Por qué fallan los cables de acero de los winches mineros: fatiga, desgaste, corrosión y redistribución de carga

Un cable de acero de winche minero no es una barra de acero sólida. Es un conjunto móvil de alambres y cordones colocados helicoidalmente. En cada ciclo de extracción, estos elementos soportan tensiones variables, se flexionan sobre poleas o tambores, se tuercen, se presionan contra los alambres adyacentes y experimentan pequeños movimientos relativos. El resultado es un sistema mecánico distribuido en el que el daño puede comenzar en una superficie, un contacto interno, una picadura de corrosión o un defecto local antes de hacerse visible a escala del cable.

Por lo tanto, la fractura final no identifica necesariamente la causa de origen. El desgaste progresivo, la fatiga, la corrosión o roturas de alambres anteriores pueden reducir la capacidad efectiva de carga. Los ensayos de cable completo muestran además que el desgaste y los alambres rotos pueden redistribuir la carga, de modo que los alambres restantes terminen fallando por sobrecarga dúctil. En cambio, una sobrecarga severa puntual, la falla de una fijación o una no conformidad del material pueden producir un historial distinto. Comprender la falla de cables de acero de winches mineros exige, por tanto, distinguir el mecanismo de degradación inicial de la propagación del daño, la pérdida de sección efectiva y el modo de fractura final. (Schrems, 1994; Chang et al., 2019; Zhang et al., 2017; Singh, Mallick and Verma, 2016)

Cómo se revisó la evidencia

Este artículo es una revisión narrativa de ingeniería basada en investigación, no una revisión sistemática, un metaanálisis ni una revisión exhaustiva de la literatura. Se realizaron búsquedas dirigidas en registros de editoriales de revistas y DOI sobre dinámica de winches mineros, fretting de cables de acero, fatiga por flexión, desgaste, fatiga por corrosión, torsión, redistribución de carga por alambres rotos, fallas forenses, inspección electromagnética y ensayos de resistencia residual. Las búsquedas y verificaciones de normas se completaron el 3 de septiembre de 2026. Se dio prioridad a estudios originales revisados por pares, evidencia específica de minería, ensayos de cable completo y fallas en servicio; los ensayos de alambres aislados y de varios alambres se conservaron solo para conclusiones a nivel de mecanismo. Los registros oficiales de catálogo de ISO y BSI, el texto vigente del eCFR, material de MSHA, la guía del HSE del Reino Unido y el código aprobado de NSW de abril de 2026 se verificaron por separado.

Las combinaciones de búsqueda representativas incluyeron “mine hoist wire rope”, “mine winding rope fatigue”, “wire rope fretting”, “mine rope corrosion fatigue”, “wire rope bending fatigue”, “Koepe rope NDT”, “broken wire load redistribution”, “mine shaft rope inspection” y “mine hoisting rope failure analysis”. Se conservaron los estudios que contribuían directamente a la dinámica de winches mineros, los mecanismos de daño de cables o alambres, la investigación de fallas, la inspección o la interpretación de la resistencia residual. Los estudios generales de cables de acero se consideraron de menor prioridad, salvo que no hubiera evidencia específica de minería o fuera necesario aclarar un mecanismo. Las listas de referencias y las cadenas de citas de los artículos primarios relevantes se revisaron de forma selectiva para localizar otros estudios originales.

Los tipos de evidencia se identifican en el texto porque un modelo, un ensayo a nivel de alambre, un ensayo acelerado de cable completo, un caso forense y un umbral legal responden preguntas distintas. Los resultados contradictorios se interpretaron considerando la escala del ensayo, la carga, el entorno y si el estudio medía el inicio o la propagación de grietas. Varios artículos experimentales citados provienen de grupos de investigación superpuestos de la China University of Mining and Technology; conforman un programa de investigación coherente, no múltiples replicaciones independientes. La evidencia forense, de monitoreo en terreno y de cables retirados, independiente y proveniente de Estados Unidos, India, Turquía, Polonia y Eslovaquia, amplía esa limitación, pero no la elimina.

Un cable de extracción minera soporta un historial de cargas, no una única carga estática

La carga suspendida nominal no describe la solicitación completa a la que se somete un cable de extracción minera. La aceleración, la desaceleración, la vibración, la longitud suspendida variable, la flexión y la torsión modifican tanto la tensión del sistema como las condiciones locales en los contactos entre alambres.

