Criterios de desguace de los cables de acero de los polipastos eléctricos (métodos de evaluación de roturas, desgaste, oxidación y deformación)
📌 El desguace de un cable de acero no depende del tiempo de uso, sino únicamente del estado real de deterioro. La norma GB/T 5972-2016 «Grúas. Cables de acero. Mantenimiento, conservación, inspección y retirada del servicio» constituye la base fundamental para determinar si es necesario sustituir un cable de acero. Si el número de hilos rotos en un paso de trenzado alcanza el 10% (trenzado cruzado) o el 5% (trenzado unidireccional) del total de hilos, si el desgaste o la corrosión del diámetro supera el 7% del diámetro nominal, o si se observan retorcimientos, aplastamiento, deformación en forma de farol o quemaduras por arco eléctrico; si se cumple cualquiera de estas condiciones, el cable debe desecharse. Las inspecciones rutinarias se realizarán una vez por turno, y las inspecciones exhaustivas, al menos una vez al mes.
El cable de acero de un polipasto eléctrico es el componente de carga más importante de todo el equipo y está directamente relacionado con la seguridad de la elevación y la seguridad personal. Muchos usuarios creen erróneamente que el cable de acero ”debe cambiarse al cabo de dos años” o que ”si no se ha roto, puede seguir utilizándose”; estas ideas no solo son erróneas, sino también peligrosas. Existen normas nacionales claras para determinar el desguace de los cables de acero: la norma GB/T 5972-2016 «Grúas. Cables de acero. Mantenimiento, conservación, inspección y retirada del servicio», norma que adopta de forma equivalente la ISO 4309 y establece indicadores cuantitativos de retirada obligatoria del servicio en función de cinco aspectos: rotura de hilos, desgaste, corrosión, deformación y daños térmicos. A continuación se analizan uno por uno.
¿Cuáles son los criterios para dar de baja el cable de acero de un polipasto eléctrico?
Respuesta:Según la norma GB/T 5972-2016, se deberá retirar del servicio cualquier cable que cumpla cualquiera de las siguientes condiciones: ① el número de hilos rotos en un paso de torsión alcance el 10% del total de hilos (torsión cruzada) o el 5% (torsión unidireccional); ② el diámetro se ha reducido por desgaste u oxidación hasta alcanzar el 71 TP3T del diámetro nominal; ③ se observan deformaciones o daños térmicos, tales como retorcimientos, aplastamientos, deformaciones en forma de farolillo o quemaduras por arco eléctrico; ④ rotura de todo el haz. Los métodos de evaluación detallados y las tablas de valores límite se encuentran en los distintos capítulos de este documento.
I. Criterios de desecho de los hilos rotos
La rotura de un alambre es la forma de fallo más habitual y también la más peligrosa en los cables de acero. La norma toma como unidad de cálculo ”la longitud de un paso de trenzado” (es decir, la longitud en línea recta correspondiente a una vuelta completa de un cordón alrededor del eje del cable de acero) y establece distintos umbrales para los cables de acero de trenzado cruzado y de trenzado en el mismo sentido.
| Tipo de torsión | Umbral del porcentaje de hilos rotos en una distancia de torsión | Tomemos como ejemplo una estructura de 6×37 (222 hilos de acero) |
|---|---|---|
| Torcido cruzado | ≥101 TP3T | Si se rompen 23 o más hilos, se desecha |
| Torción en el mismo sentido | ≥51 TP3T | Si se rompen 12 o más hilos, se descarta. |
Método para determinar la longitud de la torsión:La longitud del paso de trenzado varía en función del diámetro del cable de acero. Cuando el diámetro nominal d del cable de acero es ≤ 14 mm, la longitud de un paso de trenzado es ≈ 6d (por ejemplo, en un cable de acero CD1-3t de 11 mm de diámetro, el paso de trenzado es ≈ 66 mm); cuando 14 mm 30 mm, la longitud de la vuelta es ≈ 8d. Para realizar la medición, elija un cordón cualquiera de la superficie del cable de acero, marque el punto de partida con un rotulador y cuente a lo largo del eje del cordón hasta la posición en la que este da la segunda vuelta; la distancia entre ambos puntos es la distancia entre torciones.
