La vulcanización de cables es un paso crucial en el proceso de fabricación de cables. Este procedimiento tiene como objetivo principal mejorar las propiedades físicas y mecánicas del caucho utilizado como aislante. La vulcanización implica la reticulación de las moléculas de caucho en una red tridimensional a través del cizallamiento externo y las altas temperaturas. Este proceso confiere al caucho una mayor resistencia a la tracción, dureza, capacidad de resistir el envejecimiento y elasticidad.
Tabla de contenidos
- Concepto de Vulcanización
- Curso de la Vulcanización
- Proceso de Vulcanización de Cables
- Ventajas de los Cables Vulcanizados
- PVC Cables Vulcanizados: Otra Opción Común
- Conclusión
Concepto de Vulcanización
La vulcanización es el resultado de una reacción química entre el caucho crudo y un agente vulcanizante presente en el material de caucho. Bajo condiciones de calor, esta reacción transforma las moléculas de caucho de su estructura lineal a una estructura reticulada tridimensional. Este cambio en la estructura molecular del caucho mejora significativamente sus propiedades físicas y mecánicas, así como otras características.
Con el avance de la producción, la vulcanización ya no requiere altas temperaturas ni agentes vulcanizantes. La irradiación de alta energía y algunos tipos de caucho permiten la vulcanización a temperaturas mucho más bajas, e incluso a temperatura ambiente. Por lo tanto, el concepto amplio de vulcanización implica la reticulación del caucho en condiciones específicas, transformando las macromoléculas de caucho de una estructura lineal a una reticulada.
Curso de la Vulcanización
La curva de vulcanización describe cómo cambian las propiedades del caucho a lo largo del tiempo durante el proceso de vulcanización. Basándose en la determinación de la resistencia a la tracción del caucho, este proceso se divide en cuatro etapas: la etapa de inducción de vulcanización, la etapa de precurado, la etapa de curado positivo y la etapa de sobrecurado.
La fase de inducción de la vulcanización también se conoce como fase inicial de la vulcanización. La fase de precurado es cuando el caucho empieza a vulcanizarse. Y la fase de curado positivo también se conoce como fase de vulcanización plana. La fase de sobrecurado, por su parte, es la fase principal de la rotura oxidativa de la cadena.
Proceso de Vulcanización de Cables
En el proceso de fabricación de cables de caucho, la vulcanización se lleva a cabo mediante la extrusión o impregnación del caucho original con un compuesto vulcanizante. Después de la vulcanización, la impregnación y el secado, se procede a los siguientes pasos. Se utilizan diferentes combinaciones de materiales, como «agente vulcanizante + material», «agente vulcanizante + aditivos + agente general», «agente vulcanizante + relleno», entre otros.
Existen tres métodos principales de vulcanización: la vulcanización en frío, la vulcanización a temperatura ambiente y la vulcanización en caliente. La mayoría de los productos de caucho se vulcanizan en caliente. El equipo utilizado para la vulcanización en caliente incluye tanques de vulcanización y vulcanizadores planos. En el caso de los cables de caucho, se emplea principalmente el proceso de vulcanización continua mediante aire caliente.
Los parámetros del proceso de vulcanización continua se pueden calcular de antemano utilizando modelos matemáticos para determinar las especificaciones de producción adecuadas, la velocidad de salida requerida, la presión de vapor adecuada y la presión de vapor máxima.
La vulcanización continua ha evolucionado a partir de los métodos tradicionales de extrusión y vulcanización en tanque, y ofrece numerosas ventajas, como una mayor productividad y una apariencia superior en los cables y alambres. Además, evita la oxidación de los conductores de cobre, entre otros beneficios.
Ventajas de los Cables Vulcanizados
En la actualidad, los cables vulcanizados han sustituido a algunos cables de polietileno reticulado. Sus costes de inversión son superiores a los del aislamiento de PVC puro, pero el rendimiento mejora mucho.
Resistencia mejorada
La vulcanización mejora la resistencia del caucho, lo que resulta en cables más duraderos y capaces de soportar condiciones adversas. Los cables vulcanizados son menos propensos a daños por abrasión, impacto o deformación, lo que los hace ideales para entornos exigentes.
Mayor vida útil
La vulcanización prolonga la vida útil de los cables al aumentar su resistencia al envejecimiento y la degradación. Los cables vulcanizados son menos susceptibles a factores externos como la radiación UV, la humedad y los productos químicos, lo que les permite mantener su rendimiento a lo largo del tiempo.
Rendimiento en condiciones extremas
Los cables vulcanizados ofrecen un rendimiento excepcional en condiciones extremas de temperatura, ya sea en altas o bajas temperaturas. Mantienen su flexibilidad y propiedades dieléctricas incluso en entornos de calor o frío extremo, garantizando un suministro eléctrico confiable y seguro.
Resistencia a la humedad y los agentes químicos
Los cables vulcanizados son altamente resistentes a la humedad y a diversos agentes químicos. Esto los hace adecuados para aplicaciones en entornos donde se requiere resistencia a la corrosión y a la exposición a sustancias químicas agresivas.
Mejor rendimiento eléctrico
Los cables vulcanizados ofrecen un excelente rendimiento eléctrico, con baja resistencia y pérdida dieléctrica. Esto los hace ideales para aplicaciones que requieren una transmisión eficiente de la energía eléctrica, como en sistemas de distribución de energía o en instalaciones industriales de alta potencia.
PVC Cables Vulcanizados: Otra Opción Común
Además del caucho, los cables aislados con compuesto de PVC también pueden someterse a vulcanización. El compuesto de PVC se prepara mezclando y amasando PVC como resina base, junto con plastificantes, estabilizadores, cargas inorgánicas y otros aditivos.
Con el objetivo de mejorar la elasticidad y la resistencia a la abrasión del material del cable de PVC, se añade azufre y se vulcaniza mediante presurización y calentamiento. En la actualidad, la mayoría de los cables de PVC vulcanizados se procesan utilizando unidades vulcanizadoras planas.
Los cables de PVC vulcanizados son más comunes que los cables de caucho vulcanizados debido a su menor costo y su adecuación para ciertas aplicaciones.
Conclusión
La vulcanización de cables desempeña un papel esencial en la mejora de las propiedades del aislante de caucho y PVC. Este proceso permite aumentar la resistencia, durabilidad y elasticidad del material, prolongando así la vida útil de los cables. La evolución de los métodos de vulcanización ha llevado a una mayor eficiencia y productividad en la producción de cables. A medida que la tecnología avanza, es posible esperar mejoras continuas en la calidad y rendimiento de los cables vulcanizados, lo que contribuye a un suministro eléctrico más seguro y confiable en diversas aplicaciones.