El modelado de sistemas de Wang, Zhang y Ge ilustra la diferencia entre las escalas global y local. Para un modelo específico de winche de una mina de carbón, los autores calcularon una tensión dinámica del cable que variaba de 0 a 30,9 kN. Luego obtuvieron cargas de contacto entre alambres seleccionadas de 38,3, 60,5, 102,7 y 378 N, y desplazamientos relativos de 62,5 y 113,2 μm en contactos particulares. Se trató de datos de entrada derivados de simulación para ensayos posteriores de alambres: no son mediciones en terreno, ni cargas de diseño, ni límites transferibles a otro pique. Su valor es conceptual: el movimiento a gran escala del winche puede generar movimientos internos de pequeña amplitud capaces de producir daño por fretting. (Wang, Zhang and Ge, 2013; Wang et al., 2012)

La profundidad del pique importa porque un cable suspendido más largo suma peso propio y modifica la respuesta dinámica del sistema. La profundidad por sí sola no causa la falla; actúa junto con la masa del cable, la carga útil, el perfil de velocidad, el tipo de máquina de extracción, la geometría y el servicio. El uso de fórmulas de resistencia mínima dependientes de la longitud en la normativa minera refleja este problema de diseño cambiante, pero una fórmula legal de factor de seguridad no es una predicción de la probabilidad de falla de un cable en particular.

Por lo tanto, mantenerse por debajo de un límite nominal de carga no elimina el daño cíclico. La condición depende del espectro de carga y del sistema cable-máquina de extracción, no solo de la mayor carga estática.

La flexión y el contacto interno generan daño local repetido

Un cable debe flexionarse sobre una polea o al ingresar a un tambor. Esta curvatura repetida produce una flexión primaria del cable y flexión secundaria y tensiones de contacto a nivel de alambre. Los alambres y cordones adyacentes también se presionan y se mueven entre sí. Estos mecanismos pueden coexistir, por lo que la “fatiga” no debe tratarse como un proceso uniforme.

Un ensayo acelerado de cable completo realizado por Zhang y colaboradores flexionó repetidamente cables 6×19 con alma de fibra sobre poleas de acero y de nailon modificado. En esa disposición de ensayo, el cable usado con la polea de nailon modificado alcanzó más del doble de la vida a fatiga por flexión informada para el cable usado con acero. El estudio demuestra que el material de la polea y el comportamiento del contacto pueden modificar el desarrollo del daño. No establece un multiplicador universal de vida: la construcción del cable, el diámetro y la garganta de la polea, la carga, la velocidad, el entorno y la población limitada de ensayo del experimento restringen su transferibilidad. (Zhang et al., 2013)

Tampoco el resultado prueba que las poleas sintéticas sean intrínsecamente más seguras. La norma ISO 4309:2017, que cubre cables de grúas, winches y aparejos de elevación y no es la norma predeterminada para cables de piques mineros, advierte que los sistemas que usan exclusivamente poleas sintéticas o revestimientos sintéticos con enrollado en una sola capa en el tambor pueden acumular roturas internas de alambres antes de que aparezca evidencia externa adecuada. La lección defendible es que el cable y la polea forman un sistema de contacto que interactúa: cambiar el material o la geometría puede modificar tanto la tasa de daño como el lugar donde este se hace detectable. (ISO 4309:2017)

Fretting: menor fricción o deslizamiento no implica necesariamente menos daño

El fretting es un daño superficial causado por un movimiento relativo pequeño y repetido bajo carga de contacto. En un cable puede ocurrir entre alambres individuales o entre cordones. El desgaste por fretting retira material; la fatiga por fretting describe el inicio y crecimiento de grietas promovidos por ese contacto cíclico. La corrosión por fretting implica además reacciones superficiales químicas o electroquímicas. Estos términos están relacionados, pero no son intercambiables.

En un examen forense de un cable antigiratorio de un winche de skip de una mina subterránea, Schrems encontró fallas asociadas a desgaste entre cordones y fatiga. La fractografía también mostró por qué la huella de desgaste más evidente no necesariamente coincide con el origen exacto de la grieta: las grietas pueden iniciarse donde el estado de tensión multiaxial local es más dañino, incluso en una ubicación menos llamativa a simple vista. Se trata de una falla en servicio, no de evidencia sobre la frecuencia en toda la población, pero constituye evidencia directa de cables mineros de que la pérdida visible de metal por sí sola puede ser un indicador incompleto de la causa raíz. (Schrems, 1994)

Experimentos controlados con múltiples alambres realizados por Peng y colaboradores utilizaron un conjunto helicoidal de siete alambres (seis alambres exteriores de 1 mm alrededor de un núcleo de 1,1 mm) en condiciones secas de laboratorio. Al aumentar la carga lateral de 80 a 320 N, el coeficiente de fricción estable informado descendió de aproximadamente 0,73 a 0,66, mientras que la profundidad máxima de desgaste aumentó de 10,9 a 23,1 μm y el ancho promedio de desgaste de 111,5 a 135,8 μm. Estos son resultados informados para la geometría de alambres, la tensión, la amplitud de fretting y el entorno del estudio; no son límites de servicio de cables de mina. El experimento respalda una conclusión más acotada: una menor fricción medida puede coexistir con un mayor desgaste, porque la carga normal, la tensión de contacto y la energía disipada también cambian. (Peng et al., 2023)

Otros ensayos con múltiples alambres de la misma línea de investigación más amplia muestran que la frecuencia, la tensión de los alambres y la geometría del contacto helicoidal pueden modificar la fricción y el desgaste. Estos estudios mejoran la comprensión del mecanismo, pero no deben contarse como réplica independiente en terreno, y sus bancos de ensayo no reproducen todos los contactos de un cable completo. (Huang et al., 2025)

La conclusión correcta no es que una menor fricción cause más daño, sino que el coeficiente de fricción o el deslizamiento relativo por sí solos no pueden representar el estado de salud del cable. También influyen la presión de contacto, la distribución de tensiones, los residuos, la lubricación, la geometría cambiante de la huella de desgaste y la transición entre los regímenes de adhesión, deslizamiento parcial y deslizamiento total.

El desgaste externo retira metal y puede acortar la vida posterior a la fatiga

El desgaste externo en una polea, una garganta o un cruce de tambor multicapa no es meramente estético. Reduce el área metálica, modifica la geometría local, concentra tensiones y altera el reparto de carga. La reducción de diámetro, la pérdida de área metálica y la fuerza de rotura residual son indicadores de condición relacionados, pero no son mediciones equivalentes.

Chang y colaboradores realizaron un estudio acelerado con cable completo sobre un cable de transmisión de 9,3 mm, 6×19 con alma de fibra, cuya fuerza de rotura inicial medida era de 52,5 kN. En la secuencia de desgaste cable–polea más severa informada, la fuerza de rotura disminuyó de aproximadamente 48 a 23 kN y la resistencia posterior a la fatiga por flexión, de unos 6.200 a 200 ciclos. Estos valores describen los puntos finales de ensayo en un banco de cables pequeños con una polea Q235. No son vidas útiles esperadas en un pique minero, límites de incertidumbre ni criterios de descarte; el artículo no establece que la misma pérdida porcentual ocurra en un cable de extracción minera de tamaño real. (Chang et al., 2025)

En el mismo programa de investigación, una secuencia de desgaste cable–cable redujo la fuerza de rotura de aproximadamente 50 a 46 kN, un cambio menor que en la secuencia cable–polea de ese estudio. No sería correcto generalizar que el desgaste cable–polea siempre es más severo: los bancos representaban contactos distintos y usaron cargas, velocidades y longitudes de contacto diferentes. La comparación depende de las disposiciones experimentales.

Trabajos de desgaste controlado y de elementos finitos han demostrado además que las huellas con forma de ranura o irregulares pueden producir tensiones y reparto de carga no uniformes. Sin embargo, la falla en servicio analizada por Schrems mostró que la mayor pérdida visible no siempre coincide con el origen de la fatiga. Por ello, el diámetro promedio puede pasar por alto una huella local profunda, una orientación desfavorable de la huella, roturas agrupadas o daño interno. (Chang et al., 2019; Schrems, 1994)

La lubricación modifica el régimen de contacto; no elimina la fatiga

Una lubricación adecuada puede reducir la fricción y el desgaste y contribuir a la protección contra la corrosión en condiciones apropiadas. En el sistema de ensayo de siete alambres de Peng y colaboradores, el coeficiente de fricción estable fue de aproximadamente 0,16–0,22 con el aceite ensayado, frente a unos 0,58–0,75 en condiciones secas. Los anchos de desgaste informados en seco fueron de aproximadamente 160–240 μm, en comparación con unos 40–120 μm en los ensayos lubricados. Los mecanismos observados también cambiaron: los contactos secos mostraron desgaste abrasivo, adhesivo y por fatiga, mientras que en los contactos lubricados predominaron más los procesos abrasivos y de fatiga. (Peng et al., 2023)

Ese resultado demuestra un efecto protector en las condiciones ensayadas, no una especificación universal de lubricante ni un intervalo de relubricación. Se utilizó un lubricante de laboratorio y un conjunto pequeño de varios alambres, no un cable minero en operación. La química del lubricante, la viscosidad, el método de aplicación, la contaminación y la compatibilidad con el alma del cable y el acabado superficial influyen en el desempeño.

