El aluminio, la fibra de vidrio, el acero y el acero inoxidable son materiales fácilmente disponibles para la fabricación de bandejas de cables. Estos materiales funcionan muy bien a temperatura ambiente (0 °F a 100 °F). Sin embargo, una vez que se han superado los límites de estas temperaturas, los materiales comienzan a reaccionar de manera diferente.
A medida que las temperaturas disminuyen, la resistencia a la tracción de un material aumenta típicamente, mientras que su elongación disminuye típicamente. En otras palabras, los metales se vuelven más fuertes pero menos dúctiles. En cuanto a la confiabilidad, los materiales de la bandeja portacables se enumeran a continuación en orden de menos efectivo a más efectivo.
Material de la bandeja de cables | Temperatura mínima continua recomendada |
Acero inoxidable | -300 °F (-184 °C) |
Aluminio | -200 °F (-129 °C) |
Fibra de vidrio | -100 °F (-73 °C) |
Acero bajo en carbono | -20 °F (-29 °C) |
A medida que la temperatura disminuye, los productos de acero con bajo contenido de carbono aflojarán la ductilidad lentamente hasta cierto punto en el que la ductilidad disminuye rápidamente en más del 50 % dentro de un rango de temperatura muy pequeño. Este punto se denomina transición dúctil a quebradiza y se produce en todo el acero sin aleación con bajo contenido de carbono. Dependiendo de la calidad del acero, la transición puede ocurrir en cualquier lugar de +32 °F a –40 °F. Estas temperaturas son apenas árticas, pero lo suficientemente bajas como para requerir que la bandeja de cables de acero se diseñe en exceso entre un 20 % y un 50 % para compensar la disminución de la ductilidad, especialmente en tramos largos. Esto agrega peso y gastos sustanciales a un sistema ya pesado. Si la pieza no está sujeta a cargas de impacto o vibración, puede funcionar bien a bajas temperaturas, pero puede ser muy difícil controlar este tipo de carga dinámica en el campo.
Debido a este fenómeno de transición dúctil a quebradiza, recomendamos que las abrazaderas de acero con bajo contenido de carbono no se utilicen por debajo de -18 °C (0 °F) donde puedan estar presentes cargas de impacto.
El aislamiento utilizado en los cables de alimentación estándar en temperaturas frías exhibe características similares a las del acero con bajo contenido de carbono. Muchos cables pueden doblarse a una temperatura muy baja, pero se romperán bajo impacto a una temperatura significativamente más alta. El alambre de construcción cubierto de PVC es un buen ejemplo. Puede doblarse, dependiendo del tamaño del conductor, de –22 a –40 °F antes de que se agriete. El mismo conductor de una bobina que se cayó de una escalera sobre un piso de concreto durante la instalación podría romperse a +14 °F. La capacidad de un cable para soportar el impacto a baja temperatura es un factor principal que se debe considerar durante la aplicación o la instalación del cable
Aunque la fibra de vidrio se vuelve menos dúctil a medida que las temperaturas disminuyen, no exhibe un período de transición dúctil a quebradizo como lo hace el acero con bajo contenido de carbono. Debido a esto, la bandeja de cable de fibra de vidrio solo requiere un aumento menor (10 %) en la resistencia del diseño, lo que la convierte en una opción mucho mejor en climas fríos.
Las bandejas de cables de aluminio tienen una ventaja de resistencia distintiva sobre la bandeja de cables de acero con bajo contenido de carbono en entornos muy fríos. A –121 °F, el aluminio exhibe un aumento del 6 % en la resistencia al rendimiento con un aumento del 1 % en la elongación. Esta es una ductilidad mucho mayor que el acero con bajo contenido de carbono sin transición dúctil a quebradiza.
La temperatura natural más fría jamás registrada en la tierra fue de -129 °F (-89 °C) registrada en 1983 en la Base Rusa Vostok en la Antártida. La bandeja de cables de aluminio con herrajes de acero inoxidable puede manejar fácilmente este tipo de entorno
El acero inoxidable es el material más efectivo para lidiar con bajas temperaturas. A -320 °F, los aceros inoxidables AISI tipo 304 y 316 ganan aproximadamente el 9 % de su resistencia de rendimiento a temperatura ambiente con una disminución del 46 % en la elongación. El acero inoxidable (tipo 304 o 316) no exhibe ninguna transición dúctil a quebradiza a bajas temperaturas (incluso hasta -400 °F) y es un material excelente para temperaturas frías.
Hay muchas consideraciones al elegir el material correcto de la bandeja de cables para usar en bajas temperaturas. Con un análisis minucioso de su entorno y los materiales disponibles, seguramente encontrará un sistema de bandeja portacables para satisfacer casi cualquier situación.
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