Trabajo sobre Grúas Auxiliares

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Trabajo de la asignatura de Ingeniería de Transporte de 5º de Ingeniería Industrial de la Universidad Miguel Hernández de Elche.
Profesor de la asignatura:
Alumnos: Javier Sogorb, Antonio Montón, Carmen Antona y Jaime Martínez.

El documento que presento es el resultado de un trabajo en grupo donde se analizaba la el Tema 7 de la asignatura, Grúas Auxiliares.

El tema 7, del que es objeto nuestro trabajo, se centra en las grúas auxiliares, tanto autopropulsadas como remolcadas. Para situarnos en este ámbito, en primer lugar se clasifican y describien los tipos de grúas auxiliares, tanto desde la perspectiva de la norma UNE, como desde la clasificación que realizan los catálogos consultados. Posteriormente se estudian los detalles técnicos y el principio de funcionamiento. Finalmente, se presenta un criterio de selección de grúas, aspectos de seguridad y también normativos.

En el final del documento puedes acceder a una serie de preguntas (con sus respectivas respuestas) sobre el mismo trabajo.

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Trabajo sobre Grúas Auxiliares

  1. 1. 4º Ingeniería Industrial Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 7.1. CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LOS TIPOS DE GRÚAS .… 1 7.1.1. Clasificación según catálogo …………………………………. 1 7.1.2. Clasificación según norma UNE 58-501-78 …………………. 2 7.1.2.1. Autopropulsadas 7.1.2.2. Remolcadas 7.2. PRINCIPALES DEFINICIONES ……………………………. 6 7.2.1. Componentes de las grúas ….……………………………… 7 7.2.2. Componentes relativos al movimiento de la grúa …………. 9 7.2.3. Movimientos ………………………………………………… 10 7.2.4. Velocidad de los movimientos ………………………………… 11 7.2.5. Parámetros relacionados con cotas y geometría ………………… 12 7.2.5.1. Parámetros relacionados con la base de la grúa 7.2.5.2. Parámetros dimensionales 7.2.5.3. Parámetros de carga 7.2.6. Condiciones de trabajo ……………………...………………… 18 7.3. DETALLES TÉCNICOS RELATIVOS AL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN 19 7.3.1. Bastidor ………………………………………………………… 19 7.3.2. Elementos de accionamiento de los cables …………………. 20 7.3.3. Instalaciones motrices principales …………………………. 22 7.3.4. Refrigeración ………………………………………………… 28 7.3.4.1. Por aire 7.3.4.2. Por agua 7.4. PRINCIPIO Y FUNCIONAMIENTO ………………………….… 30 7.4.1. Características principales …….…………………………… 31 7.4.2. Características de los cilindros. Potencias demandadas ……….… 33 7.4.3. Características geométricas ………………………………… 34 7.4.4. Zona barrida ………………………………………………… 34 7.4.5. Estabilización ………………………………………………… 35 7.4.5.1. Análisis de cargas giratorias: Grúa + carga 7.4.5.2. Análisis de cargas totales: Grúa + carga + camión 7.4.6. Sistema hidráulico ………………………………………… 39 7.5. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES …………………….. 40 7.5.1. Altura ………………………………………………………... 40
  2. 2. 4º Ingeniería Industrial Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos 7.5.2. Capacidad al alcance respectivo ………………………………… 41 7.5.3. Momento de carrera ….…………………………………… 41 7.5.4. Alcance …………………………………………………………. 42 7.5.4.1. Hidráulico 7.5.4.2. Mecánico 7.5.5. Presión de trabajo ….……………………………………………. 42 7.5.6. Caudal de la bomba de aceite …………………………………. 43 7.5.7. Giro del basculante …………………………………………. 43 7.5.8. Peso …………………………………………………………. 43 7.5.9. Diagrama de alcance …………………………………………. 44 7.6. DIFERENTES TIPOS DE MONTAJE ……………………… 45 7.6.1. Según la posición de la grúa con respecto al vehículo ………….. 45 7.6.1.1. Montaje tras la cabina 7.6.1.2. Montaje al final del chasis 7.6.1.3. Montaje en medio del chasis 7.6.1.4. Montaje sobre semirremolques 7.6.2. Según la base donde está montada la grúa …………………. 47 7.7. SELECCIÓN DE UNA GRÚA ………………………….… 51 7.7.1. Introducción ………………………………………………… 52 7.7.2. Propiedades de un catálogo ………………………………… 53 7.7.3. Consulta de catálogos ………………………………… 55 7.7.3.1. Catálogos gruá auto-cargable tipo I 7.7.3.2. Catálogos gruá auto-cargable tipo II 7.7.3.3. Catálogos gruá auto-cargable tipo III 7.7.3.4. Catálogos gruá móvil 7.8. SEGURIDAD EN GRÚAS AUXILIARES ..…………………… 70 7.8.1. Introducción …..……………………………………………. 70 7.8.2. Descripción general de la máquina ………………………… 72 7.8.3. Procedimiento ………………………………………………... 73 7.8.4. Mantenimiento y revisiones ………………………………… 74 7.8.5. Inspecciones oficiales ………………………………………… 75 7.8.6. Riesgos detectados ………………………………………… 76 7.8.7. Sistemas de seguridad ………………………………………… 77 7.8.8. Medidas preventivas ………………………………………… 78 7.8.8.1. Ante el riesgo de vuelco 7.8.8.2. Ante el riesgo de precipitación de la carga 7.8.8.3. Ante el riesgo eléctrico 7.8.9. Mantenimiento preventivo ………………………………… 86 7.8.9.1. De la máquina 7.8.9.2. De los elementos auxiliares 7.8.10. Protección personal ………………………………………… 86 7.8.11. Comportamiento humano ……………………………….... 87 7.8.11.1. Actitudes psico-físicas 7.8.11.2. Aptitudes ergonómicas
  3. 3. 4º Ingeniería Industrial Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos 7.9. NORMATIVA Y LEGISLACIÓN ..…………………………… 88 7.9.1. Normativa aplicable .…………………………………………. 88 7.9.1.1. Reglamentación y normas de aplicación 7.9.1.2. Real Decreto 837/2003 de 27 de Junio Exposición de motivos Derogación normativa Entrada en vigor Instrucción Técnica Complementaria (ITC) MIE-AEM-4 7.9.1.3. Instrucciones generales 7.9.2. Legislación de una grúa auxiliar …………………………………. 104 7.9.2.1. Pasos necesarios para legalizar una grúa auxiliar Paso 1: Certificado de conformidad del fabricante Paso 2: Elaboración del proyecto de reforma Paso 3: Realización de la reforma Paso 4: Legalización de la reforma Paso 5: Matriculación del vehículo 7.10. BIBLIOGRAFÍA …………….…………………………… 136
  4. 4. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.1 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 1 Clasificación y descripción El tema 7, del que es objeto nuestro trabajo, se centra en las grúas auxiliares, tanto autopropulsadas como remolcadas. Para situarnos en este ámbito, en primer lugar trataremos de clasificar y describir los tipos de grúas auxiliares, tanto desde la perspectiva de la norma UNE, como desde la clasificación que realizan los catálogos consultados. Hemos encontrado muchos tipos de clasificaciones de grúas. Cada fabricante hace su propia clasificación y por lo tanto, nos centraremos finalmente en la clasificación de la norma UNE, pero para que quede constancia de que en realidad en el mercado laboral a la hora de elegir grúa no se rigen por normativas, pondremos primero como ejemplo esta clasificación de catálogo: a) Grúas fijas a.1) Cabrias a.2) Grúa Derrick a.3) Grúa de Edificación - De edificación ligera - De montaje rápido - Tipo Faure o Emica - Grúas torre b) Grúas móviles b.1)Grúas de puerto - Grúas Titán - Grúas Pórtico - Grúas Kaiser - Grúas Wolf - Grúas Weitz
  5. 5. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.1 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 2 Clasificación y descripción b.2)Grúas autopropulsadas - Sobre cadenas - Sobre neumáticos - Sobre camión - Brazo telescópico Desde la normativa vigente, la clasificación está basada en la norma UNE 58-501-78, que incluye el conjunto de las grúas móviles con fuerza motriz dotadas de ruedas o de orugas, quedando excluidas de esta clasificación las grúas que circulan sobre carriles. Clasificación norma UNE 58-501-78: Autopropulsadas Tipo 1. Automotrices y desplazables con giro total. Tipo 2. Automotrices y desplazables con giro parcial. Tipo 3. Automotrices y desplazables con pluma no orientable. Tipo 4. Sobre camión con giro total. Tipo 5. Sobre camión con giro parcial. Tipo 6. Sobre camión con pluma no orientable. Tipo 7. Tipos semimóviles de todas las clases antes descritas. Remolcadas Tipo 8. Tipos remolcados. Esta es la clasificación normada de todos los tipos de grúas, pero en realidad nuestro trabajo versa únicamente sobre las grúas auxiliares sobre camiones y remolcadas. Las grúas auxiliares de carga de vehículos son grúas cuyo objetivo es simplificar la maniobra de carga y descarga de vehículos de transporte (camiones en general) y a diferencia del resto de grúas móviles, estas no disponen de una parte destinada a la traslación de la grúa, sino que se montan sobre dichos vehículos de transporte.
  6. 6. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.1 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 3 Clasificación y descripción Conforme a estos criterios expuestos, de todas estas clases de grúas solo nos interesan las clases 4 y 5, y por extensión la 7 como se podrá ver a continuación: Tipo 1. Automotrices y desplazables con giro total. Este tipo de grúas poseen una superestructura (camión o similar) que les permite desplazarse y orientarse en cualquier sentido. Son capaces de manejar cargas de un peso máximo igual al que han sido proyectadas y pueden desplazarse movidas por sus propios medios con la carga suspendida, estando orientada la pluma en cualquier dirección. Tipo 2. Automotrices y desplazables con giro parcial Son muy similares a las anteriores pero solo pueden orientar la pluma parcialmente. Tipo 3. Grúas automotrices y desplazables con pluma no orientable Grúas similares a las anteriores pero sin la capacidad de orientar la pluma, por lo que su orientación se obtiene moviendo la grúa entera por medio de los órganos de traslación y dirección.
  7. 7. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.1 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 4 Clasificación y descripción Tipo 4. Grúas sobre camión con giro total Esta clase de grúas van montadas sobre un vehículo de carga. Tienen un bastidor con puesto de mando separado. El movimiento de la grúa puede venir dado por un motor adicional que de potencia a la bomba o bien mediante un acople al motor del vehículo. El objetivo de estas grúas es como ya hemos dicho la simplificación de la tarea de carga descarga del vehículo de transporte. La grúa puede ser orientada de forma total. Tipo 5. Grúas sobre camión con giro parcial Son grúas que tienen el mismo bastidor con puesto de mando separado, con características parecidas a las de un camión con motor de camión colocado separadamente y utilizado principalmente para la traslación; idéntico al anterior. Su diferencia reside en un giro limitado de la grúa.