Los sistemas de extracción por fricción o Koepe añaden una restricción adicional: la tracción entre el cable y la polea motriz o el tambor forma parte del diseño del sistema. La guía del HSE del Reino Unido establece que los lubricantes o recubrimientos aplicados externamente a los cables de máquinas de fricción no deben reducir de forma significativa el coeficiente de fricción entre el cable y el tambor motriz, y advierte contra el exceso de lubricación porque puede provocar deslizamiento del cable o un recorrido irregular. Por lo tanto, más lubricante no es automáticamente más seguro, y un recubrimiento inadecuado puede entrar en conflicto con los requisitos de tracción. (HSE) La guía del HSE del Reino Unido sobre cables de pique también señala que el lubricante externo puede limitar la penetración de suciedad y partículas que de otro modo aumentarían la abrasión, mientras que el uso excesivo de un lubricante pegajoso puede atraer partículas y reducir la vida útil del cable. Se trata de una guía general sobre cables de pique, no de un hallazgo del experimento de Peng. Las instrucciones de los fabricantes del cable y de la máquina de extracción, el diseño aprobado del sistema de extracción y la normativa minera aplicable deben regir la especificación y la práctica de aplicación. (HSE)

El análisis forense de dos cables utilizados en minas subterráneas de carbón informó mala lubricación junto con desgaste y corrosión. Esto respalda la lubricación inadecuada como una condición contribuyente en esos casos, no como causa única ni como causa dominante en todas las minas. (Singh, Mallick and Verma, 2016)

La norma ISO 3156:1976 trata las características y los ensayos de los compuestos impregnantes, lubricantes y recubrimientos de servicio utilizados con cables trenzados para extracción minera. Es una norma de materiales y ensayos; no establece un único intervalo de relubricación en terreno para todos los piques.

La corrosión y la fatiga interactúan; el pH por sí solo no predice la vida del cable

La corrosión puede eliminar metal, crear picaduras y alterar las condiciones protectoras de la superficie. Bajo carga cíclica, las picaduras y otros defectos superficiales pueden concentrar tensiones y convertirse en sitios de inicio de grietas. La fatiga por corrosión es, por tanto, un proceso acoplado: el entorno modifica la superficie desde la cual puede iniciarse la fisuración mecánica, mientras que la deformación cíclica y el contacto la perturban repetidamente.

Wang y colaboradores ensayaron alambres lisos de 1 mm extraídos de un cable minero 6×19. El alambre tenía una resistencia a la tracción última informada de 1.750 MPa y se ensayó en soluciones de laboratorio con valores de pH de 2,97, 6,97 y 9,97. La solución ácida produjo las vidas a fatiga más cortas entre las condiciones examinadas. Este resultado a nivel de alambre respalda el efecto de esa química de la solución sobre el inicio de grietas; no demuestra que el agua ácida de mina por sí sola cause la falla del cable completo ni que el pH sea un descriptor ambiental suficiente. (Wang et al., 2016)

El mismo estudio muestra por qué las cifras de ciclos de fatiga exigen cautela. Con una tensión máxima de 800 MPa en la solución neutra, el estudio informó aproximadamente 72.000 ciclos a 2 Hz y relación de tensiones R = 0,5, frente a unos 5.700 ciclos a 5 Hz y R = 0,05. Fueron resultados de ensayo para alambres lisos de 1 mm en soluciones especificadas, no un rango de vida útil para cables de mina. La resistencia a la fatiga suele presentar dispersión, y el artículo no informó estos dos valores como medias poblacionales universales.

Los resultados de otros estudios de fatiga por corrosión pueden parecer contradictorios cuando miden etapas distintas. Los ensayos con alambre liso incluyen el inicio de la grieta; las probetas con fisura previa enfatizan la propagación. La frecuencia modifica el tiempo de exposición por ciclo, la relación de tensiones modifica la tensión media y el cierre de grietas, y la química de la solución involucra más que el pH. Una tendencia observada para el inicio no puede aplicarse automáticamente al crecimiento de grietas en un cable completo.

