Selección de cables de acero en grúas: ISO 4308-1:2003
La norma ISO 4308-1:2003, "Principios generales para la selección de cables de acero para grúas", constituye la norma básica para la elección de cables de acero en grúas. Esta norma especifica los tipos de construcción del cable, la selección del diámetro, la fuerza mínima de rotura y el método de determinación del factor de seguridad, siendo aplicable a la selección y sustitución de cables de acero en todo tipo de grúas.
Tipo y construcción del cable de acero
La norma ISO 4308-1:2003 clasifica los cables de acero para grúas según su tipo de torsión en: cable de torsión cruzada — los alambres de cada cordón y los cordones del cable se arrollan en sentidos opuestos, lo que evita la formación de cocas y giros no deseados (recomendado para mecanismos de elevación y de cambio de alcance por su alta seguridad); cable de torsión paralela — los alambres y los cordones se arrollan en el mismo sentido, ofreciendo mayor flexibilidad pero con mayor tendencia a formar cocas (apto para tracción sobre carriles y estabilización de spreaders); y cable de torsión mixta — con sentidos de arrollamiento alternados entre capas adyacentes, presentando un comportamiento intermedio entre los dos anteriores. Según la forma de la sección transversal, se distinguen: cables de cordones redondos (6×7, 6×19, 6×37, 8×19, etc., siendo la construcción general más utilizada), cables de cordones perfilados (triangulares u ovalados, con mayor resistencia al desgaste) y cables de cordones múltiples (con buena resistencia a la rotación, empleados en izado con un solo ramal).
La norma recomienda priorizar el cable de torsión cruzada con cordones redondos (construcción 6×19 o 6×37) para aplicaciones de elevación, con un diámetro mínimo de 8 mm. La resistencia nominal a la tracción del cable debe estar comprendida entre 1570 y 2160 N/mm², recomendándose 1770 N/mm² para usos generales. En cuanto al acabado superficial, se distinguen el cable de acabado brillante (tipo estándar) y el cable galvanizado (resistente a la corrosión, indicado para exteriores y entornos marinos). La norma también establece los requisitos de tratamiento para evitar la deformación del cable — preformado o postformado — garantizando que el cable no se deshilache al ser cortado.
Selección del diámetro del cable
La norma establece dos métodos para la selección del diámetro del cable de acero. Método 1 (según la fuerza mínima de rotura): la fuerza mínima de rotura del cable debe cumplir Fmin ≥ S × Zp, donde S es la carga máxima de trabajo del cable (incluyendo la carga de elevación y el peso propio del cable) y Zp es el factor de seguridad mínimo (para clases de funcionamiento M1~M4, se toma entre 3,55 y 5,0). Método 2 (según el coeficiente de diámetro): el diámetro del cable d ≥ C × √S, donde C es el coeficiente de selección del diámetro (depende de la clase de funcionamiento y de la construcción del cable, con valores entre 0,080 y 0,110). De los dos métodos, se adopta el valor mayor como diámetro final seleccionado.
El cálculo de la carga máxima de trabajo del cable se realiza mediante la fórmula S = (Q + G) / (n × η), donde Q es la capacidad nominal, G es el peso propio del spreader, n es la multiplicidad del polipasto y η es el rendimiento del polipasto (entre 0,90 y 0,98). El valor del factor de seguridad se determina según la clase de funcionamiento: para clases M1~M2, Zp ≥ 3,55; para clase M3, Zp ≥ 4,0; para clase M4, Zp ≥ 4,5; y para clase M5, Zp ≥ 5,0. El diámetro del cable se redondea al alza hasta el diámetro estándar más próximo (6, 8, 10, 11, 12,5, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 mm, etc.), no admitiéndose el redondeo a la baja.
| Clase de Funcionamiento | Factor de seguridad Zp | diámetro Coeficiente C | aplicación |
|---|---|---|---|
| M1~M2 | 3.55 | 0.080 | Manual/clase ligera |
| M3 | 4.0 | 0.086 | clase media |
| M4 | 4.5 | 0.092 | clase pesada |
| M5 | 5.0 | 0.100 | clase muy pesada |
| M6~M8 | 5.0~5.5 | 0.100~0.110 | clase extra pesada/alta temperatura |
Compatibilidad entre tambor y polea
Una vez seleccionado el diámetro del cable de acero, debe verificarse la compatibilidad entre el tambor y las poleas conforme a la norma ISO 8087: el diámetro del tambor D≥18d (siendo d el diámetro del cable), el diámetro de la polea de elevación Dp≥18d y el de la polea ecualizadora ≥12d. El radio de la garganta del cable en el tambor debe ser R≈0,53d~0,56d, con una profundidad de garganta ≥0,25d. El ángulo de contacto entre el cable y la garganta de la polea debe mantenerse entre 90° y 120° para garantizar un contacto uniforme y reducir el desgaste.
