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Infocables
Número 24
Enero de 2013
Bogotá - Colombia
La línea más completa
de cables especializados
para minería e industria
Infocables
Infocables
Editorial
Procables especializa su oferta de productos
y reafirma su compromiso ambiental
Número 24
Enero de 2013
Bogotá - Colombia
La línea más completa
de cables especializados
para minería e industria
Procables S.A.S. C.I.
Calle 20 No. 68B - 71
Bogotá, D.C. - Colombia
Bogotá D.C.
(+571) 404 2666
(+571) 404 8444
Arauca y Casanare
(+57) 310 315 5699
Boyacá
(+57) 321 490 5566
Huila y Meta
(+57) 310 315 5718
Costa Atlántica
(+575) 361 9000
(+57) 311 549 7307
(+57) 321 490 5565
Atendiendo las necesidades del sector minero e industrial, Procables extiende su
línea de productos especializados a raíz de su fusión con General Cable Corp. Este
nuevo año pone a disposición del mercado internacional tres reconocidas marcas
para aplicaciones especiales en minería e industria: Anaconda®, Carol Brand® y
CCW®, con sofisticados diseños, construcción y materiales. Cables que han sido
fabricados para soportar las más duras exigencias del entorno, se convertirán en
un aliado que mejorará el rendimiento y la confiabilidad de la instalación eléctrica
en los proyectos de nuestros clientes.
Comprometidos con el desarrollo sostenible
El Programa de Excelencia Ambiental PREAD, nuevamente reconoce el significativo desempeño y gestión ambiental de Procables mediante la implementación
de programas que han disminuido los impactos ambientales en sus procesos
productivos.
Desde su primera versión, el programa se ha posicionado como una distinción
que sólo obtienen aquellas empresas que implementan acciones a favor del medio
ambiente y superan las exigencias de la normativa. El pasado 4 de diciembre,
Procables obtuvo por cuarto año consecutivo el reconocimiento en la categoría
de “Excelencia Ambiental, generando desarrollo sostenible”, como respuesta a su
preocupación por la conservación del medio ambiente.
FE DE ERRATAS: En la edición 23, página 14, del artículo “Un vistazo a 120 años de la historia del
cable”, la correcta interpretación del término “cable no metálico” es “cable con funda no metálica”.
Costa Pacífica
(572) 485 3792
(+57) 310 307 5637
Eje Cafetero
(+576) 315 5237
(+57) 310 315 5701
Santanderes
(+577) 639 5406
(+57) 310 315 5702
Antioquia
(+574) 262 9725
(+57) 310 315 6420
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Minería y Petróleos
(+57) 321 450 3790
Licitaciones
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Exportaciones
(+571) 404 2666 opción 4
Servicio al Cliente
(+571) 404 2666 opción 5
© 2013 Procables S.A.S. C.I.
Las opiniones expresadas
por los entrevistados no son
responsabilidad de Procables.
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Nota: Si usted desea recibir esta publicación
o si tiene alguna pregunta sobre los temas aquí tratados,
por favor escríbanos al correo electrónico:
[email protected]
Contenido
3
Continuously Corrugated Welded.
4 CCW
Cables de armadura continua, corrugada y soldada.
en cobre y en aluminio.
5 Conductores
Una alternativa en cables de media tensión.
reconocer conductores
7 ¿Cómo
en aleación de aluminio serie 8000 del tipo 1350?
Anaconda®
®
Cables de excelente rendimiento y confiabilidad durante todo
su ciclo de vida útil, cumpliendo y sobrepasando los requisitos
exigidos por nuestros clientes.
P
rocables, una compañía General Cable, extiende su
portafolio de productos para ofrecer al sector minero
la mejor alternativa en cables especializados a escala
mundial; es el caso de Anaconda®, una marca que establece
el estándar de más alto rendimiento de la industria, el cual
sirve como referencia para medir el desempeño de todas las
otras marcas existentes en el mercado.