  8. 8. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.1 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 5 Clasificación y descripción Tipo 6. Grúas sobre camión con pluma no orientable Estas grúas poseen el mismo tipo de bastidor con puesto de mando separado que las anteriores, pero no están destinadas al mismo fin, ya que solo se pueden orientar mediante el movimiento del vehículo, con lo cual no es posible la maniobra de carga o descarga. Tipo 7. Grúas semimóviles de todas las clases antes descritas Estas incluyen a todas las anteriores, pero les es necesario utilizar gatos para poder manejar las cargas máximas. Están limitadas en cuanto a la traslación de carga. Nos interesan estas grúas en lo que se refieren a las variaciones de las clases 4 y 5. Tipo 8. Grúas remolcadas Son grúas que no son capaces de trasladarse con su propio motor y necesitan ser remolcadas por medio de alguna forma de propulsión exterior. En conclusión, nos centraremos en trabajar con las grúas sobre camión con giro total y grúas sobre camión con giro parcial además de grúas semimóviles de todas las clases antes descritas.
  9. 9. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 6 Principales definiciones La presencia de las grúas móviles autopropulsadas en las obras, con potencial de manipulación de cargas cada vez más importante, es fundamental. El parque nacional presenta características desiguales y, en ciertos casos, poco satisfactorias, por lo cual resulta imprescindible establecer unas prescripciones mínimas que deban respetar todas las grúas móviles autopropulsadas, concediendo para aquellas que no las cumplan prudentes plazos de adaptación. En los países de la Unión Europea todas las grúas para vehículos deben incorporar el siguiente distintivo. De acuerdo al Real Decreto 2370/1996 del BOE del 24 de diciembre de 1996 y en base al cumplimiento de la Directiva 83/189/CEE, los elementos de este tipo de grúas deben cumplir las definiciones descritas a continuación.
  10. 10. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 7 Principales definiciones 1.- Componentes de las grúas: - Aparejo: Sistema de poleas y de cables destinado a hacer variar las fuerzas y las velocidades. - Contrapeso: Masa fijada sobre la estructura de la grúa para ayudar a equilibrar las acciones de la carga. Puede estar constituido por uno o varios bloques desmontables y dispone de las fijaciones necesarias, del contrapeso a la estructura, para evitar desprendimientos. - Corona de orientación: Elementos destinados a transmitir los esfuerzos (momento de carga, fuerzas horizontales y verticales) de la estructura giratoria a la base de la grúa y que es accionado por el mecanismo de orientación de la estructura giratoria. - Dispositivo de puesta en veleta o giro libre: Sistema que asegura la libre orientación de la estructura giratoria ante la acción del viento en la condición de fuera de servicio. Se puede utilizar, asimismo, para la autoalineación vertical de la pluma con la carga, antes de comenzar la maniobra de izado. - Pluma: Componente estructural de la grúa capaz de soportar el órgano de aprehensión cargado, asegurando el alcance y la altura de elevación solicitados. Los cilindros hidráulicos de elevación de la pluma están provistos de válvulas de retención, que eviten la recogida accidental de los mismos. - Plumines: a) Fijo: es una extensión en la extremidad superior de la pluma o cerca de ella para dotarla de una longitud suplementaria de pluma, compuesto de una o varias secciones.
  11. 11. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 8 Principales definiciones b) Abatible: es una extensión en la extremidad superior de la pluma o cerca de ella para dotarla de una longitud suplementaria de pluma, compuesto de una o varias secciones, que se articula para permitir su giro en el plano vertical. - Estabilizadores: Dispositivos destinados a aumentar y/o asegurar la base de apoyo de una grúa en posición de trabajo. Las grúas vienen provistas de un mecanismo de bloqueo que permite utilizar la grúa móvil sin emplear los estabilizadores. - Estructura giratoria: Estructura orientable capaz de soportar la pluma, contrapeso y todos los mecanismos de accionamiento de la grúa. - Final de carrera de órgano de aprehensión: Dispositivo de seguridad que impide que el órgano de aprehensión se halle muy próximo a la cabeza de la pluma o plumín. - Indicador de momento de carga: Dispositivo automático de seguridad que detecta para cada posición de trabajo la carga máxima que se puede manipular. - Limitador de cargas: Dispositivo automático de seguridad que detecta para cada posición de trabajo la carga máxima que se puede manipular, cortando el movimiento ascendente del mecanismo de elevación y aquellos movimientos que supongan aumentar los máximos momentos de carga prefijados en el correspondiente diagrama de cargas.
  12. 12. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 9 Principales definiciones 2.- Componentes relativos al movimiento de la grúa: - Mecanismos de elevación: Mecanismo que sirve para elevar y bajar la carga en la grúa y en el que el esfuerzo es transmitido por un elemento flexible (cable) desde un tambor motor. - Mecanismos de extensión de la pluma: Mecanismos que sirven para variar el alcance y la altura de elevación por variación de la longitud de la pluma telescópica. - Mecanismo de inclinación de la pluma: Mecanismo que sirve para variar el alcance y la altura de elevación por variación del ángulo de inclinación de la pluma. - Órgano de aprehensión: Dispositivo (gancho, cuchara, electroimán, etc.) que sirve para suspender, coger o soportar la carga. - Suplemento de apoyo: Elementos que son capaces de transmitir al suelo las acciones de la grúa.
  13. 13. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 10 Principales definiciones 3.- Movimientos - Elevación de la pluma: Es el movimiento de la pluma cuando gira en un plano vertical - Elevación: Es el movimiento de la carga cuando se traslada permaneciendo fija la pluma. También puede ser el efectuado por la carga por la elevación de la pluma o el movimiento telescópico de la misma. - Orientación o giro: Es el movimiento que realiza la pluma cuando gira alrededor de un eje vertical. Es frecuente especificar si el giro de la pluma está limitado a un ángulo determinado que será precisado (por ejemplo 60º, 120º, 360º) o si por el contrario es ilimitada. - Traslación del conjunto: En grúas auxiliares, el movimiento de traslación lo da el vehículo sobre el que va montada la grúa.
  14. 14. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 11 Principales definiciones 4.-Velocidad de los movimientos - Velocidad máxima de elevación y descenso de la carga, Vn: Velocidad controlada vertical de la carga elevada en régimen establecido. - Velocidad de giro, W: Velocidad angular de la rotación de la estructura giratoria de una grúa en régimen establecido. Se determina para el máximo alcance de carga, instalada la grúa sobre un emplazamiento horizontal y con una velocidad del viento, a una altura de 10 metros inferior a 3 metros/segundo. - Velocidad de traslación, Vk: Velocidad de desplazamiento de la grúa en el régimen establecido. Se determina con el aparato en carga y desplazándose sobre una vía o una superficie horizontal, y con una velocidad de viento, a una altura de 10 metros inferior a 3 metros/segundo. - Velocidad de variación del alcance, Vr (por elevación y descenso de la pluma): Velocidad medida del desplazamiento horizontal de la carga en el régimen establecido. Se determinan en la carrera de elevación de la pluma a partir de su alcance máximo, hasta su alcance mínimo, o viceversa, estando la grúa instalada sobre un terreno horizontal y con una velocidad de viento que no sobrepase, a 10 metros de altura, 3 metros/segundo. - Velocidad de desplazamiento en ruta, Vo: Velocidad máxima de desplazamiento de la grúa en orden de marcha, accionada por sus propios medios.
  15. 15. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 12 Principales definiciones - Tiempo de elevación de pluma, t(2): Tiempo mínimo necesario para elevar la pluma desde su posición de alcance máximo a la de alcance mínimo. Se determina realizando la operación de elevación de la pluma estando la grúa instalada sobre un terreno horizontal y con una velocidad de viento que no sobrepase, a 10 metros de altura, 3 metros/segundo. - Tiempo de telescopado de pluma, tt: Tiempo necesario para pasar de la posición de pluma totalmente recogida a totalmente extendida. Se determina realizando la operación de telescopado estando la pluma en su ángulo máximo de inclinación, estando la grúa instalada sobre un terreno horizontal y con una velocidad de viento que no sobrepase, a 10 metros de altura, 3 metros/segundo. 5.- Parámetros relacionados con cotas y geometría de diferentes grúas 5.1.- Parámetros relacionados con la base de la grúa - Vía (k): Distancia horizontal entre los ejes de carriles o de las ruedas del tren de rodadura, medida transversalmente al eje longitudinal de desplazamiento. - Distancia entre ejes (B): Distancia entre los ejes del tren de rodadura, medida paralelamente al eje longitudinal de desplazamiento. - Peso por eje (GE): Peso que soporta sobre la totalidad de las ruedas acopladas a un eje. - Distancia entre ejes de los estabilizadores (Bo): Distancia entre los ejes verticales de los apoyos de los estabilizadores, medida según el eje longitudinal de desplazamiento de la grúa.
  16. 16. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 13 Principales definiciones - Amplitud de los estabilizadores (Ko): Distancia máxima entre los ejes verticales de los apoyos de los estabilizadores, medida transversalmente al eje longitudinal de desplazamiento de la grúa. - Pendiente superable (i): Pendiente máxima, expresada en porcentaje, que la grúa puede superar. - Contorno de apoyo: Contorno formado por la proyección sobre el suelo de las líneas que unen los ejes verticales de los elementos de apoyo de la grúa. - Radio de la circunferencia del espacio del borde interior (Rk): Radio de la circunferencia interior medida sobre un plano vertical tangente al punto más exterior que describe la rueda de menor radio, cuando la grúa efectúa la curva de menor radio.
  17. 17. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 14 Principales definiciones - Radio de la circunferencia del espacio del borde exterior (entre bordillos) (R): Radio de la circunferencia medida sobre un plano de la circunferencia medida sobre un plano vertical tangente al punto más exterior del neumático cuando la grúa está efectuando su curva de menor radio. Es igual al radio de la circunferencia de giro más el ancho total del neumático en ese plano (ver figura anterior). - Radio de la circunferencia del espacio del giro (entre paredes) (Ro): Radio de la circunferencia que abarca los puntos más exteriores de proyección de la grúa, mientras ésta efectúa su curva de menor radio. 5.2.- Parámetros dimensionales - Alcance o radio, L: Distancia horizontal entre el eje de orientación de la parte giratoria y el eje vertical de elevación, estando el aparato de elevación instalado sobre un emplazamiento horizontal. - Alcance a partir del eje de vuelco, A: Distancia horizontal entre el eje de vuelco y el eje vertical del elemento de aprehensión sin carga, estando el aparato de elevación instalado sobre un emplazamiento horizontal. - Amplitud de alcance: Distancia horizontal entre los ejes verticales de las posiciones extremas del elemento de aprehensión para una determinada longitud de pluma. A la posición extrema más próxima al eje de giro se le denomina alcance mínimo, a la más alejada, alcance máximo. - Longitud de pluma: Es, para cada configuración, la distancia, expresada en metros entre el eje del giro vertical de la pluma y el eje de las poleas de izado de carga.