En cuanto al sentido de arrollamiento del cable: el cableado cruzado a la derecha ZS es el más habitual y se aplica a tambores con bobinado de una sola capa; el cableado cruzado a la izquierda SZ se utiliza cuando la ranura del tambor tiene orientación opuesta; los cableados paralelos ZZ (derecha) y SS (izquierda) se emplean para bobinado multicapa. Para el cable de elevación se recomienda prioritariamente el cableado cruzado a la derecha ZS. La norma también establece requisitos para la fijación del extremo del cable: cuando se utiliza fijación con placas de presión, el número de placas debe ser ≥2; si se emplea un socket de cuña, la cuña debe quedar completamente asentada.
Verificación de la selección y documentación
La norma exige que, tras la selección del cable de acero, se realicen las siguientes verificaciones: comprobación de la fuerza de rotura (la fuerza de rotura real debe ser igual o superior a la fuerza mínima de rotura calculada, debiendo el fabricante del cable proporcionar el valor correspondiente); comprobación de resistencia al aplastamiento (la tensión de contacto entre el cable y la polea o tambor no debe superar 1/15 de la resistencia a la rotura del cable); y verificación de fatiga por flexión (el coeficiente D/d debe cumplir los requisitos establecidos en la norma ISO 8087).
Kelude Industrias Pesadas aplica rigurosamente la norma ISO 4308-1:2003 en la selección del cable de acero para todo tipo de grúas: se elige el factor de seguridad adecuado según la Clase de Funcionamiento del equipo, se verifican los parámetros de compatibilidad entre tambor y poleas, y se garantiza el uso seguro del cable durante todo su ciclo de vida. Cada grúa incluye a su salida de fábrica la documentación relativa a la selección del cable de acero y la tabla de especificaciones correspondiente.
| elementos de verificación | método | criterios de evaluación | normas de referencia |
|---|---|---|---|
| Fuerza de rotura | fabricacióncertificado del fabricante | Fmin≥S×Zp | ISO 4308 — Selección de cables de acero para grúas-1 |
| D/drelación | Tambor/Poleamedición | Tambor≥18d/Polea≥18d | norma Clase ISO 8087 |
| tensión de contacto | cálculo | ≤rotura Resistencia/15 | ISO 4308 — Selección de cables de acero para grúas-1 |
| Sentido de arrollamientoinspección | verificación visual | ZSderecha Cableado cruzado | ISO 4308 — Selección de cables de acero para grúas-1 |
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué construcciones de cable de acero recomienda la norma ISO 4308-1:2003?
R: Se recomienda priorizar el cable de acero redondo de cableado cruzado (construcción 6×19 o 6×37), con diámetro ≥8 mm. La resistencia a la tracción recomendada es de 1770 N/mm². Para entornos exteriores y marinos, se debe utilizar cable galvanizado. El cable de torsión paralela no se recomienda para mecanismos de elevación.
P: ¿Cuáles son los dos métodos para la selección del diámetro del cable de acero?
R: Método 1 (método de la fuerza de rotura): la fuerza mínima de rotura Fmin ≥ S × Zp. Método 2 (método del coeficiente de diámetro): d ≥ C × √S. Se toma el mayor de los dos valores. Para la Clase de Funcionamiento M4, el factor de seguridad debe ser ≥4.5; para la clase M5, ≥5.0. El diámetro se redondea al alza hasta la especificación estándar.
P: ¿Qué relación existe entre el factor de seguridad y la clase de funcionamiento?
R: Para las clases M1 a M2, Zp ≥ 3.55; para M3, ≥4.0; para M4, ≥4.5; y para M5, ≥5.0. Cuanto mayor es la clase de funcionamiento, mayor debe ser el factor de seguridad. En las grúas de Kelude, el factor de seguridad del cable de acero se configura un nivel por encima del exigido por la norma.
P: ¿Qué aspectos deben tenerse en cuenta al seleccionar el cable de acero de repuesto?
R: La sustitución debe realizarse conforme a la especificación de diseño original: misma construcción, mismo diámetro, misma resistencia a la tracción y mismo tipo de tratamiento superficial. Tras la sustitución, debe verificarse la relación D/d del tambor y de las poleas. Kelude ofrece la tabla de especificaciones de cable de acero original para garantizar que el repuesto sea totalmente compatible con el equipo.
