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Durante la 煤ltima d茅cada, un pu帽ado de fabricantes de equipos originales de gr煤as se ha asociado con fabricantes de cables sint茅ticos y de alambre para investigar la idea de reemplazar los cables de acero pesados con cables de fibra m谩s livianos. La idea es reducir el peso sin ceder fuerza.

El director comercial de cables de acero de Python, Sven Balbiani, dijo que la mayor铆a de los OEM de gr煤as est谩n satisfechos con los productos de cables de acero disponibles actualmente.

Varios OEM de gr煤as han investigado la idea de reemplazar el cable de acero con cable de fibra. Es un esfuerzo complicado con muchas variables a considerar. Foto 漏 Robert Dimmitt Fotograf铆a

鈥淣o vemos demasiado inter茅s en este tema entre nuestros OEM鈥�, dijo Balbiani. 鈥淗ay un fabricante de gr煤as puente que ha creado una l铆nea completa de productos que pueden equiparse con cable de fibra o cable de acero鈥�.

La mayor铆a todav铆a opta por el cable de acero.

驴Cu谩les son los beneficios de las cuerdas sint茅ticas?

WireCo tambi茅n ha trabajado con los fabricantes de equipos originales para explorar oportunidades para que los cables sint茅ticos sirvan como soluciones alternativas a los cables de acero.

鈥淓l prop贸sito principal al hacerlo es reducir el peso sin comprometer la fuerza, una preocupaci贸n cada vez mayor a medida que los levantamientos se vuelven m谩s altos, m谩s pesados y m谩s complejos鈥�, dijo Andreas Schmeiss, vicepresidente de WireCo. 鈥淟os cables sint茅ticos tambi茅n tienden a ser m谩s f谩ciles de manejar e instalar, lo que reduce la fatiga y la posibilidad de lesiones para quienes realizan instalaciones, inspecciones y cambios. Y, sin necesidad de lubricaci贸n, los cables de fibra ofrecen beneficios ambientales鈥�.

Pero a pesar de todas sus ventajas, la fibra plantea algunos desaf铆os importantes.

鈥淓n el entorno industrial, en el que los cables se encuentran con frecuencia con bordes afilados y superficies abrasivas, el acero es generalmente impermeable, mientras que las fibras son susceptibles de deshilacharse鈥�, dijo. 鈥淟as fibras tambi茅n son sensibles a la radiaci贸n ultravioleta y al calor excesivo. Las altas temperaturas pueden causar una condici贸n conocida como 鈥榙eslizamiento鈥�, en la que una cuerda se vuelve flexible y se estira hasta un punto m谩s all谩 de su forma original鈥�.

La radiaci贸n ultravioleta puede degradar los filamentos de la cuerda, lo que requiere que se apliquen recubrimientos especiales para evitar fallas, dijo.

鈥淟os criterios de retiro tambi茅n son m谩s dif铆ciles de determinar con cuerdas sint茅ticas, donde los m茅todos de prueba no destructivos usados para juzgar la condici贸n de una cuerda de acero no son adecuados鈥�, dijo. 鈥淟os cables sint茅ticos tienden a ser m谩s caros que los cables de acero. Para la misma aplicaci贸n, el costo de la fibra puede exceder al del acero hasta tres o cuatro veces鈥�.

Con productos de acero y sint茅ticos, WireCo tiene soluciones para un uso final determinado, independientemente del material, dijo Schmeiss.

鈥淓l cable de fibra ayuda a reducir enormemente el di谩metro del cable requerido鈥�, dijo Balbiani. 鈥淓n algunos casos, el acero es el claro ganador. En otros casos, fibra. Los recubrimientos avanzados podr铆an alg煤n d铆a inclinar la balanza a favor de los sint茅ticos, pero, por ahora, ser铆a dif铆cil imaginar que el cable de fibra desplazar铆a por completo al acero en el corto plazo鈥�.

La fibra se presta bien a aplicaciones est谩ticas, particularmente en el entorno mar铆timo.

