Tensado de hilos, correas, cables y pernos

El control de la tensión aplicada a hilos, hilados, bandas, correas de transmisión, cables metálicos y pernos es un parámetro tecnológico clave en muchos procesos productivos y de explotación. En los procesos textiles y de trefilado, la tensión del material determina la calidad geométrica y mecánica del producto. En las transmisiones por correa, una tensión correcta es esencial para la duración, el rendimiento y el funcionamiento silencioso. En las uniones atornilladas críticas, la monitorización del alargamiento elástico del perno mediante ultrasonidos proporciona un control más fiable que el apriete por par únicamente.

Principios de medición de la tensión

Los tensiómetros mecánicos de tres rodillos aprovechan la deflexión del material entre dos rodillos de guía y uno central móvil, sujeto por un muelle calibrado: la fuerza necesaria para mantener alineado el rodillo central es proporcional a la tensión del material. Los tensiómetros electrónicos utilizan células de carga extensométricas de alta sensibilidad con pantalla digital, memoria y salida de datos. Para las correas de transmisión se aplican métodos estáticos (deflexión bajo carga) y métodos dinámicos (frecuencia de vibración), medidos con tensiómetros ópticos o de contacto. La monitorización de la tensión de pernos por ultrasonidos mide el tiempo de vuelo de un impulso UT en el vástago antes y después del apriete: el alargamiento elástico se obtiene de la diferencia, con exactitudes mejores del 5 % sobre la fuerza axial.

Categorías de instrumentos

Esta sección comprende tensiómetros portátiles mecánicos (de uno o tres cabezales) para la medición de tensión en hilos, hilados y fibras en clases de cN a kN, tensiómetros electrónicos con memoria y salida de datos, tensiómetros fijos de uno o tres rodillos para su integración en líneas de producción, tensiómetros para correas trapezoidales, correas dentadas y correas de transmisión mecánica, tensiómetros específicos para cables de acero, tirantes y cables estructurales, sensores, indicadores y amplificadores de tensión para aplicaciones a medida, y monitores de tensión de pernos por ultrasonidos para construcciones mecánicas críticas.

Sectores de aplicación

Las aplicaciones principales se encuentran en la industria textil y de género de punto (control de la tensión del hilado en todas las fases de elaboración), en el trefilado de hilos metálicos y cables eléctricos, en la producción de bandas y películas plásticas, en el mantenimiento de transmisiones industriales por correa, en la verificación de tirantes de estructuras (puentes, cubiertas, antenas, grúas), en la monitorización de tirantes y cables en infraestructuras, y en el apriete de pernos críticos en turbinas, bombas, generadores, instalaciones petroquímicas y nucleares. La medición UT de la tensión de pernos se considera hoy una buena práctica en los sectores donde un fallo por fatiga o una pérdida de pretensado tiene consecuencias catastróficas.

Normativa

A las correas de transmisión se aplican la norma DIN 7753 (correas estrechas) y la ISO 1081 para la terminología. Los cables y los cables estructurales están regulados por la EN 12385 (terminología y clasificación) y por la EN 1993-1-11 para el cálculo estructural. La monitorización de pernos por ultrasonidos sigue la ASTM E1924 y normas sectoriales específicas (por ejemplo PMI – Power Industry, ASME PCC-1). La calibración periódica de los tensiómetros se realiza con masas calibradas o transductores patrón calibrados según ISO 17025.

Criterios de selección

La elección del tensiómetro adecuado depende del material (hilado, banda, cable, correa, perno), del rango de tensión (cN, N, kN, decenas de kN), de la dinámica del proceso (estática o a alta velocidad), de la exactitud requerida, de la portabilidad o integración, y de las interfaces de salida. Los tensiómetros de pernos por ultrasonidos requieren una preparación de las superficies y una verificación previa del coeficiente acústico del material del perno. Las páginas hijas ilustran en detalle cada tipo, con parámetros de prestaciones y campos de aplicación.

La integración de los tensiómetros fijos con los sistemas de control de línea permite la regulación automática de la tensión de proceso, reduciendo los rechazos y mejorando la constancia del producto. En los últimos años se ha difundido además la transmisión inalámbrica de las mediciones desde los tensiómetros portátiles hacia plataformas móviles, para un archivado y una generación de informes inmediatos.