Pianificazione di tiraggi di cavi sotterranei in condotti: Definizione di un fattore di sicurezza per massimizzare la durata del cavo

Pianificazione del tiraggio come misura di sicurezza

Una volta avviato un progetto di cablaggio interrato, la flessibilità per affrontare i problemi che possono presentarsi durante l’installazione è limitata. Ciò rende essenziale la pianificazione del tiraggio non solo per l’efficienza operativa, ma anche per la sicurezza. Un piano ben studiato per il tiraggio dei cavi minimizza il rischio di danni ai cavi, riduce le costose riparazioni e contribuisce alla funzionalità complessiva e alla durata del sistema.

Tuttavia, anche con una pianificazione attenta, possono comunque verificarsi danni imprevisti ai cavi. Possono essere causati da dinamiche quali la mancanza di comunicazione tra ingegneri e installatori o condizioni del sito che non sono state prese in considerazione. Una pianificazione efficace prevede misure di sicurezza per mitigare i rischi ove possibile.

Un fattore critico in qualsiasi piano di tiraggio dei cavi: Coefficiente di attrito

Nella pianificazione del tiraggio, diversi fattori sono noti e predeterminati, tra cui la disposizione del sito, il materiale del condotto, il tipo di cavo e la distanza di tiro. Tuttavia, un fattore critico che viene spesso frainteso è il coefficiente di attrito (COF) tra il cavo e il condotto. Il COF è direttamente correlato alla tensione di trazione necessaria per installare il cavo in modo sicuro e varia in base a una serie di fattori, ma più specificatamente in base alla combinazione delle diverse tipologie di cavo, condotto e lubrificante.

I produttori di cavi indicano la tensione e la pressione laterale massime per aiutare a calcolare un valore COF di riferimento. Tuttavia, questi valori sono spesso conservativi e vengono impostati per garantire una gestione sicura del cavo in una varietà di installazioni. A seconda della combinazione di cavo, condotto e tipo di lubrificante, il COF può essere molto inferiore ai valori indicati dal produttore. Conoscere il COF effettivo facilita la movimentazione sicura dei cavi, ottimizzando al contempo la progettazione del sistema. Al contrario, accettare un valore COF di riferimento porta potenzialmente a un approccio univoco e non tiene conto di altri fattori chiave, introducendo rischi potenziali nel piano di tiraggio.

Come capire i danni nascosti ai cavi

Le tipiche installazioni sotterranee di cavi nei condotti prevedono il passaggio del cavo attraverso un condotto mediante un argano o un’attrezzatura di trazione dall’estremità opposta del condotto fino a una camera, un tombino o un pozzetto. È raro che l’installazione di un cavo sia del tutto semplice. Curve, pendenze e angoli esercitano sollecitazioni sul cavo e, a seconda del peso del cavo, del percorso del condotto e delle tecniche di installazione, queste sollecitazioni possono essere esacerbate, portando al cedimento del materiale. Questo tipo di danno può variare notevolmente a seconda del tipo di cavo e influire sulle prestazioni e sulla durata del cavo stesso, e potrebbe non essere sempre visibile.

Sebbene sia possibile garantire una manipolazione sicura del cavo applicando lubrificanti che riducono l’attrito e utilizzando macchinari e attrezzature adeguati, possono comunque verificarsi danni se i calcoli non tengono conto del COF effettivo.

Esiste un “fattore di sicurezza” standard nella stima delle tensioni di trazione dei cavi?

Non esiste un singolo “fattore di sicurezza” universalmente accettato per stimare le tensioni di trazione dei cavi, ma applicarne uno è comunque una buona norma ingegneristica e di pianificazione.

