Coeficiente de fricción en el tirado de cables — Parte 1

Para evaluar la viabilidad de un proyecto de tirado de cables, es útil una comprensión básica del coeficiente de fricción (COF).

Se muestra lubricante cubriendo un cable grande

La ciencia relacionada con la tracción de cables es de interés para los ingenieros e instaladores que necesitan evaluar la viabilidad de la tracción. Una comprensión básica puede conducir a mejores resultados en el terreno. En el corazón de esta ciencia se encuentra el coeficiente de fricción (COF), cuya medición en ocasiones se denomina “tribiología”. Hay muchas formas de calcular el COF, no obstante, esto depende en gran medida de las condiciones de uso. Si bien COF es una constante en las ecuaciones de tensión, se usa como un factor dinámico que abarca otras condiciones en el terreno. A esto se le puede llamar coeficiente de fricción efectivo.

Definición de COF: COF se define como la relación entre la fuerza necesaria para mover una superficie horizontalmente sobre otra y la fuerza entre las dos superficies. El COF se utiliza para predecir la fuerza o la tensión.

Factores que influyen en el valor:

El COF depende de que las dos superficies tengan fricción entre sí, pero múltiples factores influyen en el valor.

  • Materiales: las variaciones en la composición del material influyen en el COF. Los polímeros pueden tener rellenos o plastificantes añadidos. Las aleaciones metálicas pueden funcionar de manera diferente, pero generalmente vemos diferencias en la suavidad del acabado. Los revestimientos plásticos, los óxidos metálicos y otras variaciones de la superficie influirán en el COF.
  • Movimiento: la energía para iniciar el movimiento (COF estático) es mayor que la necesaria para mantener el objeto en movimiento (COF cinético).
  • Fuerza normal: una presión más alta también cambiará las propiedades de la superficie. En la ciencia del tirado de cables, esto se ve como un menor COF en las curvaturas, bajo una alta fuerza lateral.
  • Temperatura: según la situación y el material, la temperatura afectará directamente el COF. Los materiales de los cables y conductos se ablandan a altas temperaturas y se endurecen cuando están fríos.
  • Aplicación de lubricante: reduce el COF entre dos superficies. Los lubricantes responden a los materiales de manera diferente y también se ven afectados por los factores anteriores. El lubricante debe recubrir completamente la superficie mientras los dos materiales se presionan y frotan juntos. Algunas superficies son más difíciles que otras, lo cual es un tema para futuras publicaciones de blog.


Medición y selección de COF

Entonces, ¿qué COF proporciona las mejores estimaciones de tensión de tirado de cables para la planificación de campo y el diseño óptimo del sistema de cables? ¿Es 0,50 o 0,35? ¿La respuesta correcta? Depende.

El mejor COF utilizado para predecir la tensión del cable puede describirse como el COF efectivo. Tome en cuenta todos los factores anteriores: los materiales, la tensión lateral y, lo que es más importante, el lubricante utilizado. También se puede aumentar para tener en cuenta las condiciones desconocidas de los conductos, el alto nivel de rellenado de los conductos, etc. Afortunadamente para los ingenieros e instaladores, Polywater® desarrolló y mantiene una base de datos completa de COF efectivos, proporcionando a los usuarios acceso a años de datos de instalación.

La amplia base de datos de COF de Polywater, que es compatible con nuestro software Pull-Planner™, se desarrolló a partir de cables y conductos reales. Nuestra base de conocimientos se fundamenta en una variedad de métodos de prueba y resultados de campo. La clave de esta prueba es conocer y medir las fuerzas aplicadas sobre los dos materiales para obtener el coeficiente de fricción. En estas pruebas, se utilizan diferentes tipos de cables y conductos de una variedad de fabricantes y variaciones de materiales para imitar las condiciones del campo. Nuestra base de datos se creó con una amplia selección de cada tipo de material y miles de pruebas individuales.

Resumen

Polywater tiene una larga historia y una extensa base de datos de medición de fricción. Además, nuestros lubricantes para cables se derivan de este trabajo y están formulados para tipos específicos de tirado de cables. Nuestra guía de instalación se basa en nuestro conocimiento de estos materiales y factores.