Cables de Acero: Tipos, Composición y Uso en Ingeniería

TMA XXIII: Cables

1. ¿Cómo se construye un cable? Tipos

Los cables suelen estar constituidos por cordones, y estos por alambres, que suelen ser de alta resistencia mecánica y al rozamiento. A su vez, el cordón suele tener un alma (hilo textil o metálico) y a veces los cables se galvanizan (aumentan la resistencia a la oxidación, aunque tienen un 15% menos de resistencia a la tracción).

Los cables son el elemento que une la carga con la máquina.

Según su composición (forma de disponer los alambres dentro de cada cordón y los cordones dentro de los cables) hay 5 tipos:

• Cables espirales: formados por un solo cordón. Es el + elemental. El cordón que forma el cable puede tener una o varias capas de alambres, siendo estos de igual diámetro.
• Cables de cordones ordinarios: compuestos por 4, 6 u 8 cordones, formados todos ellos por alambres de igual diámetro; dentro de cada cordón, cada capa tiene 6 alambres más que la capa inmediatamente inferior.
• Cables de paso largo: los alambres están cableados según espirales de igual paso, ocurriendo que las capas superiores encajan perfectamente entre las dos inmediatas que hay debajo.
• Cable antigiratorio: formado por 2 o 3 capas de cordones cableados en sentido alternado; a su vez los cordones pueden estar constituidos por 1 o 2 capas de alambres. Es muy flexible, aunque laborioso de manipular, y se suele usar en algunas grúas.
• Cables de cordones triangulares: constituidos por 6 cordones. Cada uno de estos tiene 1 o 2 capas de alambre redondo enrolladas sobre un alma triangular metálica. Gran resistencia al desgaste; se suele utilizar en grandes grúas, grandes palas, dragalinas, etc. Son cables muy caros.

2. ¿Cómo se define un cable?

Fórmula y composición (número de cordones x cable, número de alambres x cordón, número de almas).

Con 3 números: 8 (cordones) x 19 (alambres) + 1 (alma).

• 8: el primer número indica el número de cordones que forman el cable.
• 19: el segundo número indica el número de alambres que forman el cordón.
• 1: el tercer número indica el número de almas que forman el cable.

Tipo de relleno:

• Si el cable no lleva alma: textil.
• Si el cable sí lleva alma: indica el tipo.

Tipo de arrollamiento:

• Cruzado.
• Lang.
• Alternado.

Resistencia de los alambres (160 kg/mm²), galvanizado o no, diámetro que cremos de alambre, longitud del cable.

3. Tipos de arrollamiento

Es la forma de disponer los alambres dentro de los cordones y estos dentro de los cables. Pueden ser de 3 tipos:

• Cruzado: los cordones están arrollados en sentido contrario a como están arrollados los alambres para formar el cordón.
• Lang: el sentido de arrollamiento es el mismo para todos. Tienen gran resistencia al desgaste y un gran momento de giro; la forma de compensarlo es poner un cable a la derecha y otro a la izquierda.
• Alternado: alternando los dos anteriores (cruzado + lang).

4. Cables de paso largo: tipos

Los alambres de cada cordón están cableados según espirales de un mismo paso, por lo que ocurre que los de las capas superiores encajan perfectamente entre los dos inmediatos que hay debajo.

Existen 4 tipos:

• Seale: las 2 últimas capas de alambres tienen el mismo número de alambres, pero de distinto diámetro, por lo que los alambres exteriores son más gruesos. Se utilizan en equipos de elevación; son muy resistentes a la abrasión.
• Warrington: en la capa exterior hay el doble de alambres que en la capa inmediata anterior. Gran flexibilidad.
• Filler: cada cordón está formado por un conjunto de alambres de distinto diámetro de manera que no dejan huecos. Se emplea mucho en niveladoras; son muy resistentes al aplastamiento.
• Warrington-Seale: poseen las propiedades de ambos. Tienen en las 2 últimas capas igual número de alambres, siendo los de la capa exterior del mismo diámetro y los de la anterior de distinto diámetro.

5. ¿Cómo se consigue la terminal de un cable con un cuerpo cónico o casquillo?

Al tener que cortar un cable, ya que no se deshilacha, ponemos un cuerpo cónico o casquillo que sujete los hilos del cable; posteriormente lo cortamos y al extremo libre le echamos zinc fundido para que no se deshaga.

• Eliminamos la parte o fibra textil.
• Vertemos zinc fundido para pegar todo el conjunto.
• Colocamos el casquillo.

6. Consideraciones sobre los cables y su uso

• La duración es tanto mayor cuanto mejor se adapte el cable a la garganta por donde circula. Por eso existe una relación entre el diámetro del cable y el diámetro de la polea, comprendida entre 25 y 50.
• La carga de rotura de un cable es aproximadamente el 80% de la suma de la carga de rotura de todos los alambres.
• La tensión admisible del cable es la suma de la tensión admisible de tracción + tensión admisible de flexión + tensión admisible de rigidez + tensión admisible de rozamiento.
• La tensión admisible del cable debe ser menor o igual que la carga de rotura / coeficiente de seguridad.
• Un cable está sometido a solicitaciones; depende del uso que afecta a la vida del cable, por ejemplo: desgaste por un tirón fuerte, torsión que hagamos, corrosión, aplastamiento.
• La curva que define un cable apoyado en 2 puntos con su propio peso se llama catenaria.
• Al enrollar un cable es necesario conocer el sentido de enrollamiento.
• Al estar sometidos a arrollamientos, tienden a su estado original, por lo que hay que ligar los cables y cortarlos con un soplete, sierra circular o cizalla.
• Para evitar el destrenzado, hay que poner grapas, mordazas, cuñas o sistemas de amarre o cuerpo cónico o casquillo sujetando un extremo.
• Hay que engrasarlo periódicamente.
• En obra civil se utilizan mucho los cables en plano inclinado, tálricos y en el blondín (cable-grúa).
• Las eslingas son piezas extremas de cable que hay que mantener iguales.
• En ocasiones hay mástiles muy altos, con reducida rigidez a flexión. Para evitar que flecten, se usan unos cables a modo de vientos.

7. Composición de los cables

La composición del cable nos indica cómo van dispuestos los alambres en el cordón, y el cordón en el cable. Pueden disponerse:

• Cables espiroidales: (se venden poco) formados por un solo cordón, al que se conoce como "cordón". Los alambres tienen el mismo diámetro.
• Cable de cordones ordinarios: compuestos por 4, 6 u 8 cordones con alambres de igual diámetro. Cada cordón tiene 6 alambres más que el inmediato interior.
• Cable de paso largo: con sus distintas variantes (están cableados según espirales del mismo paso, de manera que los de la capa superior encajan sobre la capa inferior).
• Cable antigiratorio: formado por 2 o más capas de cordones cableados en sentido alternado. A su vez constituido por una o varias capas de alambres. Difícil de manipular, por no ser muy flexible. Se usan para sostener cucharas de muros pantalla.
• Cable de cordones triangulares: constituido por 6 cordones, cada uno a su vez por 1 o 2 capas de alambre enrollado sobre un alma triangular, que puede ser una pieza metálica en forma de triángulo o un triángulo formado por varios alambres. Son muy caros y sufren poco desgaste. Se suelen usar en dragalinas, tálricos, etc.