Los experimentos de fretting-corrosión por tracción–torsión con alambres cruzados añaden otra complicación. En un estudio, indicadores mecánicos como la energía disipada, la profundidad de desgaste y las medidas de propagación de grietas aumentaron ante ciertos cambios de carga, mientras que la respuesta de corrosión electroquímica se movió en sentido opuesto. El desgaste mecánico y la reacción electroquímica son canales de daño distintos; intensificar uno no implica necesariamente aumentar el otro. Fue un estudio de laboratorio con alambres cruzados, no con un cable en terreno. (Wang, Zhu and Song, 2020)

La conclusión de ingeniería defendible es condicional: la respuesta a la fatiga por corrosión depende de la química de la solución, el tiempo de exposición, la amplitud y la relación de tensiones, la frecuencia, la construcción del cable, la lubricación y el daño preexistente.

La torsión, la instalación y la conformidad del material añaden riesgos distintos

Torsión residual o impuesta

La torsión cambia la forma en que los alambres y cordones dispuestos helicoidalmente se presionan, deslizan y flexionan entre sí. En ensayos acelerados de flexión con cable completo, Hu y colaboradores impusieron torsión y destorsión e informaron una reducción aproximadamente lineal de la resistencia a la fatiga por flexión en el rango angular ensayado. Ambos sentidos aumentaron el alargamiento, y la torsión fue más dañina que la destorsión en esa configuración. (Hu et al., 2023)

Ese orden no es universal. La torsión impuesta en laboratorio no equivale a cualquier error de instalación o fuente de rotación en servicio, y la respuesta depende de la construcción del cable, el sentido del cableado, la carga y la geometría del banco. La conclusión respaldada es que la torsión residual o impuesta puede alterar el contacto interno, el desarrollo de huellas de desgaste y la resistencia a la fatiga por flexión. Por ello, la instalación y el reemplazo del cable deben controlar el giro de acuerdo con la documentación del cable y de la máquina de extracción.

Conformidad de materiales y fabricación

El daño prematuro también puede resultar de que el cable suministrado no coincida con el material o la construcción declarados. Peterka y colaboradores examinaron un cable de un elevador de perforación con daño prematuro y una muestra de reserva sin usar. Su análisis forense y metalúrgico determinó que el cable se fabricó en un grado distinto de la clase declarada de 1.770 MPa. Los alambres de resistencias mezcladas en la capa exterior de cordones se deformaron de forma diferente; los de menor resistencia se soltaron, se aplastaron y se fracturaron tras un servicio breve. (Peterka et al., 2014)

Este es un caso único de un elevador de perforación, no evidencia de que la no conformidad de fabricación sea una causa común de falla en piques mineros. Sí muestra por qué la adquisición requiere más que un valor nominal de fuerza de rotura: la construcción, el grado, el cableado, el recubrimiento, el alma, la lubricación, los certificados de ensayo y la evidencia de aceptación deben corresponder al servicio aprobado.

La norma ISO 3154:1988 especifica los requisitos técnicos de entrega para cables trenzados de extracción minera dentro de su alcance; la ISO 5614:1988 cumple una función comparable para cables de extracción minera de espiras cerradas (locked-coil). La EN 12385-6 establece requisitos particulares para cables trenzados de piques mineros dentro del marco de la EN 12385, mientras que la EN 12385-7 especifica requisitos adicionales para cables de extracción de espiras totalmente cerradas y cables guía de espiras semicerradas o totalmente cerradas para piques mineros. La conformidad en la entrega es necesaria, pero no establece la condición en servicio tras la instalación.

Las roturas de alambres modifican la trayectoria de carga antes de la rotura final

Un alambre roto no es solo un conteo. Cuando deja de soportar la parte de carga prevista, las fuerzas y tensiones se redistribuyen por el resto de la estructura. Por ello, la ubicación y la agrupación del daño pueden importar tanto como el número total de roturas.

