- Plan de obra e
instalación - Emplazamiento de la grúa,
distancias de seguridad - Seguridad
- Principios básicos de
cálculo
1.- Descripción:
Es un aparato de elevación de funcionamiento
discontinuo, destinado a elevar y distribuir las cargas mediante
un gancho suspendido de un cable, desplazándose por un
carro a lo largo de una pluma.
La grúa es orientable y su soporte giratorio se
monta sobre la parte superior de una torre vertical, cuya parte
inferior se une a la base de la grúa. La grúa torre
suele ser de instalación temporal, y esta concebida para
soportar frecuentes montajes y desmontajes, así como
traslados entre distintos emplazamientos. Se utiliza sobretodo en
las obras de construcción.
Está constituida esencialmente por una torre
metálica, con un brazo horizontal giratorio, y los
motores de
orientación, elevación y distribución o traslación de la
carga.
La torre de la grúa puede empotrarse en el
suelo,
inmovilizada sin ruedas o bien desplazarse sobre vías
rectas o curvas. Las operaciones de
montaje deben ser realizadas por personal
especializado. Asimismo las operaciones de mantenimiento
y conservación se realizarán de acuerdo con las
normas dadas
por el fabricante.
La grúa se compone de tres partes cabeza con
brazos, torre desmontable y base. La primera, cabeza con brazos,
esta dimensionada de acuerdo a la influencia de las
características de cargas y alcances. La segunda, torre
desmontable, esta dimensionada principalmente por la influencia
de la característica de altura. La tercera esta afectada
por la influencia de las dos anteriores y tiene como misión
principal la estabilidad tanto durante la carga como cuando no
esta funcionando la grúa. Para este punto también
habrá que tener en cuenta la posibilidad de movilidad de
la grúa.
1.1.- Partes
Mástil:
Consiste en una estructura de
celosía metálica de sección normalmente
cuadrada, cuya principal misión es dotar a la grúa
de altura suficiente. Normalmente esta formada por módulos
de celosía que facilitan el transporte de
la grúa. Para el montaje se unirán estos
módulos, mediante tornillos, llegando todos unidos a la
altura proyectada. Su forma y dimensión varía
según las características necesarias de peso y
altura.
En la parte superior del mástil se sitúa
la zona giratoria que aporta a la grúa un movimiento de
360º horizontales. También según el modelo puede
disponer de una cabina para su manejo por parte de un
operario.
Para el acceso de operarios dispondrá de una
escala
metálica fijada a la estructura.
Flecha:
Es una estructura de celosía metálica de
sección normalmente triangular, cuya principal
misión es dotar a la grúa del radio o alcance
necesario. Su forma y dimensión varía según
las características necesarias de peso y longitud.
También se le suele llamar pluma.
Al igual que el mástil suele tener una estructura
modular para facilitar su transporte.
Para desplazarse el personal especializado durante los
trabajos de montaje, revisión y mantenimiento a lo largo
de la flecha dispondrá de un elemento longitudinal, cable
fiador, al que se pueda sujetar el mosquetón del
cinturón de seguridad.
Contraflecha:
La longitud de la contraflecha oscila entre el 30 y el
35 % de la longitud de la pluma. Al final de la contraflecha se
colocan los contrapesos. Esta unido al mástil en la zona
opuesta a la unión con la flecha. Está formada una
base robusta formada por varios perfiles metálicos,
formando encima de ellos una especie de pasarela para facilitar
el paso del personal desde el mástil hasta los
contrapesos. Las secciones de los perfiles dependerán de
los contrapesos que se van a colocar.
Contrapeso:
Son estructuras de
hormigón prefabricado que se colocar para estabilizar el
peso y la inercia que se produce en la flecha grúa. Deben
estabilizar la grúa tanto en reposo como en
funcionamiento.
Tanto estos bloques como los que forman el lastre deben
de llevar identificado su peso de forma legible e
indeleble.
Lastre:
Puede estar formada por una zapata enterrada o bien por
varias piezas de hormigón prefabricado en la base de la
grúa. Su misión es estabilizar la grúa
frente al peso propio, al peso que pueda trasladar y a las
condiciones ambientales adversas (viento).
Carro:
Consiste en un carro que se mueve a lo largo de la
flecha a través de unos carriles. Este movimiento da la
maniobrabilidad necesaria en la grúa. Es metálico
de forma que soporte el peso a levantar.
Cables y gancho:
El cable de elevación es una de las partes
más delicadas de la grúa y, para que dé un
rendimiento adecuado, es preciso que sea usado y mantenido
correctamente. Debe estar perfectamente tensado y se hará
un seguimiento periódico
para que, durante su enrollamiento en el tambor no se entrecruce,
ya que daría lugar a aplastamientos.
El gancho irá provisto de un dispositivo que
permite la fácil entrada de cables de las eslingas y
estrobos, y de forma automática los retenga impidiendo su
salida si no se actúa manualmente.
Motores:
La grúa más genérica está
formada por cuatro motores
eléctricos:
- Motor de elevación: permite el movimiento
vertical de la carga. - Motor de distribución: da el movimiento del
carro a lo largo de la pluma. - Motor de orientación: permite el giro de
360º, en el plano horizontal, de la estructura superior
de la grúa. - Motor de translación: desplazamiento de la
grúa, en su conjunto, sobre carriles. Para realizar
este movimiento es necesario que la grúa este en
reposo.
1.2.- Clasificación:
Esta clasificación esta basada en la
instrucción técnica complementaria MIE-AEM-2.
Dentro de los tipos aquí descritos puede hacerse nueva
divisiones dependiendo de la capacidad de carga, la altura o la
longitud de alcance de la flecha.
Grúa torre fija o estacionaria:
Grúa torre cuya base no posee medios de
translación o que poseyéndolos no son utilizables
en el emplazamiento, o aquellas en que la base es una
fundación o cualquier otro conjunto fijo.
Grúa torre desplazable en servicio:
Es aquella cuya base está dotada de medios propios de
traslación sobre carriles u otros medios y cuya altura
máxima de montaje es tal que sin ningún medio de
anclaje adicional sea estable tanto en servicio, como fuera de
servicio, para las solicitaciones a las que vaya a estar
sometida.
Grúa torre desmontable: Grúa torre,
concebida para su utilización en las obras de
construcción u otras aplicaciones, diseñada para
soportar frecuentes montajes y desmontajes, así como
traslados entre distintos emplazamientos.
Grúa torre autodesplegable: Grúa
pluma orientable en la que la pluma se monta sobre la parte
superior de una torre vertical orientable, donde su parte
inferior se une a la base de la grúa a través de un
soporte giratorio y que está provista de los accesorios
necesarios para permitir un rápido plegado y desplegado de
la torre y pluma.