鈥淓stos incluyen aplicaciones en las que las cuerdas no se enrollan y desenrollan continuamente sobre los tambores鈥�, dijo Schmeiss. 鈥淲ireCo, a trav茅s de Lankhorst Ropes, tiene un largo historial de empleo de cables sint茅ticos para amarrar barcos, plataformas de energ铆a en alta mar y, m谩s recientemente, turbinas e贸licas flotantes. Estos cabos se transportan e instalan en el mar, lo que hace que los sint茅ticos de peso reducido, alta resistencia, facilidad de manejo y resistencia a la corrosi贸n sean la opci贸n preferida sobre el acero鈥�.

WireCo present贸 recientemente la serie Union Gladiator de colgantes de pluma, una cuerda a base de fibra para palas mineras.

鈥淎 diferencia del acero que se usa en los colgantes convencionales, las fibras sint茅ticas de aramida de Gladiator act煤an como un amortiguador durante las operaciones de excavaci贸n, lo que reduce las tensiones relacionadas con la fatiga tanto para el equipo de pala como para quienes lo operan鈥�, dijo Schmeiss. 鈥淓sto, a su vez, podr铆a extender la vida 煤til de las palas y dragalinas hasta tres o cuatro veces m谩s que la vida 煤til que normalmente se experimenta cuando se utilizan tecnolog铆as de acero tradicionales鈥�.

La fibra tambi茅n tiene potencial para un uso m谩s amplio en aplicaciones din谩micas. Las eslingas sint茅ticas tienen buena aceptaci贸n en el sector de la elevaci贸n.

Carga de rotura y peso

Sin embargo, las gr煤as m贸viles presentan un desaf铆o especial, ya que los cables deben lograr un equilibrio 贸ptimo entre la carga de rotura y el peso.

Balbiani cit贸 tres empresas que ofrecen un cable de fibra en sus gr煤as/montacargas. Una gr煤a que usa cable de fibra es una excepci贸n, no la regla, dijo.

Schmeiss dijo que tanto las cargas limitadas por eje de las gr煤as vehiculares aprobadas para carreteras como las limitaciones de peso de las gr煤as sobre orugas requieren que los cables proporcionen una carga de rotura en constante aumento con un di谩metro constante. Para cumplir con estos requisitos, las alternativas sint茅ticas deben emplear fibras especiales con resistencias a la tracci贸n similares a las del acero, dijo.

LankoLift S de Lankhorst Ropes hace esto, dijo Schmeiss. La cuerda amarilla consta de 12 hebras exteriores trenzadas hechas de Dyneema de alta tecnolog铆a y proporciona una resistencia a la rotura igual a la de una cuerda de acero del mismo grosor. El n煤cleo de LankoLift est谩 dise帽ado para resistir presiones transversales, y las pruebas de laboratorio que involucran ciclos de flexi贸n inversa han arrojado resultados prometedores. La cuerda tambi茅n cuenta con un revestimiento de fibra especial que reduce la fricci贸n interior y aumenta la resistencia a los rayos ultravioleta.

鈥淟os participantes de la prueba de la gr煤a LankoLift han quedado constantemente impresionados con el bajo peso, la flexibilidad y la facilidad de manejo del producto durante la instalaci贸n y los cambios de bloque de gancho鈥�, dijo Schmeiss. 鈥淓l cable ha demostrado ser adecuado para cargas 煤tiles m谩s altas, especialmente aquellas que involucran alturas de elevaci贸n m谩s altas y longitudes de plum铆n m谩s largas. Los bajos requisitos de mantenimiento ofrecen una ventaja adicional, ya que los cables sint茅ticos de este tipo son resistentes a la corrosi贸n y no requieren lubricaci贸n adicional鈥�.

Y luego est谩 la idea de fusionar cables y cables de fibra: un cable h铆brido. Python tambi茅n est谩 investigando este concepto.

鈥淟a conclusi贸n es que el cable de fibra tiene una desventaja de costos que solo se equilibra cuando las operaciones son muy costosas, por ejemplo, en la miner铆a de pozos profundos, y la reducci贸n relativamente baja en el peso total se acumula a lo largo de una gran longitud a favor de la carga 煤til, [como] aumentando la capacidad de un skip de 30 a 40 toneladas en un pozo de 3.000 metros de profundidad鈥�, dijo Balbiani. 鈥淒ebido a las turbulencias econ贸micas, actualmente hemos congelado estos proyectos y seguiremos adelante cuando se resuelvan los problemas de la cadena de suministro鈥�.

