Ethan Frome

__________________ MANUAL DE CANALIZACIONESMANUAL DE CANALIZACIONES

DEPARTAMENTO DE INSTRUMENTACIN

MANUAL PARA LA REALIZACIN DE CANALIZACIONES

Elaborado por Gabriela Visconti y Gerardo AlvarezDepartamento de Instrumentacin

Enero, 2005.

TABLA DE CONTENIDODESCRIPCIN

PGINA

51.INTRODUCCIN

62.CANALIZACIONES ELCTRICAS DE INSTRUMENTACIN POR CONDUITS

62.1Descripcin, Seleccin y Montaje de Accesorios y Componentes Usados en Canalizaciones Elctricas de Instrumentacin por Conduits

62.1.1El Tubo Conduit

82.1.2Accesorios tipo Condulet

132.1.3Uniones y Reducciones

142.1.4Sellos Cortafuego

172.1.5Respiradores y Drenajes

192.1.6Conectores y Prensaestopas

202.1.7Cables y Multicables para Instrumentacin

252.1.8Cajas de Conexin

262.2Prcticas, Guas y recomendaciones para el diseo de Canalizaciones Areas por conduit

262.2.1Consideraciones Generales para Evitar Interferencias Electromagnticas o Reducirlas a Valores Despreciables

272.2.2Guas y Consideraciones para la Segregacin de Seales en Conduits

292.2.3Consideraciones para el Cableado y Conexin de Seales de Potencia e Instrumentacin

292.2.4Precauciones a Tomar Debido a la Presencia de Campos Magnticos de Corrientes Alterna.

302.2.5Arreglo Simtrico de Circuitos

302.2.6Consideraciones para el Tendido y Soporte de los Conduits

322.2.7Consideraciones para el Montaje e Interconexionado de las Cajas de Conexiones

332.2.8Clculo de la Capacidad de Llenado de los Conduits

353CANALIZACIONES ELCTRICAS DE INSTRUMENTACIN POR MEDIO DE CANALES PORTACABLES Y BANDEJAS

353.1Tipos de Canales y Bandejas Portacables

363.2Acabados y Recubrimientos para Canales y Bandejas Portacables Metlicos

363.2.1Recubrimientos de Zinc

363.2.2Electrogalvanizado (ASTM B633)

373.2.3Pregalvanizado (ASTM A 525 Capa Comercial).

373.2.4Galvanizado en Caliente por Inmersin (ASTM A386)

383.2.5Revestimiento Epxico

383.3Descripcin, Seleccin y Montaje de canales, Bandejas, Accesorios y Componentes Usados en Canalizaciones de Instrumentacin

383.3.1Tramos Rectos

383.3.2Curvas

393.3.3Derivaciones, cruces y Reducciones

393.3.4Accesorios de Conexin: Uniones, Conectores, Tapas y Bajantes

403.4Guas y Prcticas Recomendadas para el Diseo de Canalizaciones por Canal o Bandejas Portacables

403.4.1Seleccin del Tamao y Material de la Bandeja o Canal Portacable

413.4.2Factores Estructurales a Considerar en los Sistemas Portacables

433.4.3Consideraciones y Recomendaciones para Determinar los Puntos de Apoyo y las Uniones en los Sistemas Portacables

453.4.4Consideraciones y recomendaciones para el diseo del recorrido de sistemas portacables

463.4.5Dimensionamiento de Canales y Bandejas Portacables

473.4.6Puesta a Tierra para Sistemas Portacables

484CANALIZACIONES SUBTERRNEAS PARA SEALES DE INSTRUMENTACIN

484.1Tipos de Canalizaciones Subterrneas

484.1.1Canalizaciones Subterrneas por Bancadas

484.1.1.1Consideraciones y Recomendaciones para Canalizaciones Subterrneas por Bancadas

504.1.2Canalizaciones Subterrneas por Zanjas

504.1.2.1Consideraciones y Recomendaciones para las Canalizaciones Subterrneas por Zanjas

514.1.3Tendido Subterrneo por Canales

524.1.3.1Consideraciones y Recomendaciones para el Diseo de los Canales Subterrneos

525GUA PARA EL DISEO DE PLANOS DE CANALIZACIONES ELCTRICAS DE INSTRUMENTACIN

525.1Aspectos Preliminares e Informacin Necesaria

545.2Guas y Recomendaciones Generales

565.3Notas Generales y Especficas

565.4Simbologa y Leyenda

1. INTRODUCCINActualmente el uso de instrumentos y dispositivos de medicin y Control elctrico y electrnico en plantas industriales, ha aumentado vertiginosamente en las ltimas dcadas. Requerimientos de precisin, versatilidad, confiabilidad y control ptimo, han contribuido con este auge. Debido a ello, la transmisin de seales elctricas y electrnicas provenientes de estos instrumentos y dispositivos, ha hecho de las canalizaciones por medio de cables, uno de los medios de transmisin ms empleada.Todo esto, ha generado, a travs del tiempo, una serie de normas, procedimientos y recomendaciones por parte de las diferentes instituciones y comisiones a nivel mundial, que sobre la base de su experiencia, se han abocado a la tarea de buscar soluciones a los problemas que plantea este tipo de transmisin en el campo de la instrumentacin.

El presente manual, pretende principalmente introducir al ingeniero o proyectista de instrumentacin dentro de esta rama de la disciplina; y posteriormente darle las bases y conocimientos necesarios que deben considerarse para el diseo e implementacin de las canalizaciones elctricas de instrumentacin.

Se ha tratado de realizar ste manual de forma tal que el lector pueda entenderlo fcilmente as no posea un conocimiento extenso de la materia, poniendo nfasis en explicar detalladamente todos los factores involucrados en el diseo de canalizacin, as como los motivos por los cuales se deben considerar estos factores.

Este manual consta de cinco captulos desarrollados de la siguiente forma, del captulo 1 al captulo 4, se estudian los diferentes sistemas de canalizaciones elctricas. Para cada uno de los mtodos de instalacin, se realiza una descripcin de los componentes principales utilizados en cada una de ellas, y se exponen detalladamente, las recomendaciones y guas para el diseo de las mismas. En el captulos 5 se exponen las canalizaciones desde la ptica de un proyecto, las consideraciones y recomendaciones para realizar los planos de canalizaciones de Instrumentacin, los procedimientos a seguir, simbologa, referencias, y en general informacin til para la elaboracin de planos y detalles.

Es el propsito de este documento servir de gua para los iniciados en este campo, y como manual de consulta para los que ya se encuentran trabajando en esta actividad. Sin embargo, debe mencionarse que este manual, esta lejos de constituir un documento final, por lo que, debe ser enriquecido y actualizado con base a la experiencia que los usuarios puedan aportar.

2. CANALIZACIONES ELCTRICAS DE INSTRUMENTACIN POR CONDUITS

En este capitulo, se describir primeramente el sistema de instalacin y canalizacin por conduits, aplicado al campo de la instrumentacin nicamente.

Debido a que este sistema es el mayormente aplicado en Venezuela, para reas peligrosas, ser descrito y analizado el detalle, describiendo primeramente, los componentes, accesorios y dispositivos ms usados en las canalizaciones por conduits y posteriormente se darn las guas y recomendaciones para el diseo, de manera de facilitar el trabajo al diseador y asegurar al mismo tiempo, una buena ejecucin del mismo, con economa de tiempo y esfuerzo.

2.1 Descripcin, Seleccin y Montaje de Accesorios y Componentes Usados en Canalizaciones Elctricas de Instrumentacin por Conduits

2.1.1 El Tubo Conduit

Los tubos constituyen junto con las cajas de conexiones y de paso, los componentes principales de este sistema de canalizaciones.

Sus funciones son:

Confinar los cables elctricos en un espacio cerrado, evitando la propagacin de posibles explosiones hacia el medio ambiente.

Proteger los cables contra daos mecnicos y condiciones climticas severas.

Servir de medio de soporte de los cables.

Los tubos conduits pueden ser clasificados de acuerdo a:

A.-Material:

Acero Galvanizado: Uso industrial, para intemperie. Aluminio: Uso industrial y comercial, para interiores. PVC: Uso industrial, para tendidos subterrneos ambientes corrosivos.B. Servicio:

- Liviano: Mat. Acero galvanizado PVC, SCH 40.

- Pesado: Mat. Acero galvanizado, SCH 80.

C. Conexin:

Para serie Liviana y Pesada: conexin roscada NPT.

Para todos los restantes tipos de Conduit: conexin tipo EMT (contra penetracin de concreto).D. Presentacin:

Todos los tubos conduit de acero galvanizado, vienen en longitudes de 3 mts, con ambos extremos roscados y con un anillo de unin. Los tubos conduits no metalicos (PVC) pueden venir en longitudes de 3 metros o mayores. E. Tamaos Comerciales:

Los tubos conduits rgidos vienen en los siguientes tamaos comerciales: , , 1, 1 , 1 , 2, 2 , 3, 3 , 4, 4 , 5, y 6. Es de hacer notar que el dimetro aqu descrito se considera medio entre los bornes interiores del tubo (dimetro interior).

Existen adems los tubos conduits flexibles, que al igual que el anterior, se clasifican de acuerdo a:

A.-Material:

Generalmente son de metal, aunque algunas veces es utilizado el PVC materiales similares en ciertas aplicaciones.

B. Requerimientos:

Deben ser hermticos al agua, y de requerirse pueden pedirse con recubrimientos de PVC materiales similares para uso en ambientes corrosivos.

Si se requieren para ser usados en reas peligrosas; como Clase 1 Div.1. deben ser a prueba de explosin, por lo que generalmente est recubiertos de una malla o tejido de acero, y en sus extremos, vienen con conectores especificados para esta clasificacin. Tambin se denominan uniones flexibles.

El conduit flexible, generalmente se usa en las canalizaciones elctricas para: facilitar la conexin entre los instrumentos y el conduit rgido, evitando curvaturas especiales en conduits rgidos donde la falta de espacio dificulte el arreglo, o cuando se requiera conectar conduit rgido a equipos y dispositivos con vibraciones. En la fig.1 se muestra distintos tipos de conduits flexibles.

Fig. 1. Ejemplos de Conduits Flexibles

C. Presentacin:

Los tubos conduits flexibles a prueba de lquidos, vienen en tamaos comerciales desde 3/8 hasta 4, se suministran en carretes de diferentes longitudes.

Sin embargo los conduits flexibles a prueba de explosin, vienen en dimetros desde hasta 4 y se debe especificar la longitud requerida (desde 4 hasta 36), as como el tipo de conexin en sus extremos (macho x hembra, hembra x hembra), se piden por piezas.

2.1.2 Accesorios tipo Condulet

Son elementos en forma de cajas, donde se enroscan los tubos conduits, y se utilizan en las canalizaciones para:

Puntos de salida para halar los cables durante la instalacin.

