Un cruce sin zanja resuelve un problema de superficie. La carretera permanece abierta, la ribera del río se mantiene intacta, la planta de procesamiento sigue funcionando y el cable aún tiene que llegar de un lado al otro.
Lo que cambia es dónde reside la dificultad. En lugar de una excavación, el proyecto hereda un trazado subterráneo curvo cuya forma nadie puede ver, y una operación de tracción que fracasa de forma costosa si la preparación fue demasiado optimista.
La perforación direccional horizontal es un trabajo rutinario para los contratistas que la realizan, pero un terreno desconocido para muchos de los que especifican el cable. La brecha entre estas dos posturas es donde surgen los problemas.
¿Por qué una ruta elige la perforación direccional horizontal?
Generalmente, se elige un cruce por razones ajenas al cable. No se puede cerrar una carretera durante una semana, no se debe alterar el curso de un río, no se puede detener una planta en funcionamiento ni abrir una superficie catalogada como patrimonio histórico.
Una vez tomada la decisión, la ruta deja de ser una zanja y se convierte en una perforación. Primero se instala el conducto, generalmente de una sola vez, y el cable se coloca más tarde, a menudo semanas después, cuando el lugar tiene un aspecto completamente diferente.
Ese intervalo supone un riesgo en sí mismo. Entre la instalación del conducto y el tendido del cable, se restaura la superficie, se cierran las zanjas y la única evidencia del trazado es un plano y un conjunto de coordenadas.
Todo aquello que no se registra durante la fase de perforación suele descubrirse durante el tendido del cable.
La perforación direccional horizontal permite instalar un conducto sin abrir la superficie a lo largo del trazado, por lo que se elige para trabajos en carreteras, ríos e instalaciones industriales.
¿Qué cambios se producen con la perforación?
La comparación no se trata de qué método es mejor, sino de dónde se traslada el riesgo.
| Aspecto | Zanja abierta | Perforación direccional |
|---|---|---|
| Forma de la ruta | Tramos rectos con curvas definidas | Una curva larga que no se puede inspeccionar posteriormente. |
| Acceso | El cable se coloca y se observa | El cable se tiende y se supervisa indirectamente. |
| Verificación | Visual y medible a medida que avanza el trabajo. | Depende de los registros y del monitoreo durante la extracción. |
| Impacto superficial | Excavación a lo largo de toda la ruta. | Pozos solo en cada extremo |
La segunda columna no es peor, pero sí requiere más preparación antes de que comience el tirón.
El radio de curvatura del recorrido perforado viene determinado por la plataforma de perforación y el conducto, y el cable dentro de ese conducto aún tiene que respetar su propio radio de curvatura mínimo.
Lo que el cruce tiene que resolver
Cinco factores determinan si la ruta perforada es adecuada para el cable que se solicita.
El radio que seguirá el conducto
La curva perforada tiene un radio propio, y el cable que se encuentra en su interior debe ser capaz de seguir esa curva mientras está bajo tensión.
El tamaño y tipo del conducto
El diámetro interior, la rigidez de la pared y el método de unión influyen en la fricción, y es la fricción lo que limita la fuerza de tracción.
Los fosos de entrada y salida
Su longitud, ángulo de aproximación y drenaje determinan cómo entra el cable en el conducto y si se puede tender recto en primer lugar.
El estudio a lo largo del pozo
La profundidad, la posición y cualquier desviación son importantes para el trabajo futuro, y el único momento económico para capturarlas es durante la perforación.
La separación de otros servicios
Los cruces que pasan cerca de tuberías principales de agua, gas u otros conductos representan un problema de diseño antes que un problema de construcción.
El pozo de entrada es donde comienza la instalación, y su tamaño y drenaje suelen determinar si la instalación es sencilla o un ejercicio de improvisación.
Dónde fallan los cruces de conductos
Estos son los fallos recurrentes, y la mayoría de ellos se deciden antes de que llegue el cable.
- Un conducto instalado con una curva más pronunciada de la que el cable puede superar bajo tensión.
- Un conducto que se deja abierto y sin sellar, por lo que se llena de lodo y agua antes de que se tire del cable.
- La fosa de entrada era demasiado corta para extender el cable, lo que obligó a que el tirón comenzara doblando una esquina.
- Se eligió un lubricante para una tracción recta en lugar de para una tracción larga y curva.
- No se conserva ningún registro de la profundidad del pozo, por lo que una excavación posterior se basa en una suposición.
Cada uno de estos problemas es barato de evitar en la fase de perforación y caro de descubrir durante la extracción.