Grúa torre autodesplegable monobloc:
Grúa torre autodesplegable cuya torre está
constituida por un solo bloque y que no requiere elementos
estructurales adicionales para su instalación, que puede
ir provista de ruedas para facilitar su
desplazamiento.
Grúa torre trepadora: Grúa torre
instalada sobre la estructura de una obra en curso de
construcción y que se desplaza de abajo hacia arriba por
sus propios medios al ritmo y medida que la construcción
progresa
2.- PLAN DE OBRA E
INSTALACION:
Dentro de la planificación se van a considerar tres
apartados fundamentales:
- En primer lugar se procederá a la
estimación de la duración, redacción y obtención de
permisos para la realización del Proyecto. - En segundo lugar se realizará una
estimación de la duración de ejecución
del Proyecto. - Por último se procederá a la
estimación para la realización de las
instalaciones y pruebas a
realizar para su funcionamiento.
2.1.- Estimación de la duración de
ejecución del proyecto.
La estimación se realizará estableciendo
en primer lugar, las tareas más importantes en la
ejecución del Proyecto, así como su duración
estimada y las correspondientes superposiciones entre tareas, es
decir, posible ejecución simultánea, en parte o en
su totalidad, de más de una tarea, si fuese
posible.
Posteriormente, una vez estimadas las duraciones de las
tareas parciales y sus superposiciones, si los hubiera, se
calculará o estimará la duración de
ejecución del Proyecto en su totalidad.
Definición y estimación de las
distintas tareas:
Se analiza, una por una, las distintas actividades,
tareas, diferenciadas dentro del Proyecto, desde su estudio
inicial, hasta la ejecución final de las obras.
En todo Proyecto de un diseño,
fabricación e instalación como la presente, se
distingue las siguientes actividades o tareas
principales:
-Estudios previos.
-Redacción de documentos.
-Obtención de permisos y licencias.
-Acondicionamiento de la parcela.
-Excavaciones y cimentaciones
-Ejecución estructura de acero.
-Instalación y puesta en servicio
A continuación se procede al análisis de cada una de las tareas por
separado.
Estudios Previos:
Son estudios llevados a cabo por la Propiedad y el
Proyectista conjuntamente. Se trata básicamente de
analizar el objeto que da origen al Proyecto, estudiando sus
problemas,
alternativas y propósitos del mismo, estableciendo
finalmente los requisitos y objetivos que
se pretenden, es decir, obteniéndose la solución
idónea para el problema suscitado.
Esta tarea es previa a cualquier otra, y hasta que
ésta no está concluida no se dará comienzo a
ninguna de las siguientes tareas.
Se estima la duración de la misma en una
semana.
Redacción de documentos:
Una vez concluida la anterior tarea y obtenidas las
conclusiones necesarias de la misma, se puede pasar a la
realización y cálculo
por escrito del Proyecto. Es decir, se procede a la
redacción de la Memoria,
Pliego de Condiciones, Presupuesto y
Planos, que definirán la totalidad del
Proyecto.
La duración estimada de esta tarea es de cuatro
semanas.
Obtención de Permisos y
Licencias:
Esta tarea es solapable con la anterior, dado que ambas
actividades no se interfieren entre sí. Únicamente
se precisa que se encuentren realizados y calculados unos
primeros datos y planos
generales, una vez obtenidos los mismos se puede comenzar con las
gestiones para la obtención de permisos y
licencias.
Aunque, claro está, para la obtención de
licencias definitivas debe presentarse el Proyecto, los
documentos, ya visados, para lo cual es evidentemente es preciso
haber concluido la tarea de redacción de
documentos.
Se estima la duración de esta tarea en seis
semanas pudiendo comenzarse con las mismas tres semanas
después de iniciada la tarea de Redacción de
Documentos.
Acondicionamiento de la parcela:
La urbanización de la parcela en el
polígono será la primera tarea para la
ejecución del Proyecto. Se desbrozará y
limpiará el terreno de la parcela, procurando que el
material retirado se coloque de forma que no suponga un peligro
para las construcciones existentes hasta su traslado o
eliminación.
Es una tarea crítica, se estima su duración de
una semana.
Excavaciones y Cimentaciones:
Se procederá mediante medios mecánicos a
la realización de nivelaciones de la obra y excavaciones
para las cimentaciones
En esta fase se cubrirán los requerimientos
necesarios para la ejecución de la excavación para
la cimentación de este proyecto y el acondicionamiento del
fondo de la excavación en función de
la carga admisible del terreno considerado en los
cálculos. De no existir informe
geotécnico, se deberán realizar las pruebas y
ensayos
necesarios para garantizar que el comportamiento
del terreno es el supuesto en los cálculos y si esto no es
así, se volverá a calcular todas las cimentaciones
o se realizarán las modificaciones necesarias para
garantizar la estabilidad de la estructura.
Se procederá a la colocación de armaduras
y vertido de hormigón. Se estima su duración en 4
días.
Ejecución de la Estructura de
Acero:
La ejecución de las estructuras de acero de la
grúa en el taller es por su volumen y
magnitud la más importante del Proyecto. Se
ajustará a lo indicado en la norma NBE-EA-95.
A partir de los planos de Proyecto, deberán
realizarse los correspondientes planos de taller como indica
dicha norma.
Antes del marcado, corte y conformado se pondrá
especial atención en que todos los productos
(perfiles, chapas, etc.) tengan la forma exacta deseada, sea
recta o curva.
Las operaciones de corte para adaptar las piezas a las
medidas establecidas se realizarán mediante sierra
mecánica para espesores inferiores a 15 mm,
y utilizando el oxicorte en espesores superiores, tomando en este
caso las precauciones necesarias para que el corte sea regular y
para que las tensiones o transformaciones de origen
térmico que se ocasionen no produzcan perjuicio. Queda
expresamente prohibido el corte mediante arco
eléctrico.
Las piezas deberán contar con los biseles,
rebajes y perforaciones necesarios que se indiquen en el plano de
taller realizándose según lo establecido en la
NBE-EA-95
Las soldaduras se realizarán según los
procedimientos
establecidos en la NBE-EA-95 Se adoptarán las debidas
precauciones para proteger los trabajos de soldadura
contra el viento y, muy especialmente, contra el frío,
debiendo ser suspendidos sin excusa alguna cuando la temperatura
descienda por debajo de los cero grados centígrados
(0º C). Queda prohibido acelerar el enfriamiento de las
soldaduras con métodos
artificiales.
La duración estimada de esta tarea es de cuatro
semanas.