  18. 18. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 15 Principales definiciones - Longitud de plumín: Es, para cada configuración, la distancia, expresada en metros entre el punto de fijación a la pluma y el eje de sus poleas de izado de carga. - Ángulo de la pluma: Es el formado por el eje longitudinal de la pluma con el plano horizontal. - Ángulo del plumín: Es el formado entre el eje longitudinal del plumín y el eje longitudinal de la pluma que lo soporta. - Zona de barrido trasero, r: Radio máximo de la parte giratoria de la grúa en el lado opuesto a la pluma. - Altura de elevación, H: Distancia vertical entre el nivel de apoyo de la grúa y el dispositivo de aprehensión cuando éste se encuentra en la posición más elevada de trabajo: a) Para ganchos y horquillas, la medida se toma a su superficie de apoyo. b) Para otros dispositivos de aprehensión, la medida se toma a su punto más bajo (en posición cerrada). Nota: La altura de elevación se tomará sin carga y con la grúa instalada sobre un terreno horizontal. - Profundidad de descenso, h: Distancia vertical entre el nivel de apoyo de la grúa y el dispositivo de aprehensión, estando éste en su posición de trabajo más baja: a) Para ganchos y horquillas, la medida se toma a su superficie de apoyo. b) Para los otros dispositivos de aprehensión, la medida se toma a su punto más bajo (en posición cerrada).
  19. 19. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 16 Principales definiciones Nota: La profundidad de descenso se tomará sin carga y con la grúa instalada sobre un terreno horizontal. - Amplitud de elevación, D: Distancia vertical entre la posición de trabajo superior e inferior del dispositivo de aprehensión. 5.3.- Parámetros de carga - Momento de carga M=L*Q: Producto de la carga nominal correspondiente (Q) por su radio o alcance (L). - Momento de vuelco MA=A*Q: Producto de la carga nominal correspondiente (Q) por la distancia de su proyección al eje de vuelco (A). - Masa neta, Gk: Masa de la grúa sin contrapesos, carburante, lubricante y agua. - Masa total, Go: Masa total de la grúa en orden de marcha, con contrapesos, carburante, lubricante y agua. - Carga sobre un apoyo, P: Valor de la carga máxima vertical transmitida a través de un apoyo al camino de rodadura o al suelo. - Diagrama de cargas y alcances: Correlación de cargas y alcances para cada longitud de pluma y configuración de trabajo.
  20. 20. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 17 Principales definiciones - Cargas sobre estabilizadores: Diagrama de cargas que expresa las diferentes capacidades de elevación cuando la grúa trabaja firmemente apoyada sobre los estabilizadores y debidamente nivelada. - Cargas sobre ruedas: Diagrama de cargas que expresa las diferentes capacidades de elevación cuando la grúa trabaja apoyada únicamente sobre las ruedas de desplazamiento de la base. - Cargas en 360°: Diagrama de cargas sobre estabilizadores o sobre ruedas referido a la zona de trabajo en giro total de la estructura de 360°. - Cargas sobre el lateral: Diagrama sobre estabilizadores o sobre ruedas referido a la zona de trabajo que determine el fabricante, con la pluma orientada hacia los dos laterales de la base de la grúa. - Cargas por detrás: Diagrama de cargas sobre estabilizadores o sobre ruedas referido a la zona de trabajo que determine el fabricante, con la pluma orientada hacia la parte posterior de la base de la grúa según el sentido de marcha. - Cargas por delante: Diagrama de cargas sobre estabilizadores o sobre ruedas referido a la zona de trabajo que determine el fabricante, con la pluma orientada hacia la parte anterior de la base de la grúa según el sentido de marcha. - Coeficiente de estabilidad: Es la relación expresada en tanto por ciento, entre las capacidades de carga de un diagrama y las que produciría el equilibrio inestable de la máquina.
  21. 21. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.2 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 18 Principales definiciones 6.- Condiciones de trabajo Se considerará que la grúa se encuentra en condiciones de trabajo cuando maneje una carga cualquiera al alcance correspondiente, sobre un terreno llano horizontal y sólido para la carga máxima para la cual ella ha sido proyectada. El número de los movimientos a efectuar será el indicado en la especificación del constructor. La grúa debe ser capaz de soportar los esfuerzos debidos a una presión del viento de 25 kg/m2 .
  22. 22. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 19 Principales definiciones 1) Bastidor Es el armazón metálico sobre el que se disponen todos las partes de la máquina: - motor - transmisión - elementos del sistema hidráulico - cabina de conducción Siendo al mismo tiempo sostén y unión de todos ellos. Durante el trabajo de la máquina el bastidor está sometido a violentos esfuerzos que tienden a deformarlo en todos los sentidos, por ello conviene darle la mayor rigidez y resistencia posibles. Para conseguir esta resistencia y a la vez que sean ligeros, están formados por largueros unidos entre sí por varios travesaños con todas sus piezas soldadas. En el banco de pruebas ha de verificarse la resistencia del bastidor por el constructor, preferentemente por ensayos prácticos, si bien cuando éstos no sean posibles podrán realizarse las mismas mediante cálculos teóricos. No deben existir deformaciones permanentes ni aparecer zonas debilitadas, ni durante los ensayos ni durante el funcionamiento de las grúas. Uno de los métodos prácticos consiste en la aplicación durante 1 hora de una sobrecarga estática del 33 por ciento para así verificar que ninguno de los elementos ha sufrido una deformación permanente. Es condición obligada que después de la aplicación de la carga todos los elementos vuelvan a su posición de origen.
  23. 23. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 20 Principales definiciones 2) Elementos de accionamiento de los cables Los movimientos de elevación y cambio de alcance operados por cables, deben estar provistos de frenos automáticos o dispositivos que impidan el descenso de la carga involuntariamente. Estos frenos o dispositivos deben ser automáticos, operar preferentemente sin sacudidas de las cargas y estar concebidos de manera que sean completamente seguros. - Los cables: Un cable se define como una serie de alambres que retorcidos de manera especial, forman una serie de cordones que retorcidos a su vez, forman esta cuerda o cable. En las grúas donde la carga no varía (está colgada directamente de un cable) se utilizan los cables anti-giratorios. Estos cables deben estar continuamente en tensión y no permiten que la carga gire (ya que el cable no gira). Todos los cables, tirantes y fijaciones deben cumplir con lo especificado en la normativa UNE 58-120/2-91 y UNE 58-111-91. Las poleas a las que va enrollado el cable tienen que ser del orden de 40 veces mayor que el diámetro del cable, el tambor de enrollado tiene que ser lo suficientemente grande para que se produzca una sola capa de enrollamiento puesto que en este tipo de cable no se pueden enrollar un cable encima del otro. El coeficiente de seguridad de los cables deberá estar basado sobre la carga de rotura calculada que se define como igual a la suma de las cargas de rotura individuales de los hilos que constituyen el cable o bajo otra forma como el producto que se obtiene multiplicando la tensión de rotura definida para la calidad del acero que constituye el hilo del cable por la superficie metálica total de las secciones rectas de todos los hilos constitutivos del cable.
  24. 24. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 21 Principales definiciones El coeficiente de seguridad basado sobre la carga de rotura calculada, no será inferior a 4,5 veces la carga nominal estática para los cables corrientes y 4 veces para los cables fijos. Para la utilización con cuchara, garras o electroimanes, los coeficientes de seguridad anteriores deben ser aumentados un 25 por 100 por lo que los valores correspondientes pasarían a ser de 5,63 y 5 respectivamente. - Tambores y poleas: Los cables deben estar sólidamente unidos al tambor y la fijación debe ser fácilmente accesible. Como criterio de diseño se debe adoptar aquel mediante el cual se consigue que en el tambor se arrollen el mínimo de capas de cable. Se considerará como diámetro de tambor o de la polea, el diámetro del fondo de la garganta. El diámetro del círculo de arrollamiento del cable sobre un tambor no será inferior a 15 veces el diámetro del cable. El diámetro de arrollamiento del cable sobre una polea o roldana no será inferior a 18 veces el diámetro del cable. - Guiado y protección de los cables: Las poleas que lleven cables que estén periódicamente aflojados deberán ir provistas de guías para mantener los cables en las gargantas. - Ganchos de elevación: Se recomienda montarlos sobre los anillos giratorios de bolas o rodillos. Dichos ganchos se fabricarán y ensayarán según las normas en vigor debiendo estar provistos de un dispositivo eficaz que impida el desenganche de las cargas. La carga nominal debe estar marcada con punzón de forma legible en una parte que no sea vital o sobre el motón. Bajo pedido deberá entregarse un certificado de ensayo.
  25. 25. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 22 Principales definiciones - Lastre del gancho: Cuando se utilice un lastre del gancho montado sobre el cable, el agujero de paso debe ser liso y redondeado en la parte de arriba y en la parte de abajo a menos que el cable vaya provisto de una guarnición especial o protegido de otra manera. En cualquier caso deben poder examinarse fácilmente la parte de cable que pasa a través del lastre. - Casquillos de retención: Si se utilizan casquillos de retención o ruedas de trinquete deberán ser de acero o de material adecuado al servicio exigido. 3) Instalaciones motrices principales - Motores de combustión interna: Los motores de combustión interna son aquellos que aprovechan la capacidad calorífica de un derivado del petróleo (gas-oil, gasolina). Su principio de funcionamiento se basa en la transformación en trabajo de energía contenida en el combustible. El motor Diesel es el más empleado en maquinaria debido a sus mayores ventajas respecto al de explosión (gasolina). Utiliza como combustible gas-oil, que se enciende espontáneamente con el calor (600ºC) y presión del aire comprimido, por lo que se trata de un motor de combustión. - Árboles y ejes fijos y giratorios: Los árboles y ejes deberán dimensionarse holgadamente desde el punto de vista de la resistencia. Deberán rectificarse si es necesario y contarán con gargantas del mayor radio posible.
  26. 26. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 23 Principales definiciones El árbol de levas consiste en un eje con unas prominencias o levas que levantan las válvulas de sus asientos cuando el saliente de la leva se aplica contra un rodillo o platina del empujador. Hay una leva por cada válvula (de admisión o de escape). - Reductores: Si un eje está unido solidariamente a dos ruedas dentadas de tamaño diferente, engranadas entre si o con otras ruedas dentadas, entregará proporciones diferentes de potencia y velocidad a sus circunferencias en relación de los radios de ambas ruedas. Los engranajes tienen una capacidad limitada para cambiar la relación potencia/velocidad entre el eje de entrada y el de salida. Dos engranajes acoplados girarán en direcciones opuestas y el más pequeño girará a más velocidad que el mayor ya que las velocidades periféricas son iguales debido al engranamiento de los dientes. - El diseño de los elementos de la reducción: a) Engranajes y piñones. Todos los engranajes deberán ser de acero, acero moleteado o de otro material adecuado, no utilizándose la fundición corriente en los engranajes de elevación, orientación, cambio de radio, traslación o en otros engranajes principales. b) Chavetas. Las chavetas para fijar los engranajes a los árboles irán enclavadas de modo que no puedan coger juego. c) Rodamientos. Los rodamientos de bolas o de rodillos o los cojinetes se diseñarán de modo que tengan una duración suficiente en las condiciones de trabajo de cada caso. Si estos rodamientos no van en cajas estancas se encerrarán las cajas para que les proteja del polvo.
  27. 27. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 24 Principales definiciones d) Cajas de engranajes. Las cajas de engranajes deben contener a ser posible, todos los engranajes y piñones con el fin de asegurar un engrase automático. - Frenos de acción mecánica: Los movimientos de la grúa transmitidos por un árbol de rotación serán sometidos a la acción de los frenos, de acuerdo con unas exigencias mínimas. En el caso de frenos de elevación estos deberán concebirse para ejercer un par de frenado por lo menos un 25 % superior al par máximo transmitido al tambor del freno por la carga suspendida. En cuanto a la temperatura del material de fricción se indica que una vez que la carga nominal máxima haya sido elevada y fijada mediante el freno 5 veces seguidas, a la altura de elevación especificada, la temperatura de las superficies de fricción no deberá rebasar la temperatura nominal máxima especificada por el fabricante de las guarniciones de los frenos. Los frenos de cambio de radio deberán concebirse para ejercer un par de frenado de por lo menos el 25 % mayor que el par máximo transmitido al tambor de freno por la carga suspendida. Se recomienda que los frenos de elevación y de cambio sean automáticos de modo que puedan ser aplicados en cuanto la palanca de maniobra se desplace hacia la posición de parada o neutral . Los sistemas de frenado del mecanismo de giro deberán proyectarse para la aplicación de un par de frenado de por lo menos 25 % mayor que el par máximo transmitido al tambor de freno cuando la grúa se encuentra sobre suelo sólido y horizontal, con su carga nominal máxima, y sometida al mismo tiempo a una carga transversal igual al 5 % de la carga suspendida que actúa a lo largo del eje de la cabeza de la pluma.
  28. 28. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 25 Principales definiciones Para los frenos de traslación se dispondrá un mecanismo de frenado eficaz, recomendándose que este se aplique directamente a las ruedas. Los frenos de mano deberán ser capaces de mantener la grúa parada en una pendiente de por lo menos al 12,5 % cuando se apliquen con una presión manual de 36 kg. - Mecanismos de traslación: Estos mecanismos se concebirán para asegurar una duración razonable, teniendo en cuenta la posible frecuencia de utilización y la carga máxima normal a la que probablemente serán sometidos los diferentes elementos. a) Las ruedas irán provistas de bandajes flexibles, de un tipo adecuado para el servicio exigido. En el caso en que las ruedas vayan provistas de neumáticos, las válvulas irán en el exterior de aquellas. En la medida de lo posible todas las ruedas de una grúa deben ser intercambiables. Las ruedas constan de: Cubo: Es la parte central de la rueda por donde se sujeta el eje de la maquina por medio de estrías. Disco: Enlaza la llanta con el cubo. Llanta: Es la parte de la rueda sobre la que se monta el neumático con una forma relacionada con él. b) Los neumáticos constituyen la unión elástica entre el vehículo o la máquina y el suelo, contribuyendo a la suspensión y amortiguación de la maquina, aportando también apoyo, y ayudando a su guiado y tracción. Las partes que constituyen los neumáticos son: Pestaña o talones: Piezas circulares compuestas de cables, que aseguran el neumático a la llanta. Carcasa o cuerpo de cuerdas: Es el armazón del neumático y debe soportar la presión del aire interior que resiste la carga y amortigua los golpes exteriores.
  29. 29. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 26 Principales definiciones Lonas de bandas de rodadura: Sirven para amortiguar la resistencia a los choques y evitar el desgaste en la zona de rodadura. Costados o flancos: Se utilizan para resistir las cargas y proteger al neumático de los choques laterales. Banda de rodadura: Es la parte de contacto con el suelo, por tanto donde se producen los mayores efectos abrasivos. Debe tener buenas cualidades de desgaste, debiendo a la vez, suministrar la tracción necesaria y mantener la resistencia a la rodadura en un mínimo. Cámara: Retiene en el interior el aire que le da soporte al neumático. La grúa deberá llevar una inscripción legible colocada en un sitio visible del carretón, con indicación de las presiones necesarias para el hinchado de los neumáticos. - Engrase: a) Lubricación: Siempre que exista un contacto metal-metal, entre dos superficies en contacto y en movimiento, se hace absolutamente necesaria su lubricación para así evitar el calentamiento y rápido desgaste de las piezas. Según su origen los lubricantes pueden ser: - De origen animal: la glicerina y los sebos - De origen vegetal: resinas y aceites vegetales - De origen mineral: el talco, las parafinas, aceite de petróleo - Lubricantes sintéticos Los lubricantes más empleados en las máquinas son de origen mineral por su mayor estabilidad física y química frente a los de origen vegetal y animal y menor coste frente a los sintéticos, excepto en la lubricación de compresores trabajando a presiones mayores de 20 atmósferas. Dentro de los lubricantes de origen mineral se utilizan en maquinaria fundamentalmente los aceites (líquidos) y las grasas(semisólidas)
  30. 30. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 27 Principales definiciones Las funciones de la lubricación. El aceite debe realizar varias funciones básicas para poder proporcionar una lubricación adecuada: - Actúa como “separador” entre dos superficies metálicas en movimiento, permitiendo el adecuado funcionamiento del mecanismo, reduciendo las resistencias pasivas y el desgaste excesivo entre las piezas por disminución del coeficiente de rozamiento. - Actúa como refrigerante de las piezas en contacto, disminuyendo en parte la temperatura alcanzada por la maquina en su proceso de trabajo. - Limpia las zonas recorridas, arrastrando en suspensión las materias perjudiciales. - Actúa como “sellante” del hueco entre las piezas, con objeto de mantener la compresión del gas en motores y compresores. - Como antioxidante y anticorrosivo para proteger las partes férreas durante su trabajo y en las paradas. b) Aceites para motores Diesel. El motor Diesel precisa de un aceite mineral altamente refinado con inhibidores de corrosión y oxidación, elevadas propiedades detergentes-dispersantes y con un alto índice de viscosidad que garantice su estabilidad térmica dada las altas temperaturas que se pueden alcanzar en los motores. Un aceite en el motor se deteriora por dos razones: 1) Por oxidación, cuando el motor trabaja a temperaturas muy elevadas durante periodos de tiempo muy largos.
  31. 31. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 28 Principales definiciones 2) Por contaminación, interna o externa, es decir, por acumulación de agua (formación de barros)y gas-oil (el gas-oil no quemado provoca la dilución del aceite) que pasan al cárter cuando el motor trabaja frío. c) El engrase del motor. Existen diferentes sistemas para que el aceite a presión llegue a las distintas partes a engrasar, no obstante el que más se usa en motores Diesel el llamado, sistema a presión total. En el sistema a presión total el aceite llega a presión a todos los puntos de fricción, incluido bancada, pie de biela, árbol de levas, eje de balancines y piezas u órganos de más trabajo del motor, por unos orificios, que conectan con la bomba de aceite. La niebla aceitosa que se forma lubrica las paredes del cilindro y pasa a la distribución mediante un conducto. Deberán adoptarse las disposiciones pertinentes para asegurar el engrase de todos los cojinetes. Todos los puntos de engrase deberán señalarse con una marca y ser fácilmente accesibles. Los cojinetes de bolas o de rodillos que deban lubricarse con grasa, deberán ser lubricados al montaje inicial. 4) Refrigeración La temperatura que se alcanza en los cilindros, es muy elevada, por lo que es necesario refrigerarlos, para mantener la temperatura normal de funcionamiento del motor que esta entre 75-85ºC, donde se obtiene el máximo rendimiento del motor, con niveles de seguridad mecánica aceptables. Las altas temperaturas, de hasta 2000ºC, que se alcanzan, aunque instantáneamente, cuando se quema el combustible inyectado, produciría la dilatación de los metales, y como consecuencia agarrotaría las piezas móviles por otro lado, estropearía la capa aceitosa del engrase, por lo que el motor se griparía, al no se adecuado el engrase.
  32. 32. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.3 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 29 Principales definiciones Existen dos sistemas de refrigeración: - Por aire: El sistema se basa en dar mayor superficie exterior al cilindro y la culata, dándoles unas formas exteriores mas amplias, a base de aletas, con lo que el calor se reparte y distribuye por mayor superficie con lo que se disipa mejor. El vehículo que monta el motor así refrigerado debe estar en continuo movimiento, para que el aire que pasa entre las aletas sea el suficiente para disipar el calor. - Por agua: El medio empleado para la dispersión del calor es un líquido, aunque en la gran mayoría de los casos no es agua. Este líquido al circular entre los cilindros por unas oquedades practicadas en el bloque, alrededor de los cilindros y culata, llamadas cámaras de agua, recoge el calor, y va a enfriarse en el radiador. Una vez enfriado vuelve de nuevo a las cámaras de agua, repitiéndose el ciclo de enfriamiento. El circuito de refrigeración consta de diferentes partes: - Deposito de agua (opcional) - Radiador Es el principal elemento del circuito de refrigeración, encargado de enfriar el agua calentada en el motor. - Ventilador Su misión es activar y provocar una corriente de aire que pase a través del radiador o de las aletas, según el tipo e refrigeración instalada. - Termostato Trata de mantener la temperatura del motor constante, de manera que el rendimiento del mismo sea el óptimo. - Manguitos de unión - Camisas de agua
  33. 33. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 30 Principio y funcionamiento Las grúas auxiliares se encuentran formadas básicamente por 2 partes: una base, sobre la que se sustenta una columna, la cual puede rotar libremente, pivotando sobre la base, gracias a la acción de cilindros hidráulicos. Sobre la columna se sitúa la pluma (telescópica o articulada) que es el componente estructural capaz de soportar el órgano de aprehensión cargado, asegurando el alcance y la altura de elevación solicitados. Cabe destacar que dependiendo de la combinación de los elementos anteriores se puede disponer de una amplia gama de configuraciones. Todos y cada uno de los movimientos que realiza la grúa se efectúan mediante elementos hidráulicos (tanto la rotación de la columna como el movimiento de la pluma). Estas grúas, por lo general, van provistas de un motor diesel cuya misión es mover varias bombas hidráulicas (generalmente de engranajes) que son las encargadas de proporcionar el aceite a los distintos elementos hidráulicos, mediante válvulas de distribución y circuitos independientes.
  34. 34. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 31 Principio y funcionamiento El mando suele ser manual, con distribuidores hidráulicos progresivos. Tambien cabe la posibilidad de mandos a distancia (con o sin cables). Los mandos se situan a ambos lados del vehículo, además se puede disponer de varias opciones, como un asiento sujeto a la columna o pupitres con o sin pasarela... Además necesitan una fuente de energía que suele ser una salida extra de la caja de cambios del camión o un motor auxiliar o un motor eléctrico. La sujeción más habitual es el gancho, aunque se le pueden colocar otros accesorios o elementos de sujeción según el tipo o geometría de la carga a elevar. 7.4.1 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES PAR MECÁNICO Una de las principales magnitudes físicas a tener en consideración en las grúas auxiliares es el par motor, resultado de multiplicar la carga nominal (o fuerza de elevación) por el radio, entendiendo el radio como la distancia horizontal existente entre el eje vertical de la columna y el eje vertical de elevación. Normalmente se expresa en tonelada-metro.
