El cable generalmente está compuesto por alambres, torones (hebras) y el alma (núcleo). Los alambres están trenzados helicoidalmente en un patrón geométrico exacto para formar el torón.

1. Cables y cadenas
UNIVERSIDAD DE JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
MÁQUINAS DE ELEVACIÓN Y TRANSPORTE

2. Cables
El cable generalmente
está compuesto por
alambres, torones (hebras)
y el alma (núcleo).
Los alambres están
trenzados helicoidalmente
en un patrón geométrico
exacto para formar el
torón.

3. Los torones están dispuestos helicoidalmente
alrededor del núcleo para formar el cable. El
proceso de colocar los torones alrededor del núcleo
se llama cierre y el proceso de colocar los alambres
en los torones se llama trenzado.
El cable varía según:
• El diámetro
• El grado del acero utilizado
• La dirección del trenzado y cierre
• El acabado del alambre (brillo, galvanizado, etc.)
• El material del núcleo

4. Configuración del cable
La "configuración" del cable (la dirección de
trenzado y cierre) afecta directamente las
propiedades de operación. En un cable de
trenzado regular; los alambres se enroscan en
dirección opuesta a la dirección de los torones.
La configuración regular puede ser trenzado
regular derecho o trenzado regular izquierdo
dependiendo de la dirección de los torones.

6. Trenzado
Dirección de la capa del trenzado: Será la
dirección de derecha (Z) o izquierda (S)
correspondiente a la dirección de la capa externa de
cables en relación a el eje longitudinal del trenzado.
Dirección de la capa del cable: Será la dirección
derecha (Z) o izquierda (S) correspondiente a la
dirección de la capa del trenzado externo en
relación a el eje longitudinal del trenzado, o la
dirección de la capa de los cables externos en
relación a el eje longitudinal de un cable torcido.

7. Trenzado (continuación)
Capa regular: Cable tejido en la cual la
dirección de la capa de los cables en el trenzado
externo es en dirección opuesta a la capa del
trenzado externo en el cable. La capa derecha
regular es designada zZ y la capa izquierda
regular es designada zS.

8. Material de los cables
El grado del acero utilizado en la construcción del
cable tiene mayor influencia en la resistencia a la
ruptura mínima. Generalmente la mayoría de los
cables de acero en la actualidad son de IPS (acero
de alta resistencia). También el cable de EIPS (acero
de resistencia extra-alta) es aproximadamente un
10% más fuerte que el IPS. Los fabricantes han
comenzado a producir cantidades limitadas de
EEIPS (acero de resistencia extra extra-alta), cuyo
grado es un 10% mayor que el EIPS.

9. La primera diferenciación de los cables es por su
diámetro. El diámetro se mide como el diámetro
del círculo formado por la máxima dimensión
exterior de los torones.
Modo correcto
Modo incorrecto

10. La mayoría de los cables están provistos de un
núcleo ya sea de fibra o de acero. La función
principal del núcleo es sostener los torones de
alambre del cable, manteniendo las posiciones
relativas correctivas durante la vida útil. Los núcleos
de fibra están compuestos por VFC (núcleo de fibra
vegetal, sisal, etc.) natural o PFC (núcleo de fibra
sintética, polipropileno, etc.) que se han formado
en cordones y torcido para formar torones. Los
núcleos de acero pueden ser de IWRC (núcleo de
cable independiente) o WSC (núcleo de alambre
trenzado).
Núcleos

11. Características y
propiedades
• Factor de llenado: Es el cociente entre la suma
de las áreas transversales de toda la
configuración de los alambres en el cable y el
área circunscrita de la base del cable en su
diámetro nominal.
• Factor de pérdida giratoria: Es el cociente
entre la fuerza mínima de rotura calculada del
cable y la fuerza mínima de rotura agregada
del cable.

12. Características y
propiedades (Cont.)
• Vueltas del cable: Es un valor usualmente
expresado en grados por pie o metros, que se
obtiene de una prueba o cálculo, relacionada a la
cantidad de rotación cuando uno de los cables es
libre para rotar y el cable es sujeto a carga con
tensión.
• Extensión inicial: Cantidad de extensión la cual es
atribuida a el uso inicial del cable entre trenza y
trenza cuando el cable es sujeto a carga con
tensión.

13. • Extensión elástica: Cantidad de extensión que
sigue la Ley de Hook entre ciertos límites
debido a la aplicación de la prueba de tensión.
• Extensión permanente del cable: Extensión no
elástica.
Características y
propiedades (Cont.)

14. Cables
para
elevadores
estándar

15. Terminaciones Comunes

16. Cable preformado
En los cables preformados, tanto los alambres
como los cordones sufren durante el proceso de
fabricación una deformación permanente,
adoptando la forma de hélice de acuerdo ya con
la posición que habrán de ocupar en el cable.