Zhang y colaboradores introdujeron patrones controlados de roturas de alambres superficiales en cables completos y los sometieron a flexión repetida. Los ensayos y el análisis asociado mostraron mayores tensiones en los cordones internos y mayores fuerzas de contacto tras las roturas superficiales. Entre las configuraciones ensayadas, un patrón concentrado 1×4 produjo la respuesta más severa. Esto no convierte cuatro roturas adyacentes en un umbral universal de descarte: los defectos se fabricaron en una sola construcción de cable, y los criterios legales dependen del tipo de cable, la longitud de referencia y la jurisdicción. El estudio respalda la conclusión, a nivel de mecanismo, de que el daño concentrado puede ser más trascendente que el mismo número de roturas separadas. (Zhang et al., 2017)

El mismo estudio distinguió las fracturas por desgaste/fatiga de la sobrecarga dúctil en los alambres que sobrevivieron hasta la falla final. Los ensayos de desgaste controlado han mostrado una secuencia comparable, en la que los alambres exteriores muy desgastados fallan primero y los alambres internos pasan a soportar cargas modificadas. Por eso, la sobrecarga dúctil en los últimos alambres que sobreviven no prueba automáticamente que una carga excesiva haya originado el evento. Puede ser el modo de fractura final tras un daño progresivo que redujo la sección efectiva. (Chang et al., 2019)

Esa secuencia no es inevitable. Una sobrecarga puntual, la falla de un elemento de fijación, un evento de impacto o un defecto del material pueden generar una cadena distinta. La evidencia respalda con firmeza distinguir, en una investigación de fallas, el mecanismo de degradación iniciador del modo de fractura final.

Inspección de cables de winches mineros: la apariencia, la antigüedad y la capacidad nominal no bastan para establecer su condición completa

El examen visual es indispensable, pero la superficie no puede revelar todos los defectos internos. La medición del diámetro puede mostrar ciertas formas de desgaste o deformación, mientras que los métodos electromagnéticos o de fuga de flujo magnético pueden indicar fallas localizadas y pérdida de área metálica. Ni la reducción de diámetro ni un registro de END (ensayos no destructivos) son automáticamente una medida directa de la resistencia a la rotura remanente.

Los ensayos destructivos de cables retirados realizados por Tytko y colaboradores ilustran por qué la antigüedad también es un indicador incompleto. Un cable de 60 mm impregnado con plástico, retirado tras 50 meses, mostró una reducción informada del 7,9% en la fuerza de rotura sumada de sus alambres. Otro cable de 61 mm, retirado tras 48 meses, mostró aproximadamente un 20% de degradación sumada de los alambres y una reducción del 23,25% en la fuerza de rotura del cable completo. Son observaciones de dos cables distintos, no una comparación estadísticamente representativa ni una regla de reemplazo a los cuatro años. El análisis estocástico del estudio también refuerza que los resultados de resistencia de los alambres forman distribuciones y no un único valor determinista. (Tytko et al., 2025)

Onur informó tres campañas de inspección electromagnética in situ en cuatro cables de cabeza Koepe de 38 mm, de cordones triangulares 6×37, en el pique Kozlu N.º I en Turquía. El trabajo siguió las indicaciones de pérdida de área metálica y de fallas localizadas, y calculó su efecto sobre el factor de seguridad. No validó de forma destructiva todas las indicaciones ni estableció una relación universal entre la amplitud de la señal y la resistencia residual. El equipo, la magnetización, la calibración, la construcción del cable, la velocidad y la geometría del defecto influyen en la interpretación. (Onur, 2012)

El boletín P09-10 de la MSHA describe un cable de pique de servicio en el que las picaduras y la corrosión internas severas no fueron reveladas adecuadamente por mediciones puntuales de diámetro ni por ensayos de corte. El boletín recomienda el ensayo electromagnético en los casos apropiados, porque el deterioro interno de otro modo podría pasar inadvertido. No afirma que el examen electromagnético reemplace la inspección visual. La inspección visual sigue siendo necesaria para detectar alambres rotos visibles, corrosión, distorsión, daño por calor, desgaste local y el estado de las fijaciones. (MSHA PIB P09-10)

Por lo tanto, la evaluación de la condición debe combinar indicadores y tendencias complementarios, según lo exija la instalación real. Dependiendo del régimen aplicable, esto puede incluir hallazgos visuales codificados por ubicación, mediciones de diámetro de referencia y posteriores, distribución de alambres rotos, indicaciones de pérdida de área metálica y de fallas localizadas, ensayos destructivos o de corte, historial de servicio y cambios en el tiempo. La antigüedad, la resistencia nominal a la rotura, el diámetro promedio o un único resultado de END no deben tratarse como una evaluación completa.

Sistemas de ascensores mineros

Instalación de ascensor minero SEKLIFT para el acceso vertical en faenas mineras.