Aislamientos
Para brindar unas excelentes propiedades dieléctricas y
resistencia a la humedad, los cables Anaconda® poseen
aislamientos en EPR y XLPE, su flexibilidad facilita la
manipulación. Pueden soportar temperaturas desde -40ºC
hasta +90ºC.
Pantallas
Con una chaqueta reforzada, termofraguada, curada con
plomo y de doble capa, los cables para minería de la marca
Anaconda® ofrecen la más alta protección contra los más
altos riesgos y redefinen los conceptos de “confiable” y
“duradero”. Estos cables cuentan con el respaldo de una
serie de certificaciones ante la MSHA (Mine Safety and Health
Administration) y la Asociación Canadiense de Estándares
(Canadian Standards Association o CSA). Además, cumplen
y superan los requisitos de la Norma ICEA S-75-381: Cables
de alimentación portátiles y eléctricos para uso en minas
y aplicaciones similares, Norma CAN/CSA-C22.2 Nº 96:
Cables eléctricos portátiles y certificados por Recursos
Naturales de Canadá, Norma CAN/CSA-C22.2 Nº 96.1:
Cables de alimentación eléctrica en minas.
La amplia experiencia de General Cable conjugada con los
mejores diseños, construcción, materiales más avanzados
y tecnología de procesos, le permiten a Procables obtener
nuevas oportunidades de negocio en Colombia en el sector
de la minería.
CONSTRUCCIÓN
Conductor
Los cables Anaconda® están disponibles en conductor
de cobre, que brinda mayor flexibilidad en aplicaciones
industriales y estáticas, o conductor de cobre estañado, donde
se requiere mejor resistencia a rupturas por movimientos
repetidos. Adicional a esto, brinda mayor resistencia a la
corrosión, lo cual prolonga la vida útil del cable.
Existen dos opciones de pantalla: hebra textil o compuesta
de cobre estañado que ofrece la máxima vida de este
componente; y pantalla en cinta de cobre, con cobertura al
100% y mayor protección contra el efecto corona.
Conductores de conexión a tierra
Se encuentran disponibles en cobre. Ideales para aplicaciones industriales o en cobre estañado, que tiene mayor
vida flexible y mejor resistencia a la corrosión y a las rupturas.
Adicional a esto, los cables Anaconda®, cuentan con un
conductor para verificar la conexión a tierra que proporciona
la máxima confiabilidad del circuito de conexión en todas las
construcciones redondas. Están aislados con polipropileno
de alta resistencia.
Chaquetas
Cuando los cables se requieren para uso industrial rudo, la
chaqueta de una sola capa es una excelente opción que
cuenta con óptimas características físicas y alto grado de
resistencia al corte, a la abrasión y flexión de uso medio.
Para maquinaria de minería, la chaqueta reforzada de
dos capas permite una mayor resistencia mecánica y de
tracción.
Son recomendados para aplicaciones donde se requiere
alta flexibilidad y máxima protección mecánica contra el
aplastamiento y el desgarro. Son ideales para uso extrarudo.
Infocables · 3
CCW®Continuously Corrugated Welded
Cables de armadura continua,
corrugada y soldada
Cables con una armadura especial que permite el total aislamiento
del gas, los líquidos o vapores.
G
eneral Cable se ha posicionado en el mundo como
una de las principales empresas de energía y está
realizando importantes inversiones en productos
de alambre y cable para los mercados de infraestructuras
energéticas. Con el petróleo y el gas como principal motor de
la energía, General Cable ha evaluado las necesidades de
sus clientes y analiza las mejores opciones para el diseño de
sus productos con base ​​en los datos del mercado.
La introducción de la línea de productos CCW® amplía la
actual oferta de productos OGP (Oil, Gas & Petrochemical),
proporcionando a los clientes tradicionales y nuevos,
soluciones completas para sus proyectos. Al mismo tiempo
le permite a General Cable una mayor participación en
el mercado de los hidrocarburos, que incluye refinerías,
plantas petroquímicas e instalaciones de GNL (Gas Natural
Licuado).