Proveer aberturas para hacer empalmes y tomas (derivaciones) en los conductores.

Usarse como puntos de montaje de luminarias, detectores de humo u otros dispositivos.

Conectar secciones de conduits.

Realizar todo tipo de bifurcaciones en la canalizacin.

Proveer acceso a los conductores para mantenimientos y futuros cambios del sistema.

Existe una amplia gama de accesorios tipo condulets, abarcando aplicaciones especificas, uso en reas peligrosas, uso general con juntas planas y roscadas, etc.

A continuacin se describirn los principales tipos de condulets empleados en las canalizaciones, as como los usados en reas peligrosas.

Accesorios Condulets para reas no clasificadas (Propsito General)Los accesorios condulets estn clasificados en varios tipos segn la forma de conexin que tengan (ver catlogo Crouse-Hinds por ejemplo.)De acuerdo al grado de proteccin que posee la junta plana, existen tres clases, para cada uno de los tipos de condulets:

Forma 7:En esta forma, el cuerpo condulet es de pared fina y su principal diferencia con respecto a los otros, es que el cierre de la tapa es a presin, ya que el cuerpo no posee receptculos para atornillar. Frecuentemente, la tapa utilizada para esta forma, posee dos clamps o grapas, una en cada extremo. Para asegurar un cierre hermtico, generalmente se utiliza una empacadura de neopreno.

Esta forma no es muy utilizada en canalizaciones a la intemperie, ni donde puedan estar sometidos a vibraciones.

Forma 8: La diferencia principal con respecto a la Forma 7, es que el cuerpo del condulet, posee una pared ms gruesa, y por ende es el aprobado para usarse con conduits de la serie liviana y pesada. El cierre se garantiza con dos tornillos (para dimetros desde hasta1 ), con 4 tornillos (para dimetros de 2 y mayores). Tiene un rea interior mayor que la forma 7, lo que facilita el halado de los cables.

Esta forma es la recomendada para las canalizaciones de instrumentacin en reas no clasificadas, y si se usa conjuntamente con una empacadura de neopreno, se asegura un cierre hermtico a prueba de lluvia y entrada de polvo.

Forma 9: (Tambin llamada Mark 9) es parecida a la forma 7, ya que el cuerpo es de pared delgada, sin embargo, se diferencia de ste, en que posee al igual que la forma 8, tornillos que aseguran el cierre. Pueden usarse en ambientes exteriores, conjuntamente con empacaduras de neopreno para garantizar cierre hermtico a prueba de lluvia. Posee menos resistencia a los esfuerzos mecnicos, que la forma 8.

Adems de los anteriormente enumerados, existen accesorios condulet, para tuberas de aluminio (tipo EMT) cuyas caractersticas principales son: el cuerpo es de pared fina, viene para conexin a conduit tipo socalo con tornillos a presin y posee cierre entre la tapa y el cuerpo con dos tornillos. Se utiliza tambin con empacadura de neopreno. No son a prueba de agua y generalmente se usa en instalaciones bajo techo o interiores, para empotrar en concreto o paredes de bloques, ya que son hermticos al concreto.

Existen tambin accesorios condulet denominados mongul, para aplicaciones especiales donde se requiere un rea interna de mayor tamao para facilitar en ciertas aplicaciones, el halado de cables. Generalmente se usan como punto de halado de cable canalizados por bancadas (subterrneos) intercalados entre tanquillas, cuando stas se encuentran separadas por distancias considerables.

Sus caractersticas principales, son: poseen un rea interna aproximadamente seis veces mayor que el rea del conduit, el diseo de la tapa est construido de tal forma que facilite e halado y acceso de los cables a las cajas. En la Fig 2 se muestran algunos tipos de accesorios Mogul.

Fig 2. Accesorios Tipo MogulAccesorio condulet para reas clasificadas (peligrosas)

Al igual que los anteriores existen una gama muy amplia de accesorios para ser usados en reas clasificadas como peligrosas. Dependiendo de la clasificacin de reas, los accesorios pueden ser del tipo junta plana o roscada. Las diferencias con respecto a los condulets para reas no clasificadas, radica fundamentalmente en que para reas peligrosas, los accesorios son ms robustos, y dependiendo del tipo de junta que utilicen, deben cumplir con las caractersticas a prueba de explosin.La tabla 1y 1-A muestra los tipos de accesorios segn su forma, utilizados para reas clasificadas como Clase I, Div 1. junta roscada (serie GUA).

Adicional a esta serie y para uso en las mismas reas peligrosas enumeradas arriba, existe tambin una serie que utiliza al tipo de junta plana. Sin embargo slo est disponible para dimetro de y .

Para reas clasificadas como Clase I, Grupos A, B, C, D, Clase II y Clase III, se utilizan nicamente accesorios con tapas roscadas, y cuya diferencia fundamental con respecto a la serie GUA, es el nmero de vueltas completas que debe tener el accesorio condulet para esta clasificacin.

TABLA 1.- ACCESORIOS TIPO GUA PARA REAS CLASIFICADAS

TABLA 1-A.- ACCESORIOS TIPO GUA PARA REAS CLASIFICADAS2.1.3 Uniones y Reducciones

La reduccin bsicamente es usada para pasar de una instalacin de un dimetro grande (que requerir gran nmero o elevado calibre de conductores) a una de menor dimetro. Esto puede ocurrir:

Cuando toda una pequea instalacin se puede hacer con elementos ms pequeos y, por supuesto, ms econmicos.

Cuando se va a conectar a una instalacin de gran dimetro dispositivos de medida estndar como instrumentos, botoneras, etc.

Cuando al hacer el recorrido del conduit se va sumando seales de los instrumentos y se debe pasar a un dimetro de conduit mayor.

Debe hacerse notar que la colocacin de una reduccin en ningn caso altera la clasificacin de un elemento, ya que ella cumple con la condicin establecida de nmero de vueltas y puede ser considerada como parte del conduit. Sin embargo, se debe tener cuidado en la instalacin de lubricar bien el elemento, teniendo en cuenta la factibilidad de que se deban realizar futuras modificaciones al sistema.

En cuanto a las uniones, su uso es para conexin de conduit a conduit, de conduit a caja de conduit a fitting. Algunos casos donde se debe (o recomienda) usar uniones son:

Para instalar elementos que puedan ser removidos por futuros mantenimientos o sustitucin.

Para facilitar la instalacin en situaciones que de otra manera la hagan incomoda (estas uniones son de tipo universal).

Para conectar dos secciones de instalacin que vayan evolucionando separadamente.

En la fig. 3 y 3-A se muestra los diferentes tipos de uniones y reducciones. Fig. 3 Diferentes Tipos de Reducciones.

Fig. 3-A Diferentes Tipos de Uniones.

2.1.4 Sellos Cortafuego

El Cdigo Elctrico Nacional en su apartado 501-5 establece que accesorios sellados, rellenos con un compuesto aprobado sean colocados en determinados lugares de una instalacin en reas peligrosas.

Estos elementos limitan el volumen, evitan la propagacin de la llama y onda explosiva si stas se producen, adems de utilizarse tambin para aislar localidades peligrosas de diferente clasificacin.

El sello de ningn modo debe ser considerado como un elemento aislante ni suponer que el accesorio por si mismo (sin el compuesto adecuado) hace ms segura la instalacin.

Ubicacin de los Sellos

En localidades peligrosas, el CEN establece que se debe usar sellos en los siguientes casos:

Donde el conduit se conecta a una caja que encierra equipo que produzca arcos, chispas o elevadas temperaturas. El sello debe colocarse a 18 (460 mm) o menos de la caja que el asla.

Donde el conduit conecta una caja que contiene terminales empalmes o taps, si el dimetro de ste es de al menos 2.

Donde el conduit sale de un rea Div. 1 a otra Div. 2 de sta a un rea no peligrosa.

En los dos primeros casos, una de las principales funciones de los sellos es limitar el volumen de la potencial explosin. Es necesario limitar el volumen debido a que tanto la temperatura de la llama, como las presiones generadas por la explosin, guardan una relacin directa con el volumen del recinto. Por otra parte, si se dejaran los conduits sin sellos, se producira una acumulacin de presin. Este fenmeno se debe a que la onda expansiva va comprimiendo los gases an no inflamados hacindolos an ms explosivos.

Par el tercer caso existe una razn ms: cuando una explosin viaja sin restriccin a travs de una tubera larga, el frente de llama puede acelerarse hasta encender la velocidad del sonido. Esto origina una onda de choque viajando delante del frente de llama, similar a la producida por un avin supersnico.

De esto resulta una explosin de tal violencia que las presiones pueden ser hasta 10 veces mayores a las presiones normales de explosin de gas. A ste fenmeno se le denomina detonacin.

La detonacin ocurre en longitudes relativamente cortas de conduit vaco (ej. 4.5 m), pero afortunadamente la presencia de los conductores internos casi siempre presenta suficiente restriccin como para evitarlo, por lo menos en tuberas de seccin transversal menores a 2.

Tuberas con un dimetro interno de 2 ms, deben por eso ser selladas como medida extra de proteccin cuando conectan a cualquier caja que contenga empalmes, tomas o derivaciones.

Tipos de SellosExisten sellos para todo tipo de ubicacin y con diversas caractersticas, como los siguientes: a.-Sellos de colocacin vertical con drenaje

b.-Sellos verticales con cubierta de inspeccin

c.-Sellos verticales con cubierta y drenaje

d.-Sellos de colocacin vertical u horizontale.-Sellos de colocacin en cualquier nguloEn la Fig. 4. Se muestran algunos tipos de sellos cortafuegos:

Fig. 4Diferentes Tipos de Sellos Cortafuego

El Compuesto Sellador

El CEN especifica que los sellos deben contener un compuesto aprobado que sea resistente a los efectos de la intemperie y de la atmsfera peligrosa considerada. Es este compuesto el que efectivamente detiene la propagacin de una explosin soportando las presiones que esta produce.

La norma de construccin (UL) que rige la elaboracin de sellos por parte del fabricante, especifica claramente que cada sello se aprueba con su respectivo compuesto sellador y no con otro cualquiera. Por otra parte, debe tenerse claro que el compuesto sellador no debe ser usado como aislante. Dicho compuesto debe ser adems resistente a la gasolina, nafta, alcohol, petrleo, benzol o tinner.

El procedimiento de sellado se realiza una vez que toda la instalacin elctrica se haya probado, y cuando se tenga la completa seguridad del buen funcionamiento, ya que se debe tener presente que una vez realizado el sellado, la canalizacin queda condenado en lugares donde fue sellada.

