Los prensaestopas, componentes esenciales de los sistemas eléctricos y de instrumentación, desempeñan funciones críticas de fijación, sellado y protección de cables en diversos entornos. Este artículo sintetiza las normas técnicas, la ciencia de los materiales y las prácticas industriales para ofrecer una guía detallada sobre los tipos de prensaestopas y las metodologías de selección. Mediante el examen de los marcos normativos, las consideraciones medioambientales y los requisitos específicos de las aplicaciones, este análisis pretende dotar a los profesionales de los conocimientos necesarios para optimizar la selección de prensaestopas en términos de seguridad, durabilidad y rendimiento.
Clasificación de los prensaestopas
Por composición del material
Los prensaestopas se fabrican con materiales seleccionados por su durabilidad, resistencia a la corrosión y compatibilidad con entornos operativos.
Glándulas metálicas
- De latón: Ampliamente utilizado debido a su excelente conductividad y resistencia a la corrosión cuando está niquelado. Ideal para aplicaciones industriales generales en las que se espera una tensión mecánica moderada.
- Acero inoxidable: Preferido en entornos altamente corrosivos, como instalaciones marinas o plantas de procesamiento químico. Ofrece una resistencia superior al agua salada, los ácidos y las altas temperaturas.
- Aluminio: Ligero y resistente a la corrosión atmosférica, adecuado para aplicaciones en exteriores con cables blindados de aluminio.
Prensaestopas no metálicos
- Plástico (Nylon/PVC): Soluciones rentables para entornos de bajo riesgo. Los prensaestopas de PVC proporcionan flexibilidad y resistencia a los ácidos débiles, mientras que las variantes de nailon destacan en entornos con mucha humedad gracias a sus propiedades hidrófobas.
- Elastomérico: Utilizados en aplicaciones de impermeabilización, estos prensaestopas incorporan juntas de goma para alcanzar la clasificación IP68, lo que garantiza la protección contra la entrada de agua a alta presión.
Por diseño funcional
- Prensaestopas de compresión simple: Diseñados para cables sin armadura, estos prensaestopas aseguran la cubierta exterior mediante un único mecanismo de sellado. Se utilizan habitualmente en instalaciones interiores con condiciones ambientales mínimas.
- Prensaestopas de doble compresión: Con dos puntos de sellado, uno para la armadura y otro para la cubierta interior, estos prensaestopas son obligatorios para cables armados en zonas peligrosas. Evitan la migración de gases y garantizan la retención mecánica en condiciones de alta vibración.
- Glándulas barrera: Certificados para atmósferas explosivas (Ex d), los prensaestopas de barrera utilizan compuestos de resina para sellar las entradas de cables, impidiendo la propagación de las llamas. Obligatorio en áreas IEC Zona 1/2 a menos que los cables cumplan criterios específicos de compacidad y relleno.
- Prensaestopas EMC: Los prensaestopas de compatibilidad electromagnética protegen los cables de las interferencias conectando a tierra la armadura o la trenza. Fundamental en sistemas de transmisión de datos y telecomunicaciones, donde la integridad de la señal es primordial.
Especificaciones técnicas y normas reglamentarias
IEC 60079-14:2024 Actualizaciones
La revisión de 2024 introduce requisitos más estrictos para los sistemas de entrada de cables en envolventes antideflagrantes. Los cambios clave incluyen:
- Mandato de la glándula barrera: Elimina las exenciones para cables de menos de 3 metros en la Zona 1, exigiendo prensaestopas de barrera independientemente de la longitud del cable.
- Compatibilidad de materiales: Directrices explícitas para evitar la corrosión galvánica haciendo coincidir los materiales de los prensaestopas y las cajas (por ejemplo, prensaestopas de acero inoxidable para cajas inoxidables).
- Protocolos de ensayo: Validación mejorada de los índices de protección contra la penetración (IP), que exige que los prensaestopas y las juntas se prueben como sistemas integrados.
Cumplimiento NEC/CEC
- Capacidad de cortocircuito: Los prensaestopas deben soportar corrientes de fallo equivalentes a la capacidad de la armadura del cable, validadas normalmente mediante ensayos UL 514B.