Por consiguiente, introduce a su completo portafolio de
productos, los conductores tipo CCW® (Cables de armadura
continua, corrugada y soldada), utilizados por las industrias
de petróleo, gas y petroquímica de energía, control,
instrumentación y comunicaciones.
Los cables CCW® se utilizan en lugares peligrosos (de
acuerdo con el NEC®, artículos 500 al 505) que requieren
impermeabilidad al gas, a los líquidos y vapores, a prueba
de explosiones del equipo eléctrico. Por esta razón todas
las construcciones de los cables CCW® cuentan con una
armadura corrugada e impermeable de aleación de aluminio
que aporta el blindaje contra estos agentes externos y
además cumple con los requisitos de puesta a tierra, según
el artículo 250 del NEC®.
En las industrias de refinación, los cables blindados CCW®
se encuentran estandarizados como la única fabricación
de producto aceptable (referencia de la API y RF14F 14FZ).
También son utilizados en instalaciones de gas, instalaciones
petroquímicas y molinos de procesamiento. Los cables
4 · Infocables
CCW® también son aptos para uso en pozos de petróleo,
instalaciones petroleras flotantes en alta mar, de acuerdo con
lo recomendado por la API (American Petroleum Institute).
En Estados Unidos, Indonesia, México, el Caribe, América
del Sur y Oriente Medio ya han tenido favorables experiencias
con este producto.
Dentro de la línea CCW® se encuentran cables de fuerza,
control e instrumentación.
CONDUCTOR
Los conductores normalmente son de cobre suave (sin
recubrimiento), de acuerdo con las normas internacionales
como ASTM B3. Sin embargo, en las siguientes aplicaciones
específicas es recomendable fabricar los conductores con
cobre estañado (según norma ASTM B33):
 Cuando los conductores son utilizados como conductor
de drenaje en unión con cinta poliéster aluminizada, se
previene que el cobre esté en contacto directo con el
aluminio. Además, se impide la formación de corrosión
galvánica ocasionada en el cobre y aluminio, debido al
flujo de electrones (iones) de un metal hacia el otro en
presencia de humedad.
 En algunas aplicaciones para cables de instrumentación
o control es apropiado utilizar el conductor estañado ya
que facilita los procesos de conexión y soldaduras.
 En ambientes de alta contaminación o alta salinidad, al
utilizar conductores de cobre estañado se obtiene una
protección adicional a la del cobre sin recubrimiento con
respecto a la corrosión.
Aunque el cobre estañado tiene una conductividad inferior
a la del cobre sin recubrimiento (96% vs. 100%), esta
pérdida marginal de conductividad se ve compensada por
la protección adicional contra la corrosión.
Conductores en cobre y en aluminio:
una alternativa en cables
de media tensión
Ante la creciente diferencia de precios entre el aluminio y el cobre en la última década,
se hace necesario contemplar alternativas en la selección de cables de media tensión.
Este artículo desarrolla una comparación entre opciones con conductores en cobre y
aluminio de capacidad de corriente equivalente, con respecto a parámetros eléctricos,
mecánicos, de desempeño y de costos.
L
os cables de media tensión con conductor en cobre
o aluminio están contemplados por las normas de
reconocimiento internacional como IEC, UL, ICEA,
en las normas técnicas colombianas NTC y por supuesto
en el RETIE; igualmente, la inclusión de los mismos (cobre y
aluminio) en las instalaciones de la mayoría de las empresas
de energía eléctrica del país.
Por otra parte, los desarrollos de energía eólica en el mundo
han determinado el diseño base de los cables de media
tensión con conductores en aluminio.
Dado que la comparación se hace con base en la capacidad
de corriente, es interesante tener en cuenta las principales
características de estos dos metales:
Conductor
Conductividad
% IACS
Resistividad
Ωmm2/km
Cobre
100,0
C MT
4/0 AWG Al-XLPE
100% IL 15 kV17,241
90 ºC
Aluminio
61,2
28,172
Densidad
g/cm3
8,89
2,705
De lo anterior se puede concluir que para un cable con la
misma capacidad de conducción de corriente se requiere
1,63 veces más volumen de aluminio que de cobre y el
conductor de aluminio pesa la mitad que el de cobre.