El vaciado de los sellos se realiza de la siguiente forma: primeramente se introduce fibra de asbesto u otro material similar en ambos extremos del sello, procurando que los cables queden en el centro de las aberturas de enrosque del sello, y a la vez separados entre s. Esta fibra mantiene los conductores separados entre s y sirve de tope para que el compuesto sellador no fluya hacia el conduit. Seguidamente se prepara una mezcla del compuesto sellador con agua e inmediatamente sta es vaciada en el sello hasta el lmite que se indica en cada caso. Por ltimo se coloca el tapn para cerrar la abertura de vaciado del sello.

Fig. 5 Compuesto Sellante Chico XConsideraciones al Seleccionar los Sellos

Se debe seleccionara el sello apropiado de acuerdo a la posicin que ste tenga en el montaje. Esto resulta particularmente crtico cuando el conduit va de un rea peligrosa a otra no peligrosa, la colocacin impropia del sello puede permitir que gases vapores peligrosos penetren en el sistema ms all del sello permitindoles escapar hacia otras partes del rea peligrosa o introducindose a travs del conduit hacia reas no peligrosas. Por ello, algunos sellos son diseados para ser montados en cualquier posicin, sin embargo otros estn restringidos a ser montados en posicin vertical nicamente.2.1.5 Respiradores y Drenajes

La humedad es un factor importante a tomarse en cuenta para el diseo de la instalacin por conduit ya que an en localidades consideradas secas, es sorprendente la cantidad de agua que se acumula en los sistemas de conduit cerrados.

Ningn sistema por conduit es hermtico a la penetracin de aire por lo que ste respira debido a la variacin alternativa (incremento y disminucin de la temperatura y/o la variacin de la presin baromtrica producida por cambios climticos), o tambin debido a la naturaleza misma del proceso involucrado, en donde el sistema conduit est instalado, ms an si se considera que la mayor parte de las plantas de proceso son ubicadas cerca de las costas donde la condensacin y humedad del ambiente alcanza altos porcentajes.

El proceso que ocurre en estos ambientes es el siguiente: el aire es conducido al interior del sistema conduit cuando este inspira. Si este aire est cargado con humedad sta se condensar dentro del sistema cuando la temperatura disminuya y enfre el aire. Las condiciones internas no favorecen la evaporacin, por lo que el agua resultante de la condensacin fluir dentro del sistema hacia los lugares ms bajos. Debido a que el ciclo de respiracin se repite indefinidamente, se aumentar entonces la acumulacin de agua dentro del sistema, es por ello que prcticamente en todas las instalaciones por conduit, se deben instalar en lugares apropiados (en donde se espera la acumulacin de agua) los drenajes.

Por otra parte, el uso de respiraderos asegura una buena ventilacin dentro del conduit, lo cual minimiza la condensacin en su interior, y aumente la eficiencia del drenaje.

Como norma de buena prctica, se debe instalar un respiradero breather por cada drenaje utilizado, en todos los puntos donde el diseador considere que puede haber acumulacin de agua por condensacin.

Adems, los conduit que realizan los largos recorridos en forma horizontal, deben ser ligeramente inclinados para favorecer la circulacin del agua hacia puntos bajos donde se colocarn drenajes.

Respecto al mantenimiento de los drenajes y respiraderos, debe recordarse que estos elementos deben ser lubricados para su instalacin y frecuentemente revisados. Algunos de ellos tienen un manipulador para remover la suciedad, no obstante, siempre ser probable que se obstruyan, en cuyo caso debern removerse y limpiarse (con elemental precaucin de desenergizar el sistema).

Existe una amplia variedad de respiraderos y drenajes, inclusive accesorios con la combinacin de ambos para aplicaciones donde el uso de un respiradero en el tope no es prctico o se carece de espacio para su instalacin.

Como caractersticas propias se puede decir que la capacidad de los drenajes oscila entre 0.5 cc y 50 cc, de agua por minuto dependiendo del modelo, y para los respiraderos, vara entre 0.01 y 0.5 pies cbicos por minuto dependiendo tambin del modelo seleccionado. En la fig. 6 se observan diferentes modelos de respiraderos y drenajes.

Fig. 6 Diferentes Tipos de Respiraderos y Drenajes

2.1.6 Conectores y Prensaestopas

Los conectores y prensaestopas, son instalados en las canalizaciones para:

Proveer acceso de cables (armados o no) conduits flexibles al interior de un encapsulado, a travs de las paredes del recipiente por medio de conduit rgido.

Formar un apriete mecnico firme para cables, asegurando un sello resistente al agua y/o aceite.

Formar una conexin antideslizante o terminacin para cables (armados o no), o conduit flexibles.

Al ser instalados en combinacin con un sello cortafuego, proveer acceso de cables (armados o no), al interior de recipientes en reas peligrosas. (Solo Clase I, grupos C y D).

Proveer continuidad de aterramiento para cables armados y conduit flexibles.

Existe en el mercado una gran variedad de conectores y prensaestopas para toda la gama de aplicaciones posibles. Para seleccionar el accesorio apropiado en una determinada aplicacin se debe tener presentes ciertas consideraciones.

La seleccin del conector o prensaestopa, est directamente relacionada con el tipo de cable a instalar, as como los factores climticos presentes en el rea una vez concluida la instalacin.

Es necesario realizar una apropiada adaptacin entre el conector o prensaestopas y el cable, a fin de prevenir un dao fsico al cable en el momento de la instalacin. Debido a ello es preferible utilizar siempre conectores y prensaestopas que realicen el apriete por compresin del bushing contra la chaqueta del cable a fin de evitar dao a esta.

Es de hacer notar que existen ciertas diferencias entre los prensaestopas, dependiendo si los cables son armados o no, y si por encima de la armadura el cable tiene una chaqueta del PVC u otro material similar. 2.1.7 Cables y Multicables para InstrumentacinLos cables para uso en el campo de la instrumentacin estn directamente involucrados con el tipo de seal que deben transmitir. Es por ello que, antes de proceder a describir los tipos de cables ms usados se deben enunciar y explicar cules son las seales de instrumentacin y como se clasifican.

Existe una gran variedad de seales elctricas utilizadas en el campo de la instrumentacin, y dependiendo del tipo de seal, son requeridas consideraciones especiales, en cuanto al tipo de cable, conexiones, condiciones climticas, aterramientos, pantallas, etc., a fin de evitar o al menos disminuir hasta valores despreciables cualquier tipo de interferencia que pueda afectar a un determinado tipo de seal.

Basado en estas consideraciones, las seales elctricas normalmente encontradas en las plantas de proceso, refineras y plantas qumicas; pueden ser agrupadas en varias clases: digitales, analgicas, temperatura, comunicacin etcLa escogencia del tipo de cables entonces, dependen de todos los factores antes mencionados, y de otros tales como, resistencia mecnica, tipo de instalacin, etc., los cuales sern descritos en captulos siguientes.

Debido a estos factores, las normas exigen ciertas caractersticas en los cables, las cuales definen un tipo de cable especfico para cada aplicacin. Estas especificaciones se dan a continuacin.

Tamao del Conductor

El tamao del conductor o calibre viene indicado por un nmero par donde la seccin del conductor aumenta mientras menor es el nmero, seguido de la nomenclatura AWG (American Wire Gage). Para aplicaciones en instrumentacin, generalmente se utilizan calibres desde 22 AWG (ms fino), hasta 12 AWG (ms grueso).

Generalmente y para la mayora de las aplicaciones donde se requiere un conductor simple se utiliza calibre 14 AWG; para un par sencillo se utiliza calibre 16 AWG; y para multiconductores apareados calibre 20 AWG. Otros calibres pueden ser seleccionados por razones de economa, espacio u otros requerimientos.

Como buena prctica se debe seleccionar el calibre del conductor tan pequeo como sea posible y que a la vez no cause una cada excesiva de tensin, y adems sea lo suficientemente fuerte y fcil de manipular.

Tipo de Ncleo del Conductor:

El conductor puede ser de cobre slido o conformado por hilos de este material, arrollados entre s de forma helicoidal. Este ltimo es preferido sobre el primero ya que proporciona una mayor flexibilidad y resistencia al doblar el cable. Los conductores con 19 hilos son los recomendados cuando se requiere una gran flexibilidad, pero normalmente son usado conductores conformados por siete hilos.

Aislamiento:El aislamiento del cable debe ser adecuado para aislar el conductor, de acuerdo a la tensin y la corriente que ste debe soportar. La mayor parte de las seales elctricas descritas anteriormente, son de tensin pequeas y con potencias menores de 5 Vatios, por lo que los aislamientos requeridos para 300 y 600 voltios no son mandatarios para estas seales con niveles tan bajos de operacin. Por ello, el aislamiento para cables de seales puede ser ms delgado. Sin embargo, las prdidas elctricas entre conductores se incrementan al estar sometidos a ambientes con altos niveles de humedad, por ello los cables colocados en conduits, deben tener aislamientos adecuados, cuando las tensiones y los rangos de operacin aumenten en forma considerable. Por otra parte, el material del aislamiento debe estar de acuerdo a los requerimientos del Cdigo Elctrico Nacional (CEN).Tipos y Aplicaciones de los Aislamientos

Termoplsticos (cloruro de polivinilo)

El aislamiento termoplstico (tipo TW y THW) segn el CEN resiste muy bien el ataque de productos qumicos y aceites, y es recomendado para todas las aplicaciones en plantas de procesos por debajo de los 600 voltios y para los cuales no se exceda el rango de temperatura de 60C para el tipo TW, y de 105 C para el tipo THW (en calibres desde #22 AWG hasta #5 AWG). Tambin es usado como una chaqueta externa en otros tipos de cablesPolietileno.El aislamiento de polietileno se utiliz primeramente en Estados Unidos para los cables de comunicaciones, debido a que fue especialmente adaptado para aplicaciones en altas frecuencias. El polietileno de baja densidad y alto peso molecular es ahora usado en aplicaciones para niveles de potencia bajos y medios. Entre sus caractersticas principales destacan: capacitancias e inductancias especficas muy bajas (SIC), bajos factores de potencia, altas propiedades dielctricas, y buena proteccin contra picos de corriente con tensiones altas. Puede ser usado con rangos de temperatura hasta de 75 C. Tambin puede usarse como chaqueta externa, ya que es hermtico a la humedad (no higroscpico) y posee un bajo coeficiente de friccin. El polietileno de alta densidad es principalmente usado, donde se requieran una alta resistencia a la abrasin.

Este tipo de aislamiento es ms rgido que el de baja densidad, por lo que en una instalacin, debe ser considerado este factor.