  35. 35. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 32 Principio y funcionamiento Ejemplo: Una grúa de 6 t.m. es una grúa que puede elevar 1t. a 6 m., que es más real que hablar de elevar 6 t. a 1 m. (teniendo en cuenta el gálibo del vehículo y las dimensiones de la carga, el punto de amarre de esta última se encuentra prácticamente siempre a más de un metro del eje de la columna) Las grúas articuladas se calculan de forma que permita un esfuerzo máximo cuando la pluma está próxima a la horizontal. Sin embargo, con frecuencia, el esfuerzo máximo viene dado para un ángulo 20 o 30 grados por encima de la horizontal con objeto de aumentar de forma artificial el par nominal de carga. Cuando la pluma está muy plegada para tomar la carga más cercana a la base, puede ocurrir que no se alcancen las prestaciones nominales debido a un mal ángulo de ataque de los cilindros sobre los elementos de la pluma. A la vista de lo anterior podemos resaltar dos conclusiones: 1) Apreciación de la relación existente entre el radio y la carga nominal, comprobándose que ésta disminuye conforme aumenta el radio.
  36. 36. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 33 Principio y funcionamiento 2) Importancia del ángulo formado por el eje longitudinal de la pluma y el plano horizontal (ángulo de pluma), ya que para un mismo radio la fuerza de elevación variará según la longitud de la pluma. Cabe resaltar que la fuerza de elevación depende además de la estabilidad de la estructura, cuestión muy importante a la hora de realizar la elección de la grúa, pues restringe enormemente la capacidad de elevación. 7.4.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS CILINDROS. POTENCIAS DEMANDADAS Aunque algunas grúas tienen los cilindros principales de simple efecto, en muchas aplicaciones se necesita una ligera fuerza de apoyo, que permita un ligero esfuerzo de penetración, para asegurar la presión, por ello se usan normalmente cilindros de doble efecto. Las potencias demandadas por las grúas son del orden de 15 a 40 Kw. y frecuentemente llevan equipadas bombas de doble flujo con dos bloques de mando, uno para la elevación y otro para la rotación. Cada uno puede trabajar a presión y caudal máximo Según la norma UNE 58-506-78 los cilindros hidráulicos de extensión e inclinación de pluma y los verticales de los gatos estabilizadores deberán ir provistos de válvulas de retención que eviten la recogida accidental de los mismos en caso de rotura o avería en las tuberías flexibles de conexión. En el circuito de giro deberá instalarse un sistema de frenado que amortigüe la parada del movimiento de giro y evite, asimismo los esfuerzos laterales que accidentalmente pueden producirse. Además de esta válvula, se instalará un freno mecánico de emergencia.
  37. 37. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 34 Principio y funcionamiento 7.4.3 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS En las grúas montadas sobre vehículos, la posición de la columna es un aspecto a tener en cuenta ya que se debe respetar un gálibo. Existen varias configuraciones: - Grúas en las que el eje de la columna, o pivote está centrado sobre el eje del vehículo. - Grúas con una ligera excentricidad permitiendo e plegado de la pluma sobre el lado opuesto. - Grúas con mayor excentricidad. Las grúas con una gran excentricidad tiene una mayor capacidad de elevación a un lado del vehículo que al otro, pero necesitan asegurarse que siempre podrán posicionarse por el lado bueno, con lo que tienen que prever unas mayores condiciones de estabilidad en caso de columna centrada. Respecto a la posición de reposo las dos configuraciones más habituales son: - La grúa reposa durante el trayecto sobre la plataforma el camión con el in conveniente de no dejarla completamente libre. - La grúa se pliega sobre su base transversalmente. 7.4.4 ZONA BARRIDA La mayor parte de estas grúas no tienen rotación continua pero cubren un sector superior a un giro completo de tal modo que, salvo en los casos de las grúas montadas tras la cabina, no sea necesario realizar maniobras para la carga o descarga .
  38. 38. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 35 Principio y funcionamiento Para los montajes tras la cabina, el estudio de estabilidad puede conducir a una limitación de la rotación a 270º incluso a 180º. El área barrida, está limitada en el plano horizontal situado a la altura del eje columna-pluma, por círculos o arcos de círculo correspondientes a la longitud de la pluma y al arco de rotación escogido. Para un empleo normal, es necesario prever un margen de seguridad (0,5 m. p.e.) para compensar la reducción de estos círculos por encima y por debajo de este plano. Bajo pedido se pueden disponer de prolongadores o plumillas para aumentar la longitud, aunque la capacidad de carga se reduce. Estos artilugios se emplean para trabajar en altura o para trabajar por debajo del nivel del suelo. 7.4.5 ESTABILIZACIÓN Un elemento común a las grúas auxiliares son los soportes estabilizadores. Cuando la máquina va a trabajar hace uso de un sistema hidráulico para aumentar su estabilidad, sacando unos brazos situados generalmente en los laterales del camión que se apoyan en el suelo recibiendo todo el peso de la máquina y estabilizándose con los desniveles existentes en el terreno. El aumento de estabilidad se produce por:
  39. 39. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 36 Principio y funcionamiento - la ampliación del área de apoyo de la grúa sobre el suelo. - el contacto rígido de la zapata de apoyo que sustituye al neumático y por lo tanto anula su flotabilidad. Los mandos de los estabilizadores normalmente están situados en los dos laterales del chasis, de forma que la visualización de las zapatas y vigas sea directa por parte del operario. La posición exacta de estos soportes viene determinada por un estudio de estabilidad, que consiste básicamente en comprobar que el centro de gravedad de la carga total (cargas fijas y cargas giratorias) se sitúe en el interior del polígono de sustentación (formado por la unión de los puntos de contacto de las ruedas y los estabilizadores con el suelo).
  40. 40. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 37 Principio y funcionamiento A continuación se muestra el método clásico para hacer el estudio. Se considera el portador vacío y la grúa en carga máxima ( caso más desfavorable). Primero se hace un análisis de las cargas giratorias, después de todo el conjunto y se evalúan los resultados 7.4.5.1 ANÁLISIS CARGAS GIRATORIAS: GRÚA + CARGA Consideramos el caso más desfavorable de la pluma, es decir, cuando se encuentra en posición de máximo alcance y con la carga máxima. GRUA: - Peso: PG - Distancia del centro de gravedad al eje: r’ CARGA: - Carga Máxima: C - Distancia máxima de la pluma: r.  CENTRO DE GRAVEDAD (camión): - Centro: O  CENTRO DE ROTACIÓN (carga-grúa): - Centro: O’ - Radio: R El centro de gravedad del conjunto grúa-carga se sitúa en la superficie de un circulo de centro O’ y de radio R. R r P r C P C G G      Considerando un 25% de sobrecarga resulta un radio: R r P r C P C G G        1 25 1 25 , ,
  41. 41. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 38 Principio y funcionamiento 7.4.5.2 ANÁLISIS CARGAS TOTALES: GRÚA + CARGA + CAMIÓN CAMIÓN: - Peso: Pv - Centro: O CENTRO DE GRAVEDAD: - Centro: O1 - Radio: R1 Para obtener el centro de gravedad del conjunto bastaría con componer el peso muerto del vehículo vP , aplicado en el punto O y la resultante de las cargas giratorias calculada en el subapartado anterior, es decir, GP +C aplicada en un punto del circulo de centro O’ y radio R. Sabemos que la imagen de un circulo de centro O’ y de radio R en una homotecia de centro O y de relación K es un circulo de centro O1 y de radio R1, y que resulta que el centro de gravedad del conjunto está siempre situado en la superficie de un circulo de centro O1 y de radio R1. vG G PCP CP OO OO     1 R R P C P C P r P r C P C P G G v G G v 1             Un conjunto cualquiera será estable si su centro de gravedad se proyecta en el interior del polígono de sustentación. Gráficamente se verifica comprobando que el circulo con el 25% de sobrecarga está contenido totalmente en el polígono que se obtiene al unir los puntos de apoyo (estabilizadores y neumáticos).
  42. 42. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.4 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 39 Principio y funcionamiento 7.4.6 SISTEMA HIDRÁULICO Los sistemas hidráulicos aumentan la fuerza aplicada por el operador, consiguiendo así mover grandes cargas. El funcionamiento es muy sencillo, consiste en la transmisión de fuerzas desde una bomba, mediante el movimiento rotatorio de esta, hasta unos cilindros. La fuerza ejercida es la presión obtenida en la bomba, por el área interior del cilindro (descontando las pérdidas), y el trabajo producido es la fuerza por la distancia recorrida, o bien la presión por volumen (caudal) de líquido introducido en el pistón. Este sistema posee unas ventajas evidentes que hacen que sea el principal método de transmisión de fuerzas en este tipo de máquinas. Entre esas ventajas podríamos citar la simplicidad, la flexibilidad y la maniobrabilidad.
  43. 43. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.5 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 40 Características principales Cuando se va a adquirir una grúa auxiliar, existen unos datos técnicos definidos por el fabricante que ayudan a seleccionar la grúa adecuada para nuestra necesidad. Estos datos, que son característicos de las grúas se pueden observar en los catálogos de modelos, y son los que caracterizan a las grúas. Éstos son: - Altura: Existen dos tipos de altura que se dan como datos técnicos; la primera de ellas corresponde a la altura de la columna (H), y la segunda a la altura cuando el brazo de elevación esta levantado al máximo con la primera extensión contraída (H1). A continuación se muestra el dibujo de un catálogo donde se observan estos datos de dos modelos distintos:
  44. 44. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.5 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 41 Características principales - Capacidad al alcance respectivo: En esta característica se da la longitud (L) que alcanza la grúa horizontalmente, y la carga máxima que es capaz de soportar en su extremo (W). Es posible que las grúas tengan varias extensiones, entonces en este caso, se han de dar las longitudes con todos los brazos extendidos uno a uno, así como la carga máxima. - Momento de carrera: Es un dato muy importante para la construcción de una grúa. Se obtiene de multiplicar el alcance máximo (metros) por la carga máxima que es capaz de soportar (toneladas), con todos los brazos extendidos. Es una de las características más importantes, ya que las grúas se diferencian en cuanto a catálogo por el valor de su momento.
  45. 45. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.5 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 42 Características principales - Alcance: Existen dos tipos de alcance: a) Hidráulico: cuando la extensión de los brazos se realiza hidráulicamente. b) Mecánico: cuando la extensión de los brazos se realiza mecánicamente. Una grúa puede tener brazos útiles tanto hidráulicos como mecánicos, normalmente los de accionamiento mecánico son los que permiten un mayor alcance y se sitúan en último lugar, aunque no todas las grúas pueden llevar extensiones mecánicas. - Presión de trabajo: Este dato se corresponde con la presión del aceite que puede llegar a ejercer, de manera que dependiendo de su valor, tendrá mayor o menor capacidad de carga.
