Los ingenieros identifican la colaboración como la clave para una instalación de cables exitosa

Los proyectos de construcción, desde actualizaciones de infraestructura hasta nuevas construcciones de edificios, están en todas partes, siendo la instalación de cables en ductos un componente vital. Ya sea bajo tierra para sistemas eléctricos o de comunicaciones o dentro de grandes edificios comerciales o industriales, el cable es esencial para conectar el mundo.

Con el aumento de proyectos, surgen desafíos para los ingenieros de planificación e instaladores que desempeñan funciones clave para garantizar una instalación de cable segura y sin daños. A pesar de complejidades como la distancia de tracción del cable, las curvas de los ductos y las diferentes perspectivas sobre lo que es posible hacer con la instalación del cable, ambos bandos desean lograr los mejores resultados.

Para comprender mejor esta dinámica entre los ingenieros de planificación e instaladores, Polywater se sentó con un grupo de profesionales de la industria para recopilar información sobre los desafíos que enfrentan en torno a la instalación de cables en ductos. De las deliberaciones se derivaron algunos temas comunes. Un tema en particular siguió resurgiendo a lo largo de las diversas conversaciones: La colaboración es esencial para el éxito.

Básicamente, a medida que los diseños de sistemas de cable se vuelven más complejos y los factores que rodean su instalación se vuelven más exigentes, las tolerancias de error se reducen. La necesidad de una comunicación y un trabajo en equipo eficaces entre las partes interesadas nunca ha sido más importante. Este artículo identifica los desafíos que los ingenieros de planificación e instaladores encuentran y cómo pueden fomentar un entorno de colaboración para garantizar el éxito de los proyectos de instalación de cables. Los principales temas de desafío que identificaron los profesionales de la industria con los que hablamos incluyen:

• La complejidad de los proyectos modernos de instalación de cables
• La cantidad de nuevos proyectos para satisfacer la demanda de más energía de la red y el acceso a banda ancha confiable
• Mantenimiento de una fuerza de trabajo consistente y amplia que sea cualificada y experimentada
• Enfrentar la necesidad de tomar decisiones más tempranas sobre los materiales debido a los plazos de fabricación prolongados

El paisaje complejo de sistemas de cables modernos

Hoy en día, la instalación de cables en conductos requiere un enfoque diferente al de hace 50 años. Con el tiempo, las técnicas de instalación y las normas operativas han evolucionado. Si bien la idea básica de colocar el cable en el ducto es la misma, todo lo que rodea a ese proceso ha avanzado. Los materiales utilizados para cables y ductos, equipos de tracción, así como los lubricantes para cables diseñados, han mejorado mucho el proceso de instalación de cables.

Hoy en día, los profesionales de la industria están llevando la instalación de cables a mayores distancias y con empalmes cercanos a cero. Están tratando de lograr esto con más eficiencia debido a plazos más cortos y con una escasez de mano de obra cualificada. La atención se concentra en encontrar mejores formas de hacer las cosas mientras que se aprovecha la experiencia pasada.

Sin embargo, los sistemas de cable actuales distan mucho de ser sencillos. La integración de nuevas instalaciones en infraestructuras existentes, a menudo más antiguas (proyectos industriales abandonados), añade capas de complejidad que exigen una planificación y una coordinación cuidadosas. Las intrusiones de la interfaz con los sistemas existentes requieren cálculos y consideraciones precisos, incluso con errores menores que conducen potencialmente a problemas significativos.

A esta complejidad se suma el uso cada vez mayor de sistemas «prefabricados», en los que los componentes se fabrican fuera de las instalaciones y se ensamblan en el campo. Estos sistemas dejan poco margen de error, ya que las tolerancias son increíblemente estrictas. Una pequeña desalineación o un error de cálculo pueden derivar en problemas mayores, lo que requiere volver a realizar trabajos o ajustes que retrasan los plazos del proyecto y aumentan los costos. Si bien los equipos de ingeniería utilizan un poderoso software para modelar el diseño de sistemas, hay realidades que surgen del campo que pueden usurpar cualquier estrategia clara para el éxito.

