Explicación de las bandejas portacables: tipos, usos y tamaños estándar

¿Qué son las bandejas portacables en instalaciones eléctricas?

Una bandeja portacables es una estructura de soporte rígida fabricada en fábrica, abierta en la parte superior, diseñada para transportar y organizar grupos de cables eléctricos a lo largo de una ruta definida a través de un edificio o instalación. A diferencia del conducto, que encierra los cables dentro de un tubo sellado, una bandeja portacables deja los cables accesibles desde arriba en cualquier punto a lo largo de su longitud. Esta accesibilidad es una de sus ventajas prácticas más importantes: se pueden añadir, quitar o redirigir cables sin desmontar el sistema de soporte.

Las bandejas de cables se rigen por normas que incluyen NEMA VE 1 (Estados Unidos), CEI 61537 (internacional), y BS EN 61537 (Reino Unido/Europa). Estos estándares definen capacidades de carga, dimensiones, métodos de prueba y requisitos de materiales para garantizar que una bandeja clasificada para una carga y un entorno determinados realmente funcione según lo especificado en servicio.

El término "sistema de bandeja portacables" se refiere al conjunto completo: las secciones de la bandeja en sí, más los accesorios que permiten cambios de dirección (curvas horizontales y verticales, tes, cruces), los soportes que suspenden o montan en la pared la bandeja y las cubiertas utilizadas donde se necesita protección mecánica o blindaje EMI.

Las bandejas portacables no deben confundirse con conductos de cables (canales rectangulares completamente cerrados, normalmente utilizados para cables más pequeños en entornos de oficina) o escaleras de cable (una variante más pesada de la bandeja tipo escalera, diseñada para cables muy pesados en entornos industriales; la distinción entre bandeja de escalera y escalera de cables depende en parte de la capacidad de carga y la profundidad del riel).

¿Para qué se utilizan las bandejas portacables?

Las bandejas portacables son la principal solución de gestión de cables en prácticamente todos los grandes proyectos comerciales, industriales y de infraestructura. Sus aplicaciones específicas abarcan una amplia gama de sectores y tipos de cables.

Cables de distribución de energía

El uso más común es transportar cables de alimentación medianos y grandes (normalmente de 16 mm² a 400 mm² de sección transversal) desde aparamentas y cuadros de distribución hasta plantas y equipos. En un edificio de oficinas comerciales, estos son los cables que pasan por encima de los falsos techos desde la sala de distribución principal de BT hasta los cuadros de distribución a nivel del suelo. En un centro de datos, transportan alimentación de energía de alta densidad a las filas de servidores. Se prefieren las bandejas de escalera para cables de alimentación pesados ​​porque los peldaños abiertos permiten la circulación de aire alrededor de las cubiertas del cable, evitando la acumulación de calor que de otro modo requeriría una reducción de potencia del cable.

Cableado de telecomunicaciones y datos.

Se colocan bandejas separadas, generalmente de malla de alambre o perforadas, para cableado estructurado (Cat 6, Cat 6A, fibra óptica). Los cables de datos se mantienen físicamente separados de los cables de alimentación para evitar interferencias electromagnéticas (EMI). Un enfoque estándar en edificios grandes es colocar bandejas de alimentación y bandejas de datos en paralelo a diferentes alturas o en lados opuestos de un pasillo, con una separación mínima de 200 mm para cables de datos no blindados donde la tensión de red se transporta en la bandeja de alimentación.

Instalaciones industriales y de proceso

Las refinerías, las plantas químicas y las instalaciones de fabricación dependen en gran medida de bandejas de cables para gestionar cables de instrumentos, cables de control y alimentaciones de energía pesada simultáneamente. En estos entornos, los sistemas de bandejas pueden recorrer cientos de metros a lo largo de soportes de tuberías a alturas de 4 a 10 m. Las bandejas de acero galvanizado en caliente son estándar; en entornos corrosivos (instalaciones costeras, químicas o de procesamiento de alimentos), se especifican bandejas de acero inoxidable (grado 316L) o de plástico reforzado con vidrio (GRP/fibra de vidrio).