Instalación y puesta en
servicio:
Para la entrada en servicio de la instalación y
que esta quede en condiciones de entrar en funcionamiento, se
requiere la ejecución, instalación y
verificación de otras pequeñas partes de la misma,
todo la cual queda englobado en esta tarea de puesta en
servicio.
Para la realización de esta tarea se requiere que
todas las restantes se encuentren concluidas totalmente, es
decir, esta no se solapa con ninguna otra.
La duración estimada de la misma es de un
día.
Una vez definidas todas las tareas, así como su
duración, sólo resta el cálculo de la
duración estimada de ejecución del conjunto del
Proyecto.
2.2.- Estimación de la duración del
proyecto.
Se utilizará un gráfico de Gantt o de
barras, donde se representan todas y cada una de las tareas que
componen la totalidad del Proyecto. Del análisis del
gráfico de Gantt se extrae la duración total
estimada del Proyecto, quedando claramente indicadas las
duraciones de cada una de las tareas así como las
superposiciones que se puedan presentar.
Señalar que la semana "1" se entiende como
aquella en la que la propiedad encarga al proyectista la
realización del Proyecto, punto de partida desde el cual
se comienza con la primera tarea: el estudio previo.
2.3.- Instalación.
El usuario es responsable de la ejecución de los
apoyos.
El montaje de la grúa se realizará por
personal cualificado, guiándose para ello de las
instrucciones.
Dispondrá de una orden de trabajo, donde
vendrán indicados los datos de la grúa y
características del montaje.
Dicho personal dependerá de un técnico
titulado, quien planificará y se responsabilizará
del trabajo a realizar, extendiendo al finalizar el montaje el
certificado correspondiente.
Se contará con la ayuda de una grúa
móvil con las siguientes
características:
2.3.1.- Base.
La preparación de la base corre a cuenta del
cliente, por
tanto el montador se encuentra con la base ya construida; en todo
caso, antes de empezar el montaje de la grúa se
comprobará la nivelación de la zapata de
apoyo.
Los agujeros se nivelarán dentro de una tolerancia de
± 2 mm.
2.3.2.- La torre.
Montar la torre inferior.
Montar la torre con los tramos requeridos.
Montar el conjunto superior (torre asiento de pista,
punta de torre, mecanismos, etc.).
2.3.3.- La contrapluma.
Con la estructura de la pluma en el suelo, montar la
barandilla.
Elevar todo el conjunto con la ayuda del autogrúa
y embulonar a la punta de torre en su lado
correspondiente
Una vez embulonada, elevarla un poco más
inclinándola de tal forma que se puedan embulonar los dos
tirantes que cuelgan de la punta de torre (de 20º a 30º
con la horizontal). Tomar el cable sostén que cuelga de la
punta torre y atarlo a las orejas dispuestas para tal fin en la
zona de los contrapesos.
Dejar descender el conjunto.
2.3.4.- Primer contrapeso.
Para mantener la grúa equilibrada al colocar la
pluma, se coloca con el autogrúa el primer contrapeso en
el hueco más próximo a las orejetas de atado del
cable sostén de contrapluma, por ser éste el hueco
que más se cierra.
Al colocar el contrapeso, debido a la inclinación
del tirante, aparecen fuerzas "f" que tienden a cerrar el hueco
donde irá colocado.
2.3.5.- Pluma.
Montaje de la pluma en el suelo.
- Introducir el carro en el primer tramo de
pluma - Embulonar en el suelo los tramos de pluma. Situando
el conjunto de pluma lo más cerca posible a la torre y
colocando los apoyos sobre unos tablones. El extremo que se
embulona a la torre se puede depositar sobre un tablón
transversal, sin embargo es conveniente colocar las dos
esquinas de la punta de pluma sobre unos tablones
longitudinales a fin de que dichos extremos puedan deslizar
sobre ellos.
- Embulonar el tirante sostén pluma. Atar el
extremo libre del tirante al larguero superior de la pluma
mediante un alambre. - Montar el cable de seguridad de montadores. Amarrar
un extremo al tramo final de pluma, pasar el cable a
través de las anillas y atar el otro extremo al primer
tramo de la pluma. - Montar el cable de traslación de
carro.
Colocación de la pluma.
- Colocar el carro en el extremo más
próximo a la torre y atarlo. - Comprobar los reenvíos de la pasteca,
rehacerlos en caso necesario. - Elevar la pluma en posición
horizontal - Embulonar la pluma a la punta de torre.
- Soltar el bulón de unión de la
pasteca para separar sus dos extremos. - Embulonar el tirante sostén pluma al extremo
libre de la pasteca. - Mediante el mecanismo de elevación recoger
la pasteca para acercar los tirantes a la punta de torre,
ayudando con el autogrúa si es necesario inclinando la
pluma hacia arriba. - Colocar el bulón de unión de la
pasteca. - Atar el extremo del cable de seguridad de
montadores a un montante de la punta de torre con dos
grapas. - Devolver la pluma a su posición
horizontal.
El resto del contrapeso.
- Colocar el resto del contrapeso y el cable de
elevación. Regular los limitadores y hacer las pruebas
de puesta en marcha.
Las operaciones de montaje y desmontaje de la
grúa no son admisibles a partir de una velocidad de
viento de 50 Km/h. (cuando se oye un fuerte soplado). En caso de
vientos superiores deberá detenerse inmediatamente
el
trabajo.
3.- Emplazamiento de
la grúa, distancias de seguridad:
A la hora del montaje de la grúa debe de
prevalecer el criterio de seguridad sobre el de rentabilidad.
Cuando esté previsto en el proyecto la
ejecución de un vaciado en caja del terreno, para la
ubicación de la cimentación de la grúa, se
seguirá las Normas Tecnológicas de
Edificación.
– NTE-CCT/1977 Cimentaciones, contenciones,
taludes.
– NTE-ADZ/1976 Desmontes: Zanjas y Pozos.
En ningún momento cualquier parte de la
grúa, así como las cargas suspendidas, pueden
entrar en contacto con líneas eléctricas de alta
tensión, debiendo existir entre estas líneas y
dichos elementos un espacio de seguridad de, al menos, 5
metros.
Al ubicar una grúa torre, siempre se
tratará de evitar que pueda interferir en el radio de
barrido de otra; si no fuera posible, se colocarán de
forma que nunca exista interferencia entre la flecha de la
más baja y el mástil de la otra. La distancia
vertical entre el elemento más bajo, gancho arriba, de la
grúa más elevada y el elemento más alto
susceptible de chocar de la otra grúa, será como
mínimo de 3 metros.