Polietileno ClorosulfonatadoEste tipo de polietileno fue implementado para ciertas aplicaciones. Tiene una amplia gama de temperaturas, puede ser usado en temperaturas ambientales tan bajas como 65 C, tan altas de hasta 90 C (temp. del conductor). El aislamiento es flexible y resistente a la vez, por lo que generalmente no se requiere de chaqueta externa. Se utiliza para conductores con tensiones bajas ya que sus caractersticas dielctricas y el factor de potencia no permiten su uso con tensiones muy elevadas.

Goma de Etileno Propileno (EPR)

El EPR tiene una excelente resistencia al efecto corona y es muy flexible. Debido a sus magnficas propiedades elctricas, trmicas y fsicas, tanto el EPR como el Polietileno reticulado son considerados dos de los mejores aislamientos para aplicaciones en voltajes medios (2000 V o ms) disponibles para usos generales.

Polietileno ReticuladoEl polietileno reticulado es un material termoestable derivado de la vulcanizacin de polietileno, a una presin y temperatura elevada, de forma tal que el polietileno deja de ser de naturaleza termoplstica. Es por lo tanto, un material que posee las propiedades elctricas del polietileno termoplstico, y a elevadas temperaturas, las caractersticas mecnicas de los materiales termoestables. El proceso que tiene lugar en la vulcanizacin del polietileno, consiste en que las cadenas de molculas de polietileno convencional son entrelazadas entre s, constituyendo una red molecular reticulada.

Las propiedades fsicas de estos aislamientos incluyen un esfuerzo alto de tensin mecnica, buen alargamiento, excelente resistencia al impacto y a la compresin y un bajo coeficiente de friccin superficial. Estas propiedades junto con la de ser qumicamente inerte, en la mayora de los ambientes y de excelente resistencia al ozono (efecto corona), han permitido usarlo sin chaqueta general en aplicaciones donde debido a los niveles de tensin involucrados, se requiera una pantalla metlica sobre el conductor aislado. Opera a temperaturas de hasta 90C.

Goma Butil

Este aislante puede ser usado en plantas de proceso, donde el contacto con aceite no sea un problema. La experiencia indica que el aceite puede penetrar fcilmente este tipo de aislamiento. Sin embargo, posee excelentes propiedades no higroscpicas (hidrfugo) por lo que puede ser usado sin chaqueta externa de proteccin. Sus caractersticas elctricas lo hacen indicado para utilizarse con tensiones superiores a los 35 KV en cables de potencia y alimentadores.

Aislamiento Mineral y Cubierta Metlica (MI)

El cable con aislante mineral y cubierta metlica tipo MI, consiste en conductores de cobre aislados con xido de magnesio, el cual es un material refractario altamente comprimido, estando ste a su vez en una cubierta metlica continua de cobre hermtica a lquidos y a gases. Este cable no requiere de conduits, y usualmente se utiliza para canalizaciones en bandejas canales portacables. El CEN reconoce el uso de este cable en lugares peligrosos Clase I Div, 1. Siempre y cuando se utilicen conjuntamente con prensaestopas aprobados para estas reas.

Cables con Envoltura de Aluminio (ALS)

En este tipo de cable, los conductores aislados son recubiertos por un tubo cerrado de aluminio. Este cable, al igual que el armado, no requiere de conduits, y puede ser enterrado directamente. El cable con cubierta ALS es aprobado por el CEN para usos en reas Clase I Divisin 2.

Cables con Armaduras ArmadosPrcticamente cualquier tipo de cable se puede pedir con armadura. Esta consiste en una chaqueta general de aluminio, bronce o acero galvanizado. En este ltimo caso, la armadura puede ser de alambres flejes perforados en espiral (interlocked).

Los cables armados no requieren conduit, pueden ser instalados en bandejas, canales portacables o en canalizaciones subterrneas, enterrados directamente. El cable armado es aprobado por el CEN para reas Clase I Divisin 2, siempre y cuando se utilicen los conectores y prensaestopas aprobados para estas reas.

Rango de Temperatura:El cable debe tener un rango de temperatura mayor que la encontrada en medio ambiente donde ser instalado, incluyendo un factor de seguridad. Se recomienda salvo consideraciones especiales, que los cables tengan un rango de temperatura de 75 C como mnimo.

Cubierta ExternaLa cubierta o chaqueta externa debe ser hecha de un material resistente a la humedad, agentes abrasivos, antideflagrante o retardante a la llama, y en general compatible con el medio ambiente donde ser instalada.

Blindaje:Esta cubierta se requiere para aquellos tipos de seales que puedan ser susceptibles a interferencias o ruidos. El blindaje preferible es una cinta o folio de metal o en su defecto, una cinta plstica con una capa metlica (aluminizada). Este blindaje debe estar elctricamente en contacto con un conductor de cobre desnudo (llamado drenaje), que corre en toda la extensin del cable junto con los conductores que conforman el par. El blindaje debe colocarse en forma espiral alrededor del drenaje y del par, recubrindolos totalmente a todo lo largo del cable y con al menos un 25% de solapamiento.

A este conjunto se le conoce como par apantallado o blindado.

Trenzado de los Pares:Aparte del blindaje o apantallado, los pares, pueden pedirse trenzados entre s, para los casos en los cuales, puedan estar sometidos a induccin electromagntica, debido a campos elctricos generados por cables con niveles de tensin muy altos (ej: cables de potencia o iluminacin).

La norma especifica que el trenzado debe tener como mnimo ocho vueltas completas por pie de longitud.

Identificacin de los Conductores y Pares.

La identificacin de los conductores simples o de los pares es importante durante la instalacin, chequeo inicial y para encontrar problemas de conexionado en los circuitos de instrumentacin. Por tal motivo, la identificacin se realiza por nmeros y/o colores. Si se codifican por nmeros, cada conductor se numera y se utiliza un solo color para el aislamiento de todos los conductores del cable. Este tipo de codificacin, se utiliza generalmente para cables con conductores sencillos.

En los casos donde se utilice para multiconductores conformados por pares trenzados al menos uno de los conductores deber estar identificado. La ventaja de utilizar este cdigo es que proporciona una independencia sobre la habilidad para visualizar los colores y, simplifica la variedad de conductores al fabricar el cable. Sin embargo, posee la desventaja de requerir un tiempo mucho mayor para buscar un conductor determinado en Multicables con gran cantidad de conductores, que en el caso de usarse la combinacin de colores.

Por otro lado, los conductores o pares, se pueden identificar por colores. Generalmente, se utiliza una codificacin estandarizada para la identificacin de conductores sencillos.No obstante, algunos fabricantes de cables, prefieren utilizar una combinacin de nmeros y colores para la identificacin de multiconductores con pares. As, cada par se enumera consecutivamente; y cada uno de sus conductores, se diferencia por medio de dos diferentes colores, los cuales se repiten en todos los pares del multiconductor. El color negro es usualmente designado como negativo, y el otro color, (rojo blanco) es el positivo (segn API). Cabe aclarar, que esto no ha sido aceptado universalmente, y algunas normas utilizan distinta codificacin, donde el color negro indica el positivo y blanco o rojo es el conductor negativo (segn CEN).

Cables para Termopares:

Los cables para termopares merecen una explicacin especial, ya que debido al principio de funcionamiento en que se basa el termopar, ste requiere de cables con caractersticas especiales.

Los conductores que conforman cada par, son hechos de materiales diferentes, especialmente construidos para un tipo de termopar dado. As, se tienen pares que pueden estar construidos por un conductor de cobre y otro de Constantn, de Hierro-Constantn, etc. Debido a esto, se han estandarizado los colores de los aislamientos para cada conductor dependiendo del tipo de termopar. Adems se ha definido un color especfico para la chaqueta externa de cada tipo de termopar.

Debido a esta estandarizacin, cuando un cable posee ms de un par, estos se identifican con nmeros, y conservan en cada par el color respectivo. Salvo estas diferencias, todas las dems caractersticas descritas para el cable de instrumentacin (blindaje, trenzado, etc.); se cumple tambin para los cables de termopares.

2.1.8 Cajas de Conexin

Las cajas de conexin son usadas para:

Proveer lugares convenientes para realizar la conexin de los cables provenientes de los instrumentos.

Sirve adems para: juntar, identificar, y realizar arreglos ordenados de los cables.

Proveer puntos de empalme, a fin de facilitar la instalacin o el tendido de los cables, cuando existen grandes longitudes de tendido.

Prever lugares apropiados para realizar pruebas y reparaciones asociadas a los circuitos o cableados de instrumentacin.

Agrupar en punto los pares sencillos provenientes de los instrumentos en campo a fin de llevar las seales a la Sala de Control a travs de multiconductores. Con este arreglo se obtienen varias ventajas: disminuye los costos de cableado, proporciona puntos convenientes de inspeccin y pruebas, y permite dejar reserva en las cajas para futuras ampliaciones.

Factores a Considerar para la Seleccin de las Cajas de Conexiones

Las cajas de conexiones de instrumentacin deben ser seleccionadas de acuerdo al servicio requerido. Aunque esto parece obvio, frecuentemente, es pasado por alto.

Los factores involucrados en la seleccin y diseo de una determinada caja son:

a.- Localizacin: Uso interior o exterior.

b.- Clasificacin elctrica del rea.

c.- Considerar el mtodo de proteccin a emplear (seguridad intrnseca, entrada indirecta, etc.).d.- Grado de proteccin requerida (utilizar normas IP NEMA).

e.- Material de construccin de acuerdo al tipo de ambiente donde ser instalada (Ej. Acero galvanizado, polister, etc.)

f.- Dimensiones segn cantidad y tipo de bornes.

g.- Requerimiento en cuanto a sistemas de seguridad para el acceso al interior (candados, cerraduras, etc.).

h.- Facilidad para acceso al interior: Nmero y tipo de puertas o tapas.

i.- Costo mnimo para instalacin y mantenimiento.

En el mercado existe una gran variedad de cajas que abarcan toda la gama de aplicaciones. En la fig.7 se muestran diferentes tipos de cajas, utilizadas en la mayora de los diseos para seales de instrumentacin.

Fig. 7 Tipos de Cajas de Conexiones

2.2 Prcticas, Guas y recomendaciones para el diseo de Canalizaciones Areas por conduit

Esta seccin tiene por finalidad, introducir al diseador de canalizaciones, en las prcticas, guas y recomendaciones, que junto con las normas descritas durante el captulo, conforman una herramienta de trabajo para el diseo de canalizaciones areas por conduits. De esta forma, se pretende facilitar la tarea del diseador y, al mismo tiempo asegurar una buena ejecucin del diseo, con economa de tiempo y esfuerzo.

2.2.1 Consideraciones Generales para Evitar Interferencias Electromagnticas o Reducirlas a Valores Despreciables

Debido a los niveles tan bajos que poseen la mayora de las seales de instrumentacin, stas pueden ser afectadas bsicamente por tres tipos de interferencias:

Picos inductivos provenientes de campos de corrientes alterna (AC) denominados acoplamientos electromagnticos. Acoplamiento electrosttico o capacitivo con otros circuitos.