Los cables de media tensión que se evaluarán en este artículo
son: cable de cobre 2/0 AWG aislado en XLPE al 100%, 15 kV,
90 °C y cable de aluminio 4/0 AWG aislado en XLPE al 100%,
15 kV, 90 °C.
La equivalencia del aluminio se logra usando dos calibres
mayores con respecto al cobre, para la misma conducción
de corriente eléctrica. En este caso, la capacidad de corriente
es de 230 A para los dos cables en estudio, según las tablas
310-77 y 78 del NEC 2011.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
Y DIMENSIONALES
Diámetro
El cable de aluminio tiene un diámetro total 10% mayor que
el cable de cobre; esto significa que definitivamente los
cables con conductor de aluminio necesitarán un ducto
de un diámetro mayor. El cálculo teórico del diámetro para
este caso y teniendo en cuenta el porcentaje de llenado del
ducto para tres conductores de 40% (NTC 2050 Capítulo 9
Tabla 1) es el siguiente:
Cable de
media tensión
Diámetro del cable
(mm)
Cobre
26,5
72
Aluminio
29,2
80
Diámetro del ducto
El diámetro del ducto requerido para la instalación de tres
fases de cable de aluminio, es 10% mayor que para el cable
de cobre.
Con estos diámetros se
busca el ducto apropiado en
la Tabla 4 del Capítulo 9 de la
NTC 2050, para tubo conduit
de PVC rígido Tipo A, donde
se encuentra lo siguiente:
Tamaño
comercial
Diámetro
interior
(mm)
2 1/2”
67
3”
82
En este caso, el ducto a utilizar tanto para el cable de
aluminio como para el cable de cobre es del mismo
diámetro 3”, por lo tanto no constituye un mayor costo para
el cable de aluminio.
Es probable que en otras configuraciones sea necesario
utilizar un ducto de mayor diámetro para los cables de
aluminio, pero esto no representa un costo significativo.
Infocables · 5
Peso
Una de las principales ventajas del aluminio con respecto al
cobre es el peso, lo cual se refleja en esta característica: el
cable de aluminio, con un peso de 978 kg/km, es 20% más
liviano que el cable de cobre, con un peso de 1207 kg/km, lo
que supone una ventaja en cuanto a manipulación e incluso
en costos de transporte.
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Los cables que están bajo análisis comparativo tienen la
equivalencia en la capacidad de conducción de corriente, la
cual es de 230 A para el cable de aluminio y para el cable de
cobre. Sin embargo, se presentan diferencias que merecen
ser analizadas como:
Gradiente de tensión
El gradiente de tensión es la medida del esfuerzo eléctrico
bajo la cual el cable de media tensión estará sometido cuando
es energizado a la tensión de operación. Se ha realizado el
cálculo de este valor para la condición de tensión de 15 kV.
El cable de aluminio estará operando con un gradiente de
tensión máximo o esfuerzo de tensión de 2,51 kV/mm, un
5% más suave que el gradiente máximo del cable de cobre
(2,63 kV/mm). Aunque no es un factor determinante, si se
puede pensar que bajo las mismas condiciones el cable de
aluminio tendrá una vida útil esperada un poco mayor que el
cable de cobre.
En la instalación de los cables de media tensión, los
parámetros que más relevancia tienen son la tensión de
halado tanto cuando se hala de la chaqueta como cuando
se hala directamente del conductor; por otra parte los radios
de curvatura también deben tenerse en cuenta ya que
determinan espacios requeridos en cámaras.
Cable
de media
tensión
Tensión de
halado de
la chaqueta
(kg)
Tensión de
halado del
conductor
(kg)
Radio de
curvatura
(mm)
Cobre
118
472
318
Aluminio
131
568
350
El cable de aluminio tiene mejores tensiones de halado que
el cable de cobre (11% en tensión de halado de la chaqueta
y 20% del conductor), pero el radio de curvatura es mayor
en un 10%.