El espacio libre para el paso del personal entre las
partes más salientes de la grúa y cualquier
obstáculo será de 0,60 metros de ancho por 2,50
metros de alto. En caso de imposibilidad de aplicación de
esta condición, se prohibirá el acceso de personal
a esta zona peligrosa.
El espacio libre vertical entre la pluma y la
última área de circulación de persona
deberá ser de 3 metros, como mínimo, siendo
recomendable 4,5 m.
La flecha de la grúa ha de poder girar
completamente sin tropezar con ningún elemento de la
propia construcción o edificios próximos, ya que
ésta, cuando la grúa esté fuera de servicio,
se dejará siempre en veleta, es decir, se orientará
la flecha en la dirección del viento y sin freno, situando
el gancho arriba de todo, sin carga, y lo más
próximo a la torre.
4.1.- 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
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 27,5% de los accidentes mortales: 128 en el primer
semestre de este año.
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
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.
Este R.D. es, pues, una norma reglamentaria que aparece
por imperativo de la Ley de
Prevención de Riesgos
Laborales (L.P.R.L) 31/1995 y esta normativa es de
mínimos, es decir, que establece lo mínimo que se
debe cumplir. Además la ley 31/1995, de 8 de noviembre de
1995, de Prevención de Riesgos Laborales tiene por objeto
la determinación de las garantías y
responsabilidades para establecer un adecuado nivel de
protección de la salud de los trabajadores frente a los
riesgos derivados de las condiciones de trabajo.
El R.D. y la L.P.R.L. junto con otras normas como UNE
58-101-92, el R.D. 836/2003 y Notas Técnicas
de Prevención como la NTP 125 servirán en este
capítulo para estudiar los riesgos, medidas preventivas,
normas de seguridad que se deben de cumplir al trabajar con una
grúa torre, dispositivos de seguridad, obligaciones y
prohibiciones del gruista, etc.
4.2.- Riesgos y medidas preventivas en la grúa
torre.
A continuación se analizarán en forma
detallada las diferentes funciones que se
realizan con la grúa así como sus riesgos y medidas
preventivas.
Riesgos directos:
Trabajos de montaje, desmontaje y |
|
En la utilización |
|
Riesgos indirectos:
Durante la utilización |
|
4.3.- Normas de seguridad durante el
funcionamiento.
Antes de iniciar el funcionamiento:
El gruista debe probar el buen funcionamiento de todos
los movimientos y de los dispositivos de seguridad. Previamente
se deben poner a cero todos los mandos que no lo
estuvieran.
Durante el funcionamiento:
- El gruista debe saber que no se han de utilizar las
contramarchas para el frenado de la maniobra. - Se recomienda para que el cable este tensado no
dejar caer el gancho al suelo. - El conductor de la grúa no puede abandonar
el puesto de mando mientras penda una carga del
gancho. - En los relevos debe el gruista saliente indicar sus
impresiones al entrante sobre el estado
de la grúa y anotarlo en un libro de
incidencias que se guardará en la obra. - Los mandos han de manejarse teniendo en cuenta los
efectos de inercia, de modo que los movimientos de
elevación, traslación y giro cesen sin
sacudidas. Si estando izando una carga se produce una
perturbación en la maniobra de la grúa, se
pondrá inmediatamente a cero el mando del mecanismo de
elevación.
Los interruptores y mandos no deben sujetarse
jamás con cuñas o ataduras. Sólo se deben
utilizar los aparatos de mando previstos para este
fin.
- Se prohibirá arrancar con la grúa
objetos fijos. El conductor debe observar la carga durante la
traslación. Dará señales de aviso antes de iniciar
cualquier movimiento. - Se debe evitar dentro de lo posible que la carga
vuele por encima de las personas. - Estará totalmente prohibido subir personas
con la grúa así como hacer pruebas de
sobrecarga a base de personas.
NOTA: LIBRO DE INCIDENCIAS: Hojas destinadas a hacer
anotaciones de control y
seguimiento del plan de seguridad y salud y debe mantenerse
siempre en la obra, en poder del coordinador en seguridad y
salud, y si no fuese necesaria la figura del coordinador, en
poder de la dirección facultativa.
4.4.- Dispositivos de seguridad:
Limitadores.
Aparte de los sistemas
mecánicos de seguridad, existen en la grúa
limitadores electromecánicos, los cuales estarán
siempre reglados y constantemente vigilados.
Son los siguientes: (Fig.1)
Limitador de par máximo o de momento: corta el
avance del carro y la subida del gancho cuando se eleva una carga
superior a la prevista para cada alcance. Permite bajar el gancho
y retroceder el carro.
Limitador de carga máxima: corta la subida del
gancho cuando se intenta levantar una carga que sobrepasa la
máxima en un 10%. Permite bajar el gancho.
Limitadores en recorrido en altura del gancho: son dos
fines de carrera superior e inferior, de los movimientos de
elevación y descenso, que actúan sobre el mecanismo
tanto en la subida como en la bajada, pudiendo efectuar el
movimiento contrario.
Limitador de traslación del carro: corta el
avance del carro de distribución, antes de llegar a los
topes de goma, en los extremos de la flecha.
Limitador del número de giros de la torre:
actúa sobre el mecanismo de orientación y limita el
número de vueltas, dos o tres, de la parte giratoria en
uno y otro sentido, con el fin de no dañar la manguera
eléctrica. Puede sustituirse este dispositivo colocando un
colector de anillos.
Fig. 1. Dispositivos de
seguridad
Además las grúas deben de disponer topes
de las vías y sistemas de sujeción del aparato a
las vías mediante mordazas, además de poseer
escaleras dotadas de aros salvavidas, plataformas y pasarelas con
barandillas, cable tendido longitudinalmente a lo largo de la
pluma y la contrapluma y en su caso cable tendido
longitudinalmente a lo largo de la torre.
NOTA: Los dispositivos de fin de carrera de
traslación, situado a 0,5 metros antes de los
topes.
4.4.1.- Seguridad en el empleo de
elementos bajo tensión eléctrica.
En este caso, la grúa debe de estar provista de
dispositivos que impidan a toda persona no autorizada acceder a
las piezas bajo tensión y a los órganos cuyo
reglaje afecte a la seguridad; en particular, los armarios de
contactores deberán estar bajo llave y las cajas que
contienen las resistencias
protegidas, de manera que impidan la introducción de las
manos.
En caso de tener mando a distancia, todos los circuitos de
mando y control serán de muy baja
tensión.
4.4.2.- Indicadores de
carga y alcances.
Se fijará sobre la grúa una placa en lugar
visible, de forma, tamaño y material adecuado que
especifique: alcance, carga máxima y distancia. (Fig.
