LOS COMPONENTES COMO DEBEN SER
ING. SEBASTIAN SAGOT DUVAUROUX
En el capítulo anterior (Edición N°197) abordamos el sistema de seguridad del ascensor conocido como cables de suspensión; lo hicimos desde el punto de vista constructivo, tomando en cuenta su información técnica más relevante, sus criterios mínimos a superar para cumplimentar la normativa vigente, y mostramos como determinar el coeficiente de seguridad según ANEXO N de la norma IRAM 3681-1-2019, el cual está relacionado con la fatiga del cable.
Nota: el fenómeno de fatiga se da básicamente por dos motivos. El primero tiene su causa en el pasaje del cable por las diferentes poleas, tanto tractoras como de desvío, que generan un alargamiento de las fibras exteriores del mismo, mientras que las fibras interiores se acortan. El segundo motivo se da por las variaciones de carga a lo largo de su vida útil al ser instalado en el ascensor.
En este capítulo seguiremos con dicho componente de seguridad, pero abordando los siguientes temas que se detallan a continuación:
- Criterios de descarte utilizados por norma ISO 4344-2022 para determinar cuándo el sistema de suspensión o de cables debe ser reemplazado por uno nuevo.
- Técnicas utilizadas para un correcto mantenimiento.
- Criterios que deben respetarse al ser instalados los cables de suspensión en un ascensor.
Comenzamos enumerando los criterios de descarte del cable que tiene en cuenta la norma ISO 4344-2022, los cuales se detallan a continuación:
- Reducción porcentual máxima permitida del diámetro nominal del cable de suspensión.
- Cantidad de alambres rotos permitidos en el cable de suspensión.
- Daño local en el cable de suspensión.
- Ondulación permitida en el cable de suspensión.
- Corrosión sobre el cable de suspensión.
- Alargamiento excesivo del cable de suspensión (deformación permanente).
Como primera observación la norma informa que se debe reemplazar el cable cuando ocurre al menos uno de los criterios mencionados o ante la combinación de los efectos de dos o más de ellos.
Primer criterio de descarte: Cuando al medirlo, el diámetro nominal del cable en servicio presenta una diferencia porcentual mayor o igual al 6% respecto a su diámetro nominal original, debe ser reemplazado.
La reducción del diámetro nominal del cable se debe a la rotura de los alambres internos que conforman el cable, la cual no puede ser detectada a través de una inspección ocular.
Por lo tanto, la norma para contemplar este fenómeno toma como criterio de descarte la diferencia porcentual antes descripta. En la siguiente figura se ejemplifica el fenómeno desarrollado.
Figura N° 1: se puede graficar lo
dicho. Estas roturas de alambres
internas son imposibles de
detectar por medio de una
inspección ocular.
En la figura N°2 se detalla la fórmula que se debe aplicar para determinar la diferencia porcentual entre el diámetro nominal actual y el diámetro nominal antes de entrar en servicio.
Cantidad de alambres rotos permitidos:
La cantidad de alambres externos rotos permitidos está tabulada por la norma ISO 4344-2022, y depende de la geometría del cable que se está observando. Cuando detectamos alambres rotos al inspeccionar un cable, debemos identificar si dichas roturas pertenecen al mismo cordón del cable o a diferentes cordones del mismo. No es lo mismo detectar 3 alambres rotos sobre un mismo cordón que en diferentes cordones del cable. En la figura N° 3 se muestra la cantidad de alambres rotos permitidos según la geometría del cable que se esté considerando.
Como se puede observar, la tabla presenta diferentes situaciones. Por ejemplo, si detectamos diez alambres rotos aleatoriamente en diferentes cordones del cable, dicho cable puede seguir siendo utilizado en la instalación del ascensor, pero debe revisarse nuevamente en un tiempo breve. Si esta misma situación se da en alambres rotos adyacentes en un mismo cordón, el sistema de suspensión debe ser reemplazado inmediatamente por uno nuevo.
Por lo tanto, la tabla indica qué medidas se deben adoptar según el cuadro de situación que se presenta, y no lo deja librado al azar del conservador del ascensor en cuestión.