Detección de roturas de hilo por acumulación:Si en un tramo de torsión se producen dos o más roturas de hilo concentradas en un mismo punto, aunque el número total de roturas no alcance el umbral de 101 TP3T, se deberá aumentar la frecuencia de las inspecciones o dar el producto de baja antes de lo previsto. Este tipo de roturas localizadas suele ser un indicio de daños mecánicos o de una sobrecarga grave, y resulta más peligroso que las roturas dispersas.
Rotura completa:Independientemente del número de hilos rotos, si se produce la rotura total de cualquier cordón del cable de acero, este debe desecharse inmediatamente.
II. Criterios de desguace por reducción del diámetro (desgaste/corrosión)
Durante su uso, el diámetro de un cable de acero se reduce gradualmente debido al desgaste de la superficie exterior, la corrosión interna y el secado del alma. La norma GB/T 5972-2016 establece que, cuando la reducción del diámetro real del cable de acero alcance el 7% del diámetro nominal, deberá ser dado de baja.
Método de medición correcto:La medición se realizará sin carga. Tensar el cable de acero, seleccionar un punto situado al menos a 1,5 m del extremo del cable (evitando la zona de deformación por compresión del extremo) y medir una vez en cada una de las dos direcciones perpendiculares entre sí en la misma sección transversal con un calibre de vernier; se tomará como diámetro real la media de los dos valores medidos. En un mismo cable de acero se deben medir entre 3 y 5 secciones en diferentes puntos (extremos, parte central, cerca del tambor), y se tomará como referencia el diámetro mínimo. En la siguiente tabla se muestra una consulta rápida de los umbrales de desguace de los cables de acero más utilizados en polipastos eléctricos:
| Diámetro nominal del cable de acero (mm) | Se suele utilizar junto con un polipasto eléctrico | Diámetro crítico de desecho (mm) |
|---|---|---|
| 7.4 | CD1-1t | ≤6,9 |
| 8.7 | CD1-2t | ≤8,1 |
| 11.0 | CD1-3t | ≤10,2 |
| 13.0 | CD1-5t | ≤12,1 |
| 15.0 | CD1-10t | ≤14,0 |
| 17.5 | CD1-16t | ≤16,3 |
La reducción del diámetro suele deberse a una combinación de tres factores: el desgaste por fricción de los alambres de la superficie exterior contra las poleas o el tambor, la corrosión interna que provoca la pérdida de material y, por último, el secado y la contracción del alma (de cáñamo o acero), lo que reduce el diámetro total del cable de acero. Cualquiera de estos tres factores puede, por sí solo, dar lugar a que el cable quede fuera de servicio.
III. Criterios de desguace por corrosión
La corrosión es el ”asesino silencioso” de los cables de acero, ya que su deterioro suele comenzar desde el interior; aunque exteriormente solo se aprecie un enrojecimiento superficial, los alambres del interior ya se han adelgazado en gran parte. La norma GB/T 5972-2016 clasifica la corrosión de los cables de acero en tres grados:
| Grado de corrosión | Características externas | Método de tratamiento |
|---|---|---|
| Óxido leve | Óxido superficial que se puede eliminar frotando con la mano | Si se mejora la lubricación, se puede seguir utilizando. |
| Óxido moderado | El óxido ha penetrado en los huecos entre los hilos de la cuerda y se observan manchas de óxido. | Evaluación combinada de la reducción del diámetro y la rotura del hilo |
| Óxido grave | Manchas de óxido evidentes, polvo de óxido, óxido entre los hilos | Desguace inmediato |
En el caso de los cables de acero con oxidación grave, la pérdida de resistencia a la rotura puede alcanzar entre 30% y 50%. Esto significa que un cable de acero con una resistencia a la rotura nominal de 100 kN, tras sufrir una oxidación grave, solo puede soportar en la práctica entre 50 y 70 kN; si a esto le sumamos que el coeficiente de seguridad del propio cable de acero de la polipasto eléctrico es de entre 5 y 6 veces, el margen de seguridad real tras la corrosión puede reducirse a menos de 3 veces; por lo tanto, en caso de sobrecarga o impacto, el riesgo de rotura del cable es extremadamente alto.
En el caso de los polipastos eléctricos que se utilizan en entornos con alta humedad y alta corrosión, como los de la industria metalúrgica, química o portuaria, se recomienda reducir la periodicidad de las revisiones generales de una vez al mes a una vez cada dos semanas, y aplicar una grasa lubricante específica para cables de acero como protección anticorrosiva.