I progettisti utilizzano gli standard e le linee guida del settore quando sviluppano i loro progetti e si affidano alle specifiche dei produttori di cavi per quanto riguarda l’uso e i limiti dei loro prodotti. Per proteggere il cavo durante l’installazione, il produttore potrebbe consigliare un valore di riferimento conservativo del COF pari a 0,35 o superiore. Alcuni potrebbero fare affidamento sul COF del produttore come “fattore di sicurezza” nel calcolo delle tensioni. Tuttavia, basarsi su un valore COF di riferimento fisso applicato a tutti i progetti è fuorviante e, in alcuni casi, potrebbe rappresentare un eccesso di progettazione del tiraggio del cavo. Quando si tratta di calcolare la tensione di tiraggio dei cavi, il valore è talmente specifico per le caratteristiche del progetto, come la planimetria del sito, i materiali coinvolti, la progettazione del sistema di condotti e le attrezzature, che avere lo stesso parametro di riferimento COF per tutti i progetti è come stabilire uno standard per cui tutte le persone dovrebbero indossare la stessa taglia di pantaloni: non ha senso.

Per facilitare il calcolo delle tensioni di trazione, ingegneri e installatori si sono affidati ai software di progettazione. Sebbene il software non fornisca un fattore di sicurezza, utilizzarlo come strumento per modellare la fattibilità del tiraggio è, di per sé, una misura di sicurezza.

Pianificazione del tiraggio: Il punto di partenza per la sicurezza dei cavi

Sono disponibili diversi software per il calcolo della posa dei cavi per ingegneri, progettisti e installatori. Una delle opzioni su cui i team fanno affidamento è il software Pull-Planner™ di Polywater®. Offre un prezioso supporto nella definizione di piani sicuri ed efficienti per l’installazione dei cavi. Ecco alcune caratteristiche uniche che lo rendono uno strumento prezioso:

• Ampio database del COF: Il software Pull-Planner contiene il database COF più grande al mondo, che consente agli utenti di analizzare varie combinazioni di cavi, condotti e lubrificanti per i loro progetti.
• Calcoli COF personalizzabili: Confrontando diversi materiali per cavi e condotti, con o senza lubrificante, gli ingegneri possono scegliere le opzioni più adatte per ogni progetto.
• Registrazione della tensione sul campo: Il software consente agli utenti di registrare le tensioni effettive sul campo, consentendo il calcolo retroattivo del COF per progetti futuri con materiali e condizioni simili.
• Integrazione con le specifiche del produttore: Pull-Planner incorpora le specifiche per i tipi più comuni di cavi e condotti, semplificando così il processo di pianificazione.
• Quantità di lubrificante: Quantità di lubrificante consigliata come parte del rapporto finale sul piano di tiraggio.

Queste caratteristiche fanno di Pull-Planner più di un semplice sistema di calcolo: è uno strumento che contribuisce a rendere le installazioni più sicure, consentendo una pianificazione dettagliata che tiene conto di più variabili.

I valori COF testati sono un buon punto di partenza

L’ampio database COF di Pull-Planner è il frutto di oltre quarant’anni di dati COF testati in laboratorio da Polywater, equivalenti a migliaia di chilometri di cavi installati negli ultimi decenni con l’aiuto del Pull-Planner™, in tutte le sue varie iterazioni nel corso degli anni. Sebbene le condizioni sul campo, quali temperatura, umidità, sabbia e sporcizia e le attrezzature di tiraggio, influenzino il COF, il database nel software viene utilizzato dai progettisti di tutto il mondo. Per molti, l’esclusivo database COF di Pull-Planner rappresenta un ottimo punto di partenza per creare progetti con valori COF più precisi per i tipi di materiali delle guaine dei cavi e dei condotti.

Per altri, il database COF di Pull-Planner dà sicurezza nel creare nuove possibilità per la progettazione del sistema di cavi, consentendo al progettista di modellare aspetti quali i percorsi di cavi più lunghi o l’eliminazione di strutture sotterranee, che a sua volta riduce i costi del progetto.

