1.3.4. Materiales mecánicos

Clasificación de los materiales mecánicos en instalaciones eléctricas

El montaje estructural de canalizaciones y envolventes eléctricas de baja tensión exige la selección concienzuda de materiales mecánicos auxiliares. El instalador no solo manipula la aparamenta eléctrica pura; para asegurar la rigidez, estanqueidad y seguridad galvánica de los conjuntos, debe dominar la tecnología de los materiales mecánicos asociados. Estos materiales se agrupan en perfiles y chapas estructurales, tornillería y elementos de unión elástica y galvánica, accesorios de entrada de cables y sistemas de bandejas portacables.

La incorrecta elección de un elemento aparentemente insignificante, como un tipo de arandela o la métrica de un prensaestopas, puede comprometer la seguridad de la instalación. Por ejemplo, utilizar un prensaestopas del paso inadecuado anula el grado de protección IP del armario, permitiendo la entrada de agua de lluvia o polvo conductivo. Asimismo, ignorar las uniones equipotenciales metálicas en las bandejas portacables crea riesgos de derivaciones a masa que escapan a las protecciones del diferencial.

En esta sección de formación detallaremos las propiedades técnicas de las envolventes, los accesorios normalizados de fijación (arandelas de seguridad, remaches roscados) y los elementos de guiado mecánico externo necesarios para acometer una instalación completa conforme a las directivas del REBT.

Tecnología de envolventes y elementos de fijación

Materiales estructurales: Metales y Plásticos

Las envolventes y chasis protectores deben soportar solicitaciones mecánicas externas (ensayos de impacto IK) e internas (peso de la aparamenta). Los materiales más utilizados son:

• Acero al carbono galvanizado en caliente: Es el estándar industrial. El recubrimiento de zinc protege al acero estructural contra la corrosión por ánodo de sacrificio.
• Acero inoxidable (AISI 304 o AISI 316): De uso obligatorio en industrias químicas, farmacéuticas, alimentarias o instalaciones en puertos marítimos debido a su alta resistencia a los ácidos y la niebla salina.
• Poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV): Material termoestable de alta resistencia que ofrece doble aislamiento eléctrico intrínseco (Clase II), ligereza frente al metal y ausencia total de oxidación ambiental.

Tornillería y arandelas específicas de uso eléctrico

Las uniones roscadas de los cuadros eléctricos se basan en roscas del Sistema Métrico ISO de perfil triangular a 60°. Para que estas uniones funcionen de manera óptima bajo dilatación y vibraciones, se combinan con diferentes tipos de arandelas:

1. Arandelas planas (tipo A): Distribuyen la fuerza del apriete sobre una mayor superficie del chasis, evitando la deformación de chapas finas y protegiendo el recubrimiento de pintura.
2. Arandelas Grower (elásticas de muelle helicoidal partido): Al apretarse, ejercen una fuerza elástica constante que evita el desenroscado espontáneo por vibraciones.
3. Arandelas dentadas o de abanico (star/fan washers): Poseen dientes externos o internos inclinados. Durante el apriete, los dientes rayan activamente la laca o pintura aislante de la chapa de acero galvanizado del chasis, logrando un contacto galvánico metal con metal directo. Son de uso obligatorio para garantizar la puesta a tierra de puertas y placas de montaje.

En chapas de acero finas donde no es posible roscar directamente porque el número de filetes de rosca sería inferior a tres, se recurre a las tuercas remachables o remaches roscados. Estos elementos se fijan mediante remachadoras especiales de tracción, expandiendo un cuerpo deformable sobre la chapa y dejando un casquillo roscado interior métrico sumamente robusto.

Accesibilidad de cables y sistemas de canalización

Prensaestopas: Métricos contra PG

La entrada de los cables a la envolvente exige el mantenimiento estricto del grado de protección IP del cuadro. Esto se consigue utilizando prensaestopas (plásticos de poliamida o metálicos de latón niquelado) que aprisionan una junta elástica tórica contra la cubierta exterior del cable al apretar la tuerca exterior. Existen dos normativas históricas de roscado para prensaestopas:

• Estándar PG (Panzergewinde): Rosca alemana tradicional de perfil a 80°, común en maquinaria antigua. Designaciones habituales: PG9, PG11, PG16, PG21, PG29. Su uso en diseños nuevos en Europa está en desuso.
• Estándar Métrico (UNE-EN 62444): Rosca métrica estándar a 60° con paso fino (típicamente 1,5 mm). Se designa con la letra M seguida del diámetro en mm: M12, M16, M20, M25, M32, M40. Es el sistema exigido en la actualidad.

Bandejas de rejilla y continuidad de tierra (UNE-EN 61537)

Para canalizar masivamente cables de potencia desde el cuadro eléctrico hasta la maquinaria, se utilizan bandejas portacables. Las bandejas de rejilla metálica son muy valoradas por facilitar la ventilación y evitar la acumulación de calor de los conductores. No obstante, por seguridad eléctrica frente a derivaciones (UNE-EN 61537), toda la estructura de la bandeja metálica debe tratarse como un único conductor equipotencial conectado a la red general de tierra de la planta.

Dado que los acoplamientos mecánicos de unión entre tramos de bandeja acumulan resistencia eléctrica por suciedad u oxidación superficial, es obligatorio instalar trenzas de masa de cobre flexibles puenteando cada unión atornillada. Esto garantiza una resistencia del circuito de tierra inferior a los límites que provocarían tensiones de contacto peligrosas en caso de fallo de aislamiento de algún cable.

# Script para determinar el prensaestopas métrico comercial (UNE-EN 62444)

# adecuado en base al diámetro exterior medido del cable eléctrico.



def sugerir_prensaestopas(diametro_cable_mm):

    # Base de datos de rangos de apriete estándar para prensaestopas métricos de poliamida

    rangos_prensaestopas = {

        'M12': (3.0, 7.0),

        'M16': (4.5, 10.0),

        'M20': (6.0, 12.0),

        'M25': (9.0, 17.0),

        'M32': (13.0, 21.0),

        'M40': (16.0, 28.0),

        'M50': (27.0, 35.0)

    }

    

    opciones_validas = []

    

    for prensa, rango in rangos_prensaestopas.items():

        min_d, max_d = rango

        # Añadimos un pequeño margen de seguridad de 0.5 mm en los extremos

        if (min_d + 0.5) <= diametro_cable_mm <= (max_d - 0.5):

            opciones_validas.append(prensa)

            

    print(f"Diámetro de Cable Introducido: {diametro_cable_mm:.1f} mm")

    if opciones_validas:

        print(f"Prensaestopas recomendado prioritario: {opciones_validas[0]}")

        if len(opciones_validas) > 1:

            print(f"Alternativas secundarias viables: {', '.join(opciones_validas[1:])}")

    else:

        print("CUIDADO: Diámetro fuera de rango estándar. Consultar catálogo especial.")



# Prueba para un cable manguera RV-K 3G2.5 con diámetro exterior de 11.2 mm

sugerir_prensaestopas(11.2)