IV. Criterios de desguace por deformación y daños térmicos
La deformación y los daños térmicos de los cables de acero se consideran defectos de ”exclusión automática”: si se da cualquiera de las siguientes circunstancias, independientemente de si el número de hilos rotos y el desgaste cumplen los límites establecidos, el cable debe desecharse inmediatamente:
| Tipos de defectos | Características externas | Decisión |
|---|---|---|
| Retorcido (anudado) | Los hilos de la cuerda se retuercen y se enredan, formando un pliegue permanente en el cuerpo de la cuerda | Desguace inmediato |
| aplastar | El cable de acero quedó aplastado y aplanado | Desguace inmediato |
| Protuberancia con forma de farolillo | Aumento local del diámetro del cable; el alma del cable sobresale entre los torones | Desguace inmediato |
| Curva (curva cerrada) | El cable de acero presenta un doblez irreversible | Desguace inmediato |
| Quemaduras por arco eléctrico | Marcas de quemaduras por escoria de soldadura o por arco eléctrico | Desguace inmediato |
| Daños por calor/quemaduras | Los cables de acero se someten a un tratamiento térmico o a radiación de alta temperatura | Desguace inmediato |
Cabe destacar especialmente las quemaduras por arco eléctrico. Al realizar trabajos de soldadura eléctrica cerca de un polipasto eléctrico, si el cable de puesta a tierra no está correctamente conectado, la corriente de soldadura puede formar un circuito a través del cable de acero; incluso si solo se produce un minúsculo punto de quemadura por chispa eléctrica, esto puede provocar el recocido local del cable de acero en ese punto y una disminución drástica de su resistencia. Por lo tanto, antes de realizar trabajos de soldadura, es imprescindible comprobar que el cable de puesta a tierra esté conectado directamente a la pieza que se va a soldar, y no que la corriente se conduzca de forma indirecta a través del polipasto eléctrico o del cable de acero.
V. Criterios de baja por desgaste
El desgaste de los cables de acero se divide en dos tipos: desgaste exterior y desgaste interior, cuyos criterios de evaluación y métodos de tratamiento difieren.
Desgaste exterior:Se refiere al desgaste provocado por la fricción entre la superficie exterior del cable de acero y las paredes de la ranura de la polea, la superficie del tambor, la polea del gancho o la guía de la viga en I. La manifestación más evidente del desgaste exterior es que los hilos de acero de la superficie del cable quedan ”lijados”, y la sección transversal pasa de ser circular a aplanada. Cuando el desgaste externo provoque que el diámetro del cable de acero se reduzca hasta alcanzar el 7% del diámetro nominal, deberá desecharse. En caso de que se produzca un desgaste asimétrico grave en alguna zona (el desgaste de un lado sea notablemente más grave que el del otro), deberá desecharse antes de tiempo, incluso si la reducción del diámetro total no alcanza el 7%.
Desgaste interno:Se refiere al desgaste provocado por la fricción entre los alambres de los distintos torones del cable de acero, que no puede observarse directamente a simple vista. El desgaste interno suele reflejarse de forma indirecta a través de los datos de medición de la reducción del diámetro del cable de acero, y se evalúa de forma integral junto con la inspección de hilos rotos y el estado de lubricación. Cuando la reducción del diámetro provocada por el desgaste interno y la rotura de hilos se producen simultáneamente, el margen de seguridad del cable de acero se ve aún más afectado, por lo que debe retirarse del servicio sin demora.
VI. Errores comunes
En el uso diario, los cuatro errores más comunes son los siguientes, y cada uno de ellos puede suponer un riesgo para la seguridad:
Idea errónea n.º 1: «Si solo hace medio año que lo cambié, ¿cómo es posible que se haya estropeado?».——El hecho de que un cable de acero deba desecharse no depende de su tiempo de uso, sino del grado real de deterioro. Si se utiliza en condiciones adversas (como altas temperaturas, alta humedad o cargas pesadas frecuentes), es perfectamente posible que, en un plazo de seis meses, la rotura de hilos y el desgaste alcancen los criterios de desecho. Lo correcto es realizar una inspección visual antes de cada operación y, al menos una vez al mes, llevar a cabo una medición exhaustiva y una evaluación cuantitativa.