Instalaciones aéreas versus instalaciones subterráneas

Si bien las instalaciones elevadas a nivel del techo son las más comunes, los entornos de piso elevado (particularmente centros de datos y pisos comerciales) utilizan bandejas de cables debajo del piso para encaminar los cables de alimentación y datos a losetas individuales. En estas instalaciones, la bandeja generalmente se invierte o se usa un tipo de malla de alambre para permitir el máximo flujo de aire debajo del piso elevado.

¿Cuáles son los 3 tipos principales de bandejas portacables?

Los tres tipos se diferencian principalmente en la construcción de su base, que determina los tamaños de cable que soportan mejor, los entornos que se adaptan y cuánta ventilación proporcionan alrededor de los cables.

1. Bandeja de escalera

La bandeja de escalera consta de dos rieles laterales paralelos conectados por peldaños espaciados a intervalos regulares, normalmente 150 mm, 225 mm o 300 mm. Esta construcción es la más abierta de los tres tipos, proporciona máxima circulación de aire y facilita la visualización y el acceso a cables individuales en cualquier punto del recorrido.

La bandeja de escalera es la opción preferida para:

• Cables de alimentación pesados (los cables de gran sección transversal necesitan soporte a intervalos entre peldaños para evitar que se doblen y necesitan ventilación para disipar el calor)
• Largos tramos horizontales en instalaciones industriales
• Instalaciones donde la identificación de cables y los cambios futuros son prioridades frecuentes

El espacio entre peldaños es importante para el soporte de cables. IEC 61537 recomienda que los cables con un diámetro exterior inferior a 9 mm no se transporten en bandejas de escalera con una separación entre peldaños de 300 mm, ya que los cables pequeños pueden combarse entre los peldaños y dañarse. Para cables pequeños es más adecuada una distancia entre peldaños más corta (150 mm) o un tipo de bandeja diferente.

2. Bandeja perforada (de fondo sólido)

La bandeja perforada tiene una base plana continua con orificios perforados (generalmente entre un 10 % y un 30 % de área abierta) flanqueada por rieles laterales sólidos o ligeramente elevados. A menudo se la llama bandeja de "fondo sólido" en los EE. UU., aunque estrictamente una bandeja de fondo sólido no tiene ninguna perforación (se usa cuando se necesita protección contra goteo). En el uso común, "bandeja perforada" describe el tipo de base perforada.

La base perforada soporta cables de todos los tamaños sin riesgo de combarse, lo que la hace ideal para:

• Cables de potencia pequeños y medianos.
• Cables de instrumentos y control que necesitan soporte total en toda su longitud
• Instalaciones de cables mixtos donde cables grandes y pequeños comparten la misma bandeja.
• Áreas donde es deseable cierto grado de protección contra el polvo o el goteo

La ventilación es más baja que la bandeja de la escalera, por lo que es posible que sea necesario reducir la potencia de los cables de alimentación más grandes si están completamente enterrados en una capa profunda de cables. NEC 392.80 (EE. UU.) e IEC 60364-5-52 proporcionan factores de reducción de potencia basados ​​en la cantidad de capas de cable y el porcentaje de llenado de la bandeja.

3. Bandeja de malla metálica (cesta para cables)

La bandeja de malla de alambre, también llamada cesta de cables o bandeja de cesta de alambre, está fabricada con alambre de acero soldado en lugar de chapa metálica formada. Es extremadamente liviano, lo suficientemente flexible como para adaptarse a desviaciones menores del sitio sin cortes y rápido de instalar. Una bandeja de malla de alambre se puede doblar a mano en el sitio para crear curvas suaves o cambios de ángulo que de otro modo requerirían una instalación de fábrica.

La bandeja de malla de alambre es la opción dominante para:

• Centros de datos y salas de TI: livianos, permiten el máximo flujo de aire y son fáciles de reconfigurar
• Edificios de oficinas e interiores comerciales: aspecto cuidado, fácil instalación sobre techos suspendidos
• Cableado estructurado (Cat 5e a Cat 8, fibra óptica) donde la flexibilidad y el bajo peso importan más que una alta capacidad de carga

La capacidad de carga es significativamente menor que la de una escalera o una bandeja perforada. La mayoría de los sistemas de malla de alambre tienen una capacidad nominal de 15 a 50 kg/m, en comparación con 50 a 300 kg/m para bandejas de escalera pesadas. La bandeja de malla metálica no es adecuada para cables de alimentación de gran tamaño.