Las normas y regulaciones sobre cables de winches mineros definen distintas partes del marco de decisión

Las normas de producto, los métodos de ensayo, la guía de los reguladores y la normativa minera vinculante cumplen funciones distintas. Las normas de producto definen los requisitos de entrega para construcciones de cable específicas. Las normas de ensayo definen cómo se mide una propiedad. La legislación minera, los códigos aprobados y las autorizaciones de faena regulan la instalación, el examen, el ensayo y el retiro. La publicación de una norma no la hace legalmente aplicable en todos los países, y un certificado de producto no demuestra la condición actual del cable.

Normas internacionales y europeas

El catálogo de ISO listaba las normas ISO 3154:1988, ISO 3155:1976, ISO 3156:1976 e ISO 5614:1988 como documentos publicados/vigentes al momento de la consulta, a la vez que mostraba actividad de revisión o actualización para estas ediciones más antiguas. La ISO 3108:2017 seguía siendo el método de ensayo vigente para determinar la fuerza de rotura medida. La ISO 4309:2017 seguía publicada, pero estaba marcada para revisión, con trabajos sucesores en desarrollo. Por lo tanto, los usuarios deben verificar la edición exigida por contrato o por ley al momento de la aplicación. Estado de las normas verificado el 3 de septiembre de 2026.

• ISO 3154:1988 — requisitos técnicos de entrega para cables trenzados de extracción minera dentro de su alcance declarado.
• ISO 5614:1988 — requisitos técnicos de entrega para cables de espiras cerradas (locked-coil) de extracción minera.
• ISO 3155:1976 — características y ensayos de los componentes de fibra utilizados en cables trenzados de extracción minera.
• ISO 3156:1976 — características y ensayos de compuestos impregnantes, lubricantes y recubrimientos de servicio.
• ISO 3108:2017 — método de ensayo de tracción para determinar la fuerza de rotura medida.
• ISO 4309:2017 — guía de cuidado, mantenimiento, inspección y descarte de cables en grúas, winches y elevadores; complementaria para aplicaciones mineras solo cuando el marco aplicable la invoque.

BSI listaba las normas BS EN 12385-1:2002+A1:2008, BS EN 12385-2:2002+A1:2008, BS EN 12385-6:2004 y BS EN 12385-7:2002 como vigentes y en revisión al momento de la consulta. La Parte 1 establece los requisitos generales de fabricación y ensayo; la Parte 2 define terminología, designación y clasificación. La Parte 6 da requisitos particulares para cables trenzados y planos para piques mineros y se usa junto con las Partes 1 y 2. La Parte 7 especifica requisitos adicionales de materiales, fabricación y ensayo para cables de extracción de espiras totalmente cerradas y cables guía de espiras semicerradas o totalmente cerradas para piques mineros, respecto de los indicados en la Parte 1, dentro del marco más amplio de la serie EN 12385. Son normas de producto, no reglas universales de descarte en servicio. (BSI: Parte 1; Parte 2; Parte 6; Parte 7)

Estados Unidos: importan la categoría de mina y el alcance del equipo

La abreviatura anterior «disposiciones de EE. UU. para minas metálicas/no metálicas» es insuficiente. Las normas federales vigentes usan secciones paralelas pero específicas por categoría:

• 30 CFR Parte 56 se aplica a minas metálicas y no metálicas de superficie.
• 30 CFR Parte 57 se aplica a minas metálicas y no metálicas subterráneas.
• 30 CFR Parte 75 se aplica a minas subterráneas de carbón.
• 30 CFR Parte 77 se aplica a minas de carbón de superficie y a las áreas de trabajo de superficie de minas subterráneas de carbón.

Dentro de las disposiciones citadas sobre cables de extracción, los §§56.19023, 57.19023, 75.1433 y 77.1433 exigen el examen visual de la longitud activa del cable al menos cada 14 días corridos y, al menos cada seis meses, ya sea el ensayo no destructivo de la longitud activa o las mediciones de diámetro prescritas en las ubicaciones propensas al desgaste. El examen diario se aplica a la porción afectada cuando una condición visible pueda reducir la resistencia. Las secciones correspondientes de retiro (§§56.19024, 57.19024, 75.1434 y 77.1434) incluyen una reducción de diámetro por desgaste superior al 6% de la medición del diámetro de referencia y una pérdida de resistencia del cable superior al 10% determinada por END, junto con criterios de alambres rotos, corrosión, distorsión y daño por calor. El diámetro de referencia se establece tras el estiramiento inicial pero antes del desgaste visible, conforme a los §§56.19022, 57.19022, 75.1432 y 77.1432. (30 CFR Partes 56 y 57; Partes 75 y 77)

Esos porcentajes son criterios regulatorios de retiro de EE. UU. para cables dentro del alcance indicado, no umbrales globales de falla del material. La disposición de aplicación de la Parte 57 y las disposiciones de alcance citadas de las Partes 75 y 77 excluyen expresamente los cables de acero utilizados en ascensores; por lo tanto, la instalación concreta debe clasificarse correctamente antes de aplicar cualquier sección. No deben transferirse automáticamente a un ascensor minero, a un proyecto en Turquía ni a otra jurisdicción.