Idea errónea n.º 2: «Si se oxida, basta con darle un poco de aceite»——La grasa lubricante solo puede retrasar el avance de la oxidación, pero no puede restaurar la sección transversal de los alambres de acero que ya se ha visto reducida por la oxidación. Cuando la oxidación ha penetrado en los huecos entre los torones del cable o han aparecido picaduras evidentes, la sección transversal efectiva de los alambres de acero ya se ha reducido, por lo que aplicar grasa es únicamente un consuelo psicológico. Es imprescindible evaluar el grado de oxidación; en caso de oxidación grave, el cable debe desecharse directamente.
Idea errónea n.º 3: «Solo se han roto dos o tres cables de acero, no pasa nada»——El número de hilos rotos no se suma simplemente, sino que hay que tener en cuenta si se concentran en un mismo paso de torsión. Si se concentran varios hilos rotos en un mismo paso de torsión, aunque el número total no sea elevado, ello indica que ese tramo del cable de acero ya ha sufrido daños locales y que, de seguir utilizándolo, podría producirse una rotura masiva en poco tiempo. Los cables con hilos rotos concentrados deben desecharse antes de tiempo.
Idea errónea n.º 4: «Si el diámetro no se ha reducido, es seguro»——El hecho de que el diámetro no haya disminuido de forma apreciable no significa que el cable de acero esté en buen estado. Los daños ocultos, como la corrosión interna, el secado del alma o el desgaste interno, no se reflejan directamente en la variación del diámetro. Además, si el cable de acero presenta abultamientos en forma de farolillo o deformaciones por retorcimiento, deberá desecharse aunque su diámetro sea totalmente normal.
VII. Métodos para prolongar la vida útil de los cables de acero
Prolongar la vida útil de los cables de acero no solo permite reducir los costes de sustitución, sino que, lo que es más importante, reduce el tiempo de inactividad derivado de su sustitución. Las seis medidas siguientes han demostrado ser las más eficaces en la práctica:
① Mantener una lubricación adecuada.La grasa específica para cables de acero (como la grasa para superficies de cables de acero o la grasa a base de grafito y calcio) debe aplicarse una vez cada dos semanas, prestando especial atención a los huecos entre los trenzados y a las superficies en contacto con las poleas. La función de la grasa no es solo prevenir la oxidación, sino, lo que es más importante, reducir la fricción entre los trenzados (la principal fuente de desgaste interno). Antes de lubricar, elimine con un cepillo de alambre los restos de aceite y el óxido de la superficie, para garantizar que la grasa nueva pueda penetrar en los huecos entre los torones. No utilice nunca mantequilla común en lugar de grasa específica para cables de acero, ya que la mantequilla común no tiene suficiente adherencia y no cumple su función de penetración y lubricación.
② Evitar tirar de forma oblicua o levantar de forma torcida.El polipasto eléctrico está diseñado para la elevación vertical; en caso de tracción oblicua, el cable de acero produce una fricción intensa con el tambor o el guía-cable, lo que provoca un grave desgaste asimétrico. Por cada 10° de aumento del ángulo de tracción oblicua, la tensión de contacto entre el cable de acero y el borde del tambor aumenta en más de 30%. El operario debe asegurarse de que el gancho esté alineado con el centro de gravedad de la carga antes de iniciar la elevación.
③ Evitar que el cable de acero se afloje o se enrede.Cuando el gancho llegue al fondo, deben quedar al menos tres vueltas de cable de acero en el tambor (sin contar el extremo fijo). Si el cable de acero está mal enrollado en el tambor (”salto de cable” o ”aplastamiento del cable”), se producirá un desgaste por compresión entre las vueltas adyacentes, lo que acelerará el desgaste local. Si se observa que el cable no está bien alineado, se debe ajustar a la mayor brevedad posible el guía-cable o sustituir el mecanismo de alineación.
④ Evitar las cargas de impacto.Una elevación repentina o una parada brusca pueden generar una fuerza de impacto muy superior a la carga nominal, lo que podría provocar una sobrecarga local en el cable de acero y dar lugar a roturas internas ocultas de los hilos. Las operaciones de elevación deben realizarse acelerando lentamente; durante el descenso, se debe hacer una pausa a unos 300 mm del suelo y, a continuación, dejar que la carga descienda lentamente hasta el suelo.