Este contraste entre teoría y realidad coloca el logro de resultados óptimos del proyecto directamente en el diálogo entre los equipos de planificación y los equipos de construcción. En la mayoría de los casos, este diálogo requiere una comunicación detallada y una resolución de problemas en tiempo real durante todas las etapas del proyecto.

Satisfacer la creciente demanda de tecnología

La tecnología, por diseño, crea economías y aumenta las capacidades comerciales. Vivimos en una era única en la que no se puede concebir un final para nuestros avances tecnológicos. Sin embargo, el desafío consiste en crear la infraestructura al mismo ritmo que necesitamos para satisfacer nuestros crecientes logros tecnológicos.

Durante el pico de la pandemia mundial, cuando las personas implementaron prácticas de quedarse en casa, un número significativo de la fuerza laboral y los estudiantes mundiales necesitaron trabajar de forma remota. Esto requería plataformas impulsadas por video para una mejor comunicación, colaboración y aprendizaje. Además, aunque las personas estaban confinadas en sus hogares, buscaban medios para el entretenimiento. Esto creó una mayor demanda de servicios emergentes de transmisión de video y entretenimiento a pedido, como juegos multijugador masivos en línea. Todo esto requería un aumento en la generación de energía y la transmisión de datos de alta calidad. Las empresas de servicios públicos y telecomunicaciones siguen trabajando hoy en día para ampliar sus redes y cuadrículas para seguir el ritmo de estas demandas emergentes.

La electrificación y el auge de la inteligencia artificial

Otras dos grandes tendencias tecnológicas tienen a las empresas eléctricas y de telecomunicaciones, así como a los mercados comerciales, industriales y de transporte, bajo presión para satisfacer las demandas de los consumidores: El auge del mercado del vehículo eléctrico y la explosión de herramientas generadas por IA. Ambas tendencias se suman a la ya creciente presión por una mayor energía de la red y acceso a una banda ancha confiable.

Satisfacer la demanda ha puesto en marcha la construcción de más centros de datos y estaciones de carga de vehículos eléctricos. En algunos casos se trata de proyectos totalmente nuevos (greenfield), pero lo más frecuente es que estos proyectos necesiten integrarse con la infraestructura existente. Esto agrega complicaciones a un paisaje subterráneo ya complejo.

“Ahora, la escala y la velocidad de los proyectos de misión crítica en los que estamos trabajando es enorme. Con el auge de la IA estamos mirando proyectos con 2 a 3 veces la densidad y la mitad de los marcos de tiempo de construcción”, afirma Joseph Kerfoot, Director de Ingeniería – Análisis de Rosendin Electric. “Pero en los últimos seis meses, mi demanda de día a día se ha triplicado. Esto es inusual”.

Dado que estos proyectos suelen tener plazos más cortos, es imprescindible una ejecución rápida y precisa. “Uno de los desafíos que estamos viendo con todos estos centros de datos que aparecen es que las personas han decidido que necesitan más energía. Y no podemos conseguir un alimentador más grande ni duplicar la superficie del banco de ductos. La solución entonces es duplicar o triplicar el voltaje. Entonces, estamos pasando de conductores de 12,47 kV a 34,5 kV, 750KCMIL. El resultado es que muchos de estos ingenieros que están haciendo los diseños iniciales en estos sistemas de media tensión no tienen en cuenta la relación de interferencia cuando pasan a un cable con un aislamiento más grueso y lo pasan a través de ductos de 6” existentes. Entonces debemos pasar por el proceso de recalcular el plan de tracción y ver desde qué dirección tirar para que no terminemos con un posible atascos o daños en el cable. Sobre todo en las curvas de 90 grados,” explica Kerfoot.

Cuando la demanda es alta y los plazos son más cortos, la velocidad y la precisión son cruciales para determinar la viabilidad de la instalación de cables. Especialmente cuando los recursos son escasos. Pero esto plantea otro desafío clave: Disponer de suficientes trabajadores calificados y capacitados para cumplir con las crecientes cargas de trabajo del proyecto.

La fuerza laboral cambiante y las brechas de conocimiento

Cuando se consideran los plazos principales de los proyectos de infraestructura, la duración de la fase de diseño por sí sola podría durar entre 2 y 3 años, mientras que la fase de construcción podría durar entre 5 y 10 años. Estos proyectos de largo plazo están bien planificados por medio del capital humano, con muchas voces y manos involucradas.