  46. 46. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.5 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 43 Características principales - Caudal de la bomba de aceite: Caudal máximo que impulsa la bomba de aceite a la hora de realizar algún movimiento o transportar una carga. - Giro del basculante: Ángulo que es capaz de girar la grúa en un mismo sentido. Se suele dar de dos modos; el ángulo máximo que es capaz de barrer sin nada que le impida el giro, y el ángulo una vez montada que puede estar restringido por la cabina u otros elementos del camión. - Peso: Hay varios tipos de peso que se dan como característica, ya que con ellos hay que calcular los esfuerzos que sufre el portador al montar la grúa. Los básicos son: a) Máquina base para trabajo con gancho: corresponde al peso de la grúa sin ningún tipo de enganche que no sea el básico que es el gancho. (**)
  47. 47. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.5 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 44 Características principales b) Según la versión de los estabilizadores (***) c) Depósito con aceite: además de ser necesario para calcular el peso total de la grúa, nos da a entender la capacidad de carga de la grúa, ya que a más cantidad de aceite, permitirá un mayor caudal. (****) - Diagrama de alcance: Estos diagramas nos permiten observar el movimiento de la grúa con los distintos brazos, dando como dato la longitud y la carga.
  48. 48. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.6 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 45 Tipos de montaje En principio, es posible pensar o imaginar cualquier tipo de montaje ya que se ha montado en muchas otras aplicaciones más que en vehículos de carretera, que es la más habitual. En estos últimos, la primera necesidad es prever un montaje transversal y si es posible con el bastidor centrado. Excepcionalmente, se montan grúas pequeñas lateralmente para ganar espacio de carga, las de tamaño medio igualmente pueden montarse lateralmente en semirremolques, pero estos montajes, siempre que sea posible, deben evitarse. Una de las posibles clasificaciones sería en función del material y el tipo de vehículo sobre el que se monta: - Montajes fijos - Sobre barcos y barcazas - Sobre material ferroviario - Plataformas de montacargas - Tractores agrícolas, etc. Sin embargo, la clasificación más extendida en la industria es en función de la posición de la grúa con respecto al vehículo sobre el cual va montada. De esta forma podemos distinguir entre: - Montaje tras la cabina (delante): Para los vehículos portadores, el montaje tras la cabina es el más extendido, ya que no tiene las desventajas del montaje trasero.
  49. 49. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.6 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 46 Tipos de montaje - Montaje al final del chasis (detrás): Los montajes traseros son los más prácticos en el caso de tener que cargar también un remolque o en el caso de manutenciones voluminosas porque la carga se encuentra más cerca de la columna. Este montaje tiene dos inconvenientes: son necesarias canalizaciones más largas para el aceite hidráulico porque la bomba se encuentra normalmente delante; y también es necesario reforzar convenientemente el chasis porque este montaje lo somete a un esfuerzo mayor. Los montajes en remolque deben evitarse, ya que el peso del mismo no asegura una buena estabilidad. - Montaje en medio del chasis: Los montajes en el medio del chasis siempre que sea posible deben evitarse, salvo en el caso que se tengan que cargar mercancías grandes y tengan que disponerse
  50. 50. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.6 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 47 Tipos de montaje por delante y por detrás de la grúa. Por ejemplo, grandes empresas de construcción que transportan materiales pesados. - Montaje sobre semirremolques: Otros montajes corrientes son los montajes sobre semirremolques. Encontramos posiciones delanteras, en medio y traseras, igual que en el caso anterior. El montaje sobre la posición delantera necesita una estabilización especial ya que se encuentra justo sobre el pivote de conexión al tractor. La bomba y el depósito de aceite quedan sobre el tractor a menos que se utilice un motor auxiliar. Pueden también hacerse montajes móviles, pudiendo desplazarse la grúa adelante y atrás del semirremolque con la ayuda de un carro y de un motor hidráulico de traslación. En estos casos la estabilidad debe ser estudiada con detalle y por supuesto el desplazamiento solo está permitido sin carga. Estos montajes (móviles y fijos) también pueden realizarse sobre vehículos portadores. Montaje delantero Montaje en medio Para finalizar podríamos hacer una tercera clasificación del montaje de las grúas en función de la base donde estén montadas (sobre ruedas, sobre cadenas) y de la configuración de la pluma(telescópica, de celosía...).
  51. 51. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.6 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 48 Tipos de montaje
  52. 52. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.6 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 49 Tipos de montaje
  53. 53. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.6 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 50 Tipos de montaje
  54. 54. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 51 Selección de una grúa La selección de una grúa se realiza en cuanto a sus necesidades. Lo primero que se debe hacer es conocer los requerimientos que el propietario desea para la grúa, a partir de aquí el técnico decide cuál es la grúa que más se adapta a dicho trabajo. Una vez elegida la grúa a instalar, se escoge el camión donde irá instalada la grúa, y que estará definido por parámetros como el tamaño de la grúa, la carga que va soportar (que variará según el uso a que se destine) y la compatibilidad de éste con la grúa. Normalmente al camión hay que realizarle modificaciones, dependiendo entre otras cosas del lugar donde se va a colocar la grúa según las especificaciones del cliente. Por ello muchas veces hay que alargar o acortar el chasis, reforzarlo, añadir ejes, etc., siempre cumpliendo las normas de circulación para el camión, como su longitud, peso máximo, anchura, altura, etc. Muchas veces aparecen problemas de compatibilidad porque los clientes llegan con un camión, y quieren instalar una grúa. En este caso, el tamaño máximo de la grúa puede venir determinado por las características del camión y puede que no se pueda instalar una grúa que cumpla los requerimientos del cliente. Otro problema aparece cuando el cliente no utiliza la grúa para el trabajo para la cual ha sido instalada, entonces se puede producir rotura o inestabilidad por el exceso de carga o solicitación al que está sometida, con el peligro que ello conlleva. En cuanto a la compatibilidad con el portador, si en la elección de la grúa se actúa de manera adecuada es difícil que exista incompatibilidad entre el portador y la grúa, aunque como se ha comentado es frecuente que los clientes lleguen con el camión (portador) ya comprado, de manera que habría que realizar los cambios oportunos en la estructura del camión para que puedan ser compatibles. En el último punto del tema estudiaremos este caso particular, revisando los pasos que se deben seguir desde que tenemos seleccionada la grúa deseada hasta que ésta es legalizada.
  55. 55. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 52 Selección de una grúa A continuación, vamos a estudiar los criterios que debemos seguir para seleccionar satisfactoriamente una grúa a través de catálogos, así como las principales características observables en ellos. Catálogos 1. Introducción En la actualidad, las principales empresas proveedoras de grúas auxiliares tales como camiones-grúa (también conocidos como auto-grúas), grúas auto-propulsables, grúas tijera,… disponen de una amplia gama de productos ofertados por y para el cliente. De hecho, en ciertas empresas tales como Palfinger o Terex-Cranes se pueden contar sus grúas por docenas llegando incluso a disponer de un total de tipos de grúas que, por ejemplo en la primera empresa mencionada, puede sobrepasar las 200 grúas auxiliares. En consecuencia, para facilitar al cliente la búsqueda de información sobre los distintos tipos de grúas ofertadas, éstas empresas facilitan en sus respectivas páginas Web catálogos en formato digital donde se describen las características más significativas de cada una de las grúas (además de en catálogos en formato digital también existen en papel escrito aunque el fichero pdf está desbancando poco a poco el librillo-catálogo). Generalmente, todas las empresas emplean en sus catálogos el mismo tipo de información, es decir, todas ellas coinciden en proporcionar una serie de parámetros “standard” para determinar las características propias de cada grúa. Debido a esta razón no existe una gran diversidad en cuanto a la información aportada en el catálogo de una empresa u otra. En este apartado del escrito, definiremos los parámetros más importantes y, mediante ejemplos, los aplicaremos en una hoja de especificaciones.
  56. 56. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 53 Selección de una grúa 2. Propiedades de un catálogo Cuando se realiza un catálogo, fundamentalmente se busca satisfacer las carencias de información del cliente con respecto aun determinado producto. Para que un catálogo sea de útil uso es necesario que cumpla una serie de requisitos mínimos de información y que presente determinadas características. Para ello, debe cumplir una serie de objetivos tales como: o Incorporar las principales dimensiones//distancias del producto Este género de información permite establecer las medidas o dimensiones de las distintas partes del brazo grúa o del brazo-grúa como un todo. Estos datos aportan conocimientos sobre las características estructurales del producto. Entre otras, podemos destacar las siguientes dimensiones:  Anchura del brazo (o grosor).  Longitudes de las partes del brazo.  Dimensiones del brazo plegado sobre sí mismo.  Dimensiones del brazo extendido.  Peso propio,… o Proporcionar información sobre las especificaciones técnicas Si aprovechamos esta serie de datos sobre las características funcionales del brazo-grúa, conseguiremos distinguir de entre todas las grúas, cual nos es de más provecho para un determinado trabajo. Las más destacadas son:  Diagramas de capacidad de carga (Capacity Diagram).  Capacidades de elevación (Lifting Capacities).  Capacidad máxima (Maximum Lifting Capacity).  Capacidad mínima (Minimum Lifting Capacity).