2)
Esto es necesario, ya que esta placa indicadora
vendrá dada en función de la curva de la Fig. 2,
donde por ejemplo si se lleva una carga de 4.000 kg desde el
mástil hacia la punta, en el momento en que pase el carro
los 9 metros actuará el limitador de par
máximo.
Fig 2: Diagrama de
cargas y alcances
4.5.- Elección del
gruísta.
La grúa es, seguramente, la máquina
más importante de la obra. Por este motivo, deberá
ser confiada a una persona responsable y capacitada, ya que del
gruista va a depender la marcha de la obra y, en una parte
importante la seguridad de todos los operarios que en ella
trabajan.
Por tanto, la conducción de la grúa se
hará exclusivamente especialmente designada para
ello.
Para regular esta situación, entró en
vigor el 5 de mayo de 1998 una Resolución de la
Consejería de Economía, por la que
se establece los requisitos para la obtención del
título de gruista, que es exigible para manejar
grúas torre desmontables de obras.
Para obtener el título de gruista se
necesitará haber superado:
Una prueba previa de conocimientos generales sobre
aritmética, dibujo y
electricidad.
Un curso teórico-práctico de 200 horas de
duración. Las personas que hayan acreditado experiencia
profesional en el manejo de dichas grúas,
realizarán un curso teórico de 50 horas.
Un examen realizado por la Dirección Regional de
Industria.
Un examen médico sobre agudeza visual, sentido de
la orientación, equilibrio y
agudeza auditiva.
4.5.1.- Actitudes
ergonómicas del gruista.
El operario deberá reposar periódicamente
dado que los reflejos son muy importantes para manejar
adecuadamente la grúa.
Cuando se considere necesario se utilizará la
cabina situada en la parte superior de la grúa (caso de
poseerla) o la plataforma instalada en voladizo en el
último forjado del edificio en
construcción.
4.5.2.- Obligaciones del gruista.
Existirá un libro de obligaciones del gruista a
pie de obra.
Obligaciones diarias del gruista:
- Comprobar el funcionamiento de los
frenos. - Observar la normalidad de funcionamiento de la
grúa, solo si se perciben ruidos o calentamientos
anormales. - Verificar el comportamiento del lastre.
- Colocar la carga de nivelación para evitar
que el cable de elevación quede destensado y enrolle
mal en el tambor de elevación. - Al terminar el trabajo subir el gancho hasta el
carrito, amarrar la grúa a los carriles, dejar la
pluma en dirección al viento, con el freno
desenclavado y cortar la corriente.
Obligaciones semanales del gruista:
- Reapretar todos los tornillos y principalmente los
de la torre, pluma y corona giratoria. - Verificar la tensión del cable del carro,
así como el cable de carga y su engrase. - Comprobar el buen funcionamiento del pestillo de
seguridad del gancho. - Se deben probar las protecciones contra
sobrecargas, interruptores fin de carrera, mecanismo de
elevación, izado y descenso de la pluma y
traslación en los dos movimientos. - Comprobar tramos de vía.
- Vigilar las partes sujetas a desgaste, como
cojinetes, superficies de los rodillos, engranajes, zapatas
de freno, etc., debiendo avisar para su cambio
caso de ser necesario.
4.5.3.- Prohibiciones del gruista.
El gruista efectuará solamente operaciones
correctas, debiendo conocer aquellas que están
terminantemente prohibidas.
La norma UNE 58-101 en su parte segunda indica, entre
otras, las siguientes prohibiciones:
Utilizar los elementos de elevación para hacer
tracciones oblicuas de cualquier tipo (Fig. 3)
Fig. 3 Prohibido realizar tiros
oblicuos.
Arrastrar o arrancar objetos fijos del suelo o paredes,
así como cualquier otra operación extraña a
las propias de manutención de caras (Fig. 4)
Fig. 4 Prohibida arrancar objetos del
suelo o paredes.
Elevar una carga superior a las indicadas en las
especificaciones de la grúa.
Transportar cargas por encima del personal (Fig.
5)
Fig. 5 Prohibida pasar las cargas por
encima del personal.
Transportar cargas por zonas transitadas por viandantes
o vehículos si no se ha cortado el paso y
señalizado anteriormente.
Balancear las cargas para depositarlas en puntos donde
no llega normalmente el aparejo de elevación (Fig.
6)
Fig. 6 Prohibida balancear
cargas.
Utilizar las grúas para el transporte del
personal.
Trabajar con una velocidad del viento superior a 72
km/h., o cuando las cargas por su forma y tamaño fuesen
difíciles de controlar aunque la velocidad del viento sea
menor (Fig. 7)
Fig. 7 No trabajar con la grúa
si el viento impide su correcto dominio.
Trabajar con tormenta eléctrica cerca; se
interrumpirá el trabajo (desconectar corriente de
acometida).
Apoyar el gancho en el suelo o cualquier otro lugar, de
modo que el cable pueda quedar flojo con peligro de que se salga
de poleas y
tambores.
4.6.- Utilización por los trabajadores de
equipos de protección individual.
4.6.1.- Introducción.
La ley 31/1995, de 8 de noviembre, de Prevención
de Riesgos Laborales, fija las medidas mínimas que deben
adoptarse para la adecuada protección de los trabajadores.
Entre ellas se encuentran las destinadas a garantizar la
utilización por los trabajadores de equipos de
protección individual que los protejan adecuadamente de
aquellos riesgos para su salud o su seguridad que no puedan
evitarse o limitarse suficientemente mediante la
utilización de medios de protección colectiva o la
adopción
de medidas de organización en el trabajo.
Dicha utilización viene especificada en el Real
Decreto 773/1997, de 30 de Mayo.
4.6.2.- Obligaciones generales del empresario.
Debe de pedir autorización para la
ocupación en su caso, de la vía pública, con
grúa torre.
Para la concesión de dicha autorización,
en el caso de la Junta de Castilla y León, junto con la
solicitud se presentarán los siguientes
documentos:
- Plano de situación.
- Plano de planta.
- Documento justificativo del pago del tributo
municipal correspondiente (Ordenanza fiscal
nº 111). - Fotocopia del permiso de funcionamiento de
grúa por parte de la Junta de Castilla y
León.
Por otra parte el empresario hará obligatorio el
uso de los equipos de protección individual que a
continuación se desarrollan:
Protectores de la cabeza.
- Cascos de seguridad, no metálicos, clase N,
aislados para baja tensión, con el fin de proteger a
los trabajadores de los posibles choques, impactos y
contactos eléctricos. - Protectores auditivos acoplables a los cascos de
protección. - Gafas de montura universal contra impactos y
antipolvo. - Mascarilla antipolvo con filtros
protectores. - Pantalla de protección para soldadura
autógena y eléctrica.