COSTOS
Una relación de los costos relativos del cable de
cobre en comparación
con el cable de aluminio
se indica a continuación:
Cable de
media tensión
Costo relativo
(%)
Cobre
100
Aluminio
80 ≤ 70
CONCLUSIONES
Corriente de corto circuito
La capacidad de corriente de corto circuito tanto del
conductor como de la pantalla, dependen del calibre, el
metal, las temperaturas de aislamiento y las chaquetas.
Los valores son:
Capacidad de corriente en corto circuito
Cable de
media tensión
Conductor
(kA)
Pantalla de cobre
(A)
Cobre
9,6
640
Aluminio
10,1
720
En este caso, el cable de aluminio presenta una ventaja sobre
el cable de cobre, ya que la corriente de corto circuito del
conductor es 5% mayor y la de la pantalla es 12% mayor;
lo anterior se debe a que, siendo de mayor volumen el
conductor de aluminio, hay un poco más de disipación del
calor generado por el corto circuito.
En el caso de la pantalla para el cable de aluminio, al tener un
diámetro levemente mayor, también se aumenta la cantidad de
cobre en la cinta que conforma la pantalla y por consiguiente
se aumenta la capacidad de corriente en corto circuito.
6 · Infocables
CARACTERÍSTICAS DE DESEMPEÑO
DE INSTALACIÓN
El resultado global de los aspectos a tener en cuenta en la
selección de conductores se ilustra en la siguiente tabla:
Cable
de media
tensión
Cap. de
Diám. Peso Gradiente corriente
Radio de
curvatura
Costo
Cobre
E
R
B
B
E
R
Aluminio
B
E
E
E
B
E
E = Excelente, B = Buena, R = Regular
El análisis hecho sobre los conductores seleccionados, es
aplicable a otros calibres que sean equivalentes en capacidad
de conducción de corriente, por ejemplo 1/0 AWG de cobre
con 3/0 AWG de aluminio.
Aunque los cables de media tensión con conductor de
aluminio con respecto a su equivalente en conductor de
cobre, presentan ventajas en peso, gradiente de tensión,
corriente de corto circuito, tensión de halado y desventajas
en diámetro, ductos y radio de curvatura, resulta ser una
alternativa técnicamente equiparable y por lo tanto el costo
es el factor determinante para tomar una decisión.
¿Cómo reconocer conductores
en aleación de aluminio serie 8000
del tipo 1350?
Según la NTC 2050, el material usado en la fabricación de conductores de aluminio
para instalaciones interiores debe ser de grado eléctrico, conforme a la aleación de
aluminio serie 8000. Para comprobar que la composición química de los conductores
coincida con esta aleación, en laboratorios profesionales como el de Procables se
realizan pruebas comparativas y de espectrometría de masas
P
ara diferenciar la aleación de aluminio AA-8000, del
aluminio tipo 1350 no recocido (que no es apto para
instalaciones internas según el RETIE – NTC 2050),
solo bastará con someter una muestra de este último,
a cuatro o cinco dobleces de 180° para que se fracture o
quiebre, mientras que la muestra de aleación de aluminio
AA-8000 soportará sin ningún inconveniente estas torciones.
La anterior afirmación proviene de pruebas experimentales.
Si el aluminio 1350 está recocido, es probable que pase
la prueba de los dobleces; aparentemente tiene un comportamiento mecánico similar (pero no termodinámico) al
aluminio serie 8000, por esta razón se debe proceder a la
prueba de reconocimiento con el ácido clorhídrico.
Prueba comparativa entre
aluminio tipo AA-8000 y 1350
Mediante una reacción química, se determinan los componentes de una muestra de aleación de aluminio tipo 1350,
(de pureza mayor al 99.95%) o tipo serie 8000, (con contenido
de hierro). El resultado puede obtenerse de forma cualitativa
o cuantitativa.