Acoplamiento directo con otros circuitos, por fugas de corriente, lazos de corriente aterrados, o un retorno comn para ms de un circuito.

Para minimizar o eliminar estas interferencias se debern tomar las siguientes medidas de precaucin: Usar pares trenzados con un mnimo de ocho vueltas por cada pie lineal. Esto proporciona segn pruebas realizadas, de 5 a 6 veces ms efectividad que instalar cables sencillos en encapsulados de metal (conduits).

Realizar la ruta de las canalizaciones para seales de instrumentacin, lejos de fuentes generadoras de campos magnticos de corriente alterna. A tal efecto, considerar la mnima separacin entre canalizaciones paralelas de cables de potencia y de seales de instrumentacin. Eliminar o reducir las fuentes productoras de interferencias. Una de las formas de hacerlo, cuando sea posible, es trenzando los cables de potencia de manera de cancelar o reducir considerablemente, el campo magntico que produce al realizar tendidos paralelos de estos cables.

Instalar las seales de instrumentacin preferiblemente en conduits de metal.

Reducir o eliminar el acoplamiento electrosttico capacitivo. Una forma muy efectiva, es romper el acoplamiento entre la fuente externa de voltaje y el circuito de transmisin. Esto se logra, colocando un blindaje o pantalla metlica, alrededor de los cables de seal. De esta forma, se obtiene un acoplamiento muy fuerte entre el voltaje externo capacitivo electrosttico y la pantalla blindaje metlico, produciendo un acople muy dbil con los cables de seales. Es de suma importancia aterrar el conductor de drenaje de la pantalla nicamente es un solo punto del circuito.

Las seales parsitas provenientes de prdidas de corrientes entre un circuito y otro (acoplamiento directo), son comnmente causadas por la humedad. Pueden ser reducidas o eliminadas totalmente, usando cables aislados apropiadamente (aislamientos no higroscpicos), cintas terminales, y en general, utilizando en todos los circuitos, aislamientos de gran calidad y manteniendo secos los puntos de conexin.

Los voltajes no deseados que fluyen en un circuito debido al aterramiento, son eliminados totalmente, al desconectar los posibles aterramientos mltiples que pueda tener un circuito. Slo un punto de aterramiento por un circuito es permitido.

Un conductor simple que sirve como retorno para varios ramales de circuitos, causa cadas de tensin que se manifiestan en todos los circuitos con tensiones indeseadas. La forma de solucionar este inconveniente, es proporcionar un par de cables separados y exclusivos para cada dispositivo generador de seal.

2.2.2 Guas y Consideraciones para la Segregacin de Seales en Conduits

Como norma general todas las seales en un cable conduit deben ser de la misma magnitud. En teora, se pudieran colocar en un mismo conduit seales de diferentes magnitudes, si los pares individuales estuvieran tensados y apantallados, ya que la interferencia es mnima (0.1% de error). Pero en la prctica se recomienda utilizar conduits o multicables diferentes para seales con magnitudes diversas o de diferentes tipos Tambin deben ser separados los conductores con seales AC de los que transmiten seales DC an cuando las magnitudes de ambas sean comparables, utilizando para ello, cables y conduits diferentes.

Como una gua para agrupar conductores con seales elctricas de la misma magnitud, las normas API (American Petroleum Institute) recomiendan usar la siguiente segregacin:

Seales con Voltajes DC

Seales < 100 mV

100 mV < Seales < 5 voltios

5 voltios < Seales < 75 voltios

Seales con Voltajes AC

Seales < 100 mV

100 mV < Seales < 5 voltios

5 voltios < Seales < 75 voltios

Seales con Corriente DC

Seales < 50 mA

Adicionalmente, para algunos sensores tanto el cableado como la canalizacin por conduit, deben ser completamente separado de otros sensores o circuitos con seales. Estos sensores que requieren un cableado y conduit especficamente para ellos son: Medidores de flujo magntico, medidores de turbina, detectores en cromatgrafos, detectores de llama y puentes de galgas extensiomtricas (sensores de peso).

El cableado y la canalizacin de las seales de termopares no deben ser mezclados con los cables que transmiten seales de corrientes (mA), debido a la gran diferencia de potencial elctrico que existe entre ambas seales. Las seales de termopares deben ser exclusivamente cableadas y canalizadas en conduits asignados para ellas nicamente.

Tambin, los cables que transmiten seales de circuitos generadores de picos altos de tensin o corriente, tales como contactos bobinas de rels, vlvulas solenoides, y en general todas las seales discretas (on-off), debe ser segregadas de otros cableados y conduits.

Todas las seales que deben mantenerse en cables y conduits separados, tambin debern tener cajas de conexiones asignadas para ellas nicamente. No se permiten cableados ni conexiones de diferentes tipos de seales y magnitudes en una misma caja de conexin.

2.2.3 Consideraciones para el Cableado y Conexin de Seales de Potencia e Instrumentacin

Por lo dicho anteriormente las seales de potencia e instrumentacin, obviamente, no deben ser nunca canalizadas a travs de un mismo conduit o caja de conexiones. Para los propsitos de instrumentacin, cualquier cable que opere a ms de 100 voltios AC DC debe ser considerado como un cable de potencia. Aqu es bueno hacer notar que se deben mantener las distancias indicadas segn la fig. 50 para canalizaciones elctricas de potencia y de instrumentacin que corren paralelas en una misma rea.

Para estos casos, donde las canalizaciones estn colocadas en arreglos verticales, la canalizacin con seales de instrumentacin debe ir siempre encima de la canalizacin elctrica. Con este arreglo se evita que las seales de instrumentacin se encuentren dentro del campo electromagntico que se crea entre los cables elctricos de potencia y en suelo (punto de tierra).

En general se debe considerar en estos casos, un arreglo de los circuitos elctricos, de arriba hacia abajo, tal como se muestra a continuacin:

1.- Canalizaciones de Instrumentacin

2.- Canalizaciones de Iluminacin y tomacorrientes

3.- Canalizaciones con Alimentadores AC-DC de media potencia.

4.- Canalizaciones con Alimentadores de Alto-Voltaje.

Este arreglo aplica tambin para el caso donde las canalizaciones sean por bandejas o canales portacables.

2.2.4 Precauciones a Tomar Debido a la Presencia de Campos Magnticos de Corrientes Alterna.

Se debe tomar precauciones y consideraciones especiales al realizar la ruta de las seales, teniendo siempre presente las fuentes de campos magnticos en AC que pudieran existir en un determinado lugar, por donde se proyecta pasar cables con seales de instrumentacin.

La interferencia debido a los campos magnticos, ocurre cuando cables con seales pasan a travs de fuertes campo de AC presentes cerca de grandes motores, generadores, hornos elctricos, transformadores. Como regla general, se debe mantener una distancia mnima de 5 pies (1.5 m), entre la fuente generadora de ruido magntico y los cables de instrumentacin. Para el caso de conduits de acero, esta distancia puede reducirse a la mitad.

Los cruces entre canalizaciones de instrumentacin y canalizaciones de electricidad muy prximos (menos de 0.3 mts) deben hacerse, en ngulos rectos, al igual que en los casos donde los cables con seales atraviesen campos magnticos.

2.2.5 Arreglo Simtrico de Circuitos

El arreglo simtrico de los equipos y conexin en un circuito de transmisin, minimiza los efectos de la interferencia elctrica. Una lnea balanceada simtrica, es un arreglo en el cual el instrumento dispositivo receptor ve la misma impedancia entre cada lnea y el neutro. Esta impedancia, est eventualmente distribuida a lo largo del cable, esto significa, que la impedancia, capacitancia e inductancia, es la misma, a todo lo largo de cada cable. Obtener una lnea completamente balanceada, es muy difcil de lograr en la prctica. Los circuitos que se aproximan bastante a una lnea balanceada simtrica son aquellos que contienen blindajes pantallas, las cuales estn aterradas en un slo punto, utilizan pares trenzados, y los componentes estn acoplados de tal forma, que su impedancia es igual en cualquier punto de la lnea de transmisin. Los circuitos de termopares, son un ejemplo muy comn de lneas no balanceadas. La resistencia de un conductor es muy diferente a la del otro conductor. Esto se debe a la marcada diferencia que existe entre la resistividad de los metales que conforman el termopar.

En circuitos de termopares con largas longitudes del cable, los efectos no deseados producidos por un circuito no balanceado, son eliminados colocando uniones de referencia o bornes de compensacin en una caja cuya temperatura ambiental sea similar a al unin de medicin. Otra manera de eliminar estos problemas, y cuando se desea una medicin ms exacta, consiste en colocar un transductor o convertidor de seales de mV a seales de 4-20 mA.

2.2.6 Consideraciones para el Tendido y Soporte de los Conduits

Las canalizaciones areas por conduit, constituyen en la prctica, slo una parte de la canalizacin. stas son usadas para llevar los cables con seales, desde cada instrumento o dispositivo, hasta la(s) caja(s) de conexiones. Desde all, generalmente, se utilizan multicables, los cuales son canalizados hasta la sala de control o Panel, por medio de tendidos subterrneos, en forma area, por bandejas canales portacables. Estos dos ltimos mtodos se describirn ms adelante.

Muchas veces al realizar el diseo de las canalizaciones elctricas de instrumentacin en una determinada planta, el proyectista o diseador debe regirse por normas especficas dadas por el cliente. No obstante, en ausencia de normas mandatorias especiales los siguientes mtodos son los recomendados para el arreglo, tendido y soporte de conduits:

Los conduit no debe ser soportados de tuberas que puedan tener frecuentes reemplazos, ser removidas para inspeccin, u operar a altas temperaturas. En lo posible, se recomienda soportar los conduits de plataformas, techos, puentes de tuberas o racks u otras obras civiles, que estn exentas de vibracin.

Cuando lo anterior no sea posible, o existan fuertes cambios de temperatura que provoquen dilataciones en las estructuras donde el conduit es soportado, se debern utilizar uniones o juntas expansivas en el conexionado de los ductos, a fin de dar flexibilidad a la instalacin.

El tendido de los conduits debe ser realizado con un nmero mnimo de curvas y cambios de direccin. La distancia entre los puntos de halado en un sistema conduit, depende de varios factores como el uso de lubricante durante el halado, el porcentaje del llenado del conduit, el tipo y tamao del cable utilizado, el nmero y el radio de las curvaturas, y el tipo de aislamiento del cable.