Protectores de manos y brazos.
- Guantes contra las agresiones mecánicas
(perforaciones, cortes, vibraciones). - Guantes de goma finos, para operarios que trabajen
con hormigón. - Guantes dieléctricos para B.T.
- Guantes de soldador.
- Muñequeras.
- Mango aislante de protección en las herramientas.
Protectores de pies y piernas.
- Calzado provisto de suela y puntera de seguridad
contra las agresiones mecánicas. - Botas dieléctricas para B.T.
- Botas de protección
impermeables. - Polainas de soldador.
- Rodilleras.
Protectores del cuerpo.
- Crema de protección y pomadas.
- Chalecos, chaquetas y mandiles de cuero para
protección de las agresiones
mecánicas. - Traje impermeable de trabajo.
- Cinturón de seguridad, de sujeción y
caída, clase A. - Fajas y cinturones antivibraciones.
- Pértiga de B.T.
- Banqueta aislante clase I para maniobra de
B.T. - Linterna individual de
situación. - Comprobador de tensión.
Equipos adicionales de protección para
trabajos en la proximidad de instalaciones
eléctricas de alta tensión.
- Casco de protección aislante clase
E-AT. - Guantes aislantes clase IV.
- Banqueta aislante de maniobra clase II-B o alfombra
aislante para A.T. - Pértiga detectora de tensión
(salvamento y maniobra). - Traje de protección de menos de 3 kg, bien
ajustado al cuerpo y sin piezas descubiertas
eléctricamente conductoras de la
electricidad. - Gafas de protección.
- Insuflador boca a boca.
- Tierra auxiliar.
- Esquema unifilar
- Placa de primeros
auxilios. - Placas de peligro de muerte y
E.T.
Todas las prendas serán homologadas según
O.M. de 17.5.74 (BOE nº 128 de 29.5.74).
4.7.- Legislación afectada.
Se consideran afectados los artículos de
"Elevación y transporte" y los artículos 21,22 y 23
respecto a barandillas de protección y los
artículos 81, 94 y 98 en lo referente a herramientas
manuales y los
artículos 142, 143 y 151 respecto a protección
personal, todos de la Ordenanza General de Seguridad e
Higiene en el Trabajo (O.M. 9.3.71).
De la Ordenanza Laboral de
Construcción, Vidrio y Cerámica (O.M. 28.8.70) se consideran
afectados los artículos que figuran en el apartado
"Aparatos de Elevación, Transporte y
Similares".
En las Ordenanzas Municipales de algunos ayuntamientos
existen normas referentes a la ubicación y
utilización de las grúas de los edificios en
construcción, que son de obligado cumplimiento.
Respecto a los trabajos prohibidos a menores, se
consideran afectados el artículo 291 de la Ordenanza
Laboral de Construcción, Vidrio y Cerámica (O.M.
28.8.70) y el Decreto del 26 de julio de 1957 (B.O.E. de 26 de
agosto) que incluye el Reglamento de trabajos prohibidos a
mujeres y menores por peligrosos e insalubres.
REAL DECRETO 1215/1997, de 18 de julio, por el que se
establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud
para la utilización por los trabajadores de los equipos de
trabajo.
REAL DECRETO 1435/1992, de 27 de noviembre, por el que
se dictan las disposiciones de aplicación de la Directiva
del Consejo 89/392/CEE, relativa a la aproximación de las
legislaciones de los estados miembros sobre máquinas.
(Incluye la modificación posterior realizada por el R.D.
56/1995).
REAL DECRETO 56/1995, de 20 de enero, por el que se
modifica el Real Decreto 1435/1992, de 27 de noviembre, relativo
a las disposiciones de aplicación de la Directiva del
Consejo 89/392/CEE, sobre máquinas.
REAL DECRETO 773/1997, de 30 de Mayo, por el que se
establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud
relativas a la utilización por los trabajadores de los
equipos de protección individual.
REAL DECRETO 2291/1985. Reglamento de aparatos
elevadores (MINISTERIO INDUSTRIA Y ENERGÍA, BOE
núm. 296, de 11 de Diciembre de 1985). Afectado
por:
Derogado salvo, artículos. 10, 11, 12, 13, 14,
15, 19 y 23, por Real Decreto 1314/1997.
Instrucción técnica complementaria (ITC)
«MIE-AEM-2» del Reglamento de Aparatos de
Elevación y Manutención, referente a grúas
torre para obras u otras aplicaciones.
5.- PRINCIPIOS
BÁSICOS DE CÁLCULO
5.1.- Consideraciones Generales y Datos de
partida
La grúa es una máquina destinada a la
elevación y desplazamiento de cargas dentro de los
límites
de su capacidad nominal. Sus características constructivas
serán proporcionadas por las solicitaciones de dichas
cargas.
Las principales solicitaciones que determinan las
características de la grúa torre a instalar son la
altura útil, el alcance y la carga a elevar.
La grúa se compone de cabeza con brazos, torre
desmontable y base. De estas tres partes, la primera, cabeza con
brazos, esta dimensionada de acuerdo a la influencia de las
características de cargas y alcances. La segunda, torre
portante, esta dimensionada principalmente por la influencia de
la característica de altura. La tercera esta afectada por
la influencia de las tres y tiene como misión principal la
estabilidad del conjunto y la posibilidad de su
traslación.
Las grúas pueden ser: libres, que pueden hacer
todos los movimientos, transportables, que pueden cambiar de
posición en determinadas circunstancias y fijas que no
pueden moverse.
Las grúas libres están calculadas para que
puedan efectuar todos sus movimientos por lo que estarían
compuestas de las tres partes fundamentales y sus
características serán las de una grúa
normal.
Las grúas transportables no pueden trasladarse
cuando están haciendo otros movimientos por lo que
ordinariamente se comportan como grúas fijas, cuando se
trasladan lo hacen en condiciones especiales, poco viento sin
carga, pluma posicionada.
Las grúas fijas no necesitan base, sino
simplemente unos anclajes; pueden ganar en altura mas que las
anteriores para lo cual necesitan ser arriostradas cada cierta
altura.
En los tres tipos de grúas, todas las
grúas con iguales características de cargas y
alcances tienen la parte giratoria, cabeza, brazos, igual, la
torre portante, teóricamente podía ser más
ligera a medida que nos acercamos a la parte giratoria, pero se
hace igual por razones de intercambiabilidad y facilidad de
fabricación. Interesa tener en cuenta estas
características para ganar altura, caso de necesitarlo,
con torres más robustas del mismo modulo y posibilidad de
encaje.