“Es raro que alguien permanezca en un proyecto durante 8 o 10 años,” comentó Brian, ingeniero eléctrico. “Es aún más raro que las personas permanezcan en una empresa durante ese mismo plazo. Por lo tanto, es poco probable que el mismo ingeniero trabaje en el diseño esquemático y lo supervise hasta su construcción en cualquier proyecto determinado.”

A pesar de todos los esfuerzos que realizan las empresas por mantener la continuidad a lo largo de un proyecto de construcción a largo plazo, las brechas de comunicación y conocimiento son inevitables. Esto es especialmente cierto cuando hay una rotación significativa de personal debido a diversas razones, como la transición de miembros clave a un nuevo trabajo, la jubilación de trabajadores o la reasignación de equipos debido a cronogramas de proyectos en competencia.

Los proyectos a largo plazo, especialmente los que superan los tres años, a menudo experimentan una considerable rotación de personal, lo que da lugar a una pérdida de continuidad y conocimientos institucionales. Esto puede crear brechas entre el diseño de ingeniería inicial y las realidades que enfrentan los equipos de instalación en el campo.

“Hay muchas lagunas específicamente en torno al conocimiento del coeficiente de fricción (COF),” afirma Lindsay Taylor, gerente de desarrollo comercial del grupo TEN Group de Australia. “Todos tienen una idea preconcebida sobre COF. Cuando hablo con estos grupos (de ingeniería), entiendo que es un componente extremadamente importante de la ecuación de tirado (tracción) de cables, y, sin embargo, es la parte menos comprendida. Todos saben cómo hacerlo, pero a veces la gente no entiende la intrincada mecánica de esa parte del tirado de cables. Aquí es donde todo realmente comienza. Usted puede tener el mayor malacate y el mejor soporte de tambor, pero si no entiende la parte intermedia sobre el tirado de cables (COF) entonces no puedes maximizar ni sacar lo mejor de la instalación de cables,” explicó Taylor.

Las deficiencias de conocimiento pueden ser un peligro para la seguridad

A veces pueden surgir problemas cuando hay una desconexión entre lo que el equipo de ingeniería ha calculado para el plan de instalación de cables y cómo los contratistas o instaladores en el campo interpretan el plan.

“No importa qué planificación implementemos en la oficina si esa planificación no llega al campo y se ejecuta,” dice Tim Lacoste, director de gestión de calidad de NGI National Constructors.

Los ingenieros diseñan sistemas con ciertas especificaciones en mente y realizan cálculos para determinar la viabilidad de la instalación del cable. Si los instaladores no están alineados con ese plan, se abre la posibilidad de que la seguridad se convierta en un factor de riesgo. Las instalaciones de cables en estos proyectos más nuevos suelen ser cables pesados de media o alta tensión. Las rutas de los cables generalmente tienen múltiples curvas que aumentan la tensión. Si el sitio de instalación no está adecuadamente equipado para soportar las tensiones y fuerzas para esa instalación, esto puede ser problemático.

“Tuvimos un problema, hace algunos años, cuando nuestro plan de extracción y el dibujo ISO (isométrico) no llegaron a la oficina de campo por alguna razón,” agrega Lacoste. “Básicamente, el equipo de campo siguió adelante con la tracción como lo habría hecho años antes. Estábamos ejecutando un nuevo proceso en ese momento y el equipo de campo no sabía acerca de nuestro nuevo proceso para calcular el plan de instalación del cable. Lo que pasó fue que algunos aparejos cedieron. Afortunadamente, nadie resultó herido y no se dañó nada. Para nosotros fue casi un fallo. Todo el error se debió simplemente a una pérdida de comunicación. Por lo tanto, la colaboración es absolutamente fundamental.”

Los efectos de estas brechas de conocimiento y comunicación se pueden mitigar manteniendo un elemento de conexión que ayudará a la eficiencia del proyecto y minimizará posibles contratiempos. Una forma de respaldar esto es con una solución de software que proporcione acceso multiusuario a un plan de proyecto. Esto puede ayudar con normas y prácticas mejoradas para la gestión de proyectos y archivos, así como con el mantenimiento de registros.