La tensión que se genera al pasar por un conducto perforado está dominada por la fricción a lo largo de un recorrido curvo extenso, razón por la cual la lubricación y el estado del conducto son más importantes que en una zanja recta.
Un cruce que se mantuvo y un tirón que se estancó
Situación: Una obra necesitaba un alimentador subterráneo bajo una carretera de acceso muy transitada, por lo que se adjudicó un contrato de perforación direccional horizontal para el conducto, mientras que el cable se encargó por separado para la misma longitud de ruta.
Hallazgo: La perforación se completó y el conducto se instaló según lo previsto, con una curva en cada extremo. El conducto había permanecido abierto durante varias semanas, y para cuando se tendió el cable, contenía agua y sedimentos, lo que aumentó la fricción a lo largo de la sección curva muy por encima de lo estimado.
Decisión: Se limpió el conducto, se replanificó el tendido con un mayor volumen de lubricante y una velocidad de cabrestante más lenta, y se inspeccionó el cable en ambos extremos antes de su terminación.
Resultado: El tendido se completó dentro del límite de tensión del cable. La lección se registró como requisito de sellado de conductos, que se aplicó posteriormente a todos los cruces en el mismo emplazamiento.
Una ruta de conductos instalada sin un registro topográfico deja al siguiente proyecto sin forma de planificar en torno a ella, y sin manera de saber dónde están las curvas.
Radio de curvatura en una perforación direccional horizontal
En un cruce perforado se aplican dos radios diferentes. El primero corresponde al orificio: la curva que describe el conducto a través del terreno. El segundo corresponde al cable: la curva más pronunciada que puede deformarse durante su tracción.
El radio de paso suele ser generoso en comparación con el límite del propio cable, pero generosidad no es lo mismo que margen. Si a esto le sumamos la comba de un cable pesado en un conducto grande, la trayectoria efectiva que sigue el cable no siempre coincide con el eje central del paso.
Cuando un cable se apoya contra la parte exterior de una curva bajo tensión, la carga se concentra en una pequeña área de la funda. Esta es la condición que describe la presión lateral, y es la que daña las fundas exteriores sin que se observen problemas visibles.
La respuesta práctica consiste en especificar la geometría del pozo, el tamaño del conducto y la masa del cable de forma conjunta, y que alguien confirme que la combinación funciona antes de adjudicar el contrato de perforación.
Lo que la perforación direccional horizontal exige del cable
Durante un tirón curvo, el cable está sometido a tres cargas, cada una con un límite.
| Condición | Lo que carga | Cómo se limita |
|---|---|---|
| Tensión de tracción total | Conductor y vaina en tensión | Supervisión del cabrestante frente a un límite establecido |
| Presión en el flanco en las curvas | Presión local sobre la vaina | Radio de curvatura, tamaño del conducto, masa del cable |
| Abrasión contra la pared del conducto | Superficie exterior de la vaina | Lubricación, estado del conducto, velocidad de tracción |
La monitorización del cabrestante proporciona información sobre el primero de estos aspectos, pero no dice nada directamente sobre los otros dos.
Antes de que comience la lucha
Cuatro controles distinguen una extracción controlada de una costosa.
Demuestra que el conducto está despejado.
Es necesario realizar una prueba con mandril o un recorrido de calibración antes de instalar el cable, para detectar cualquier obstrucción mientras aún se puede eliminar.
Confirme la distribución en el foso de entrada.
Espacio suficiente para extender el cable en línea recta, con rodillos dimensionados para el tambor y la masa del cable.
Acordar el límite de tensión por escrito.
La figura debe figurar en el enunciado del método y en la hoja del operador del cabrestante, no en una conversación.
Ten el final listo
Ojal de tracción, calcetín y sellado dispuestos de manera que el cable no quede con un extremo desprotegido mientras se localiza el equipo.
Registros de una ruta que nadie puede ver
Un conducto enterrado en una zanja recta se puede localizar excavando. Un cruce perforado solo se puede comprender a partir de su registro, por lo que la fase de perforación genera documentos tan importantes como los certificados de prueba de cables.
El perfil de profundidad, las coordenadas de entrada y salida, el tipo y diámetro del conducto, y cualquier desviación del trazado previsto proporcionan al siguiente ingeniero información suficiente para trabajar. Sin ella, cada cruce futuro en la misma zona requiere una investigación nueva.
Las fotografías de los extremos del conducto antes de ser sellados, y del propio proceso de tracción, son útiles porque muestran condiciones que un dibujo no puede reflejar.
En conjunto con los datos del cable, el registro describe una sola instalación en lugar de dos independientes, que es el punto en el que un cruce sin zanja deja de ser un riesgo.