17. Ventajas del cable preformado
• Mayor flexibilidad, ya que al curvarse no se
sumarán las tensiones internas de fabricación al
esfuerzo de flexión debido al arrollamiento en
poleas y tambores. Esto equivale por tanto a una
reducción de los esfuerzos de flexión.
• Evita efectos de cortadura, al no enredarse las
puntas de alambre que se rompen por fatiga, no
quedan éstas aprisionadas entre el cable y las
gargantas de las poleas, evitándose así que
corten otros alambres.

18. Tipos de cables
• Cables espirales o cordones
• Cables normales
• Cables de igual paso
• Cables de cordones triangulares
• Cables anti-giratorios
• Cables guardines
• Cables planos
• Cables semi-cerrados y cerrados

19. Cables espirales
Se conocen también como cables de simple
arrollamiento, en ellos los alambres están
colocados en una o más capas arrolladas en forma
de hélice alrededor de un núcleo. El núcleo
generalmente lo forma un solo alambre.
Si esta construcción es ya un cable terminado, los
alambres de las diferentes capas se arrollan en
sentido alternado a izquierda y derecha; entonces
se llama cable espiral. Cuando es un elemento de
otro cable mayor, las distintas capas de alambres se
arrollan en el mismo sentido y entonces se le llama
cordón.

20. Ventajas de
los cables espirales
En general los cables espirales resisten bien el
desgaste por rozamiento al tener una superficie
aproximadamente cilíndrica y muy lisa. En ellos
se aprovecha bien la sección ya que en un
diámetro relativamente pequeño se obtiene una
capacidad de carga considerable. Al estar
arrollado de forma alterna resiste bien la
torsión. Además tienen un elevado módulo de
elasticidad.

21. Usos comunes de
los cables espirales
Al ser poco flexibles se usan
fundamentalmente como cables estáticos, en
cables finos se emplean para frenos y mandos
de vehículos. Se usan también como cables carril
de teleféricos, cables portadores de puentes
colgantes, cables guía en extracción minera,
contrapeso en ascensores y montacargas.

22. Cables normales
Se forman con cordones cilíndricos arrollados
helicoidalmente en torno a un núcleo o alma
que puede ser de fibra o metálica.
Los cordones de estos cables son de alambres
del mismo diámetro y el número de alambres en
cada capa aumenta de 6 en 6, en progresión
aritmética. Al ser todos los alambres del mismo
diámetro son cables muy homogéneos.

23. Sección transversal

24. Características y usos
En estos cables el esfuerzo a la tracción se
reparte de manera uniforme entre todos los
alambres al estar arrollados con el mismo
ángulo de cableado.
Su campo de aplicación es muy extenso, su
limitación en el uso viene dada por su poca
flexibilidad

25. Cables de igual paso
Las distintas capas de alambres que forman
sus cordones están cableadas bajo el mismo
paso, por ello los alambres de los cordones de
las distintas capas no se cruzan entre sí y se
apoyan a lo largo de toda su longitud en las
ranuras que se forman entre cada dos alambres
contiguos de la capa inferior. Su aspecto exterior
es igual al de los cables normales y es preciso
observar su sección para poderlos diferenciar.

26. Composición y usos
Las composiciones más frecuentes son:
• Seale (S): Una construcción de torones con una medida
de alambres de cubierta con la misma cantidad de
alambres de una medida en la capa interior pero de
menor díametro.
• Warrington (W): Una construcción de torón en el cual
la capa exterior de alambres está compuesta de cables
gruesos y finos en forma alternada
• Combinado: Warrington – Seale (WS)
En general los cables de igual paso gozan de mayor
flexibilidad, gran resistencia a la compresión lateral y una
elevada carga de rotura.

27. Configuración de cables
6 X 19 S 6 X 36 WS

28. Cables de cordones
triangulares
Estos cables están formados por seis
cordones de forma aproximada a un triángulo
equilátero.

29. Cables anti giratorio
Los diseños más utilizados son los llamados
multicordones, entre los cuales el más popular
es el 18x7+ 1x7, usualmente llamado “19x7”. En
este diseño se componen dos capas de 6 y 12
cordones respectivamente, sobre un alma de un
cordón, siendo todos estos cordones
prácticamente iguales, de 7 alambres cada uno.

30. El resultado es un cable de propiedades
altamente antigiratorias, con una excelente
resistencia a la tracción, con mediana
flexibilidad y resistencia al aplastamiento.
Existen otras posibles construcciones, todas
basadas en el mismo principio. La construcción
34x7 es más flexible y más eficiente como
antigiratoria, aunque también es algo menos
estable.
Cables anti giratorio cont.