Los lubricantes deben ser los recomendados para estos usos, a fin de evitar daos en las cubiertas de los cables. Generalmente la distancia entre puntos de halado en una canalizacin por conduits de instrumentacin, no debe exceder los 200 pies (60 metros) y no contener para esta distancia ms de 3 curvas de 90 (270 en total), incluyendo , cambios de planos, y curvas localizadas inmediatamente adyacentes al punto de halado (segn API).No obstante, el CEN, permite cuatro curvas 90 (360 en total). Para tramos de conduit entre puntos de halados, mayores a 60 metros, el mximo nmero de curvas debe ser reducido a 2 de 90 (180 en total). Algunas excepciones, pueden permitirse cuando los clculos indican que la tensin y las fuerzas de friccin en las curvas, no exceden las recomendaciones del fabricante de cable.

Se debe tener una precaucin y un cuidado particular, cuando se requiera instalar cables especiales, como el cable coaxial. Las caractersticas elctricas especficas de cada cable, pueden llegar a alterarse, por manipulacin indebida durante la instalacin.

En todo el trayecto de conduits se debe proveer de drenajes y respiraderos, ubicados generalmente en los puntos ms bajos de las canalizaciones, donde el diseador considere que se puede acumular agua por condensacin. Para la ubicacin de los respiraderos y drenajes se debe tener presente, que estos elementos, requieren ser frecuentemente revisados y limpiados, por lo que deben ubicarse preferiblemente en lugares de fcil acceso.

Cuando los conduits abarquen largos trayectos horizontales, stos debern estar ligeramente inclinados a fin de favorecer la circulacin del agua hacia los puntos bajos, donde se ubicarn los drenajes.

El trayecto de los conduits no debe entorpecer, obstaculizar, ni impedir los pasos peatonales ni de vehculos, as como el acceso al mantenimiento de equipos o instrumentos.

En el diseo del trayecto de los conduit, se debern considerar los lugares destinados para el mantenimiento u operacin de equipos, tales como intercambiadores de calor, hornos, bocas de visita a equipos, puntos de tomas de muestra, vlvulas manuales y de control, interruptores, arrancadores, motores, bombas, mangueras, extintores de incendio, estaciones manuales y en general; todos los equipos y aparatos que requieran ser operados, inspeccionados o reparados no deben ser obstaculizados por trayectos de cables o conduits.

2.2.7 Consideraciones para el Montaje e Interconexionado de las Cajas de Conexiones Las cajas de conexin para seales de instrumentacin deben ser las apropiadas segn el servicio requerido. Estos deben seleccionarse de acuerdo a los factores mencionados anteriormente, entre las ms importantes caben destacar, la clasificacin del rea y el grado de proteccin requerido.

Las consideraciones y prcticas para el montaje de las cajas varan ampliamente, sin embargo las prcticas ms usuales son las descritas a continuacin: La altura y ubicacin de las cajas no han sido estandarizadas, pero la tendencia que constituye una buena gua de diseo, consiste en montar las cajas a una distancia desde el suelo o plataforma, hasta el centro de la caja entre 1.4 y 1.6 metros y ubicarla en lugares apropiados para realizar servicio, pruebas, mantenimiento y conexionado de las mismas.

Las cajas pueden estar fijadas a columnas, barandas, vigas, u otras facilidades disponibles. Para los casos donde no pueden utilizarse o no existan estas facilidades, las cajas de conexiones deben montarse en soportes tipo pedestal, sujetos firmemente al suelo.

Para cajas de conexiones ubicadas a la intemperie, donde frecuentemente estn sometidas a la lluvia, nieve, hielo, aceite, y otras sustancias, la entrada de los cables y Conduits a la caja se deber hacer nicamente por la parte inferior.

Para los casos donde gran cantidad de conduits y cables entren a la caja y la superficie inferior no sea suficiente, se podrn utilizar los lados de las cajas de conexiones. De esta forma, y conjuntamente con los drenajes colocados en la caja y los Conduits, se evita en gran medida la penetracin de agua y la presencia de humedad y agua en el interior de la misma. Las regletas terminales o borneras de conexin, deben montarse siempre en soportes aislantes de plstico metal, para proveer aislamiento trmico entre las paredes de la caja y los bloques terminales. Tambin es usual, utilizar una lmina de metal como doble fondo para este mismo propsito. Al igual que los Conduits, se debern asignar cajas independientes para cada tipo de seal (4-20 mA, termopares, discretas, etc.) En el caso de las seales analgicas (4-20mA), se deber cumplir con el aterramiento de todas las seales en un solo punto, por lo que, adems del par, se conectar a la regleta terminal cada conductor de drenaje individual.

Por otra parte, para evitar un cortocircuito accidental de las pantallas o blindajes individuales de cada par, es recomendable aislar debidamente tanto stas, como cada alambre individual de drenaje, entre el final de la chaqueta y el borne de conexin.Es decir, slo uno de los extremos del conductor de drenaje es aterrado, de igual forma el drenaje individual no debe de ninguna manera conectarse al instrumento chasis del mismo. Este debe ser aislado debidamente para evitar cualquier aterramiento accidental en el instrumento.

Existen varias formas de conectar los drenajes individuales a fin de llevarlos hasta la sala de control donde sern aterrados. Una forma consiste en puentear todos los drenajes entre si y conectar a ellos el drenaje individual del multipar, el cual ser posteriormente conectado en el otro extremo a la tierra electrnica en la sala de control. Esta forma tiene la ventaja de que los pares del multicable no requieren conductor de drenaje individual en cada par, y se ahorra bornes adicionales en los gabinetes de la sala de control. Sin embargo posee serias desventajas, una de ellas es que se disminuye la proteccin blindada individual en cada par del multicable, y la otra, es que s por cualquier motivo ocurre la desconexin del conductor de drenaje general del multicable, todas las seales llevadas por ste, quedaran sin punto de aterramiento.

Otro mtodo, consiste en llevar todos los conductores de drenajes individuales por el multiconductor hasta la sala de control, donde se aterran en los gabinetes o panales de conexin. Posee la desventaja de aumentar la cantidad de bornes a utilizar, adems utilizar un multiconductor con drenajes individuales (por par), encarece la instalacin.

Sin embargo, se obtiene mayor proteccin contra interferencias, y es ms seguro, ya que si se desconecta uno de los drenajes, este slo afectara al instrumento asociado a l y no a todos los dems instrumentos conectados en la misma caja de conexiones.

2.2.8 Clculo de la Capacidad de Llenado de los Conduits

La capacidad de llenado de conduits se da en funcin del rea (interna) de ocupacin mxima que puede tener un tubo conduit. Esto se debe principalmente a dos razones: primero para facilitar el paso de los cables a travs del conduit, evitndose una tensin de halado excesiva que pudiera daar los cables y la segunda razn aplica mayormente para los cables elctricos de bajo y medio voltaje, en donde se requiere disipacin trmica de los cables. Sin embargo, para las seales de instrumentacin esta ltima razn, no sera tan importante, ya que las seales son en general, de baja potencia, por lo que el calor generado es prcticamente nulo.

El Cdigo Elctrico Nacional, en la tabla 1del Captulo 9 especifica la ocupacin mxima para los tubos conduits en funcin de un porcentaje del rea total del mismo Este porcentaje vara segn la cantidad de cables a instalar dentro del conduit.

De esta forma se obtiene (para conductores sin cubierta de plomo):

Nro. de Conductores

Mx. % de Ocupacin del Conduit

Para 1 Cable

53% de llenado

Para 2 Cables

31% de llenado

Ms de 2 cables

40 % llenado

De lo anterior, se puede observar que con un solo conductor, podemos ocupar una mayor rea de la seccin del conduit; mientras que para el caso de dos conductores, el porcentaje disminuye drsticamente. Esto se debe a la distribucin interna de los cables, dentro del conduit y su relacin con el rea ocupada.

Se debe tener presente que debido a la forma circular tanto de los cables como del conduit, se producen zonas perdidas, que no pueden ser ocupadas por los cables, que son consideradas como reas vacas del conduit. Intuitivamente se puede observar que en el caso de un solo conductor, no hay zonas perdidas y el cable puede ubicarse en cualquier lugar del tubo, limitado nicamente por su rea. No obstante, al colocar dos o ms conductores, aparecen reas perdidas, por lo que el porcentaje de ocupacin mximo disminuye.

Para el caso de dos conductores, el porcentaje de ocupacin del conduit debe ser an menor, ya que para esta cantidad de cables prcticamente toda la superficie sin ocupar del conduit es rea perdida, por lo que la movilidad de los cables est restringida y por consiguiente la friccin y la fuerza de halado aumenta considerablemente.

Clculo del porcentaje de llenado para un tipo de cable y tamao de conduit dado

En el capitulo 9 , tabla 4 del CEN se muestra una tabla para el nmero mximo de conductores en conduit segn el tamao de ste tipo de cable usado. Sin embargo, esta tabla no aplica para instrumentacin ya que la mayor parte de los tipos de cables mostrados, no son los utilizados para seales de instrumentacin.

Es por ello, que se debe proceder a elaborar una tabla con el porcentaje de llenado para cada uno de los diferentes tipos de cables de instrumentacin que se utilicen en un proyecto especfico. El procedimiento de clculo es descrito a continuacin:

a) Primeramente se calcula el rea de la seccin del cable a utilizar. Para este ejemplo, se har para un par trenzado, apantallado con conductor de drenaje y chaqueta externa de PVC; utilizado comnmente para seales analgicas de instrumentacin. Obteniendo el dimetro externo a partir del fabricante, (en este caso para el cable DEKORON N 1852-6860-R el dimetro es de 7.29 mm) procedemos a calcular el rea.

rea del Cable = (/4 x D2 = (/4 x (7,29 mm)2 = 41,74 mm2

b) Con este valor se busca en la tabla el conduit cuya rea de ocupacin sea inmediatamente mayor a la del cable (para este caso de un solo conductor se obtiene un conduit de ). Para dos conductores, se multiplica el rea del cable por dos, y se busca en la seccin de dos (31%), donde se obtiene un conduit de .

A partir de tres conductores se calcula con una sencilla regla de tres (tomando los valores de reas de la columna del 40%), tal como se muestra a continuacin:

Para conduit. .

Si 1 cable -----41,74 mm2

Si x cable -----135 mm2 (40% de llenado)

X = (1 cable x 135 mm2) / 41,74 mm2 = 3,23 cables

Tomando nicamente la parte entera, obtenemos que la cantidad mxima de cables para un conduit de es de tres cables, igualmente, se procede a realizar el mismo clculo para los conduits restantes, donde se obtiene:

Para conduit 1

5 cables

Para conduit 1 1/2

12 cables

Para conduit 2

20 cables

Utilizando el mismo procedimiento, se debe realizar una tabla de llenado para cada tipo de cable a usar en las canalizaciones por conduit en un proyecto determinado.