  57. 57. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 54 Selección de una grúa  Momentos de elevación (Lifting Moments).  Momento máximo (Maximum Lifting Moment).  Momento mínimo (Minimum Lifting Moment).  Ángulo de giro (Slewing Angle).  Alcance hidráulico (Hydraulic Outreach)  Potencia en punta (Crest Power).  … o Suministrar información sobre las características Standard de grúa Este tipo de datos hacen referencia a datos propios a la grúa y que nos dan información sobre las características de la grúa en posición estática:  Par de giro (Slewing Torque).  Alcance (Outreach).  Distancia entre ejes estabilizadores.  Anchura propia requerida (Fitting Space Required).  Anchura de replegado (Width Folded).  Presión máxima de trabajo (Max. Operating Pressure).  Capacidad de bomba recomendada (Recommended pump capacity).  Peso muerto brazo-grúa (Dead Weight Standard Crane).  …
  58. 58. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 55 Selección de una grúa 3. Consulta de catálogos CATÁLOGOS GRÚA AUTO-CARGABLE TIPO I: Hojas de especificaciones de Palfinger Antes de empezar con el análisis de este tipo de catálogos, diremos que no solamente la empresa Palfinger emplea este formato de catálogo, si no que es uno de los dos tipos de catálogo más empleado. El catálogo Tipo I puede subdividirse en los siguientes fragmentos (aunque no siempre en dicho orden): 1º Frontis. 2º Descripción básica. 3º Análisis superficial. 4º Dimensionado. 5º Especificaciones técnicas y diagramas de cargasalcance. Tal y como podemos observar en los catálogos adjuntos, no siempre se cumple este guión si no que se ve modificado en función de las características de la grúa. En el siguiente ejemplo, comprobaremos cómo se puede emplear la información de la hoja de especificaciones técnicas: PÁGINA 1 PÁGINA 2 PÁGINA 3
  59. 59. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 56 Selección de una grúa PÁGINA 4 PÁGINA 5 PÁGINA 6 Las cuatro primeras partes señaladas tienen como objetivo único explicar de forma gráfica y con datos superficiales las principales características y propiedades de la grúa auto-cargable. Éstas no necesitan un análisis más profundo. Las partes de un librillo de especificaciones son las dos últimas que, por supuesto, analizaremos más profundamente a continuación: Dimensionado Tal y como podemos observar, se pueden diferenciar tres vistas claramente: A) Dimensionado del brazo mecánico extendido y de cada eslabón. En esta vista se representan las longitudes de cada eslabón que forma parte de la pluma. Se pueden obtener medidas sobre la longitud del brazo, antebrazo, mano y cualquiera de las extensiones. B) Dimensionado del brazo en posición de reposo o de brazo replegado. En esta vista donde se observa el alzado y el perfil del brazo mecánico, podemos tomar como medidas interesantes: 1. La distancia mínima y máxima entre los ejes de los estabilizadores que se trataban de dispositivos destinados a aumentar y/o asegurar la base de apoyo de una grúa en posición de trabajo. La distancia máxima entre los
  60. 60. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 57 Selección de una grúa ejes verticales de los apoyos de los estabilizadores, medida transversalmente al eje longitudinal de desplazamiento de la grúa se denomina como Amplitud de los estabaliza-dores. 2. La altura de la pluma en la postura de reposo (necesario para saber cuales serían sus dimensiones fuera del tiempo de trabajo). 3. La longitud de la pluma en la postura de reposo (necesario para saber cuales serían sus dimensiones fuera del tiempo de trabajo). 4. La anchura de la pluma en la postura de reposo (necesario para saber cuales serían sus dimensiones fuera del tiempo de trabajo). C) Dimensionado del brazo en una posición intermedia Se trata de una vista de la pluma cuando el “ángulo de codo” entre el brazo y el antebrazo de la pluma es máximo. La imagen representa dos posibilidades en función del “ángulo de muñeca” entre el antebrazo y la mano de la pluma. Todas y cada una de las vistas antes mencionadas existen en el catálogo, tal y como puede observarse en la imagen de la página siguiente. Por tanto, podemos afirmar que ésta parte del catálogo nos aporta mucha información acerca de las características y/o restricciones estructurales que podremos emplear, principalmente, para saber si la pluma podemos usarla para un proyecto de modificación de un camión para convertirlo en camión auto-cargable.
  61. 61. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 58 Selección de una grúa A B C
  62. 62. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 59 Selección de una grúa Especificaciones técnicas y diagramas de alcance En la imagen de abajo podemos observar tres gráficas y una tabla. Las gráficas son conocidas como diagramas de carga y alcance de la pluma y hacen referencia a la distancia horizontal entre el eje de orientación de la parte giratoria y el eje vertical de elevación, estando el aparato de elevación instalado sobre un emplazamiento horizontal.
  63. 63. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 60 Selección de una grúa También se puede obtener información acerca de la:  Altura de elevación, H: distancia vertical entre el nivel de apoyo de la grúa y el dispositivo de aprehensión cuando éste se encuentra en la posición más elevada de trabajo.  Profundidad de descenso, h: distancia vertical entre el nivel de apoyo de la grúa y el dispositivo de aprehensión, estando éste en su posición de trabajo más baja.  Amplitud de elevación, D: distancia vertical entre la posición de trabajo superior e inferior del dispositivo de aprehensión. Tal y como se puede observar en los diagramas, tenemos que para distintas configuraciones de la pluma distintas longitudes. Además, en estos diagramas se pueden observar que para determinadas posiciones existen unos valores dados en kg o kN y que hacen a referencia a la capacidad de carga de la pluma para esa postura. Estos parámetros de carga, podemos obtenerlos también de las tablas que existen en la hoja de la página anterior. En la tabla se disponen los datos de manera que para un determinado alcance se tiene una capacidad de carga en kg haciendo referencia a la masa del objeto que podría soportar o en kN haciendo referencia a la fuerza máxima ejercida sobre la punta de la pluma que puede soportar.
  64. 64. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 61 Selección de una grúa CATÁLOGOS GRÚA AUTO-CARGABLE TIPO II: Hojas de especificaciones de Palfinger En este tipo de formato de catálogo se pueden encontrar diferencias fundamentalmente en la cantidad de información que nos puede aportar la hoja de especificaciones.
  65. 65. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 62 Selección de una grúa Tal y como podemos observar no aparecen algunas hojas y, además, no existe un análisis dimensional tan profundo, sólo de las partes de la pluma en posición de recogida. Siguen apareciendo los diagramas de carga y de alcance. No obstante existen varias tablas donde aparecen datos muy importantes como:  Capacidades de carga y de elevación o Diagrama de carga y elevación (Lifting Capacities), correlación de cargas y alcances para cada longitud de pluma y configuración de trabajo.  Capacidad máxima (Maximum Lifting Capacity).  Capacidad mínima (Minimum Lifting Capacity).  Momentos de elevación (Lifting Moments), producto de la carga nominal correspondiente (Q) por su radio o alcance (L).  Momento máximo (Maximum Lifting Moment).  Momento mínimo (Minimum Lifting Moment).  Ángulo de giro (Slewing Angle), es aquel ángulo que puede girar el brazo.  Alcance hidráulico (Hydraulic Outreach), que hace referencia a la máxima longitud vertical.  Potencia en punta (Crest Power).  Par de giro (Slewing Torque).  Alcance (Outreach), distancia horizontal entre el eje de orientación de la parte giratoria y el eje vertical de elevación.  Distancia entre ejes de estabilizadores (Stabilizer spread), distancia entre los ejes verticales de los apoyos de los
  66. 66. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 63 Selección de una grúa estabilizadores, medida según el eje longitudinal de desplazamiento de la grúa.  Anchura propia requerida (Fitting Space Required), que se puede determinar de las vistas.  Anchura de replegado (Width Folded), que se puede determinar de las vistas.  Presión máxima de trabajo (Max. Operating Pressure), máxima presión a la que puede trabajar el circuito neumático.  Capacidad de bomba recomendada (Recommended pump capacity).  Peso muerto brazo-grúa (Dead Weight Standard Crane), masa de la grúa sin contrapesos, carburante, lubricante y agua. Como conclusión podemos decir que no necesariamente el librillo de especificaciones debe ser muy extenso, sino que acertando con los datos que se proporcionada al cliente, se puede aumentar la cantidad de información útil facilitada al cliente.
  67. 67. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 64 Selección de una grúa CATÁLOGOS GRÚA AUTO-CARGABLE TIPO III: Hojas de especificaciones de MHF En este tipo de catálogos se dan una gran cantidad de datos acerca de las plumas ofertadas debido, principalmente, a la gran complejidad del aparato. Este formato de catálogo se caracteriza por incorporar una serie de fotos adicionales donde se puede observar el camión auto-carga en diversas posiciones de trabajo: Este tipo de hojas de especificaciones se dividen en tablas de especificaciones técnicas, diagramas de capacidad de elevación, bocetos de dimensionado y un apartado especial donde viene definidos los centros de gravedad.
  68. 68. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 65 Selección de una grúa Especificaciones técnicas En este apartado viene definidas, para cada pluma dentro del grupo ODIN tales como OK2 OK3 OK4 OK5 OK6 OK8 y OK9, las especificaciones técnicas que la compañía HMF ha considerado. Analizando tales datos con detenimiento no se observan a penas diferencias en las variables físicas proporcionadas entre este catálogo y los anteriores.
  69. 69. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 66 Selección de una grúa Como se ha podido observar, estos catálogos aportan datos diferentes tales como el momento de carga (load moment), información sobre velocidad, la cantidad de aceite que existe en los cilindros (Oil in cilindres), más dimensiones de los estabilizadores que
  70. 70. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 67 Selección de una grúa en otros catálogos y el peso de los pernos. También proporciona información sobre la presión de trabajo, la potencia consumida por la bomba y el consumo máximo de aceite. Diagramas de capacidad de elevación En dichas hojas se presentan los diagramas de capacidad de elevación para cada pluma de la gama. Bocetos de dimensionado Tal y como se habían especificado en otros catálogos, se proporcionan una serie de vistas de la pluma indicando las medidas, según la compañía, de mayor relevancia. Centros de gravedad En este apartado se proporcionan por una parte, una serie de bocetos con unas marcas que hacen referencia a los centros de gravedad de la pluma para determinadas posiciones de esta. Por otra se incorpora una tabla donde vienen definidas las posiciones de tales marcas.
  71. 71. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 68 Selección de una grúa
  72. 72. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.7 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 69 Selección de una grúa CATÁLOGOS GRÚA MÓVIL: Hojas de especificaciones de Palfinger En este tipo de catálogo, vemos como el diagrama de cargas y alcance varía puesto que ya no es una grúa de auto-carga. El concepto es el mismo pero estamos tratando de un espacio de trabajo de la grúa mayor que para los casos anteriores. También vemos que se aportan sólo las dimensiones básicas de la pluma y, a diferencia de las otras plumas, aporta información sobre el camión puesto que el producto es camión más pluma.
