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Con la puesta en marcha de proyectos de construcción en todo el mundo, los ingenieros eléctricos pueden maximizar la seguridad y la eficiencia del tendido de cables adoptando un enfoque proactivo en la instalación. Al aprovechar el potencial del software de planificación, pueden garantizar una mayor vida útil del cable y ahorrar tiempo y horas de trabajo tanto en la oficina como en obra.
“La planificación es un momento en el que los ingenieros deben tomarse el tiempo necesario para analizar diversos escenarios hipotéticos y así tomar una buena decisión para la instalación en sí”, afirmó Sheri Dahlke, vicepresidenta de investigación y desarrollo de Polywater®.
Mediante un enfoque proactivo en el tendido de cables, los ingenieros pueden planificar un sistema de conductos que limite la cantidad de empalmes y/o estructuras subterráneas, lo que ahorrará tiempo y dinero al proyecto. «También pueden planificar tendidos seguros que no superen los límites de tensión del cable o del equipo, lo que creará un entorno de trabajo seguro», afirmó Wendy Peterson, coordinadora de ingeniería de soluciones de Polywater.
Antes incluso de que los equipos de campo coloquen las tuberías en el suelo, los ingenieros pueden seguir estas cuatro buenas prácticas durante la fase de planificación.
El Código Eléctrico Nacional de EE. UU. (NEC, por sus siglas en inglés) exige diferentes porcentajes máximos de llenado de cables según el número de conductores: un 40 % o menos para tres conductores, un 31 % para dos conductores y un 53 % para un conductor.
En diseños con tres o más cables, puede producirse un atasco cuando su diámetro combinado es muy similar al diámetro interior del conducto. Para instalar los cables de forma segura, debe haber un espacio libre entre el cable y la pared del conducto.
“Cuando los tres cables se agrupan en forma triangular, pueden caber perfectamente en el mismo conducto”, explicó Dahlke. “Pero cuando los cables se colocan uno al lado del otro o en forma de cuna, se comprimen o se atascan, especialmente al tomar una curva”.
“En esta situación, los ingenieros pueden aumentar o disminuir el diámetro interno del conducto, lo que permite más espacio o mantiene los cables en la formación triangular para que no se abran lo suficiente como para causar atascos”, explicó. “Para determinar el llenado adecuado del cable, los ingenieros pueden usar el software Polywater Pull-Planner®, que calcula el porcentaje de llenado del conducto en función de los tamaños del conducto y del cable. El programa evaluará la probabilidad de atasco basándose en tres cables, alineados uno al lado del otro, que se atascan al ser tirados alrededor de una curva o un desvío”, añadió Peterson.
Otra forma de aumentar la eficiencia en proyectos de construcción nuevos es predecir la longitud máxima de tendido sin exceder la tensión máxima y las presiones laterales especificadas por el fabricante del cable. Esta buena práctica minimiza los empalmes y la infraestructura subterránea, como las cámaras subterráneas.
“Las cámaras de seguridad adicionales son caras”, dijo Pat Estenson, vicepresidente y gerente general de la división de comunicaciones de Polywater. “Las empalmes también cuestan dinero y representan posibles puntos de falla”.
La mayoría de los ingenieros eléctricos que diseñan sistemas subterráneos suelen suponer, con razón, que cuanto menor o más cerrado sea el radio y mayor el ángulo de la curva, mayor será la presión en las paredes laterales. Asimismo, pueden predecir que aumentar el radio de la curva tendrá un efecto significativo en la reducción de la tensión, pero esto no siempre es así.
«Normalmente se produce cierta reducción de la tensión, pero no tanta como muchos suponen», afirmó Estenson. «Los cálculos en curvas muy pronunciadas pueden mostrar un gran aumento de la tensión debido a la longitud de la curva, pero es posible que no muestren un aumento significativo de la presión en la pared lateral. Esto se debe a que el cable puede ser lo suficientemente pesado como para que se apoye en el fondo del conducto y no se ejerza presión contra la pared».
Dado que el grado de curvatura y el radio del ángulo pueden aumentar la presión en la pared lateral, modificar o modelar el radio de curvatura en el software de planificación, como Pull-Planner, permite a los usuarios reducir la presión y la tensión en la pared lateral.
“Todos los lubricantes para cables se comportan de manera diferente según su formulación y su interacción con los distintos tipos de materiales de cables y conductos. Los ingenieros deben especificar los lubricantes que ofrezcan el mejor rendimiento, con el menor coeficiente de fricción (COF) y las mayores propiedades de reducción de la fricción”, afirmó Peterson.
“Si el ingeniero no lo especifica, queda a criterio del contratista, quien puede no comprender completamente la diferencia en el rendimiento del lubricante o la compatibilidad del revestimiento del cable”, dijo.
Los ingenieros deben confiar en la base de datos COF de Pull-Planner para determinar el lubricante que ofrece la mejor reducción de fricción, teniendo en cuenta la cubierta del cable y el conducto de la aplicación.
“Estas cifras son el resultado de pruebas de laboratorio reales”, dijo Estenson. “Puede que sea necesario añadir un margen de seguridad para tener en cuenta las condiciones de campo, pero la comparación entre los distintos lubricantes sigue siendo consistente”.
Otro factor es la capacidad del lubricante con silicona para adherirse al cable incluso con agua y seguir reduciendo la fricción. Los lubricantes sin silicona se eliminan del cable con mayor facilidad con el agua, lo que reduce o elimina la reducción de la fricción.
“La mayoría de los proyectos de tendido de cables son subterráneos, y el agua suele ser una presencia constante”, añadió Estenson.
Los ingenieros también deben considerar el impacto directo del lubricante en el coeficiente de fricción (COF) y, por consiguiente, en la tensión. Al seleccionar el lubricante adecuado para el tipo de cubierta y conducto del cable, pueden reducir significativamente el COF. Pull-Planner ofrece una base de datos de COF probada con lubricantes Polywater, que permite a los usuarios seleccionar diversos valores de COF y simular el tendido de cables con diferentes tipos de lubricante.
Los ingenieros deben realizar modelos avanzados para determinar en qué dirección tirar del cable.
“Si puede elegir la dirección de la instalación, comience con las curvas para quitar de en medio lo más difícil”, dijo Dahlke. “Debe aplicar la menor tensión posible al entrar en la curva, ya que esto actúa como un multiplicador exponencial”.
Los instaladores suelen basar la dirección de tracción en factores logísticos, como qué camión remolcará el carrete o la máquina de tracción. También consideran si es necesario bloquear carriles de circulación o si el equipo deberá ubicarse fuera de la carretera.
Dado que los equipos de instalación, como los carretes motorizados, los rodillos, las poleas y los empujadores, pueden influir en la tensión y la presión lateral, la dirección de tracción puede ser fundamental para mantener la tensión por debajo de la tensión máxima determinada.
“Las consecuencias de tirar del cable en la dirección incorrecta son tramos más cortos, más empalmes, más estructuras subterráneas, más dinero, más tiempo y posibles daños en el cable”, dijo Peterson.
Mediante el uso de software de planificación, los ingenieros pueden modelar los componentes antes de la instalación, obtener la tensión de tracción prevista, prepararse para un tendido de cables eficiente y seguro en el campo, y aumentar la confianza en la fiabilidad y la durabilidad del sistema.
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