3 CANALIZACIONES ELCTRICAS DE INSTRUMENTACIN POR MEDIO DE CANALES PORTACABLES Y BANDEJAS

Las canalizaciones por canales portacables o bandejas son usadas comnmente, cuando se requiere soportar y trasladar una gran cantidad de cables y/o multicables entre lugares distantes entre si, siempre y cuando el CEN (u otros cdigos aplicables), permitan su uso para la aplicacin requerida.

Los canales portacables bandejas, estn generalmente limitados a usarse en los trayectos desde las cajas de conexiones hasta la sala de control y para la distribucin interna de los multicables en la Sala de Control. La principal ventaja que poseen los canales portacables y bandejas es el bajo costo inicial en comparacin con el sistema conduit. El costo de instalacin por canales bandejas puede llegar a ser hasta un 30% menos que el equivalente por el sistema conduit, Y hasta un 50% menos que el sistema conduit con accesorios a prueba de explosin. Adicionalmente, la capacidad de reserva para futuros cables, puede considerarse en el diseo inicial, ocasionando por este concepto un costo adicional mnimo.

3.1 Tipos de Canales y Bandejas Portacables

Existe una gran variedad de canales y bandejas portacables disponibles para montajes horizontales o verticales. Sin embargo, algunas empresas usuarias prefieren fabricarlas ellas mismas segn sus requerimientos. Los tipos generalmente usados en aplicaciones para montajes horizontales, son: tipo escalera, de bandeja canal. El tipo escalera es una estructura metlica prefabricada, consiste en dos rieles laterales conectados por miembros transversales denominados travesaos. La altura de los rieles puede oscilar entre 6 cm y 15 cm. La distancia entre los travesaos de 15 a 30 cm. El ancho til vara entre 15 cm y 120cm.

La bandeja es una estructura prefabricada realizada a partir de una lmina, por lo que los laterales y el fondo son una sola pieza. Puede pedirse perforada o no, dependiendo de los requerimientos de hermeticidad o ventilacin.

El canal es una estructura metlica, realizada al igual que la bandeja, en una sola pieza, pero se diferencia de la anterior en el ancho til, mientras el ancho til de una bandeja oscila entre 15 y 60 cm, el ancho til de canal est entre 10 cm y 12 cm, tambin puede pedirse perforado.

Los materiales ms comnmente para la fabricacin de los sistemas portacables son: Acero (con diferentes acabados tales como, galvanizado, pintado, etc.) y aluminio. Tambin se ofrecen fabricados con otros materiales para aplicaciones especiales, tales como acero inoxidable, PVC, fibra de vidrio, etc.

En algunas aplicaciones los sistemas portacables requieren el uso de tapas protectoras. Estas tapas estn fabricadas del mismo material que los canales y las bandejas, son utilizadas para proteger los cables, en reas donde puedan ocurrir daos como consecuencia de cadas de objetos, chispas de soldaduras, etc. Adems evitan la penetracin de polvo, tierra, sucio, nieve o hielo. Tambin protege a los cables de condiciones ambientales corrosivas y del sol.

3.2 Acabados y Recubrimientos para Canales y Bandejas Portacables Metlicos

3.2.1 Recubrimientos de Zinc

Capa protectora de Zinc que generalmente se ofrece en tres formas bsicas:

1.-Electrogalvanizada

2.-Pregalvanizada

3.-Galvanizada en caliente despus del ensamblaje.

En todos los casos el zinc protege el acero en primer lugar como recubrimiento y en segundo lugar como nodo de sacrificio en la proteccin de zonas desnudas tales como bordes, y superficies descorchadas debido a maltratos. La capacidad anticorrosiva del zinc es directamente proporcional a su espesor e inversamente proporcional a la corrosin del medio donde se encuentre. Esto significa que un espesor de 50 de zinc en un recubrimiento durar el doble que 25 en un mismo medio.

3.2.2 Electrogalvanizado (ASTM B633)

El electrogalvanizado es un proceso mediante el cual una capa de zinc es depositada sobre hierro a travs de la electrlisis en un bao con sales de zinc.

La capa est conformada por zinc puro y queda adherida al hierro mediante un excelente lazo metal-metal.

Un mximo de 13 puede ser aplicado en forma efectiva por este mtodo.

Cuando esta capa queda expuesta al aire y la humedad, el zinc forma una pelcula muy fuerte consistente en una mezcla de xidos, hidrxidos y carbonatos de zinc. Esta pelcula es de por si una barrera que evita al menos frena el subsiguiente ataque corrosivo sobre el zinc. La electrogalvanizacin se recomienda en reas con poca humedad y bajo techo.

3.2.3 Pregalvanizado (ASTM A 525 Capa Comercial).

El acero Pregalvanizado es producido mediante el paso continuo de lminas provenientes de una bobina de acero dentro de una cuba de zinc fundido.

El espesor de la capa comercial est en el orden de las 20 por cada lado de la lmina. Es bueno tener en cuenta esto cuando se compare con el galvanizado en caliente despus de fabricado.

Durante el proceso de fabricacin de artculos con lminas pregalvanizadas, tanto los bornes recin cortados, como las zonas donde se sold pierden la capa de zinc, sin embargo, el zinc ms cercano al rea desnuda, pasa a convertirse en un nodo de sacrificio que proteger esa zona de la corrosin.

El acero Pregalvanizado no se usa generalmente al aire libre pero puede ser utilizado en zonas secas o con atmsfera poco corrosivas, preferiblemente bajo techo.

3.2.4 Galvanizado en Caliente por Inmersin (ASTM A386)

Despus de la confeccin de una bandeja portacable, sta es sumergida totalmente en zinc fundido.

Una adhesin de carcter metalrgico ocurre de manera tal que la pieza queda totalmente revestida de zinc incluyendo soldaduras y bordes

La ventaja ms importante de este mtodo de recubrimiento es el espesor de la capa lograda.

Las bandejas as tratadas tienen un mnimo de 66 por cada uno de los lados.

La capa de zinc es controlada por el lapso de tiempo que pasa sumergida en el bao de zinc, as como tambin, por la velocidad con que la pieza es retirada.

El revestimiento logrado protege por partida doble al acero. En primer lugar como un escudo impermeable que cubre todo el conjunto. En segundo lugar en el caso de ocurrir un desconchamiento durante el proceso de transporte e instalacin, el zinc circundante actuar como nodo de sacrificio ante la accin de la corrosin.

El galvanizado en caliente por inmersin es recomendable para uso prolongado al aire libre y proteger por 20 aos ms en la mayora de los casos y an en algunos medios industriales altamente corrosivos.

3.2.5 Revestimiento Epxico

Puede solicitarse el acabado epxico para la gran mayora de productos. El proceso consiste en una deposicin de pintura epxica utilizando un sistema electrosttico.

El revestimiento epxico se utiliza cuando se requiere resistencia a los siguientes medios: alcalino, aromtico o cido (diluido en agua).

3.3 Descripcin, Seleccin y Montaje de canales, Bandejas, Accesorios y Componentes Usados en Canalizaciones de Instrumentacin

3.3.1 Tramos Rectos

Como se vio anteriormente, existen bsicamente tres tipos de sistemas portacables: Tipo escalera, la bandeja y el canal.

Los tramos rectos pueden solicitarse en cualquiera de estas formas. La longitud generalmente es de 2.4 metros, para todos los tipos y tamaos. El diseador debe escoger entonces el ancho, la altura del riel y en algunos fabricantes, es posible tambin seleccionar la distancia entre travesaos (para el tipo escalera), el tipo de fondo (liso, de malla, enterizo, perforado, etc) si se utilizan las bandejas.

Se debe tener presente que los tramos rectos son los que generalmente conforman el grueso de las canalizaciones por este sistema, y por lo tanto una vez seleccionado el tipo de tramo por el diseador, los accesorios tales como curvas, derivaciones, etc. Deben ser del mismo tipo.

3.3.2 Curvas

Las curvas cumplen el mismo cometido que los accesorios condulets en las canalizaciones por conduits; se deben utilizar cuando se requiere un cambio de direccin de nivel en las canalizaciones por sistemas portacables. Se clasifican en dos categoras: curvas verticales (para cambios de nivel, los cuales pueden ser internos o externos), y curvas horizontales (para cambios de direccin a un mismo nivel).

3.3.3 Derivaciones, cruces y Reducciones

Las derivaciones o Tees y los cruces X se utilizan para conectar a un mismo canal o bandeja, secciones de la canalizacin procedente de lugares diferentes. Generalmente vienen en ngulos de 90 aunque algunos fabricantes, tambin las suministran tipo Y. 3.3.4 Accesorios de Conexin: Uniones, Conectores, Tapas y Bajantes

En esta seccin se describir todos los accesorios restantes usados comnmente en las canalizaciones por bandejas canales portacables.

Las uniones son utilizadas para fijar un tramo de canal o bandeja a otro, de ste a una curva, derivacin, etc. El tipo de unin a colocar en un determinado tramo, depende de la capacidad de carga que deba soportar este tramo, el ajuste o movimiento de la unin.

Los conectores, son utilizados generalmente para unir la bandeja o canal a una caja, a fin de darle proteccin a los cables en la entrada a la caja y adems rigidizar el conjunto bandeja-caja.

Cuando las bandejas estn expuestas a posibles rocos qumicos en general a que le caigan subproductos de procesos, que puedan daar a los cables, se debern usar tapas. Dichas tapas, debern tener pestaas laterales que se superpongan a los perfiles laterales de las bandejas (flanged covers), y su diseo deber impedir la acumulacin de lquidos sobre ella.

Se tiene dos tipos de tapas:

Hermticas, sin agujeros de ningn tipo. Su uso es recomendable para bandejas horizontales y en general donde se requiera hermetismo al polvo, impurezas al acceso de roedores.

Ventiladas, las hay: con huecos planos, con huecos con pestaas y malladas.

De stas, la ms usada, es la de huecos con pestaas sobre todo para bandejas verticales a fin de impedir la entrada de lquidos, y permitiendo ciertas ventilacin.

La tapa mallada, solo protege contra roedores u objetos grandes que cayeran sobre la bandeja.

En todos los casos, debern usarse dispositivos sujeta-tapas, preferiblemente con alguna empacadura o sello contra lquidos.