WireCo ofrece el Casar TurboLite M, un cable de miner铆a h铆brido con un n煤cleo de fibra de alta resistencia recubierto de pl谩stico, rodeado de hilos de alambre de acero. Esta construcci贸n proporciona una alta relaci贸n resistencia-peso, as铆 como resistencia a la abrasi贸n y fatiga por flexi贸n. Fue dise帽ado para su uso en miner铆a subterr谩nea, donde los pozos se han vuelto progresivamente m谩s profundos y el peso es el factor limitante en la capacidad de elevaci贸n, dijo Schmeiss.

鈥淎l igual que con otras aplicaciones que favorecen a los sint茅ticos, el peso reducido es un claro beneficio鈥�, dijo Schmeiss. 鈥淟o mismo ocurre con la mayor durabilidad y la reducci贸n de la fluencia que brindan las cuerdas h铆bridas. En t茅rminos de desventajas y factores que limitar铆an un uso m谩s amplio, el costo es probablemente el m谩s significativo鈥�.

Charla h铆brida Se han realizado muchas investigaciones sobre cuerdas h铆bridas. El objetivo principal ha sido sustituir el alma de cable independiente de un cable de acero convencional por un cable sint茅tico de alto rendimiento que tambi茅n tiene caracter铆sticas de soporte de carga. Liebherr Cranes est谩 utilizando cables de fibra en algunas de sus gr煤as torre. Los cables sint茅ticos de alto rendimiento se utilizan en gr煤as de camiones utilitarios para aplicaciones de transformadores y cables de transmisi贸n. Estos cables se utilizan en gr煤as torre, RT e incluso gr煤as a茅reas. La industria de los ascensores tambi茅n est谩 investigando el uso de cables h铆bridos. Las cuerdas h铆bridas est谩n dise帽adas con una mezcla de alambres de acero y fibras de alto rendimiento que combinan las caracter铆sticas de ambos productos. Siempre estamos buscando formas de reducir el peso de una gr煤a sin comprometer las propiedades mec谩nicas de elevaci贸n. El mercado de gr煤as m贸viles exige cables con una alta resistencia a la rotura y caracter铆sticas antigiro para elevaciones largas y pesos elevados. Adem谩s, debemos darnos cuenta de que los accesorios de los extremos, como los botones, enchufes y enchufes de cu帽a, tienen la capacidad de hacer la terminaci贸n del cable h铆brido para completar la instalaci贸n. Los criterios de inspecci贸n de los cables de acero est谩ndar existen desde hace mucho tiempo. Desde la introducci贸n de los cables sint茅ticos de alto rendimiento, tambi茅n se documentan los criterios de inspecci贸n. Los cables sint茅ticos de alto rendimiento se han utilizado predominantemente en aplicaciones de camiones utilitarios con elevaciones mucho m谩s cortas y muy pocas, si es que hay alguna, partes de la l铆nea a trav茅s del bloque. Dicho esto, los criterios de inspecci贸n para cuerdas sint茅ticas de alto rendimiento son muy importantes y requieren una educaci贸n adecuada para la inspecci贸n diaria y la inspecci贸n de terceros. La inspecci贸n de estas cuerdas ha generado mucha discusi贸n. Un tema cr铆tico es el da帽o. Si un cable de acero salta una polea, los cables de acero exteriores pueden soportar el abuso. Pero con cuerdas sint茅ticas de alto rendimiento, se pueden cortar fibras de di谩metro muy peque帽o entre la polea y el bloque. Sin duda, la investigaci贸n continuar谩. Una t煤nica h铆brida da m谩s respuestas cuando se trata de inspecci贸n y evaluaci贸n de da帽os. Y tal vez sea un poco de consuelo saber que una cuerda h铆brida est谩 protegida por alambre de acero con fibras internas m谩s livianas que cumplen con las caracter铆sticas de fuerza, flexibilidad y equilibrio de torsi贸n. EL AUTOR Tony Fastuca, vicepresidente de ASC Industries Python America, ha estado en la industria de cables de acero desde 1979. Con sede en Alemania, Python proporciona cables de ingenier铆a para clientes de todo el mundo.