Seguridad en elementos de movimiento e Izajes: Seguridad en cables metálicos. Parte 1

Se denomina cordón a un elemento constituido por varios alambres de acero dispuestos en forma helicoidal en una o varias capas. Por ejemplo, cordón de 7 alambres (1 + 6), según se observa en la figura 1

Para la fabricación de los hilos se utilizan por lo general aceros de bajo contenido de carbono (< 0,2 %), de alto contenido de carbono (> 0,2 %) o aleados, pudiendo estar protegidos contra la corrosión mediante un proceso de galvanizado.

De acuerdo a la composición de los hilos varía la resistencia de éstos a la rotura por tracción (Kg/m.m.2). Las resistencias a las cargas están normalizadas, siendo las más comunes: 140 Kg/m.m.2 , 160 Kg/m.m.2 y 180 Kg/m.m.2.

Un cable está constituido por varios cordones dispuestos en forma helicoidal en una o varias capas superpuestas alrededor de un alma que puede ser textil, metálica o mixta, ver figura 2.

El cableado puede realizarse en dos sentidos:

1- Hacia la derecha, conocido como “cableado Z”.
2- Hacia la izquierda, conocido como “cableado S”.
Ver figura 3

La composición y disposición de un cable puede tener muchas variantes ya que puede utilizar diferentes principios de cableado, distinto número y tipo de alambres, agrupados en cordones de diámetros diversos, gran variedad de tipos de alma en cuanto a su composición, etc.

Para una composición determinada, un cable es tanto más rígido, cuanto mayor sea el diámetro de los alambres que lo constituyen.

El desgaste de un cable es tanto menor, cuanto mayor sea el diámetro de los alambres que lo forman, es decir, el desgaste de un cable es mayor cuanto mayor sea su flexibilidad.

Las distintas composiciones que puede tener un cable, responden a determinadas necesidades de utilización. De acuerdo a la forma y distribución de los cordones e hilos los cables se clasifican en ordinarios (comunes) y en cordones especiales (antigiratorios, plano, Warrington, Seale, Warrington-Seale, etc.).

Según la forma de situar los cordones, los cables se representan mediante tres cifras, separadas por los signos x y +.

A x B + C

A = número de cordones
B = número de alambres o hilos del cordón
C = composición del alma

Por ejemplo Cable de 6 cordones de 19 hilos por cordón con alma textil (ver figura 5)

6 x 19 + T

Otro ejemplo cable de 6 cordones de 37 hilos por cordón con alma metálica formada por otro cable de 7 cordones con 7 alambres (ver figura 5)

6 x 37 + (7 x 7 + 0)

Figura 6. Tipos de cables metálicos

Para el empleo de cables especiales es necesario adoptar determinadas medidas de prevención, fundamentalmente con los cables antigiratorios, que son muy frágiles y por ello deben ser empleados con accesorios adecuados, (ver figura 6)

Es necesario apegarse a las recomendaciones del fabricante de los equipos de elevación en lo referente al tipo de cable a emplear para evitar el desgaste prematuro de este último. En ningún caso se utilizaran cables distintos a los recomendados.

Un cable, además de identificarse por su composición, se identifica también por su diámetro o por el diámetro del círculo circunscrito a la sección recta del mismo, según se observa en la figura 7.

La sección útil de un cable es la suma de las secciones rectas de todos los alambres que lo componen. (No se debe calcular la sección de un cable a partir de su diámetro).

Los extremos de los cables deben estar protegidos con refuerzos normalizados, para evitar el descableado. En algunos casos en los que los refuerzos son reemplazados por una soldadura que une los alambres.

Un cable se define por los siguientes parámetros:

1- Carga de rotura nominal total.
2- Carga de rotura efectiva (o carga de rotura total media)

5.1. CARGA DE ROTURA NOMINAL TOTAL.

Es la suma de las cargas de rotura de cada uno de los alambres que conforman el cable. La carga de rotura de cada alambre es el producto de su sección recta por el valor de su resistencia mínima del material utilizado en su construcción.

5.2. CARGA DE ROTURA EFECTIVA (o carga de rotura total media)

Es la suma de las cargas de rotura de todos los alambres, tomando de una misma muestra del cable y obtenidos durante un ensayo realizado separadamente para cada alambre. Generalmente se admite con un número no inferior al 10 % y utilizando el valor medio.

Siendo:

oi = tensión de rotura de un hilo (alambre)
N = número de hilos (alambres)
d = diámetro del hilo (alambre)

Carga de rotura real: Es la obtenida al someter un cable completo a la tracción
Carga de rotura mínima: Es la carga que se debe alcanzar o sobrepasaren el ensayo de rotura del cable completo según lo estipulado por norma, está dado por la expresión:

Carga de rotura mínima

K´= Coeficiente empírico dependiente de la composición y tipo de cable
d = Diámetro nominal del cable (m.m.)
Ro= Resistencia de los alambres (Kg/m.m.2)

Carga de rotura garantizada: Está dada por la carga de rotura efectiva menos un porcentaje que varía según el tipo de cableado.

Fg = Fa – F . Fa, donde K es un coeficiente debido al cableado.

Según se indican en las Normas, el fabricante debe entregar un certificado, en el que fundamentalmente y entre otros, deben figurar:

1 – Nombre del fabricante
2 – Diámetro nominal del cable
3 – Composición, tipo de cableado, resistencia del alambre
4 – Carga de rotura efectiva

Además en cada rollo, o carrete se debe colocar una etiqueta en la que figure:

1 – Diámetro del cable.
2 – Composición
3 – Tipo y sentido del cableado
4 – Resistencia nominal
5 – Grado de superficie de los alambres
6 – Longitud
7 – Nombre del fabricante

El coeficiente de seguridad para la utilización de un cable metálico es la relación entre la carga de rotura efectiva y el esfuerzo máximo a la tracción a que debe ser sometido en la realidad.

K = coeficiente de seguridad
Cre = carga de rotura efectiva
Q = carga a la que va a estar sometido el cable en la realidad

Los diámetros mínimos para enrollamiento deben ser cuidadosamente respetados, para evitar el deterioro por fatiga. Esto depende de la rigidez del cable y por lo tanto de su composición.

D = diámetro de enrollamiento d = diámetro del cable

Figura 8

Para cables de 6 cordones, por ejemplo, el diámetro de enrollamiento que deben tener los tambores de izar no podrá ser inferior a 30 veces el del cable, siempre que sea también 3000 veces el diámetro del alambre mayor.

Figura 9

El diámetro de las poleas deberá ser al menos 22 veces superior al diámetro del cable. El diámetro de la polea es medido desde el fondo de su garganta. Las gargantas de las poleas y la forma de los canales de los tambores, deben adaptarse al diámetro del cable a utilizar. Ver figuras 10 y 11.

Para los tambores es admisible una relación: