Le passerelle portacavi sono una parte essenziale della moderna infrastruttura elettrica. Supportano e organizzano i cavi di alimentazione, comunicazione e controllo contribuendo a proteggerli dalle condizioni meccaniche e ambientali.
L'acciaio è stato tradizionalmente uno dei materiali per passerelle portacavi più utilizzati grazie alla sua resistenza, disponibilità e metodi di installazione consolidati. Tuttavia, l’acciaio non è sempre la soluzione migliore per ogni progetto, soprattutto laddove la corrosione, il peso, la conduttività elettrica e la manutenzione a lungo termine rappresentano le principali preoccupazioni.
È qui che le passerelle portacavi in FRP e i sistemi di gestione dei cavi compositi SMC possono fornire un'alternativa pratica.
Quando si confrontano le passerelle per cavi in FRP con quelle in acciaio, gli ingegneri dovrebbero considerare l'ambiente operativo, il carico richiesto, la portata del supporto, le condizioni di installazione, l'accesso per la manutenzione, la durata di servizio prevista e gli standard di progetto applicabili.
Qual è la differenza tra le passerelle portacavi in FRP e quelle in acciaio?
Le passerelle per cavi in acciaio sono comunemente realizzate in acciaio al carbonio, acciaio zincato o acciaio inossidabile. Forniscono una resistenza meccanica comprovata, ma le prestazioni a lungo termine dipendono dal tipo di acciaio, dal rivestimento protettivo, dall'ambiente di installazione e dalle condizioni di manutenzione.
FRP, o plastica fibrorinforzata, è un materiale composito progettato per combinare prestazioni strutturali con resistenza ambientale. SMC, o Sheet Moulding Compound, è una tecnologia di produzione di compositi utilizzata per produrre componenti strutturali con caratteristiche controllate.
Avatar Composite produce Staffe per cavi compositi SMC mediante stampaggio a compressione. Secondo le informazioni sul prodotto dell'azienda, la staffa è resistente alla corrosione, ignifuga, antistatica, antiossidante e resistente ai raggi UV. Può anche essere personalizzato per diverse classi di carico e metodi di installazione.
Immagine 1: Staffa per cavo composito SMC
Resistenza alla corrosione: FRP contro acciaio
La corrosione è uno dei fattori più importanti nella scelta del materiale della passerella portacavi.
Le passerelle portacavi in acciaio possono essere danneggiate da umidità, nebbia salina, sostanze chimiche e umidità elevata. La zincatura, la verniciatura, la verniciatura a polvere e altri trattamenti protettivi possono ridurre il rischio di corrosione, ma le prestazioni a lungo termine dipendono comunque dalle condizioni dello strato protettivo.
I materiali compositi FRP e SMC non arrugginiscono come l'acciaio. Ciò rende la gestione dei cavi compositi particolarmente interessante per:
Ambienti costieri e marini
Impianti di trattamento chimico
Impianti di trattamento delle acque reflue
Infrastruttura ferroviaria
Impianti elettrici esterni
Ambienti industriali ad elevata umidità
Per i sistemi di cavi installati in luoghi di difficile o costoso accesso, la resistenza alla corrosione può anche aiutare a ridurre i futuri requisiti di ispezione e manutenzione.
Peso e installazione
Il peso è un'altra importante differenza tra i sistemi di gestione dei cavi in FRP e in acciaio.
I grandi vassoi in acciaio e le strutture di supporto possono richiedere più manodopera o attrezzature di sollevamento durante il trasporto e l'installazione. Ciò diventa particolarmente rilevante quando i percorsi dei cavi si estendono su lunghe distanze o quando l'accesso è limitato.
I componenti compositi FRP e SMC sono generalmente leggeri pur essendo progettati per requisiti strutturali specifici. Il peso inferiore dei componenti può semplificare il trasporto, la movimentazione in loco, il sollevamento e il posizionamento.
Tuttavia, il peso ridotto non dovrebbe sostituire un’adeguata valutazione strutturale. Il sistema selezionato deve ancora essere valutato in base al peso del cavo, alla spaziatura dei supporti, alla lunghezza della campata, alla classe di carico, al metodo di installazione e alle condizioni specifiche del progetto.
Isolamento elettrico
La conduttività elettrica è un'altra considerazione chiave quando si confrontano le passerelle portacavi in FRP con le passerelle portacavi in acciaio.
L'acciaio è elettricamente conduttivo, quindi la messa a terra e il collegamento elettrico sono parti importanti della progettazione delle passerelle portacavi in metallo.
I materiali compositi FRP e SMC non sono metallici e possono fornire isolamento elettrico. Ciò può essere utile nella distribuzione di energia, nelle telecomunicazioni, nelle infrastrutture ferroviarie e negli impianti elettrici industriali dove la separazione elettrica è importante.