Normativa
El cálculo de las solicitaciones se realiza en
base a lo especificado en las normas:
- UNE 113-85 "Grúas. Acción del viento"
- UNE 58-117-83 "Aparatos pesados de
elevación. Solicitaciones a considerar en el
cálculo de las estructuras"
- UNE58-132-91 "Aparatos de elevación. Reglas
de cálculo. Parte 2: Solicitaciones y casos de
solicitaciones a considerar en el cálculo de las
estructuras y los mecanismos"
El diseño y cálculo de las estructuras
así como de la totalidad de las uniones se ajusta a lo
establecido en la norma vigente NBE-EA 95 y su
construcción se lleva a cabo según lo especificado
en dicha norma.
Clasificación
La clasificación de grúas y aparatos de
elevación es el sistema que
permite establecer el diseño de las estructuras y de los
mecanismos sobre bases racionales, sirviendo de cuadro de
referencia a los fabricantes y compradores en cuanto que permite
adecuar un aparato dado a las condiciones de servicio para las
cuales es requerido.
La norma UNE 58-112-91/1 establece una
clasificación general de los aparatos de elevación
en base al número de ciclos de maniobra efectuados durante
la vida prevista del aparato y de un coeficiente del espectro de
cargas que representa un estado de
carga nominal.
Los parámetros que se han de tener en cuenta para
determinar el grupo al que
pertenece un aparato son:
- La clase de utilización(en función del
numero máximo de ciclos de maniobra que
estipulemos):
- Utilización ocasional(1,6 x
104_1,25 x 105) - Utilización regular en servicio ligero(2,5 x
105) - Utilización regular en servicio
intermitente5 x 105
- Utilización regular en servicio
- Utilización regular en servicio intensivo1 x
106 - Utilización intensiva(2 x 106-
Más de 4 x 106)
Para determinar una duración de vida apropiada,
es preciso considerar los elementos económicos,
técnicos y de ambiente,
teniendo en cuenta la influencia del envejecimiento
técnico.
El número total de ciclos de maniobra probable
está ligado al factor de utilización del aparato,
por razones de comodidad, el espectro de los números de
ciclos de maniobra ha sido dividido en diez clases de
utilización.
Desde el punto de vista de la clasificación, se
considera que un ciclo de maniobra comienza en el momento en que
la carga está dispuesta para ser izada y acaba cuando el
aparato está dispuesto para izar la siguiente
carga.
El número total de ciclos de maniobra es la suma
de todos los ciclos de maniobra efectuados durante la vida
especificada del aparato de elevación.
- El estado de cargas: En función del numero de
ciclos para cada nivel de carga:
- Ligero: aparato que levanta raramente la carga
máxima de servicio y corrientemente cargas muy
pequeñas. - Moderado: aparato que levanta con bastante
frecuencia la carga máxima de servicio y
corrientemente cargas pequeñas. - Pesado: aparato que levanta con bastante frecuencia
la carga máxima de servicio y corrientemente cargas
medianas. - Muy pesado: Aparato que corrientemente maneja
cargas próximas a la carga máxima de
servicio.
5.2.- Realización de los cálculos
justificativos.
Para determinar las cargas que afectan a la grúa
nos guiamos por lo establecido en la norma UNE 58-132-91
"Aparatos de Elevación. Reglas de cálculo. Parte 2:
Solicitaciones y casos de solicitaciones a considerar en el
cálculo de las estructuras y los mecanismos" que establece
la siguiente clasificación
- Solicitaciones principales, debidas al peso propio
y cargas de servicio. - Solicitaciones debidas a los movimientos
verticales - Solicitaciones debidas a los movimientos
horizontales de traslación y a efectos de
choque. - Solicitaciones debidas a los efectos
climáticos, pudiendo dividir estas solicitaciones
según la grúa esté en servicio o no lo
esté.
5.2.3.- Solicitaciones principales
- Peso propio: Es la carga debida a los materiales
utilizados en la construcción de la grúa.
Siguiendo la notación de la norma UNE 58-117-83 podemos
clasificar estas cargas:
- Sg1: Carga de peso propio de la pluma
(t/m) - Sg2: Carga de peso propio de la torre
(mástil)(t/m) - Sg3: Carga del contrapeso
(t)
- Carga de servicio (SL): Será
el propio peso de la carga y se supondrá en su
posición más desfavorable.
5.2.4.- Solicitaciones debidas a los movimientos
principales.
Estas solicitaciones se originan por el levantamiento
más o menos brusco y las aceleraciones del movimiento de
elevación, así como las acciones
verticales debidas a la rodadura.
Estas solicitaciones se cubren multiplicando la carga de
servicio por un factor denominado "coeficiente dinámico"
(j ) que se calcula con la siguiente
expresión:
j = 1 +
e VL
Siendo
VL la velocidad de elevación en m/s,
tomando como valor
máximo de velocidad de elevación 1 m/s
- el coeficiente experimental, resultado de multitud de
mediciones realizadas en diferentes tipos de
aparatos.
Para grúas pluma e =
0,3.
Por lo que:
SL = j S´L
Como j considera la
elevación más o menos brusca de la carga que
constituye el choque más importante, podemos despreciar
las solicitaciones debidas a las aceleraciones del movimiento de
elevación y las acciones verticales debidas a la rodadura
de acuerdo con el apartado 2.2.2 de la UNE 58-117-83.
5.2.5.- Solicitaciones debidas a los movimientos
horizontales de traslación y a efectos de
choque.
- Cargas debidas al movimiento de
traslación: Estas cargas están originadas por
el movimiento de traslación que puede tener toda la
grúa en conjunto desde su base. Este tipo de carga se
supone que e una fuerza
horizontal aplicada en la cruceta de la grúa, que es
aproximadamente el C.D.G. Este valor de la carga lo podemos
cuantificar mediante: 
Donde:
"a" es la aceleración en m/s2 y su
valor depende del grado de velocidad seleccionado para u
uso."Q" es la carga total sobre las ruedas motrices en
toneladas.- Solicitaciones debidas a los efectos de
choque: Las solicitaciones debidas al choque están
generadas por las fuerzas de inercia que se producen debidas
movimiento del carro sobre la pluma. Si la grúa
está dotada de limitadores de velocidad que impiden que
se superen los 0,7 m/s, no es necesario considerar estos
esfuerzos. De no ser así, para el cálculo
utilizaremos:
5.2.6.- Solicitaciones debidas a los efectos
climáticos
Resultan de la acción del viento, de la
sobrecarga de nieve y de las variaciones de la
temperatura.