¿Cuáles son los tamaños de bandeja de cables estándar?

Las bandejas portacables se fabrican con dimensiones estandarizadas para permitir que se combinen componentes de diferentes proveedores en un proyecto y brindar a los ingenieros datos de rendimiento predecibles para los cálculos de carga. Las dimensiones clave son el ancho, la profundidad (altura del riel lateral) y la longitud de la sección.

Anchos estándar

El ancho es la dimensión más importante para la planificación de la capacidad: determina cuántos cables se pueden instalar uno al lado del otro. Los anchos estándar según IEC 61537 y la mayoría de sus equivalentes nacionales son:

Profundidades estándar (alturas de barandillas laterales)

La profundidad (la altura de los rieles laterales) determina cuántas capas de cables se pueden apilar y contribuye a la rigidez estructural y la capacidad de carga de la bandeja. Las profundidades comunes son:

• 25 mm (1 pulgada) — poco profundo, utilizado para datos ligeros y cables de instrumentos
• 50 mm (2 pulgadas) — la profundidad de uso general más común
• 75 mm (3 pulgadas) — instalaciones de potencia media y mixtas
• 100 mm (4 pulgadas) — energía de alta resistencia, donde se apilan varias capas de cables grandes
• 150 milímetros (6 pulgadas) — aplicaciones industriales pesadas especializadas

Las bandejas más profundas son más rígidas y pueden abarcar mayores distancias entre soportes. Una bandeja de escalera de acero galvanizado de 300 mm de ancho × 100 mm de profundidad en un calibre medio generalmente puede abarcar 3 m entre soportes con carga nominal, mientras que una bandeja de 300 mm × 50 mm del mismo material puede requerir soportes a intervalos de 1,5 a 2 m para permanecer dentro de los límites de deflexión.

Longitudes de sección estándar

Casi todas las bandejas portacables se fabrican en tramos de 3 metros (aproximadamente 10 pies en los EE. UU.). Algunos fabricantes también ofrecen secciones de 6 metros para grandes proyectos industriales donde se desean menos uniones. La bandeja de malla de alambre normalmente se suministra en rollos de 15 a 30 m para tiradas continuas, cortadas a medida en el sitio.

Reglas de capacidad y llenado de bandejas

Seleccionar el ancho de una bandeja no es simplemente una cuestión de medir los cables y elegir el tamaño más cercano. Los estándares y las buenas prácticas de ingeniería exigen que la bandeja no se llene en exceso, por dos razones: disipación de calor y capacidad futura. Las reglas comunes son:

• NEC 392.22 (EE. UU.): Para bandejas tipo escalera y ventiladas que transportan cables multiconductores, la suma de las áreas de sección transversal de todos los cables no debe exceder el área de relleno permitida; para una bandeja de 300 mm de ancho, esto es 1,5 pulg² por 75 mm de ancho utilizable (aproximadamente 4500 mm² de sección transversal de cable para una bandeja de 300 mm).
• CEI 61537: Especifica una proporción de llenado máxima típica de 40 a 50 % de la sección transversal de la bandeja interna para permitir la disipación de calor y adiciones futuras.
• Regla práctica: Planifique que no se llene más del 40 % durante la instalación y deje el 60 % para futuras adiciones de cables. Los proyectos que llenan las bandejas entre un 80 % y un 90 % en el momento de la entrega requieren regularmente costosas actualizaciones de las bandejas en un plazo de cinco años a medida que se amplían los sistemas.

Opciones de materiales y cuándo usar cada uno

El tipo y tamaño de la bandeja le indican la forma y la capacidad; el material le indica el entorno en el que puede sobrevivir la bandeja.

Un aspecto práctico de las bandejas de PRFV: como no son conductoras de electricidad, no pueden formar parte del sistema de protección a tierra. Se deben instalar conductores de continuidad de tierra separados junto a las bandejas de GRP en cualquier instalación donde, de otro modo, la bandeja metálica habría servido como ruta de tierra; este es un descuido común que crea fallas de cumplimiento en la inspección.