Evaluación de un conducto existente para su mejora
La mesa de fricción Polywater® ayuda a evaluar la usabilidad de los conductos de fibra.
Descripción general
No hace mucho, las calles estaban adornadas con cientos de cables eléctricos y telefónicos. Dependiendo del punto de vista de cada uno, representaban el progreso, la belleza abstracta o la posibilidad de daños durante una tormenta. En última instancia, la opinión predominante era que estos cables eran feos y peligrosos, lo cual inició la búsqueda de formas para mantenerlos fuera de la vista y bajo el suelo sin dañar los propios cables. Una solución rápida fueron los tubos conductores.
Los primeros años de los tubos conductores de fibra*
Uno de los primeros tubos utilizados para cables subterráneos fue un conducto de fibra desarrollado a finales del siglo XIX. Era básicamente una fibra de celulosa combinada con adhesivo resistente al agua e impregnada con alquitrán de hulla licuado. Este nuevo diseño de conducto era liviano, resistente, a prueba de corrosión y económico. El primer uso conocido del tubo conductor de fibra fue para la transmisión de agua en el área de Boston. El tubo de 1,5 millas (2,4 km) estuvo en servicio más de 60 años, desde 1865 hasta 1927.
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En 1893, Stephen Bradley, propietario de plantas generadoras de energía eléctrica, fundó la primera empresa de conductos de fibra, que prosperó durante 40 años. El conducto se usaba para conducir líneas eléctricas a través de nuevas estructuras, entre las que se incluyeron la Park Avenue Tower, el Empire State Building y otros rascacielos de Nueva York y otras ciudades. La demanda del conducto de fibra creció durante la Segunda Guerra Mundial, cuando también se usó en la construcción de nuevos aeródromos y bases militares.
El mercado de los conductos de fibra creció a medida que se construyeron las líneas de metro de las ciudades costeras del este. El conducto contenía cables eléctricos, telefónicos, telegráficos y de otros tipos dentro de los túneles del metro. Entre otros usos se incluían bancos de conductos para cableado eléctrico bajo las calles y carreteras, y a lo largo de las vías del ferrocarril. Los esfuerzos por utilizar el conducto para transportar las aguas residuales lejos de operaciones de extracción de petróleo no tuvieron éxito, pero sí lo tuvieron como tuberías de alcantarillado y tubos de drenaje. La demanda de tubos conductores de fibra llegó a su punto máximo durante la década de 1950 y 1960 con 500 toneladas de tubos enviadas semanalmente a todos los Estados Unidos. Las empresas de Canadá y Europa también fabricaron tuberías de fibra para alcantarillado entre la década de 1950 y la de 1970.
Cuando se introdujo el tubo de policloruro de vinilo (PVC) a finales de la década de 1960, resultó ser más barato para las aplicaciones de alcantarillado y drenaje, lo cual condujo al cierre de fábricas de tubos conductores de fibra. Sin embargo, se siguen utilizando millones y millones de metros de conducto de fibra dentro de edificios, bajo las calles y carreteras, en sistemas de metro y a lo largo de las vías de ferrocarril. También se usa para conectar casas a sistemas de alcantarillado y en campos de drenaje de todo el país. Este diseño de conducto demostró su longevidad y versatilidad, aunque se ha detectado que las raíces de los árboles se enrollan alrededor de los tubos, lo cual provoca deformaciones y aplastamientos. También se sabe que el suelo seco, la hierba y las raíces de las plantas degradan los tubos. Puede que sea hora de reemplazar estos conductos.
*Información histórica de «Coal Tar Impregnated Wood Fibre Pipe» de Jon C. Schladweiler, historiador, AZ Water.
El desafío del viejo conducto: una nueva instalación
Lo cierto es que cuando las empresas de servicios públicos actualizan sus sistemas eléctricos y se encuentran con sistemas más antiguos, generalmente tratan de planificar el reemplazo. Sin embargo, las empresas también se enfrentan a un sistema subterráneo de cables cada vez más concurrido y conductos con requisitos de permiso y acceso a la zona de trabajo más difíciles. Siempre que sea posible, es preferible la reutilización de las estructuras de conductos existentes. ¿Se pueden instalar cables nuevos
en conductos viejos?
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En el estudio del caso, los ingenieros de diseño de una compañía eléctrica recurrieron a Polywater para saber si podían usar un antiguo conducto de fibra impregnado de alquitrán en uno de sus proyectos de mejora. Le pidieron a Polywater que probara el coeficiente de fricción usando el nuevo cable en un conducto recuperado, que se cree que tenía más de 50 años. Polywater probó varios lubricantes para determinar el producto óptimo que permitiera la instalación del nuevo cable.
La solución
Uso de la tabla de fricción para determinar el coeficiente de fricción
Polywater usó su tabla de fricción para determinar el coeficiente de fricción usando varios lubricantes de Polywater.
Se proporcionó un cable de 115 KV con cubierta de polietileno que se utilizaría en esta mejora, así como el conducto recuperado. Polywater tiene un largo historial de datos de fricción recopilados a partir de pruebas de cables y conductos reales con lubricantes de Polywater. Esto ha dado como resultado una extensa base de datos de coeficientes de fricción y una relación continua con los fabricantes de cables y los ingenieros de diseño para predecir mejor el rendimiento del cable y las tensiones del tendido de cables.
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Los lubricantes de Polywater reducen el coeficiente de fricción
El conducto histórico había acumulado una capa de suciedad que aumentaba la fricción y producía un coeficiente de fricción relativamente alto. La limpieza del conducto redujo la fricción en aproximadamente un 30 % y la incorporación de lubricantes de Polywater disminuyó la fricción en otro 30-50 %. Los lubricantes Polywater LZ, Polywater J y Polywater NN se probaron y produjeron valores de coeficiente de fricción de entre el 0,15 y el 0,20. Polywater NN fue el más efectivo y se recomendó para esta instalación.
Las buenas prácticas de trabajo, la predicción de la tensión y las técnicas de lubricación adecuadas permitieron la correcta instalación del cable en el conducto histórico. Nuestro equipo de laboratorio pudo proporcionar resultados de prueba fiables y confianza a los ingenieros de diseño del proyecto para este proyecto de mejora.
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¿Preguntas?
©2020 American Polywater Corporation, Evaluación de un conducto histórico para su mejora