El imperativo de las decisiones iniciales sobre materiales y los tiempos prolongados

En vista de los desafíos que presenta la cadena de suministro global en una economía pospandémica, los plazos de fabricación de cables y materiales de construcción relacionados se han alargado. Esto se debe en parte a la necesidad de satisfacer la demanda acumulada durante la pandemia, pero también al marcado aumento de proyectos de construcción que inundan la cartera. Esta situación ha obligado a los propietarios y distribuidores de proyectos a tomar decisiones sobre materiales cruciales mucho antes en el proceso de desarrollo del proyecto.

Un cambio en el proceso puede tener implicaciones en el proyecto general, pero impacta específicamente en el aspecto de diseño de la ecuación. Los ingenieros de diseño, en algunos aspectos, se ven obligados a poner el carro delante de los caballos y tener que pensar en los detalles de las rutas de los ductos y su relación con otros componentes estructurales. En última instancia, esto pone más presión sobre los equipos de ingeniería para pensar con precisión en la viabilidad de los componentes del proyecto, como el cable, mucho antes para que los propietarios puedan reclamar sus derechos sobre los materiales que deben fabricarse.

De alguna manera, esto puede ser una bendición y no una maldición, ya que obliga a tomar decisiones cruciales a principios de la etapa de desarrollo del proyecto y elimina algunos posibles factores desconocidos en el futuro.

Un camino hacia delante: Cómo las nuevas herramientas pueden mitigar los desafíos y facilitar la colaboración

Es evidente que la complejidad de los proyectos modernos de instalación de cables en ductos requiere un nuevo enfoque para superar las presiones de montaje sobre los profesionales de ingeniería e instaladores de cables. Esto requiere tácticas innovadoras para desafiar percepciones anteriores alrededor de i) las limitaciones de instalación de cables, ii) lo que puede y no puede lograrse, iii) utilizar herramientas y métodos que proporcionan datos para tomar mejores decisiones, iv) decisiones más informadas, y v) herramientas que facilitan el deseo de una colaboración mejorada. Una de tales herramientas que utilizan los profesionales de ingeniería e instaladores de cables en todo el mundo es el software de instalación de cables Pull-Planner™ de Polywater®.

Calcule la tensión de tirado de cables, la presión lateral y el coeficiente de fricción más rápido

Antes de que existieran soluciones de software como el Pull-Planner, los cálculos de tirado de cables se hacían a mano. El Pull-Planner realiza cálculos de tensión de tracción de cables y presión de pared lateral en curvas de forma mucho más rápida y precisa. Este utiliza las normas de la industria para calcular la tensión de tracción máxima y el llenado del ducto. Las estimaciones de tensión son útiles para diseñar sistemas de ductos y planificar la instalación de cables. Esta planificación puede ahorrar tiempo y dinero al minimizar empalmes, bóvedas y tirones de montaje/aparejos, etc., al tiempo que garantiza tensiones de instalación que no dañarán el cable.

“Como ingenieros, normalmente trabajamos con la regla del pulgar. Entonces, nos veo utilizando el Polywater Pull-Planner en casos específicos. Usted no quieres tener un pozo de registro cada 100 pies, quieres extenderlos más. En infraestructura subterránea terriblemente densa y compleja, como en la ciudad de Nueva York, por ejemplo, el Pull-Planner puede ayudar a influir en el diseño para hacer tirados de cable más largos con múltiples curvas y ayudarnos a eliminar cualquier componente extraño del sistema,” dice Brian, ingeniero eléctrico.

Recientemente, Polywater ha relanzado su software Pull-Planner bajo su última iteración, 5.0. Esta nueva versión conserva todos los cálculos confiables en los que confían los profesionales de la industria, pero está completamente reconstruida desde cero en una nueva y poderosa plataforma.

Pull-Planner está basado en la nube y está enfocado en proyectos. Esto significa que un usuario puede acceder al software desde cualquier dispositivo a través de un navegador web, y los miembros del equipo de proyecto dentro de una empresa pueden acceder al proyecto y colaborar en los cálculos de tirado.