31. Cables anti giratorio
35 x 7 + 019 x 7 + 0
Núcleo de acero

32. Como seleccionarlos
Las variables que inciden en la determinación
son:
• Altura de izaje.
• Diámetro del cable.
• Diámetro de las poleas.
• Número de líneas.
• Disposición de las poleas.
• Torque específico del cable.

33. Consideraciones
Los cables de acero anti-giratorios son propensos
a anudarse, aplastarse y desequilibrarse, en las
características formas de “colapso de alma” y “jaula
de pájaro”. Se debe poner énfasis en evitar las
prácticas operativas que posibiliten llegar a dichas
situaciones.
Un aspecto fundamental es el método de
instalación, pues muchos de los problemas se
manifiestan cuando el cable está recién instalado.

34. Cables guardines
Se podrían denominar como cables de cables,
ya que están formados por varios cables,
llamados ramales, arrollados helicoidalmente
alrededor de un alma central de fibra o metálica.

35. Cables planos
Los cables planos se denominan también
trenzas de cable o cables de cinta, se componen
de varios cables o ramales de 4 cordones cada
uno, dispuestos en paralelo uno junto al otro y
cosidos entre sí mediante alambres de costura.
Normalmente los ramales se disponen en
número par y se eligen de manera que sus
arrollamientos presenten alternativamente
torsión a la derecha y a la izquierda.

36. Cables semi-cerrados
o cerrados
Son cables de un solo cordón, formado
generalmente por varias capas de alambres
redondos recubiertos por una o más capas de
alambre de forma. Cuando el perfil de los alambres
de la última capa tiene forma de X se colocan
alternando con alambres redondos y el cable se
llama semi-cerrado. Cuando el perfil de los
alambres tiene forma de Z, son todos iguales y
encajan unos con otros, llamándose entonces cable
cerrado.

37. Cables cerrados

39. Equipos de inspección

40. Defectos en cables
Abrasión
El daño de abrasión puede ocurrir cuando el
cable se pone en contacto con un medio abrasivo o
simplemente cuando pasa por los tambores y
poleas. Por lo tanto, es vital que todos los
componentes estén en condiciones de trabajo
correctas y con el diámetro apropiado del cable.
Una polea o tambor mal corrugado o desgastado
dañará seriamente un cable nuevo, dando como
resultado un reemplazo prematuro del cable.

41. Defectos en cables
Corrosión
La corrosión es muy difícil de evaluar pero es
una causa más seria de degradación que la
abrasión. Usualmente significa ausencia de
lubricación, y la corrosión ocurrirá a menudo
internamente antes de que haya cualquier
evidencia visible en la superficie del cable. Una
leve decoloración causada por la corrosión,
indica la necesidad de lubricar.

42. Defectos en cables
Rotura de alambres
El número de alambres rotos en el exterior
del cable es un indicador de su estado general y
si se debe o no considerar su reemplazo. El
inspector debe usar un tipo de púa para probar
delicadamente si hay algún alambre roto en los
torones que no sobresalga.

43. Defectos en cables
Reducción del diámetro.
La reducción del diámetro es un factor de
deterioro crítico y puede ser causado por:
• Excesiva abrasión de los cables exteriores
• Pérdida del diámetro/soporte del núcleo
• Daño por corrosión interna o externa
• Falla del alambre interno
• Alargamiento del trenzado del cable

44. Defectos en cables
Cargas de choque.
Las cargas de choque (enjaulamiento) del
cable es otra razón para el reemplazo del cable.
Las cargas de choque son causa de la repentina
liberación de la tensión del cable y su resultante
repercusión debido a la sobrecarga. El daño que
ocurre nunca se podrá corregir y el cable debe
ser reemplazado.

45. Defectos en cables
Trenzado
El alto trenzado puede ocurrir por un número
de razones como la falla en el amarrado correcto
del cable anterior a la instalación o el
mantenimiento del amarrado durante la
instalación de las cuñas. A veces ocurre
ondulación del cable debido a torceduras o a un
problema de acanalado muy tenso.

46. Posibles causas de las fallas

47. Posibles causas de las fallas

48. Cadenas
Las cadenas están constituidas por eslabones
de acero cerrado, confeccionados mediante
alguna de las siguientes tecnologías:
• Alambre de acero cortado, doblado y
soldadura eléctrica.
• Acero forjado
• Acero fundido

51. Tipos de cadenas
Hay tres tipos principales de cadenas, siendo éstas las
de eslabones calibrados (ver figura 1), de eslabones cable
(ver figura 2) y de eslabones de apoyo (ver figura 3).