Le specifiche del progetto, i requisiti elettrici e gli standard di prestazione antincendio sono ancora validi, ma il FRP offre agli ingegneri un'alternativa non metallica all'acciaio.
Resistenza meccanica e capacità di carico
La resistenza meccanica è spesso una delle prime preoccupazioni quando si confronta il FRP con l’acciaio.
L'acciaio ha prestazioni strutturali consolidate e rimane ampiamente utilizzato per applicazioni impegnative di supporto dei cavi. I supporti per cavi compositi, tuttavia, non dovrebbero essere giudicati solo dal nome del materiale.
La loro prestazione dipende da fattori quali:
Rinforzo
Formulazione dei materiali
Geometria del prodotto
Processo di produzione
Lunghezza della campata
Spaziatura del supporto
Progettazione strutturale
Classe di carico richiesta
La domanda più utile quindi non è se il FRP sia più forte o più debole dell’acciaio. La domanda chiave è se il sistema di gestione dei cavi selezionato può supportare in sicurezza il carico richiesto nelle condizioni effettive del progetto.
Avatar afferma che la sua staffa per cavi SMC può essere personalizzata per diversi punti di forza strutturali e classi di carico. Questo è il motivo per cui i prodotti per la gestione dei cavi in FRP e SMC dovrebbero essere valutati come sistemi ingegnerizzati piuttosto che come semplici sostituti dei materiali.
Manutenzione e prestazioni del ciclo di vita
Il prezzo di acquisto iniziale rappresenta solo una parte del costo totale di un sistema di passerelle portacavi.
Una passerella portacavi in acciaio installata in un ambiente interno asciutto può richiedere poca manutenzione. Negli ambienti costieri, chimici, umidi o esterni, tuttavia, i sistemi in acciaio possono richiedere ispezioni regolari e protezione dalla corrosione.
I sistemi compositi possono ridurre alcune di queste preoccupazioni perché non arrugginiscono come l’acciaio e possono essere progettati per resistere alla corrosione, all’esposizione ai raggi UV, all’ossidazione e all’invecchiamento.
Laddove l’accesso alla manutenzione è difficile, confrontare le prestazioni del ciclo di vita può essere più significativo che confrontare solo i prezzi iniziali dei materiali.
Passerelle per cavi in FRP e passerelle per cavi in acciaio: confronto rapido tra
| il fattore |
FRP/ |
acciaio composito SMC |
| Resistenza alla corrosione |
Alto |
Dipende dal materiale e dalla protezione |
| Peso |
Generalmente leggero |
Generalmente più pesante |
| Conduttività elettrica |
Non metallico |
Conduttivo |
| Resistenza alla ruggine |
Non arrugginisce come l'acciaio |
Richiede protezione dalla corrosione |
| Resistenza ai raggi UV |
Può essere progettato per la resistenza ai raggi UV |
Dipende dal rivestimento e dal materiale |
| Resistenza chimica |
Dipende dalla formulazione |
Dipende dal grado e dal rivestimento |
| Gestione dell'installazione |
Generalmente più facile |
Potrebbe richiedere una maggiore gestione |
| Caricare le prestazioni |
Progettato per l'applicazione |
Solidità strutturale consolidata |
| Manutenzione |
Minori interventi di manutenzione legati alla corrosione in ambienti difficili |
Potrebbe richiedere un'ispezione della corrosione |
| Personalizzazione |
Alto |
Alto |
Le prestazioni effettive dipendono dalla progettazione del prodotto, dalle specifiche dei materiali, dalle condizioni di carico, dall'ambiente di installazione e dagli standard applicabili.
Dove le canaline portacavi in FRP hanno più senso
Non è necessario che il FRP sostituisca l'acciaio in ogni applicazione.
L’acciaio rimane una scelta pratica per molte installazioni interne convenzionali dove l’esposizione alla corrosione è limitata e le specifiche del progetto favoriscono i sistemi metallici.
La gestione dei cavi compositi FRP e SMC diventa più interessante quando si verificano contemporaneamente diverse condizioni impegnative. Le applicazioni tipiche includono:
Infrastruttura ferroviaria
Progetti costieri e marini
Impianti chimici
Impianti di trattamento delle acque reflue
Infrastrutture elettriche
Telecomunicazioni
Impianti elettrici esterni
Impianti industriali
I progetti ferroviari sono un buon esempio perché i percorsi lunghi, l’esposizione all’esterno e l’accesso limitato per la manutenzione possono aumentare il valore dei componenti leggeri e resistenti alla corrosione.