Qué preguntarle a un contratista de perforación direccional horizontal
Las respuestas a cinco preguntas determinan si el cable puede seguir el recorrido del orificio.
- ¿Qué radio seguirá el orificio a lo largo de toda su longitud y cómo se mide?
- ¿Qué tipo y diámetro de conducto se propone, y cuál es el acabado de su superficie interior?
- ¿Cómo se sellará y se dejará el conducto entre la instalación y el tendido del cable?
- ¿Qué tensión de tracción y tasa de lubricación presupone el enunciado del método?
- ¿Qué informe de la encuesta se emitirá y en qué formato?
Un contratista que responde con soltura a las cinco preguntas suele ser alguien que ya ha tendido cables a través de una curva con anterioridad.
Entradas para la solicitud de cotización (RFQ) para un cruce perforado
Estos detalles permiten planificar la perforación direccional horizontal, considerando el cable, el conducto y el tendido como una sola instalación.
- el perfil de longitud, radio y profundidad del orificio según lo diseñado
- el tipo de conducto, el diámetro interior y el método de unión
- las dimensiones del foso de entrada y salida y los ángulos de aproximación
- la masa del cable, el diámetro y el radio de curvatura mínimo
- los límites de tensión de tracción y presión en la pared lateral para el cable
- el lubricante propuesto y su compatibilidad con la vaina
- el estado en que quedará el conducto antes de la extracción
- los registros de la encuesta y de finalización que el propietario espera
Las normas técnicas como IEC 60502 , IEC 60228 e IEC 60332 permiten unificar la terminología de construcción y ensayo de cables. La especificación del proyecto aprobada, la normativa local aplicable y la autoridad de diseño cualificada siguen rigiendo la decisión final sobre el sistema.
Soporte de cables JINCHUAN para cruces sin zanja y rutas canalizadas.
JINCHUAN Cable suministra cables con la masa, el diámetro y los límites de curvatura dentro de los cuales debe funcionar un cruce perforado, y puede confirmar cómo se comporta la cubierta exterior contra la pared de un conducto.
Revise la gama de cables y el perfil de fabricación , y luego envíe los detalles del diámetro interior y del conducto para que se pueda planificar el tendido en función del cable suministrado.
Antes de adjudicar el contrato de perforación direccional horizontal, es necesario definir el radio de la perforación, el conducto y el cable como un único cálculo, ya que una perforación realizada es difícil de modificar.
Preguntas frecuentes
¿Para qué se utiliza la perforación direccional horizontal?
Este sistema instala un conducto por debajo de un obstáculo, como una carretera, un río o una planta en funcionamiento, sin necesidad de abrir la superficie a lo largo del recorrido.
¿En qué se diferencia de una zanja abierta?
La ruta se convierte en una larga curva que nunca más se vuelve a ver, y el cable se tira en lugar de tenderse, por lo que la preparación y los registros tienen mayor importancia.
¿Sigue siendo aplicable el radio de curvatura del cable?
Sí. El orificio puede tener un radio generoso, y el cable dentro del conducto aún debe mantenerse dentro de su propio radio de curvatura mínimo mientras está bajo tensión.
¿Por qué es tan importante el estado de los conductos?
La fricción contra la pared del conducto determina la tensión de tracción en un recorrido largo y curvo. El lodo, el agua y los daños la aumentan drásticamente.
¿Qué limita la longitud de tracción?
El límite de tracción del cable, la presión en la pared lateral en las curvas y la capacidad del cabrestante, todos ellos factores que se ven afectados por la lubricación.
¿Debe sellarse el conducto posteriormente?
Los extremos deben sellarse tan pronto como se instale el conducto; de lo contrario, se acumularán sedimentos y agua antes de que llegue el cable.
¿Quién decide el tamaño del conducto?
El diseñador del cruce trabaja con el diámetro y la masa del cable. Un conducto más grande reduce la fricción, pero cambia la posición del cable en la curva.
¿Qué registros deben conservarse?
Perfil de profundidad, coordenadas de entrada y salida, tipo y diámetro del conducto, tensión de tracción registrada y fotografías de los extremos del conducto.
¿Se puede inspeccionar posteriormente un cruce perforado?
No visualmente. Se deduce de sus registros, por lo que forman parte del activo y no son mero papeleo para el archivo.
¿Cómo puede JINCHUAN Cable soportar un cruce perforado?
JINCHUAN Cable proporciona la masa, el diámetro y los límites de curvatura del cable suministrado, y puede confirmar las propiedades de la cubierta relevantes para el tendido.
