Entornos de aplicación, principios básicos y diseño estructural de cables resistentes al agua
Los cables resistentes al agua están diseñados para entornos en los que la humedad o la entrada de agua suponen un riesgo para el rendimiento y la vida útil de los cables. Las aplicaciones incluyen instalaciones subterráneas, cables submarinos, parques eólicos y redes eléctricas en exteriores. El principio de diseño estructural consiste en bloquear o resistir la entrada y propagación del agua mediante el sellado longitudinal o radial con materiales y procesos de fabricación específicos. La resistencia efectiva al agua mejora la durabilidad, la seguridad y la fiabilidad del sistema.
Comparación de las características de rendimiento y los criterios de selección de los materiales resistentes al agua más comunes
Elegir el material impermeable adecuado es fundamental para conseguir una protección fiable. Los materiales varían en cuanto a absorbencia, compatibilidad, coste y durabilidad. En la tabla siguiente se describen las características de rendimiento de los materiales típicos utilizados en estructuras de cables resistentes al agua, como cintas, polvos y compuestos gelatinosos impermeables. Estos materiales se seleccionan en función del tipo de aplicación, la exposición ambiental y la vida útil deseada. Los principales criterios de selección son la velocidad de expansión, la estabilidad térmica, la compatibilidad química con los materiales aislantes y la facilidad de procesamiento.
| Tipo de material | Método de bloqueo | Ventajas | Desventajas | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|---|
| Cinta impermeable | Longitudinal | Rápido hinchamiento, fácil aplicación, buena estabilidad térmica | Puede desplazarse durante el procesamiento a alta velocidad | Cables eléctricos de MT y AT, instalaciones exteriores |
| Polvo soluble en agua | Longitudinal | Ligero, alto índice de absorción | Requiere control del polvo, menos adecuado para espacios pequeños | Cables de fibra óptica, cables de baja tensión |
| Compuesto de vaselina | Radial | Excelente estanqueidad, estabilidad a largo plazo | Aplicación engorrosa, aumento de peso | Cables submarinos, cables de comunicación |
| Material de sellado termoplástico | Radial | Barrera resistente, compatible con el proceso de extrusión | Coste elevado, requiere una aplicación precisa | Cables submarinos de alta tensión, cables armados |
Diferencias entre los métodos de bloqueo longitudinal y radial del agua y su aplicación
El bloqueo longitudinal impide que el agua se extienda a lo largo del cable y se suele realizar con cintas o polvos hinchables colocados en los núcleos de los cables. El bloqueo radial, por su parte, impide que el agua penetre a través de la cubierta o las capas aislantes del cable y utiliza barreras como compuestos gelatinosos, termoplásticos extruidos o capas laminadas. Los diseños óptimos suelen utilizar ambos métodos para aplicaciones críticas.
Normas industriales y métodos de ensayo para cables de bloqueo de agua
Normas CEI
En IEC 60502 establece los requisitos de los ensayos de penetración de agua para cables de media tensión. Las normas IEC 60840 e IEC 62067 especifican ensayos de penetración de agua para cables de alta tensión y muy alta tensión. Las pruebas suelen consistir en someter el cable a columnas de agua a presión y controlar la penetración del agua a lo largo del tiempo. Las normas IEC hacen hincapié en el envejecimiento a largo plazo y la resistencia a la presión.
Normas GB/T (China)
En China, GB/T 12706 y GB/T 11017 se utilizan ampliamente para cables de BT y MT, con protocolos de ensayo definidos para la resistencia a la penetración del agua. Para la verificación del bloqueo del agua, la norma GB/T 19216 describe métodos de ensayo como la prueba de penetración longitudinal de agua con colorante y agua a una temperatura y presión específicas.
Otros métodos internacionales
También pueden aplicarse normas adicionales como BS EN 50288 (para cables multifilares) y ASTM D4565. Estas pruebas suelen incluir la inmersión de muestras, pruebas de corte y pruebas de migración longitudinal durante 24-72 horas bajo presión hidrostática. Los criterios de éxito se basan en la distancia que recorre el agua o en la penetración visible, y los fallos deben estar por debajo de umbrales claramente definidos.
Ejemplos de casos de fracaso y sugerencias de optimización
En un proyecto de servicios públicos en Sudán se produjo un fallo en el aislamiento de los cables a los dos años de funcionamiento. La investigación reveló que la entrada de agua se debía al mal sellado de los extremos de los cables y a la baja calidad del polvo impermeable. Del mismo modo, un proyecto de alta tensión en Vietnam mostró corrosión en los conductores de cobre, debido a la falta de barreras radiales contra el agua. Para evitar estos fallos, los fabricantes deben mejorar el control de calidad, utilizar diseños de doble capa que bloqueen el agua y aplicar un abastecimiento de materiales más estricto. Los usuarios finales deben garantizar una terminación y un sellado de juntas adecuados durante la instalación.
Resumen y recomendaciones a los clientes
Para una fiabilidad óptima del cable en condiciones húmedas o subterráneas, elija diseños con estructuras de bloqueo de agua verificadas, siga las normas internacionales de ensayo y trabaje con fabricantes experimentados y certificados.
