los torones. Se utiliza alma de acero, fibra natural o sintética o polipropileno. Su función es servir como base del cable, conservando su redondez, soportando la presión de los torones y manteniendo las distancias o espacios correctos entre ellos.

El cable es un conjunto de torones trenzados helicoidalmente alrededor del alma o núcleo. Y se dividen en grupos; los principales son: Grupo 6x7 (3 a 15 alambres por torón), Grupo 6x19 (con 15 a 26 alambres por torón), Grupo 6x37 (con 27 a 49 alambres por torón) y Grupo 8x19.

CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS CABLES DE ACERO: Flexibilidad y resistencia a la abrasión: Todos los cables de acero implican, en su diseño, características de compromiso técnico. En la mayoría de los casos, un cable no puede aumentar al mismo tiempo su resistencia a la fatiga y su resistencia a la abrasión. Por esta razón es necesario elegir el cable de acero apropiado, para la aplicación exacta.

Carga de Ruptura: La carga de rotura es la carga final efectiva a la cual un cable rompe durante un ensayo de tracción en el banco de prueba. En la práctica, para la elección de un cable se utilizan valores tabulados que indican lo que se llama la “Carga Mínima de Rotura”, en cuyo cálculo intervienen la resistencia específica del material, el tipo de alma, el tipo de construcción, la sección, etc.

Carga de Trabajo: Es la carga o peso que se debe aplicar sobre el cable en condiciones de trabajo con seguridad. Se abrevia C.T. (Carga de Trabajo). La carga de rotura es siempre mayor que la carga de trabajo. La relación entre CMR (Carga Mínima de Rotura) y CT (Carga de Trabajo) se llama Factor de Seguridad (FS), el factor de seguridad en cable de acero es 5 a 1.

NOMENCLATURA BASICA DE LOS CABLES CONVENCIONALES: Los cables de acero se identifican mediante la nomenclatura que hace referencia a: - La cantidad de cordones. - La cantidad (exacta o nominal) de alambres en cada cordón. - Una letra o palabra descriptiva indicando el tipo de construcción. - Una designación de alma, cualitativa o cuantitativa.

Esta nomenclatura simple es sumamente práctica y está internacionalmente normalizada para los cables convencionales.

TIPOS DE ARROLLAMIENTOS

El arrollamiento de un cable de acero se determina por la forma en que los torones o trenzas están enrollados en el cable y por la manera en como los alambres están enrollados en los torones.

La longitud de paso de un cable de acero es la distancia lineal medida a lo largo del mismo, desde un punto de un torón hasta otro punto del mismo torón después de dar una vuelta alrededor del núcleo o alma del cable (360°).

Según el sentido de enrollamiento de los torones sobre el núcleo, el paso puede ser derecho o izquierdo. De acuerdo con el sentido de enrollamiento de los alambres en los torones y de éstos sobre el alma o núcleo, los cables pueden ser de dos tipos: arrollamiento regular, arrollamiento lang o arrollamiento alternado; estos a su vez pueden ser derecho o izquierdo. En la mayoría de los casos , no afecta el que se use un cable con torcido derecho o izquierdo. Los cables con torcido derecho se conocen como los de fabricación normal, por lo tanto, son los que se utilizan en la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, existen aplicaciones en que los cables con torcido izquierdo proporcionan ciertas ventajas, como en el caso de las máquinas perforadoras de percusión, al tender a apretar las roscas de los aparejos.

En el Arrollamiento Regular la posición de los alambres en los torones es opuesta a la dirección de estos en el cable, Este tipo de configuración hace que el cable sea compacto, bien balanceado, con excelente estabilidad, son fáciles de manejar, menos susceptibles a la formación de cocas y son más resistentes al aplastamiento y distorsión. Presentan menos tendencia a destorcerse al aplicarles cargas aunque no tengan fijos ambos extremos. (Fig. 2)

En el Arrollamiento Lang la posición de los alambres en los torones es igual a la dirección de sus torones en el cable. Tiene excelente resistencia a la fatiga y al desgaste por abrasión, son ligeramente más flexibles, pero tiene el inconveniente de tener tendencia a destorcerse por lo que únicamente deberán utilizarse en aquellas aplicaciones en que ambos extremos del cable estén fijos y no le permitan girar sobre sí mismos. (Fig. 3)

En el Arrollamiento Alterno o Herringbone se realiza con cordones que están alternativamente arrollados en el mismo sentido que el cable y en sentido contrario, es decir alternar torones regulares y lang. Estos tipos de cables tienen muy pocas aplicaciones. (Fig. 4)(Fig. 5)

MANTENIMIENTO DE CABLES DE ACERO

Todas las guayas o cables de acero inevitablemente se deterioran en servicio y su capacidad de trabajo va disminuyendo gradualmente. Por estas razones las inspecciones periódicas son críticas y se pueden indicar tres objetivos fundamentales: a) Las inspecciones revelan la condición del cable en un momento dado y pueden indicar la necesidad de reemplazo; b) Las inspecciones revelan si se está usando el cable apropiado y c) Las inspecciones permiten el descubrimiento y la corrección de defectos en los equipos o en la operación, que pudieran estar causando deterioro prematuro del cable.

Los cables deben ser sometidos a un programa de revisiones periódicas conforme a las recomendaciones establecidas por el fabricante y teniendo presente el tipo y condiciones de trabajo a que se encuentre sometido. Este examen debe extenderse a todos aquéllos elementos que pueden tener contacto con el cable o influir sobre él. Fundamentalmente debe comprender: los tambores de arrollamiento, las poleas por las que discurre, los rodillos de apoyo; y de forma especial debe comprobarse el estado de los empalmes, amarres, fijaciones y sus proximidades. Entre más tiempo lleve la guaya en servicio o entre más severo sea éste, más frecuentes y completas deberán ser las inspecciones. De cada inspección deben mantenerse registros.

El Art. 103.3 de la Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo dispone que los cables de izar deban ser revisados a fondo, al menos, cada trimestre.

Los cables deben ser inspeccionados según las circunstancias siguientes:

- Antes de ser puesto en servicio a menos que sea nuevo.

- Antes de ser puesto en servicio cuando haya sido instalado en otro equipo distinto al original.

- Antes de cada utilización si está sujeto a condiciones extremas de deterioro, por ejemplo, ambientes muy contaminados con polvo o arena, ambientes corrosivos, ambientes muy calientes, etc.

La frecuencia de inspección deberá ser:

- Cables empleados en elevadores de personal: Cada 6 meses.

- Cables empleados en grúas: Cada 8-12 meses.

- Cables empleados en condiciones extremas: Según sea necesario.

Se deben tomar en cuenta los aspectos siguientes:

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