Cada una de las muestras pesa un gramo. Su diámetro se
debe medir con una aproximación a 0.001 mm. Se introducen
las muestras de aluminio por separado en probetas que
contienen 100 mililitros de ácido clorhídrico al 33 por ciento
cada una, durante 10 minutos. En la inspección visual se
observa el color y la textura del ácido, que originalmente
es totalmente traslúcido; si el ácido mantiene su textura y
color original, la muestra introducida corresponde a aleación
de aluminio 1350. Si por el contrario, el ácido se torna un
tanto blanco (debido al contenido de hierro), la muestra
corresponde a aleación de aluminio serie 8000, tal como lo
muestra la imagen.
Para determinar el tipo de aluminio de forma cuantitativa,
se realizan las mediciones de peso y diámetro final de cada
muestra y se registran los datos. La muestra de aleación
de aluminio 1350 no presenta un cambio significativo con
respecto al peso y diámetro de la medición inicial y final,
mientras que la aleación de aluminio serie 8000 evidencia
una pérdida significativa en estas dos variables.
Análisis de composición química
por espectrometría de masas
El método utilizado por Procables para el análisis químico
de metales, permite determinar los elementos de aleación
presentes en una muestra y la cantidad porcentual en peso
de cada uno de ellos. Este método llamado espectrometría,
detecta las longitudes de onda características de cada
elemento existente en una aleación. Mediante la excitación
de los electrones de cada elemento, con una chispa eléctrica
en presencia de una atmósfera inerte, se genera una onda
electromagnética que es refractada por un dispositivo
óptico y finalmente, a través de un software especializado
se obtienen los valores de cada elemento presente en la
muestra analizada.
Infocables · 7
¡Nuestro compromiso ambiental también puede ser el suyo!
Disfrutemos de nuestros paisajes,
conservando los recursos naturales
El Planeta Tierra nos ha privilegiado con majestuosos
paisajes naturales y ecosistemas únicos. No hay nada
más placentero que disfrutar de ellos, preservando el
agua, la flora y la fauna, permitiendo que otras generaciones también puedan contemplar en el futuro sus
beneficios.
Conviértase en un visitante responsable, aplicando los siguientes consejos
para disfrutar de los bosques y reservas forestales:
1. No rastrille, ni haga fogatas con las hojas y los
arbustos que caen al suelo. Éstos constituyen un
excelente fertilizante y abono natural.
2. Transite siempre por caminos, trochas o senderos ya establecidos evitando el daño de la capa
vegetal.
3. No olvide plantar árboles, así tendremos más lugares maravillosos por visitar.
4.No arroje colillas de cigarrillos encendidas, ni
botellas de vidrio ya que pueden generar un conato
de incendio.
5. No dañe la flora del lugar; no corte flores. Si quiere
llevarse algo del paisaje, una fotografía es el mejor
recuerdo.
6. No moleste ni perturbe la fauna. Tampoco traslade
ni se lleve la fauna del sector. Nada mejor que su
hábitat para vivir.
7. En los paseos sea muy cuidadoso con el uso de
velas y estufas a gasolina, carbón o leña. Recuerde
que las velas deben estar encendidas sólo cuando
haya un adulto para vigilarlas.
8. En fincas o casas de campo, revise periódicamente
las instalaciones eléctricas para evitar cortos o
chispas.
9. Durante la celebración de festividades, no encienda pólvora. Esta puede llegar a los bosques y
provocar incendios.
10. No arroje basura, si en la zona no existe servicio
de recolección de residuos. Es su responsabilidad
recolectarlos y disponerlos una vez finalice la visita.
11. Haga fogatas sólo en lugares permitidos, aleje de
los alrededores de la fogata elementos combustibles y protéjala del viento. Una vez finalizadas
las fogatas no olvide apagar por completo los
carbones y brasas.
Usted también puede contribuir con el cuidado del Planeta.
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www.procables.com.co