InfocablesNúmero 24

Enero de 2013

Bogotá - Colombia

La línea más completade cables especializadospara minería e industria

2 · Infocables

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 5718Costa Atlántica

(+575) 361 9000(+57) 311 549 7307(+57) 321 490 5565Costa Pacífica

(572) 485 3792(+57) 310 307 5637

Eje Cafetero(+576) 315 5237

(+57) 310 315 5701Santanderes(+577) 639 5406

(+57) 310 315 5702Antioquia

(+574) 262 9725(+57) 310 315 6420(+57) 313 870 1677

Minería y Petróleos(+57) 321 450 3790

Licitaciones(+571) 404 2666 opción 3

Exportaciones(+571) 404 2666 opción 4

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Las opiniones expresadaspor los entrevistados no son

responsabilidad de Procables.

Infocables EditorialProcables especializa su oferta de productosy reafirma su compromiso ambiental 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 sostenibleEl Programa de Excelencia Ambiental PREAD, nuevamente reconoce el signifi-cativo 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.

InfocablesNúmero 24

Enero de 2013

Bogotá - Colombia

La línea más completade cables especializadospara minería e industria

Contenido

CCW® Continuously Corrugated Welded.Cables de armadura continua, corrugada y soldada.

Anaconda®

Conductores en cobre y en aluminio.Una alternativa en cables de media tensión.

¿Cómo reconocer conductoresen aleación de aluminio serie 8000 del tipo 1350?

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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”.

Nota: Si usted desea recibir esta publicación o si tiene alguna pregunta sobre los temas aquí tratados,

por favor escríbanos al correo electrónico:mercadeo@procables.com.co

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AislamientosPara 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.

PantallasExisten 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 tierraSe encuentran disponibles en cobre. Ideales para aplica-ciones 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.

ChaquetasCuando 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 extra-rudo.

Procables, 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.

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

ConductorLos 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.

Cables de excelente rendimiento y confiabilidad durante todo su ciclo de vida útil, cumpliendo y sobrepasando los requisitos exigidos por nuestros clientes.

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CCW® también son aptos para uso en pozos de petróleo, instalaciones petroleras flotantes en alta mar, de acuerdo conlo 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.

CCW®Continuously Corrugated WeldedCables de armadura continua,corrugada y soldada

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

Cables con una armadura especial que permite el total aislamiento del gas, los líquidos o vapores.

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Conductores en cobre y en aluminio: una alternativa en cablesde media tensiónAnte 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:

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.

Conductor Conductividad% IACS

ResistividadΩmm2/km

Densidadg/cm3

C MT 4/0 AWG Al-XLPE 100% IL 15 kV 90 ºC Cobre 100,0 17,241 8,89

Aluminio 61,2 28,172 2,705

CARACTERÍSTICAS FÍSICASY 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:

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:

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.

Cable demedia tensión

Diámetro del cable(mm) Diámetro del ducto

Cobre 26,5 72

Aluminio 29,2 80

Tamañocomercial

Diámetrointerior(mm)

2 1/2” 67

3” 82

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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 cos-tos relativos del cable de cobre en comparación con el cable de aluminio se indica a continuación:

CONCLUSIONES

El resultado global de los aspectos a tener en cuenta en la selección de conductores se ilustra en la siguiente tabla:

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 tensiónEl 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.

Corriente de corto circuitoLa 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:

Cable demedia tensión

Conductor(kA)

Capacidad de corriente en corto circuito

Pantalla de cobre(A)

Cobre 9,6 640

Aluminio 10,1 720

CARACTERÍSTICAS DE DESEMPEÑO DE INSTALACIÓN

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.

Cablede mediatensión

Tensión dehalado de

la chaqueta(kg)

Tensión dehalado delconductor

(kg)

Radio decurvatura

(mm)

Cobre 118 472 318

Aluminio 131 568 350

Cable demedia tensión

Costo relativo(%)

Cobre 100

Aluminio 80 ≤ 70

Cablede media tensión

Diám. CostoRadio decurvatura

Cap. decorrientePeso Gradiente

Cobre E R B B E R

Aluminio B E E E B E

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.

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.

E = Excelente, B = Buena, R = Regular

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¿Cómo reconocer conductoresen aleación de aluminio serie 8000del 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

Para 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 com-portamiento 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 entrealuminio tipo AA-8000 y 1350Mediante una reacción química, se determinan los com-ponentes 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 masasEl 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.

Disfrutemos de nuestros paisajes, conservando los recursos naturales

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www.procables.com.co

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 sende-ros ya establecidos evitando el daño de la capa vegetal.

3. No olvide plantar árboles, así tendremos más luga-res 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 encien-da 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 combus-tibles y protéjala del viento. Una vez finalizadas las fogatas no olvide apagar por completo los carbones y brasas.

Conviértase en un visitante responsable, aplicando los siguientes consejos para disfrutar de los bosques y reservas forestales:

Usted también puede contribuir con el cuidado del Planeta.

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 gene-raciones también puedan contemplar en el futuro sus beneficios.