Trincee per cavi compositi per applicazioni sotterranee
La gestione dei cavi non si limita alle passerelle portacavi aperte. Le infrastrutture elettriche e di comunicazione sotterranee richiedono inoltre sistemi che proteggano i cavi resistendo alle condizioni ambientali e meccaniche.
Avatar composito La trincea per cavi sotterranei compositi SMC DLC è progettata per applicazioni con cavi interrati.
Secondo le informazioni sul prodotto dell'azienda, il sistema è isolato e ignifugo, può essere rapidamente assemblato sul posto, è leggero e antistatico e offre un'elevata capacità di carico laterale.
Immagine 2: DLC SMC Composite Underground Cable Trench
Per i progetti sotterranei, queste caratteristiche possono aiutare a semplificare il trasporto e l'installazione fornendo al contempo un'alternativa ai tradizionali sistemi di protezione dei cavi in metallo o cemento.
L'idoneità di qualsiasi soluzione di gestione dei cavi sotterranei deve comunque essere valutata in base alla profondità di installazione, al carico meccanico, alle condizioni del terreno, all'esposizione ambientale, alle specifiche di progetto e agli standard ingegneristici applicabili.
Quale materiale dovresti scegliere?
Non esiste una risposta universale alla domanda se sia migliore il FRP o l’acciaio.
Prima di selezionare un sistema di passerelle portacavi, gli ingegneri dovrebbero considerare:
Carico del cavo richiesto e classe di carico
Portata e spaziatura del supporto
Esposizione ambientale e chimica
Rischio di corrosione
Requisiti di isolamento elettrico
Condizioni di installazione
Accesso per manutenzione
Vita utile prevista
Standard di progetto applicabili
Per un progetto indoor convenzionale con esposizione ambientale limitata, l’acciaio può rimanere una soluzione conveniente e familiare.
Per gli ambienti difficili in cui la corrosione, il peso ridotto, l'isolamento e la manutenzione sono le principali preoccupazioni, un sistema composito FRP o SMC progettato può offrire vantaggi pratici.
Domande frequenti
Le passerelle portacavi in FRP arrugginiscono?
I materiali compositi FRP e SMC non arrugginiscono come l'acciaio. Ciò li rende particolarmente adatti per ambienti costieri, umidi, chimici e altri ambienti corrosivi.
Le passerelle portacavi in FRP sono più leggere delle passerelle portacavi in acciaio?
I componenti compositi FRP e SMC sono generalmente più leggeri rispetto ai componenti in acciaio comparabili. Un peso inferiore può semplificare il trasporto, la movimentazione e l'installazione, sebbene il peso effettivo dipenda dalla progettazione del prodotto.
Le passerelle portacavi in FRP sono elettricamente conduttive?
Il FRP non è metallico e può fornire isolamento elettrico. L'acciaio è elettricamente conduttivo e richiede considerazioni adeguate sulla messa a terra e sul collegamento.
Le passerelle portacavi in FRP possono supportare carichi di cavi pesanti?
La capacità di carico dipende dalla formulazione del materiale, dal rinforzo, dalla geometria, dalla campata, dalla spaziatura dei supporti, dalla progettazione strutturale e dalla classe di carico. Il sistema selezionato deve essere sempre verificato rispetto ai requisiti effettivi del progetto.
Il FRP è sempre migliore dell’acciaio?
No. L'acciaio rimane pratico per molte installazioni convenzionali. Il FRP diventa più attraente laddove sono importanti la resistenza alla corrosione, la costruzione leggera, l’isolamento elettrico e la manutenzione ridotta.
Conclusione
Le passerelle per cavi in FRP e le passerelle per cavi in acciaio hanno ciascuna i propri punti di forza.
L’acciaio rimane una soluzione collaudata con prestazioni meccaniche consolidate e un utilizzo diffuso in tutte le infrastrutture elettriche. I sistemi compositi FRP e SMC offrono una diversa combinazione di resistenza alla corrosione, costruzione leggera, isolamento elettrico, flessibilità di progettazione e ridotta manutenzione correlata alla corrosione.
La scelta migliore dovrebbe basarsi sull'ambiente operativo, sui requisiti di carico, sulle condizioni di installazione, sull'accesso per la manutenzione, sulla durata di servizio prevista e sugli standard applicabili piuttosto che sul solo prezzo iniziale.
Per le infrastrutture esposte alla corrosione, all'accesso difficile, alle condizioni meteorologiche avverse o alle condizioni ferroviarie impegnative, i sistemi di gestione dei cavi compositi in FRP e SMC possono fornire un'alternativa duratura ai tradizionali sistemi in acciaio.
Avatar Composite fornisce soluzioni di gestione dei cavi compositi FRP e SMC per applicazioni infrastrutturali ferroviarie, industriali, esterne e sotterranee.