⑤ Evitar interferencias con los elementos estructurales.Durante el funcionamiento, se debe evitar que el cable de acero roce con los elementos estructurales de acero de la grúa, como la viga principal, las vigas de extremo y los soportes. Si se observan marcas de desgaste regulares en la superficie del cable de acero (rozamiento repetido en el mismo punto), se debe comprobar si la alineación de las poleas y el recorrido del cable de acero están desviados, y realizarlos los ajustes necesarios sin demora.
⑥ Llevar un registro de las inspecciones.Se creará un expediente de inspección de los cables de acero de cada polipasto eléctrico, en el que se registrarán, a partir de la fecha de instalación: las mediciones del diámetro en cada inspección, el recuento de hilos rotos, la fecha de lubricación y cualquier anomalía. A partir de la evolución de los datos, se podrá predecir la velocidad de deterioro de los cables de acero, planificar su sustitución con antelación y evitar accidentes repentinos por rotura de cable.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Pregunta: ¿Cada cuánto tiempo hay que cambiar el cable de acero de un polipasto eléctrico?
Respuesta: Los cables de acero no tienen un ciclo de sustitución fijo; su retirada se determina según los criterios de desguace de la norma GB/T 5972-2016: cuando el número de hilos rotos alcance el 101 TP3T (trenzado cruzado) o el 51 TP3T (trenzado unidireccional); cuando el desgaste del diámetro del cable supere el 71 TP3T; o cuando aparezcan dobleces permanentes/ nudos, deformaciones en forma de farol o quemaduras por arco eléctrico, o la rotura de un torón completo; si se cumple cualquiera de estas condiciones, es necesario sustituir el cable. En condiciones normales de uso, la sustitución suele realizarse cada 12 a 24 meses; en entornos corrosivos, como plantas químicas o puertos, el ciclo de inspección debe reducirse a una vez al mes.
Pregunta: ¿Cuál es el diámetro del cable de acero de un polipasto eléctrico de 5 t? ¿Cuál es el umbral de desguace?
Respuesta: Los polipastos eléctricos de 5 t suelen utilizar cables de acero de un diámetro de entre 11 y 13 mm, siendo la estructura 6×37+FC la más habitual. Según la norma GB/T 5972, el diámetro crítico de desecho es el diámetro nominal × 93% (es decir, una reducción de 7%): un cable de 11 mm se desecha si su diámetro es ≤ 10,2 mm, y uno de 13 mm se desecha si su diámetro es ≤ 12,1 mm. En cuanto a la rotura de hilos, la estructura 6×37 cuenta con un total de 222 hilos de acero; si se rompen ≥23 hilos en un paso de trenzado (trenzado cruzado), el cable debe desecharse.
Pregunta: ¿Cuántos hilos deben romperse en un cable de acero para que haya que desecharlo?
Respuesta: Depende del sentido de torcido del cable de acero y del número total de hilos. Tomando como ejemplo el cable de acero de torcido cruzado 6×37+FC, que es el más habitual, tiene un total de 222 hilos; si en un paso de torcido se rompen ≥23 hilos (10%), se da de baja. El cable de acero de trenzado cruzado 6×19+FC tiene un total de 114 hilos; se da de baja cuando hay ≥12 hilos rotos. Los umbrales de desecho de los cables de acero con trenzado unidireccional son más estrictos: se desechan si el número de hilos rotos es ≥5%; por ejemplo, un cable de acero de 6×37 con trenzado unidireccional se desecha si el número de hilos rotos es ≥12. El operario puede contar directamente en la superficie del cable el número de hilos rotos visibles dentro de una distancia de trenzado y comparar el resultado para determinar si debe desecharse.
Pregunta: ¿Se puede seguir utilizando el cable de acero de un polipasto eléctrico si se ha oxidado?
Respuesta: Se evalúa por niveles. El óxido superficial (que se puede eliminar con la mano) se considera una corrosión leve; tras reforzar la lubricación, se puede seguir utilizando. Si la corrosión ha penetrado en los huecos entre los hilos del cable, se considera una corrosión moderada, y es necesario evaluar la situación de forma conjunta teniendo en cuenta la reducción del diámetro y los hilos rotos. Cuando aparecen picaduras de óxido evidentes, polvo de óxido o el óxido ha invadido por completo los espacios entre los torones, se considera una corrosión grave, con una pérdida de resistencia a la rotura que puede alcanzar entre 30% y 50%, por lo que debe desecharse y sustituirse inmediatamente.