  73. 73. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.8 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 70 Seguridad en grúas 1. Introducción Los últimos datos hechos públicos por el Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales no dejan lugar a dudas: la siniestralidad global disminuye, pero la construcción, que se trata generalmente donde más se utilizan grúas auxiliares, continúa provocando un número intolerable de accidentes, en particular, accidentes mortales: la construcción ocupa sólo el 12% del total de trabajadores, pero en ella ocurren el 26,7% de los accidentes mortales: 128 en el primer semestre de este año. En términos absolutos, la siniestralidad del sector supone un 26,7% de la siniestralidad total del país por accidente de trabajo (datos del año 2.004). En términos de índice de incidencia, Construcción ocupó el primer lugar si consideramos los cuatro sectores principales de actividad, y considerando la clasificación de ramas de actividad utilizada por el Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales (MTAS), Construcción es la cuarta rama con mayor índice de incidencia (17.315,9 accidentes de trabajo por cien mil trabajadores), sólo superada por Extracción y aglomeración de carbón (50.776,9 accidentes de trabajo por cien mil trabajadores), Fabricación de productos metálicos excepto maquinaria (19.571,2 accidentes de trabajo por cien mil trabajadores), y Extracción de petróleo, gas, uranio y torio (19.309 accidentes de trabajo por cien mil). Comparación de índice de incidencia por sector de actividad Como es obvio, las especiales características de las obras de construcción hacen muy difícil que su siniestralidad alcance niveles que no sean superiores a los del resto de sectores, pero precisamente para contrarrestar esta dinámica propia de la actividad constructiva, la legislación prescribe actuaciones preventivas específicas, recogidas en el Real Decreto 1627/1997: Al tratarse de un Real Decreto, es una norma legal de
  74. 74. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.8 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 71 Seguridad en grúas obligado cumplimiento, por lo que es fundamental que todos los trabajadores y empresarios del sector de la construcción la conozcan y la apliquen en su centro de trabajo con el fin de conseguir unas condiciones mínimas de seguridad y salud. La experiencia desde la publicación de la Instrucción técnica complementaria (ITC) «MIE-AEM-4» del Reglamento de Aparatos de Elevación y Manutención, referente a grúas móviles autopropulsadas usadas, ha llevado a la conveniencia de modificar algunos de sus preceptos ya contemplados en el Real Decreto 1627/1997, a fin de ponerlos en consonancia con la técnica más actual. El Real Decreto 2370/1996, de 18 de noviembre, por el que se aprueba la Instrucción técnica complementaria (ITC) «MIE-AEM-4» del Reglamento de Aparatos de Elevación y Manutención, referente a grúas móviles autopropulsadas usadas, ya recogía en su preámbulo que la presencia, cada vez mayor, de las grúas móviles autopropulsadas con potencial de manipulación de cargas cada vez más importante, es fundamental y posibilita la ejecución de trabajos con una disminución del riesgo de accidente. No obstante, aquella ITC solamente establecía criterios mínimos de seguridad, así como las operaciones de mantenimiento y revisiones e inspecciones oficiales, a las que debían someterse las grúas móviles autopropulsadas que constituían el parque nacional existente con anterioridad, excluyendo expresamente a aquellas fabricadas de acuerdo con el Real Decreto 1435/1992, de 27 de noviembre, sobre Máquinas, modificado por el Real Decreto 56/1995, de 20 de enero (en adelante Real Decreto 1435/1992, sobre Máquinas). La experiencia que la puesta en vigor de la ITC «MIE-AEM-4» ha supuesto para la seguridad del sector ha demostrado la importancia de que ésta incluya también a las grúas fabricadas con los criterios fijados por el Real Decreto 1435/1992, sobre Máquinas, en lo referente a las condiciones de utilización, mantenimiento y revisiones e inspecciones oficiales. Las grúas móviles autopropulsadas objeto de esta ITC deberán cumplir con las normas de seguridad que se indican en el anexo I del mismo.
  75. 75. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.8 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 72 Seguridad en grúas 2. Descripción general de la máquina En el más amplio sentido de su acepción denominaremos grúa móvil a todo conjunto formado por un vehículo portante, sobre ruedas o sobre orugas, dotado de sistemas de propulsión y dirección propios sobre cuyo chasis se acopla un aparato de elevación tipo pluma. Esta definición engloba un gran número de las denominadas como grúas Auxiliares con lo que expuesto a continuación nos es totalmente válido. Adoptada la anterior definición, se hace evidente que las numerosas posibili- dades que se ofrecen para el acoplamiento de un vehículo y una grúa han de dar lugar a la existencia de una variada gama de modelos, que se extiende desde los desti- nados al remolque de otros vehículos hasta los que han sido concebidos exclusivamente para el movimiento de grandes cargas. Son a todos estos a los que con la denominación concreta de grúa móvil nos referimos en la presente ITC y que en síntesis están consti- tuidas por los siguientes componentes o grupos de elementos. Chasis portante. Estructura metálica sobre la que, además de los sistemas de propulsión y dirección, se fijan los restantes componentes. Superestructura. Constituida por una plataforma base sobre corona de orientación que la une al chasis y permite el giro de 360º, la cual soporta la flecha o pluma que puede ser de celosía o telescópica, equipo de elevación, cabina de mando, y en algunos casos, contrapeso desplazable. Fig. 1: 1) Chasis portante. 2) Plataforma base. 3) Corona de orientación. 4) Equipo de elevación. 5) Flecha telescópica. 6) Cabina de mando. 7) Estabilizadores.
  76. 76. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.8 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 73 Seguridad en grúas Elementos de apoyo. A través de los que se transmiten los esfuerzos al terreno, orugas, ruedas y estabilizadores u apoyos auxiliares que disponen las grúas móviles sobre ruedas y están constituidos por gatos hidráulicos montados en brazos extensibles, sobre los que se hace descansar totalmente la máquina lo cual permite aumentar la superficie del polígono de sustentación y mejorar el reparto de cargas sobre el terreno. 3. Procedimiento 1. Antes de que se realice la primera utilización de la grúa móvil autopropulsada, a partir de la entrada en vigor de esta ITC, su titular deberá presentar por duplicado, ante el órgano competente de la Comunidad Autónoma en que radique su domicilio social, una declaración de adecuación individualizada del parque de grúas móviles autopropulsadas que integren la empresa. 2. Estas declaraciones de adecuación, en el caso de grúas que no están en posesión del marcado «CE», contendrán como mínimo la información indicada en el anexo II, incluyendo para el resto de las grúas únicamente los párrafos a) y b) del señalado anexo II y la declaración «CE» de conformidad. 3. El órgano competente de dicha Comunidad Autónoma registrará la declaración «CE» de conformidad o la declaración de adecuación de cada grúa, asignándole un número en el Registro de aparatos de elevación (grúas móviles autopropulsadas), sellando una copia en la que se incluirá el número de registro asignado, copia que devolverá a la empresa propietaria, la cual deberá conservarla para las posteriores inspecciones periódicas u otras comprobaciones que fuesen pertinentes. En el caso de que el titular de la grúa móvil autopropulsada realice el cambio de su domicilio social a otra Comunidad Autónoma, deberá proceder al registro de las máquinas en la Comunidad Autónoma correspondiente al nuevo domicilio, pudiendo recabar los datos registrales que fueron la base del primer registro, que se respetarán en su integridad.
  77. 77. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.8 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 74 Seguridad en grúas 4. La fecha de la declaración «CE» de conformidad o de fabricación que figure en la declaración de adecuación, en su caso, constituirá la fecha de inicio a tener en cuenta para la realización de las inspecciones oficiales en los plazos que se fijan en el apartado 6. 4. Mantenimiento y revisiones Las grúas móviles autopropulsadas objeto de esta ITC serán revisadas de acuerdo con lo establecido por el fabricante de la grúa móvil o de los conjuntos incorporados a ésta, en los manuales específicos para revisión y mantenimiento, cumpliendo lo establecido en el capítulo 5 de la Norma UNE 58-508-78. El mantenimiento y revisiones de las grúas serán responsabilidad del propietario. Las revisiones se efectuarán por las empresas conservadoras que cumplan lo establecido en los artículos 10 y 12 del Reglamento de Aparatos de Elevación y Manut. Dichas empresas conservadoras deberán contar en su plantilla y a jornada completa, en la Comunidad Autónoma en que desarrollen sus actividades, como mínimo, con un operario cualificado por cada 30 grúas o fracción a conservar, de los cuales al menos uno dispondrá de carné de operador de grúa móvil autopropulsada correspondiente a la categoría de las grúas a conservar. Estas empresas deberán inscribirse en el Registro de establecimientos industriales, y dispondrán equipamiento necesario. La responsabilidad civil de aquéllas deberá estar cubierta mediante una póliza de seguros que cubra el riesgo derivado de sus actuaciones, o mediante aval u otra garantía suficiente contratada con entidad debidamente autorizada, con una cobertura mínima, por siniestro, de 1.000.000 de euros, la cual será revisada anualmente de acuerdo con las revisiones del Índice de Precios de Consumo publicado por el Instituto Nacional de Estadística para dicho período. Las revisiones que deba efectuar la empresa conservadora se realizarán, como mínimo, cada seis meses, conforme a las prescripciones de la Norma UNE 58-508-78, y
  78. 78. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.8 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 75 Seguridad en grúas deberá quedar reflejado el resultado de esta revisión en el libro historial de la grúa móvil autopropulsada. 5. Inspecciones oficiales Periodicidad. Las grúas objeto de esta ITC serán inspeccionadas periódicamente con los plazos indicados a continuación: a) Grúas hasta seis años de antigüedad: cada tres años. b) Grúas de más de seis y hasta 10 años de antigüedad: cada dos años. c) Grúas de más de 10 años de antigüedad o que no acrediten la fecha de fabricación: cada año. La antigüedad se computará de acuerdo con lo dispuesto en el apartado 4. 3 de la ITC. Estas inspecciones serán realizadas por un organismo de control, facultado para la aplicación del Reglamento de Aparatos de Elevación y Manutención. Un ejemplar del acta de inspección se entregará al propietario, y otro será remitido al órgano competente de la Comunidad Autónoma en que esté inscrita la empresa. En las inspecciones oficiales se deberán controlar los conceptos que figuran en el anexo IV. Toda grúa móvil autopropulsada, conforme con las prescripciones establecidas en esta ITC, deberá colocar en parte fácilmente visible de la cabina de la grúa, y bajo la responsabilidad del organismo de control que realice la inspección, una placa adhesiva de color verde, de 105 × 74 mm, cuyo modelo se adjunta en el anexo VIII, en la que figuren los siguientes datos:  Nombre de la Comunidad Autónoma.  ITGA.  RAE-4: 0001 (con numeración correlativa correspondiente al RAE-4 de cada Comunidad Autónoma).  Núm. de serie (o en su caso del bastidor).  Fecha de la próxima inspección: antes de: XX-XXXX (mes y año).
  79. 79. 4º Ingeniería Industrial Apartado 7.8 Tema 7: Grúas auxiliares. Carga de vehículos Página 76 Seguridad en grúas 6. Riesgos detectados Riesgos específicos. Los que con mayor frecuencia se presentan en los trabajos realizados con grúas móviles, que consideramos específicos de esta máquina aunque también pueden serlo de otras, son los que siguen:  Vuelco de la máquina. Que puede producirse por nivelación defectuosa de la misma, por fallo del terreno donde se asienta, por sobrepasarse el máximo momento de carga admisible o por efecto del viento.  Precipitación de la carga. Por fallo en el circuito hidráulico, frenos, etc. por choque de las cargas o del extremo de la pluma contra un obstáculo, por rotura de cables o de otros elementos auxiliares (ganchos, poleas, etc.) y/ por enganche o estrobado deficientemente realizados.  Golpes. Producidos por la carga durante la maniobra o por rotura de cables en tensión.  Atrapamientos. Entre elementos auxiliares (ganchos, eslingas, poleas, etc.) o por la propia carga.  Contacto eléctrico. Indirecto al entrar la pluma o los cables en contacto con una línea eléctrica. Riesgos generales. A continuación se indican aquellos riesgos que también son comunes a la mayor parte de equipos e instalaciones o que se derivan de cualquier otro proceso productivo.  Atrapamientos. Entre mecanismos u órganos en movimiento.  Caídas a dintinto nivel. Durante el estrobado o recepción de la carga cuando se realizan a diferentes niveles al que está situada la máquina.  Caída a nivel. Durante los desplazamientos requeridos para realizar el estrobado de las cargas o dirigir la maniobra al gruista.  Contacto con objetos cortantes o punzantes. Durante la preparación o manejo de cargas.  Caída de objetos. Producido por desplome de las cargas mal apiladas.

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