Reino Unido, Nueva Gales del Sur y Turquía

La guía Steel wire ropes in vertical mine shafts del HSE del Reino Unido está dirigida a quienes fabrican, seleccionan, instalan, inspeccionan, examinan o mantienen cables de extracción, de balance, guía y de rozamiento. Sus anexos técnicos tratan el mantenimiento, el deterioro y el descarte. Es una guía con autoridad, no una ley universal ni un sustituto de las obligaciones legales vigentes en el Reino Unido. (HSE)

El NSW Code of Practice: Mine shafts and winding systems, Versión 2, abril de 2026, es un código de práctica aprobado conforme a la sección 274 de la Work Health and Safety Act 2011 de Nueva Gales del Sur. Orienta la gestión de peligros principales en piques mineros subterráneos y sistemas de extracción, incluidos los controles del ciclo de vida y los cables. Es admisible en procedimientos y puede constituir evidencia de lo que se conoce sobre un peligro o un control; no es en sí mismo una declaración exhaustiva de la ley, y pueden usarse métodos equivalentes o de mayor estándar cuando el marco WHS lo permita. (NSW Resources Regulator, 2026)

Esta revisión no pudo establecer, a partir de una fuente autorizada accesible, un régimen turco único para cables de extracción minera que pueda resumirse con seguridad para todos los tipos de mina y categorías de equipo. El estudio de campo sobre cables Koepe en Turquía citado más arriba es evidencia de investigación, no legislación. Los proyectos en Turquía deben verificar con la autoridad competente y el ingeniero responsable la legislación turca vigente en materia minera y de seguridad laboral, las normas TS EN adoptadas aplicables, las aprobaciones de la mina y la clasificación del equipo, en lugar de importar umbrales de EE. UU., del Reino Unido o de Nueva Gales del Sur.

Para un proyecto real, la jerarquía de control normalmente comienza con:

1. La legislación minera y de seguridad laboral aplicable y los requisitos del regulador.
2. Las aprobaciones de la mina, el caso de seguridad del sistema de extracción o el plan de peligros principales, y los códigos aprobados aplicables.
3. Las instrucciones de los fabricantes del cable y de la máquina de extracción para la configuración aprobada.
4. Las normas de producto y de ensayo aplicables a cables de mina.
5. La guía general sobre cables de acero, utilizada solo cuando el marco aplicable la invoque o la permita.

Trate el cable como un sistema mecánico monitoreado

La falla de los cables de acero de extracción minera se entiende mejor como una secuencia, no como una etiqueta. La carga dinámica, la flexión, la torsión, la geometría de contacto, la lubricación y el entorno pueden iniciar desgaste abrasivo o adhesivo, fretting, grietas por fatiga, picaduras por corrosión, roturas internas o pérdida localizada de área metálica. A medida que el daño avanza, el reparto de carga cambia. Los alambres restantes pueden finalmente fracturarse por sobrecarga dúctil, aun cuando haya sido un deterioro progresivo el que inició la pérdida de capacidad.

Ese modelo no hace que toda falla sea progresiva o idéntica. Explica por qué la causa raíz no puede deducirse de una sola superficie de fractura final, un valor de diámetro, un registro de END, la antigüedad ni la resistencia nominal a la rotura. Cada indicador responde solo una parte de la pregunta sobre la condición.

Para los ingenieros de mina y los equipos de adquisiciones, la implicancia práctica es una especificación y una evidencia basadas en sistemas: ajustar la construcción y el grado del cable a la máquina de extracción y al servicio; verificar la conformidad del producto; controlar el giro de instalación y la lubricación; conservar las mediciones de referencia; seguir la tendencia de los hallazgos visuales y de END por ubicación; y aplicar las reglas de examen y retiro de la jurisdicción correcta. Las decisiones de reemplazo deben seguir siendo específicas de cada proyecto y ser tomadas por el ingeniero competente de la mina o del sistema de extracción, bajo el marco legal y técnico aprobado aplicable.