52. Dimensiones nominales
El diámetro nominal de una cadena es el
diámetro del acero con que está construida. El
diámetro nominal es el medido en el sector
derecho de la parte sin costura del eslabón.
El paso de una cadena esta dado por la
longitud interna de los eslabones y es el que
define según la longitud de la cadena la cantidad
de eslabones.

53. Dimensiones de una cadena
Las dimensiones principales de un eslabón, son:
1 - Diámetro del alambre de acero (d)
2 - Ancho interior (e)
3 - Ancho exterior (b)
4 - Paso (p)
La relación entre los distintos parámetros con respecto al
diámetro del alambre (d):
• Ancho interior : e = 1,3 x d
• Ancho exterior : b = 3,3 x d
• Paso : p = 3 x d

54. Calidad de una cadena
Es necesario que toda cadena empleada tenga
garantía en sus características, por ello la
adquisición de las cadenas debe ser solicitando que
estas cumplan con normas internacionales
reconocidas tales como ISO 1834-1980, UNE 58-
520-86.
El mismo criterio se aplica a los accesorios de las
cadenas, tales como ganchos, anillos, grilletes, etc.,
teniendo que estar todos grabados con el logotipo
del fabricante para poder ser identificados.

55. Elección de una cadena
La carga máxima de trabajo de una cadena no debe
exceder de 1/5 de su carga de rotura efectiva.
Carga de trabajo < carga de rotura efectiva x 1/5
La carga teórica de rotura es igual al producto de la
tensión teórica de rotura, en kg/mm2, por el doble de la
sección nominal de la cadena en mm2, expresado en kg.
Por lo tanto conviene determinar en cada caso cuál es
el esfuerzo a la tracción que ha de soportar la cadena y
compararlo con su carga de rotura, dada por el
fabricante.

56. Usos de una cadena
Pese al problema que representa en una
cadena su peso, éstas son muy utilizadas por las
ventajas que tienen frente a los cables de acero
respecto a la gran versatilidad que le da el hecho
de poder girar dos eslabones contiguos sin sufrir
daño. Los cables pueden, en este caso, sufrir
cortes, aplastamientos, deformaciones, etc. que
los dejarían inutilizados o crearían riesgo de
rotura.

57. Inspección de cadenas
La revisión periódica de una cadena permite
seguir la evolución de su estado, por tal motivo se
examinarán en toda su longitud, tras una limpieza
donde se eliminará toda la suciedad adherida. Se
verificarán con cuidado las partes más expuestas a
deterioro, este examen se efectuará la cadena en
reposo y el inspector deberá utilizar todos los
elementos de protección personal exigidos para
esta operación.

58. Aspectos a inspeccionar
Se deben inspeccionar:
•Erosiones, (rechazando la cadena con uno o
más eslabones con una reducción de la
sección igual o mayor al 5%).
•Cambios de color por exposición al calor.
•Corrosión (rechazando la cadena con uno o
más eslabones corroídos en una reducción
que llegue al 5%).
•Eslabones torcidos.

59. Aspectos a inspeccionar
•Reducción de diámetro (rechazando la cadena
con uno o más eslabones con una reducción de la
sección igual o mayor al 5%).
•Eslabones alargados.
•Eslabones aplastados.
•Eslabones marcados.
•Eslabones fisurados (dejan inutilizada la cadena).
•Eslabones rajados (dejan inutilizada la cadena).
•Eslabones abiertos (dejan inutilizada la cadena).

60. Unión de cadenas
La unión de dos cadenas no debe efectuarse
mediante eslabones hechizos o soldaduras, para
hacerlo correctamente se debe efectuar mediante
anillos y ganchos colocados en sus extremos, Por lo
general se utiliza una argolla de unión desmontable.

61. Cuidados durante la operación
•Debe quedar recta sin nudos ni retorcidos.
•Una cadena no debe ser forzada contra aristas
vivas.
•Cuando la cadena esté tensa no debe
realizarse esfuerzos bruscos.
•Se debe tener en cuenta que toda cadena se
fragiliza por efecto de las bajas temperaturas,
por tanto se deben evitar golpes bruscos en
estas condiciones.

62. Cuidados durante la operación
•La exposición a arenas y polvos, hace que se
pueda erosionar.
•Las cadenas no deben ser expuestas a agentes
químicos.
•Deben ser mantenidas lubricadas para evitar
la corrosión y el desgaste.

63. Videos
• Video corporativo de la empresa Fatzer AG
• Lubricación de cables de Funiculares
• Como se hacen las cadenas de acero
• Como se hacen las cadenas de rodillo

64. Capitulo # 3 - Cables y Cadenas