Los bajantes son generalmente utilizados cuando se requiere un cambio de nivel en un tramo de la canalizacin por bandeja y no hay suficiente espacio para colocar un tramo de curva vertical. Para estos casos, se utilizan los bajantes. Tambin sirve como terminacin de la bandeja canal para proteger al cable de bordes que puedan daar la cubierta del cable.3.4 Guas y Prcticas Recomendadas para el Diseo de Canalizaciones por Canal o Bandejas Portacables

Una vez conocidos los tipos de sistemas portacables y sus accesorios ms comunes, se describe a continuacin una serie de normas y recomendaciones que el diseador debe considerar al realizar un proyecto con este tipo de canalizacin

3.4.1 Seleccin del Tamao y Material de la Bandeja o Canal Portacable

Los requisitos y guas recomendadas para la correcta seleccin del tamao de sistemas portacable para seales de instrumentacin, son diferentes de las guas y recomendaciones dadas para cables de potencia utilizados en sistemas elctricos de iluminacin y potencia. En estos ltimos, los cables son generalmente colocados en canales tipo escalera en un solo nivel, y separados a distancias especficas a fin de mantener un espacio para ventilacin, de manera de permitir una buena disipacin del calor producido por los cables. En los cables para seales de instrumentacin, en cambio, pueden tocarse uno con el otro y ser colocados en uno o ms niveles.

Por otra parte, se permite usar un mismo canal bandeja para diferentes tipos de seales, siempre y cuando se coloque una barrera metlica de separacin entre los diferentes tipos de seales, a fin de segregarlas. Esta barrera deber ser dos veces ms alta que el dimetro del mayor cable utilizado. De lo dicho anteriormente, se puede observar entonces que el tamao de la bandeja canal portacables para seales de instrumentacin, slo depende de la cantidad de espacio requerido para acomodar los cables provenientes de diferentes localidades o cajas.

Este espacio, tambin determina de una manera indirecta, la capacidad de carga que debe soportar al canal bandeja a utilizar. Se debe considerar un espacio de reserva de un 20% como mnimo, para posibles modificaciones futuras al sistema.

Para la seleccin del material del sistema portacables, se debern considerar las condiciones ambientales del lugar donde se instalarn dichos sistemas. En los casos donde sea seleccionado el acero, se deber tener presente el acabado ms apropiado para ese ambiente. Particularmente, se deber usar este material, cuando se requiera una alta proteccin contra interferencias elctricas, ya que, acta como pantalla o blindaje en la instalacin. Por otra parte, el aluminio, es un material excelente para ser usado en ambientes corrosivos, pero posee la desventaja - al igual que todos los materiales no ferrosos - de no resultar efectivo como blindaje de proteccin contra los ruidos provenientes de fuentes electromagnticas o de radiofrecuencia. En los casos donde se utilicen materiales tales como el aluminio, fibra de vidrio, poliester, PVC, etc. para los sistemas portacables, se deben emplear cables y multicables completamente apantallados blindados en seales susceptibles de perturbacin.

Cada instalacin, tiene requerimientos nicos en cuanto a materiales y recubrimientos que puedan aplicarse. El diseador debe entonces realizar una investigacin detallada a fin de escoger el material que mejor se adapte a estas condiciones.

3.4.2 Factores Estructurales a Considerar en los Sistemas Portacables

Desde un punto estructural, los sistemas de canales bandejas portacables son similares a cualquier otra estructura. Se asemeja a una viga bajo la accin de una carga uniformemente distribuida. Es por ello, que se deben considerar las cargas muertas tales como el peso de los cables y del canal o bandeja, y las denominadas cargas vivas, como el hielo, nieve, viento sismos, y fuerzas de traccin en el halado de los cables, para definir las distancias entre apoyos y la soportacin de los sistemas portacables.

Hay una gran cantidad de configuraciones posibles en una instalacin, pero dos de ellas principalmente, son las ms comunes.

A.- Viga simplemente apoyada

Un ejemplo de una viga simplemente apoyada, es una bandeja portacable sobre dos apoyos cilndricos colocados transversalmente. Cuando una carga es aplicada sobre la bandeja, dicha carga es soportada gracias a la resistencia de la viga en s. Los cilindros sirven de soporte pero no interfieren con la tendencia de flexin de la viga. El anlisis de una viga simplemente apoyada es universalmente utilizado como mtodo de comparacin de capacidades de cargas de vigas entre s, de hecho es el sistema requerido por la norma NEMA VE1-4.01 para la publicacin de las tablas de carga de flexin que deben dar los fabricantes.B.- Viga continua

Esta es la configuracin ms comn encontrada en la instalacin de bandejas portacables. Cuando cargas iguales son aplicadas en todos los tramos simultneamente, el efecto de contra balanceo de las cargas en ambos lados de un soporte, restringe el movimiento de la bandeja en su soporte. Los tramos finales trabajan como vigas simplemente apoyadas. Cuando bandejas portacables de idntico diseo son comparadas en montaje distintos, las instalaciones continuas soportan por lo general un 20% de carga que una viga sencilla y simplemente apoyada, presentando adems un 50% de la deflexin esperada.

La capacidad de carga de una bandeja portacable depende primeramente del material del que est construida, de su diseo (seccin transversal) y de las pruebas realizadas en base a la normativa especificada en su diseo. Debe quedar claro que comparando dos configuraciones idnticas de dos bandejas portacables confeccionadas con materiales distintos, la que tenga el material de mayor resistencia ser la que ms soporte.

Hay un nmero de propiedades fsicas que son fundamentales en el diseo de una bandeja portacables.

El modulo de la seccin designado como Sx, es la propiedad dimensional directamente relacionada con la capacidad de carga de la bandeja. Este mdulo indica en forma matemtica cmo el material es distribuido tanto en el riel como en el travesao. A su vez, el mdulo de la seccin est directamente relacionado con la propiedad geomtrica conocida como momento de inercia e identificado como Ix.

Apartando ahora las propiedades dimensionales, se puede hablar de las propiedades estructurales del material: cada material tiene su propio lmite elstico el cual viene dado en kilos por centmetros cuadrados. Cualquier carga que sobrepase ese lmite elstico causara deformacin permanente o la eventual ruptura del material.

Para prevenir que se llegue a ese mximo en un sistema portacables, es por lo que las tablas de carga de flexin tienen un factor de seguridad aplicado, que generalmente es de 1.5 mayor.

El esfuerzo mximo encontrado en forma experimental es dividido por este factor de seguridad para obtener la carga recomendada permisible de trabajo, de esta manera si accidentalmente se supera (en poco) la mencionada carga permisible no ocurrir dao alguno en el sistema portacable.

La deflexin conocida comnmente como flecha es un efecto inherente a la aplicacin de cargas en una bandeja y no puede ser evitado. Toda viga bandeja flexionar cuando sea cargada, y la magnitud de dicha flexin depender del material y del mdulo de la seccin (Sx) de la bandeja sus componentes. Para reducir la flexin de una bandeja, generalmente basta con incrementar dicho mdulo y esto se logra usualmente aumentando la altura del perfil empleado.

Por otro lado la flexin de una bandeja bajo la accin de una carga puede mejorarse mediante la bsqueda de otros materiales. La flexin es inversamente proporcional a una propiedad conocida como mdulo de elasticidad que se identifica como E.El mdulo de elasticidad depende de la composicin del material. El aluminio tiene un mdulo de elasticidad que es 1/3 de su homlogo en acero, por lo tanto una bandeja de aluminio flexionar tres veces ms que una de acero con propiedades fsicas (mdulo de la seccin) idnticas para ambos.

En zonas donde las estructuras estn sujetas a la vista del pblico, la flexin puede producir efectos contraproducentes. Para una persona no conocedora, una estructura con flecha puede parecerle que es el resultado de un mal clculo excesiva carga. Una bandeja portacables bien diseada presentar una flexin apreciable bajo una carga recomendada por lo tanto en zonas donde la parte decorativa sea importante se recomienda sobredimensionar la bandeja. Es importante sealar que el diseo de sistemas portacables bajo la ptica de la deflexin, producir sobredimensionamiento apreciable en todo el sistema, con el consiguiente encarecimiento de la instalacin tanto en materiales como en mano de obra.

Otro factor a considerar es el viento cuando se utilizan las bandejas hermticas. Sin embargo, el viento no se toma en cuenta cuando se utiliza el tipo escalera descubierta. En este caso, el aire fluir entre los cables y los travesaos eliminando sus efectos. Cuando se coloca una tapa sobre la bandeja a los fines de proteger a los cables del sol u otros efectos, se debe tomar en cuenta el efecto que causar el viento en su accin de separar la tapa de la bandeja. Ya que se crear una presin negativa por fuera y una positiva por dentro que tender a levantar la tapa, por lo que en estos casos se deben utilizar sujetadores de tapa.Por ultimo, en ambientes donde los cambios de temperatura sean muy bruscos, y se puedan producir expansiones y contracciones trmicas en los canales o bandejas, se debe considerar el uso de uniones espaciales para estos propsitos (Fig 8)

Fig 8.-Uniones de Expansin3.4.3 Consideraciones y Recomendaciones para Determinar los Puntos de Apoyo y las Uniones en los Sistemas Portacables

Resulta obvio que los puntos de apoyo para un sistema portacable dependen de las facilidades estructurales, tales como techos plataformas,racks de tuberas, etc., que puedan utilizarse para soportarlo. En los casos donde el trayecto de bandejas o canales es por debajo de un techo plataforma, la soportacin se facilita, ya que generalmente no existen impedimentos para seleccionar la distancia entre un punto de apoyo y otro; de manera de evitar deflexiones muy grandes

Cuando se utilizan los puentes racks de tuberas, con punto de apoyo distanciados entre 4.5 y 6 metros, para soportar canalizaciones de sistemas portacables, se pueden ocasionar algunos de los siguientes problemas:

Si no hay limitaciones en cuanto a la deflexin de la bandeja canal, puede aparecer una deformacin por deflexin que resulte chocante a la vista, particularmente cuando el trayecto del canal est muy cerca de las tuberas, por lo que la deflexin en la bandeja canal resalta an ms. La solucin consiste entonces en sobredimensionar la bandeja canal, colocar un punto de apoyo adicional entre un soporte y otro del puente de tuberas. De esta forma, se logra limitar la deflexin a valores muy pequeos.

Resulta difcil definir un valor exacto para los lmites de deflexin que puedan considerarse aceptables, adems de que varan de un usuario a otro. Por ejemplo, un diseador puede calcular la distancia de separacin de los soportes a fin de obtener una deflexin mxima de 12 milmetros, mientras que otro, puede utilizar una relacin entre la distancia entre soportes y la deflexin mxima, generalmente de 1:200, as para una luz(distancia entre soportes) de 5 metros, la deflexin mx. permitida ser de 2.5 centmetros, mientras que para una luz de 2.5 metros la deflexin mxima no debe sobrepasar los 12 milmetros.

Como regla general, y a fin de obtener deflexiones prcticamente despreciables, se pueden acatar los siguientes criterios para la ubicacin de los soportes.

a.- Criterio General.

Los soportes debern ser ubicados de tal manera que los conectores de tramos horizontales rectos, caigan entre el soporte y una distancia igual a la cuarta parte de la luz entre soportes. Para una luz de 2.40 m, esto equivaldra a 60cm.Si