Selección de la cuerda correcta para aplicaciones de elevadores de gran altura / alta velocidad

por Richard L. Lindemeyer y Dr.-Ing. Andreas Franz

Al elegir un cable de acero para aplicaciones de gran altura / alta velocidad, es esencial encontrar un cable que combine el rendimiento de alta velocidad con características que brinden ahorros de costos a largo plazo, al tiempo que reducen las interrupciones del servicio. Tradicionalmente, para estos ascensores en América del Norte se empleaban cuerdas de tracción y de grado de tracción de resistencia extra alta (EHS) con núcleos de fibra natural.

Sin embargo, ahora se encuentran disponibles diseños de cable mejorados que brindan muchos beneficios sobre los cables con núcleo de fibra natural (especialmente en el área de una vida útil más larga). Otras características que contribuyen a una cuerda más duradera son su construcción, resistencia a la tracción del alambre, resistencia a la fatiga, mayor flexibilidad y resistencia a la deformación de la sección transversal.

 La Tabla 1 compara los cables con núcleo de fibra natural tradicionales con construcciones alternativas. Un examen rápido muestra que las cuerdas con núcleo de fibra natural ofrecen las ventajas de un peso más bajo y valores aceptables de fuerza de rotura y resistencia a la abrasión. Sin embargo, no tienen un desempeño fuerte en otras áreas importantes, lo que conduce a un mayor alargamiento, una menor resistencia a la fatiga (debido a roturas de alambre debido a la flexión) y una mayor deformación de la sección transversal. Estas debilidades dan como resultado costos más altos a largo plazo y una vida útil desfavorable.

Sin embargo, estos diseños de cables más nuevos, como la construcción de 8 x 19 con un núcleo mixto que utiliza refuerzo de acero de un núcleo de fibra natural y una construcción de nueve hebras con núcleo de acero completo (también llamado núcleo de cable independiente [IWRC]) ofrecen muchas ventajas sobre los cables con núcleo de fibra natural, que incluyen una mayor fuerza de rotura, un alargamiento reducido, una mayor resistencia a la fatiga y una menor deformación de la sección transversal. Estos valores indican una vida útil más larga medible.

Tenga en cuenta también que la cuerda IWRC de nueve hebras ofrece una mayor flexibilidad y una sección transversal de cuerda más redonda. Si se determina que el grado de tracción de resistencia extra alta es la elección correcta, una cuerda como PAWO F3 (núcleo mixto) de Gustav Wolf o PAWO F10 (IWRC de nueve hebras) generalmente se puede sustituir por una cuerda con núcleo de fibra natural. PAWO F10 también ofrece una excelente resistencia al alargamiento. Sin embargo, el peso adicional de un cable con núcleo mixto o con núcleo de acero completo debe analizarse primero para asegurarse de que no exceda los criterios de diseño del equipo.

Volver a colocar cables en una instalación de gran altura / alta velocidad puede presentar algunos desafíos especiales. Por ejemplo, las poleas deben revisarse cuidadosamente y volver a ranurarse o reemplazarse según sea necesario. Esto se debe a que el diámetro de las cuerdas nuevas es mayor que el de las cuerdas viejas. No llevar las ranuras de la polea a las tolerancias especificadas por el fabricante de la máquina puede provocar vibraciones, virutas de metal y otros problemas.

Además de tener en cuenta el diámetro del cable nuevo, siempre se debe tener cuidado para garantizar que la dureza de las poleas de la máquina y el grado / resistencia a la tracción del cable sean compatibles. Es posible que las poleas diseñadas para una cuerda de grado de tracción no sean lo suficientemente duras para acomodar cuerdas de grado de tracción EHS, y se podrían dañar las poleas. La dureza de la polea se puede confirmar utilizando un probador de dureza. A veces, la dureza se estampa directamente en la polea.

El daño de la polea se puede evitar verificando el grado de la cuerda / resistencia a la tracción. Si esta información no está disponible, conocer la fuerza de rotura puede ayudar a confirmar el grado / resistencia a la tracción de la cuerda. La fuerza de rotura generalmente se indica en la placa de datos de la cruceta. Por ejemplo, si se indica una carga de rotura de 17,500 lb. • 77,800 N para 1/2 pulg. • Cuerdas de 12.7 mm 8 x 19, al hacer referencia al catálogo del fabricante, las hojas de datos o el sitio web, se indicará que esta cuerda es una cuerda de grado de tracción EHS. Es importante tener en cuenta que si se reemplazó la máquina elevadora original, es posible que la placa de datos de la cruceta no sea una fuente confiable de información. Además, la etiqueta de cuerda antigua puede tener información inexacta sobre el grado de la cuerda y la fuerza de rotura.

El cable con núcleo de fibra sintética (no sisal) mencionado en la Tabla 1 es la última innovación de Gustav Wolf, HyTrac™. Combina un núcleo sintético de alta resistencia con alambres de acero en los cordones exteriores. En comparación con los cables con núcleo de acero, el peso es un 20 % menor, el rendimiento de flexión es hasta un 50 % mayor y la fuerza de rotura es igual. En comparación con los cables con un núcleo de fibra natural, la fuerza de rotura es aún mayor, alrededor del 50 % (ELEVATOR WORLD, julio de 2012).

Al fijar el precio de los cables diseñados para elevadores de gran altura / alta velocidad, un factor muy importante a considerar es el costo del cable, no solo el precio de compra, sino también los costos a largo plazo. La mayoría de los reemplazos de cables se realizan bajo un contrato de mantenimiento con una tarifa fija. Las demandas de servicio excesivas para acortar los cables no solo reducen las ganancias de la empresa, sino que también crean un cliente insatisfecho cuando los ascensores están fuera de servicio para un trabajo que sería innecesario si se instalara un cable con menos alargamiento y una vida útil más larga. La instalación de un cable de núcleo mixto de alto rendimiento (PAWO F3) o de núcleo de acero de nueve hebras (PAWO F10) es definitivamente de interés financiero para una empresa.

Es importante tener en cuenta que, si bien ciertos diseños ofrecen una vida útil inherentemente más larga, es esencial que todos los cables de elevación se sometan a un programa regular de tensado y lubricación del cable. (Los cables del regulador nunca deben volver a lubricarse). El tensado del cable se puede realizar con un sistema de tensado de cable Micelect® (RTS). Un RTS permite que un solo técnico iguale de forma rápida y precisa la tensión de hasta 12 cuerdas. Un tratamiento / lubricante para cuerdas como DrakaLube® ayuda a mitigar la tensión de flexión y las altas presiones de ranura que se encuentran en aplicaciones de gran altura / alta velocidad. Un engrasador automático de cables recientemente introducido, el Draka Acculube ™, proporciona lubricación automática, constante y continua para estos cables. La descarga del catálogo de Gustav Wolf mencionada anteriormente también contiene sugerencias para un régimen de mantenimiento regular.

En conclusión, la instalación de cables con núcleo mixto (como PAWO F3 8x19 Seale) o con núcleo de acero puro (como PAWO F10 de nueve hebras con alambre de relleno) en proyectos de renovación o instalación de nuevos cables en ascensores de gran altura o alta velocidad resulta ventajosa tanto para los contratistas como para sus clientes.