- Certificación de ubicación peligrosa: Los prensaestopas para zonas de Clase I Div 1 requieren las certificaciones UL 1203 o CSA C22.2 n.º 0.6, que garantizan la integridad a prueba de explosiones.
Criterios de selección para un rendimiento óptimo
Factores medioambientales
Atmósferas corrosivas
En plantas petroquímicas o plataformas marinas, los prensaestopas de acero inoxidable o latón niquelado son obligatorios. El espesor del chapado debe ser superior a 10 µm para resistir las picaduras de H₂S o cloruros.
Temperaturas extremas
Los prensaestopas sellados con silicona soportan de -60°C a +200°C, adecuados para fundiciones o instalaciones criogénicas. Evitar plásticos por encima de 120°C por riesgo de deformación.
Protección contra la penetración (IP)
- IP66/67: Estándar para prensaestopas de exterior, resistente al polvo y a la inmersión temporal.
- IP68: Requerido para instalaciones subacuáticas permanentes, utilizando diseños elastoméricos de doble sellado.
Consideraciones específicas sobre los cables
- Blindados contra no blindados: Los cables SWA (Steel Wire Armored) requieren prensaestopas de doble compresión con abrazaderas de armadura (Tipo E1W según IEC 60079-14). Para cables sin armadura, basta con prensaestopas de compresión simple con juntas de cubierta (Tipo A2), siempre que la clasificación IP coincida con la caja.
- Diámetro del cable y número de hilos: Las matrices de selección hacen referencia a la sección del cable (mm²) y al número de conductores para determinar el tamaño del prensaestopas. Por ejemplo, un cable de 4 conductores de 35 mm² requiere un prensaestopas de 32 mm.
Protocolos de instalación y mantenimiento
Instalación paso a paso
- Preparación del cable: Pelar la vaina exterior a 50 mm del extremo, dejando al descubierto la armadura y el lecho interior.
- Montaje del prensaestopas: Enrosque el prensaestopas en el cable, asegurándose de que la armadura quede sujeta entre el anillo de compresión y el cuerpo.
- Sellado: Aplique grasa dieléctrica en las juntas para cumplir con IP68. Apriete la tuerca prensaestopas según las especificaciones del fabricante (normalmente 25-30 Nm).
Errores comunes
- Exceso de tensión: Provoca la deformación de la vaina, comprometiendo las juntas. Utilice llaves dinamométricas calibradas según el tamaño del prensaestopas.
- Desajuste de materiales: Los prensaestopas de latón en cajas de aluminio aceleran la corrosión galvánica. Utilice separadores dieléctricos o materiales adecuados.
Aplicaciones industriales y casos prácticos
Plataformas de petróleo y gas
Los prensaestopas de doble compresión de acero inoxidable (certificados Ex d) evitan la entrada de gas en las bocas de pozo de la Zona 1. Los prensaestopas de barrera con resina epoxi sellan los cables SWA de 11 kV, validados según el esquema IECEx.
Centros de datos
Los prensaestopas EMC con apantallamiento de 360° mantienen la integridad de la señal en instalaciones Cat6A. Los prensaestopas de nailon (IP66) conducen la fibra óptica a través de suelos elevados, evitando la EMI de las líneas eléctricas.
Nuevas tendencias e innovaciones
Glándulas inteligentes
Los prensaestopas habilitados para IoT con sensores de deformación y detectores de humedad transmiten datos en tiempo real a los sistemas SCADA, lo que permite un mantenimiento predictivo.
Materiales ecológicos
Los prensaestopas de nailon biodegradables, que cumplen la norma RoHS 3, reducen los residuos en los vertederos. Las variantes de acero inoxidable reciclado reducen las emisiones de CO₂ en 40% durante la producción.
Conclusión
La selección del prensaestopas adecuado exige una evaluación sistemática de las condiciones ambientales, los mandatos normativos y las características de los cables. La evolución de las normas IEC y NEC subraya la importancia de los prensaestopas de barrera y la compatibilidad de materiales en zonas peligrosas. Los futuros avances en monitorización inteligente y materiales sostenibles prometen mejorar la fiabilidad al tiempo que se alinean con los objetivos globales de descarbonización. Los ingenieros deben priorizar el análisis del coste del ciclo de vida sobre el gasto inicial, optando por prensaestopas que equilibren la durabilidad con la resistencia medioambiental.