Los tipos de colaboración necesarios para superar los desafíos modernos de instalación de cables

Las herramientas, como el nuevo Pull-Planner, facilitan una mejor comunicación entre ingenieros e instaladores. Una forma en que esto ocurre es creando transparencia de los datos de campo reales. Al principio, los equipos de ingeniería pueden ejecutar cálculos basados en los ajustes de condiciones óptimas por defecto dentro del software. Los ingenieros pueden modelar el plan utilizando diversos datos de entrada, como los materiales de la cubierta del cable y el ducto, el lubricante utilizado, las longitudes y orientaciones de los segmentos del ducto, la dirección de tracción, etc. Con estos datos de entrada, pueden generar un informe de las tensiones previstas y las presiones de las paredes laterales que se puede compartir con el propietario de la red y el equipo de instalación. Luego, cuando se tira del cable, los instaladores pueden registrar los datos de dinamómetros o tensiómetros y compartir esa información al equipo de ingeniería una vez que se complete la tracción. Estas lecturas de tensión reales permitirán el cálculo inverso del coeficiente de fricción (COF) realizado a partir de las tensiones de campo.

“Me gustaría completar el bucle de comunicación haciendo que nuestro capataz general nos proporcione las lecturas de cuáles fueron las mediciones reales de tracción (tensión) del campo,” expresa Joseph Kerfoot, Director de Ingeniería – Análisis de Rosendin Electric. “El Pull-Planner de Polywater nos brinda la oportunidad de ingresar esos datos nuevamente en el plan de extracción y volver a verificarlos o calcularlos para ver cuál es la diferencia entre nuestros cálculos previstos y los datos de campo reales. Esto nos ayudaría a optimizar nuestros diseños, o potencialmente nos permitiría tirar el cable más lejos y eliminar bóvedas extrañas, si nuestras tensiones de campo reales fueran menores.”

De esta manera, la colaboración significa ser transparente al compartir conocimientos y datos para mejorar el proceso de instalación del cable y maximizar el potencial para la instalación del cable. La colaboración transparente fomenta la creación de mejores modelos predictivos de tensiones de campo reales y COF.

Los beneficios de este tipo de colaboración no se limitan a la fase de diseño del proceso de construcción. El Pull-Planner puede proporcionar visibilidad a todas las partes interesadas sobre el valor de los datos reales y la importancia de la planificación del tirado de cables mediante un enfoque científico impulsado por los datos. Esto se traduce en posibles ventajas comerciales como acelerar las pruebas de viabilidad. O la capacidad de tomar decisiones más rápidas e informadas sobre equipos, aparejos, materiales, etc., lo que puede tener un impacto positivo en la seguridad del cable y de los instaladores. O incluso darle a la empresa la confianza de poder empujar los límites o la distancia de una instalación, sabiendo con confianza que las tensiones del cable estarán muy por debajo de los límites de los fabricantes. Una empresa que puede planificar más rápido, con más precisión, puede maximizar los recursos y hacer más con menos.

“Va más allá del diseño y se adentra en el ámbito de la instalación de cables, de modo que los clientes están informados sobre todo el proyecto,” afirma Lindsay Taylor de TEN Group. “(Pull-Planner) es una pieza del rompecabezas que permite a los contratistas tomar mejores decisiones para el proyecto en relación con los equipos. Puede y lo hace.”

Conclusión

Para superar los principales desafíos que rodean la instalación de cables en ductos, como han identificado los profesionales de la industria con los que hemos hablado, la colaboración debe estar en el centro de la estrategia. Todas las partes —propietarios, ingenieros, contratistas y fabricantes— deben emplear tácticas que faciliten una comunicación clara a través de las partes interesadas del proyecto de construcción. La implementación de soluciones de software, como el Pull-Planner de Polywater, aborda esta necesidad y más. Esta promueve la colaboración abierta que mejora la planificación del proyecto y desbloquea el camino para predecir las tensiones de los cables. Esta también crea puentes entre planificadores e instaladores y funciona como un administrador de la continuidad dentro de las empresas cuando ocurren cambios en la fuerza laboral durante la duración de un proyecto.

A medida que la industria de instalación de cables continúa evolucionando, no se puede exagerar la importancia de la colaboración. En última instancia, la colaboración no es solo una estrategia para el éxito, es una necesidad en un mundo cada vez más interconectado y complejo.

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