Definizione di un fattore di sicurezza o buffer che è un moltiplicatore

Nei vari settori dell’ingegneria, come l’ingegneria strutturale e meccanica, esistono equazioni del fattore di sicurezza (FoS) e del margine di sicurezza (MoS) per apparecchiature, strutture e applicazioni. In genere si tratta di un rapporto tra la resistenza del materiale e lo stress accettabile (o la capacità effettiva e il valore della domanda). Funzionano come un modo per tenere conto dell’incertezza delle forze applicate alle proprietà del materiale nello stato finale o nell’uso finale del prodotto che viene costruito. Ad esempio, si considera la progettazione di un sistema di sollevamento che possa sopportare un peso maggiore rispetto al suo effettivo utilizzo previsto, così da poter funzionare in sicurezza in circostanze normali ed estreme.

In un certo senso, sono come i calcoli per il tiraggio di un cavo. L’ingegnere cerca di tenere conto del maggior numero possibile di variabili nella fase di pianificazione o progettazione di un impianto. Per tener conto di ciò, alcuni progettisti introducono un fattore di sicurezza o un buffer basato sui limiti massimi forniti dai produttori di cavi. Come accennato in precedenza, questo può essere fuorviante se applicato a tutti i progetti che utilizzano lo stesso tipo di cavo, poiché tiene conto di un solo fattore: il cavo.

Allora come possono fare gli ingegneri per definire un fattore di sicurezza all’interno di un piano di tiraggio dei cavi che tenga conto delle sollecitazioni incerte applicate alle proprietà del materiale in un modo che sia un rapporto del COF calcolato?

Un’idea è quella di definire un fattore di sicurezza che sia un moltiplicatore del COF calcolato. In teoria, potrebbe essere 1,5x – 2,0x il COF calcolato. In questo modo, il fattore di sicurezza può essere adattato ai diversi valori di COF. La domanda allora diventa: quale dovrebbe essere il fattore di moltiplicazione? Per stabilirlo si può basarsi sull’esperienza passata e su un archivio di dati registrati sul campo relativi al tiraggio dei cavi.

Misurazione e registrazione delle tensioni effettive sul campo

Molti team di ingegneria e installazione collaborano per realizzare impianti di cavi sotterranei sicuri. Un esempio pratico è la misurazione e la registrazione della tensione durante l’installazione e la condivisione dei risultati. Questi dati non sono solo preziosi da esaminare affiancandoli al progetto, ma sono anche apprezzati dall’ingegnere progettista che può utilizzare questa documentazione per futuri progetti di installazione di cavi che utilizzano gli stessi materiali per cavi e condotti, nonché la stessa progettazione del sistema di condotti.

Pull-Planner di Polywater è progettato per incorporare e registrare i dati COF sul campo. La funzione “calcola COF campo” consente agli utenti di calcolare e analizzare retroattivamente i risultati. Gli ingegneri possono confrontare il COF pianificato con quello sul campo e valutare eventuali variazioni. Da qui possono sviluppare il proprio database COF personalizzato, basato sui loro specifici tiraggi dei cavi. I vantaggi di questo processo sono molteplici e si autoalimentano, per avere la possibilità di progettare e installare in modo sicuro tratti di cavi continui più lunghi, riducendo la manodopera necessaria e anche la necessità di componenti costosi come camere interrate, giunzioni, tombini e pozzetti di tiraggio.

Conoscere il margine del COF di progetto rispetto al COF sul campo in molte installazioni di cavi sotterranei simili fornirà agli ingegneri un set di dati da cui potranno sviluppare un fattore di sicurezza pertinente.

Conclusione

Una pianificazione efficace del tiraggio dei cavi è fondamentale per realizzare impianti sotterranei sicuri e di successo. Incorporando fattori di sicurezza, comprendendo variabili come il coefficiente di attrito e utilizzando strumenti come Pull-Planner™ di Polywater, i progettisti possono anticipare le sfide e ridurre al minimo i rischi. Queste precauzioni non solo proteggono i cavi, i condotti e le apparecchiature, ma prolungano anche la durata di vita dell’intero sistema. Una pianificazione attenta del tiraggio non consiste solo nell’evitare problemi di installazione immediati; è un investimento sull’affidabilità e sulla resilienza a lungo termine delle infrastrutture elettriche e di comunicazione.

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