En la figura N°4 se pueden observar alambres exteriores rotos en la cresta del cordón del cable y en el valle de los mismos.
Corrosión sobre los cables de acero de suspensión en la instalación de un ascensor
Este fenómeno se da cuando existe una atmosfera húmeda en el hueco del ascensor. La humedad es generada por la presencia permanente de agua en foso del ascensor.
Por lo tanto, la exposición de la superficie metálica del cable con el ambiente húmedo produce su corrosión, generando la herrumbre del metal.
Figura N° 2: en dicho cuadro se determina la fórmula matemática que se
debe emplear para determinar la diferencia porcentual entre diámetros.
Figura N° 3: se denota la cantidad de alambres exteriores rotos permitidos
para que el cable siga siendo utilizado en la instalación del ascensor.
Figura N° 4: las roturas de alambres exteriores pueden ser
de dos tipos, en las crestas y en los valles del cordón.
A su vez, como los cables de suspensión trabajan a grandes presiones, generan partículas pequeñas de óxido de hierro alrededor del cable, produciendo un aumento considerable de su desgaste por el fenómeno de abrasión dado por dichas partículas en los cordones de los cables de acero.
Este fenómeno de corrosión del cable se evita con una lubricación correcta del mismo, lo que genera una película de protección a dicha atmósfera húmeda. Si esta condición no se soluciona rápidamente, el óxido es inevitable.
Nota: en la práctica, un sistema de cables de suspensión oxidado se retira automáticamente de servicio.
Podríamos seguir analizando los diferentes criterios de descarte que no se abordaron, los cuales son tan importantes como los detallados en los anteriores párrafos, pero el espíritu de la nota es demostrar que el criterio para reemplazar un sistema de suspensión de cable lo da un marco normativo. En este caso la norma ISO 4344-2022, y no queda librado al azar para el conservador de turno.
Por último, si se deben reemplazar los cables de suspensión por no superar alguno o algunos de los criterios de descarte desarrollados, sí o sí se debe verificar el desgaste de los perfiles de las gargantas de la polea tractora del ascensor.
En el siguiente esquema no solo se visualiza como detectar un perfil de garganta desgastado, sino también la implicancia de reducir la vida útil del cable de suspensión nuevo, debido al uso de un perfil de garganta no reacondicionado.
Cerrando este primer análisis,
Como conclusión, cuando las pruebas de adherencia del sistema de suspensión de los cables de acero del ascensor, tipificadas por la norma IRAM 3683-2022, no son superadas, se debe realizar el siguiente procedimiento.
Primeramente se debe verificar por el criterio de descarte tipificado por norma ISO 4344-2022, si el cable de suspensión todavía se encuentra en condiciones, y en paralelo verificar la condición geométrica de los perfiles de la garganta de la polea tractora del ascensor, para ver si solo hay que intervenir en los cables de suspensión, en las gargantas de la polea tractora o en ambos sistemas
Figura N° 5: se puede ver que los criterios de descarte sobre un cable
oxidado, son mucho más exigentes que en un cable en condiciones
normales. La tolerancia disminuye un 50%.
Cuadro N° 1
El otro tema que se trata en este artículo son las operaciones necesarias para mantener al sistema de suspensión en óptimas condiciones, las mismas se detallan a continuación:
El conservador debe verificar en cada visita al ascensor, la carga en cada uno de los cables de suspensión de la instalación.
La carga de los cables es un factor clave para extender su vida útil y el de la polea tractora del ascensor.
Se considera que un set de cables de suspensión están bien ecualizados o tensionados, cuando la diferencia porcentual entre el cable menos cargado con respecto al cable más cargado es a lo sumo el 10 %.
De detectarse una diferencia porcentual mayor, el conservador deberá dar solución en forma inmediata, ya que tendremos cables realizando una exigencia mayor a la esperada, en detrimento de cables que no sufrirán el mismo efecto. Esto repercute en un deterioro más avanzado en los perfiles de garganta de la polea tractora de los cables que se encuentran más cargados, implicando que el desgaste de la polea tractora no se dé en forma gradual y pareja, generando el cambio de la misma o re mecanizándola en tiempos más reducidos, debido a la no intervención sobre dicho sistema en tiempo y forma.
Las causas de un mal tensionado se dan por diferentes motivos que denotan a continuación, en el siguiente cuadro (ver cuadro Nº 2) :
El otro motivo a tener en cuenta para mantener en forma correcta los cables de suspensión, es la correcta lubricación de los mismos durante toda su vida útil. El siguiente cuadro nos informa la forma de proceder (Ver cuadro Nº 3):
Si se debe lubricar el mismo, no se debe exceder en la lubricación para no producir un efecto no deseado, como sucede con un cable no lubricado. A continuación se presenta las dos situaciones expuestas:
Cuadro N° 2
Cuadro N° 3
Cuadro N°4
Cuadro N° 5
En el próximo cuadro Nº 5 se muestran las condiciones mínimas a respetar para realizar, como primera medida, la limpieza de los cables de suspensión, y la forma de aplicar, a continuación, el líquido lubricante correspondiente.
La lubricación del cable es un mantenimiento preventivo para evitar la herrumbre por presencia de agua, así como también reducir al mínimo la abrasión generada por los diferentes cordones del cable, al reducir la fuerza de rozamiento entre cordones.
Por último, analizaremos el procedimiento correcto para instalar un sistema de suspensión de cables nuevos en una instalación de ascensor, sin generar daños en los mismos.
Este tema que parece menor es de suma importancia, porque el daño que se le puede producir al cable por no colocarlo en forma correcta, genera una reducción considerable de su vida útil.
Se recomienda transferir el cable desde su bobina a la polea tractora del ascensor. Está terminantemente prohibido desmontar el cable de su bobina para luego montarlo en la instalación del ascensor. Esta práctica genera dobleces innecesarios debido a la propia hélice del cable, generándole marcas, que en un futuro producirán concentraciones de tensiones no deseadas y reducción de su vida útil.
Cuadro N° 5
Se puede observar que el método incorrecto genera marcas en el cable por su propia torsión. Por lo tanto su colocación debe ir en forma directa desde su bobina a la instalación, y debe estar siempre tensionado.
Otra de las premisas a tener en cuenta es que, cuando se transfiere el cable desde su bobina a la polea tractora de la instalación, se debe evitar la flexión invertida, como se muestra en la figura:
Cuadro N° 7
Como se puede observar, la flexión invertida genera en el cable un cambio de solicitaciones: éstas se invierten y lo que se estaba estirando se comprimirá y viceversa.
Por otro lado es de suma importancia el traslado de las bobinas de los cables de suspensión a la obra. Este tema, que parece menor, es de vital importancia para evitar que el cable se marque o aplaste, generando inmediatamente a su instalación, concentraciones de tensiones debido a dicha discontinuidad geométrica, reduciendo considerablemente su vida útil.
Cuadro N° 8
Como se ve, un traslado incorrecto puede generar que las uñas del auto elevador marquen y dañen el cable de suspensión.
Por último, para verificar que los cables de suspensión fueron colocados correctamente, los mismos poseen una línea blanca pintada (testigo) que detecta si el cable se torsionó más de lo debido durante su instalación. El criterio es el siguiente:
Cuadro N° 9
En esta figura se informa que para instalaciones de cable de relación 1 en 1 se permite una vuelta y media cada 30 metros; para instalaciones de ascensores cuya relación de cable es 2 en uno, se permiten hasta tres vueltas de cable. Si se superan estos valores, el cable no durará la vida útil esperada.
Conclusión
Las empresas conservadoras e instaladoras de ascensores deben tener en cuenta estas consideraciones que parecen menores, pero que son de suma importancia para obtener, del cable del ascensor, la vida útil esperada.
Como podemos observar, se debe evitar generar un cambio de geometría en la estructura del cable, ya que este daño que parece menor, puede ser causa de una rotura prematura del sistema de suspensión.