La sobrecarga de nieve no se tiene en cuenta en los
cálculos de los aparatos de elevación y la
solicitación producida por la variación de la
temperatura no se considera más que en casos particulares,
entre otros, cuando los elementos no pueden dilatarse
libremente.
Consideraremos la acción del viento en los casos
de:
- Acción del viento cuando la grúa
está en servicio - Acción del viento cuando la grúa
está fuera de servicio
Para calcular las acciones debidas al viento, debemos
conocer la fuerza F que éste realiza sobre las estructuras
mediante la utilización de la fórmula que la norma
UNE 58-113-88 nos da:
Donde:
A = La superficie neta en m2, es decir, la
proyección de la superficie sólida sobre un plano
perpendicular a la dirección del viento.
P = La presión en
KN por m2
Cf = El coeficiente de forma en la
dirección del viento del elemento considerado
Según la norma UNE 58-113-85 podemos considerar
la presión del viento constante en cada intervalo de 10 m.
La norma UNE 58-91/2 en su apartado 3.1.4.1.1. para la
acción del viento estando la grúa fuera de servicio
considera las siguientes alturas sobre el suelo de 0 a 20 m y de
20 a 100 m por lo que es razonable considerar la acción
del viento por tramos a lo largo de la altura.
Viento en servicio
Se trata de la velocidad del viento que la grúa
debe soportar en servicio. Se tomará en la
dirección más desfavorable.
Para aplicar la fórmula anteriormente descrita,
obtenemos los datos de la presión del viento consultando
la norma UNE 58-113-85:
Para calcular la acción del viento en la carga
móvil y en el contrapeso, recurrimos al apto. 4.1.1 de la
norma UNE 58-113-85 que establece que para todos los tipos
normales de grúas que se instalen al aire libre es
decir el tipo b, tendremos
Donde:
m= masa en toneladas
g= aceleración de la gravedad= 9,8
m/s2
Viento fuera de servicio
Para su cálculo se tiene en cuenta el viento
máximo soplando en la dirección más
desfavorable de que una grúa puede resistir.
En el punto 31.4.1.2 de la norma UNE 58-132-91/2
encontramos las presiones a utilizar para los diferentes tramos
de altura.
En este caso la norma específica que con viento
en tempestad, no se puede utilizar este tipo de aparatos
elevadores, por lo que la dirección de cálculo del
área neta de la grúa es la misma que la
dirección del viento.
5.2.- Hipótesis de cálculo.
La norma UNE 58-132-91/2 en el punto 3.2 nos indica los
siguientes casos a considerar:
Hipótesis I:
Grúa en servicio normal sin viento.
Hipótesis II: Grúa en servicio con
viento.
Hipótesis III: Grúa sometida a
solicitaciones excepcionales.
Debido a las imperfecciones de calculo o imprevistos,
según la norma debemos tomar un coef. de
mayoración(g c)
según el tipo de grúa.
HIPOTESIS I.
Consideraremos las solicitaciones estáticas
debidas al peso propio de los elementos, las solicitaciones
debidas a la carga de servicio SL multiplicada por el
coeficiente dinámico 
así como los efectos horizontales más
desfavorables. Estas solicitaciones irán multiplicadas por
el coeficiente de mayoración g
c.
HIPOTESIS II.
En este caso añadiremos a las solicitaciones
consideradas en la hipótesis I la acción del viento
límite de servicio Sw y, si fuera el caso, las
acciones debidas a la variación de la
temperatura.
HIPOTESIS III.
Las solicitaciones contempladas en este caso
son
- Aparato fuera de servicio con viento
máximo - Aparato en servicio bajo el efecto de un
choque - Aparatos sometidos a ensayos previstos en la norma
UNE 58-118
- En las solicitaciones debidas al viento tempestad
consideraremos los efectos del propio peso Sg
incrementados por los efectos del viento máximo Sw
max. - Son las solicitaciones del peso propio Sg
y la carga de servicio a la que se añade el mayor de los
efectos de choque ST - No se tiene en cuenta si la carga de servicio no
provoca tensiones en sentido contrario al peso propio como se
explica en la norma.
Si los efectos del choque son relativamente
pequeños, podemos considerar que el segundo apartado de
esta hipótesis quedaría completamente cubierta por
la hipótesis I, que a su vez se ve cubierta por la
hipótesis II. Por lo que para el cálculo de la
estructura tendremos en cuenta las hipótesis:
Hipótesis-II: 
Hipótesis-III:
(Sg+SWmax)
5.3.- Diseño de lo elementos estructurales de
la grúa.
Para poder comprender de una forma ordenada el
cálculo de cada elemento estructural de la grúa
seguiremos el esquema siguiente:
- Diseño de los elementos del
mástil:
- Hipótesis II con pluma perpendicular a la
dirección del viento.
- Hipótesis II con pluma orientada en la
dirección del viento.
- Hipótesis III con pluma orientada en la
dirección del viento.
Como podemos ver, no se calcula la hipótesis
III con la pluma orientada en la dirección perpendicular
al viento, ya que según la norma no se trabajara con
tempestad, por lo que la grúa se deja en veleta (libre
de movimiento en su articulación superior)
- Diseño de la pluma:
- Caso I: Carga de servicio en la punta.
- Caso II: Carga de servicio en el anclaje del
tirante.
- Caso III: Carga de servicio en el centro de
LT.
- Caso IV: Parte izquierda de la pluma.
5.3.2.- Diseño de los elementos del
mástil.
- HIPOTESIS II (VIENTO EN SERVICIO): PLUMA
PERPENDICULAR A LA DIRECCION DEL VIENTO.
NT = g c·(Sg3 +
Sg1·(Lc+Lp) +
Sg2·(H+H’) + y ·SL)- Esfuerzos en la base: Calculamos las
reacciones (momentos y reacción) que se producen
el en el apoyo inferior del mástil.
- Pandeo global del mástil: Conocidas
las cargas de compresión a la que está
sometido el mástil, calculamos la esbeltez
global del mástil para sacar el
coef. global de pandeo ω que junto con los
momentos flectores comprobaremos la resistencia del material.
- Pandeo global del mástil por
flexión y torsión: Calcularemos el
pandeo que se produce en los elementos de la
celosía que forman el mástil y que
están sometidos a compresión en la
sección transversal al mástil.
También debemos comprobar los esfuerzos
cortantes que se producen por la torsión sobre
esta sección.
- Pandeo local de un cordón
principal: Calcularemos el pandeo al cual está
sometido el tramo comprendido entre dos nudos
consecutivos del mástil y al que le afecta la
flexión por cada uno de lo planos según
indican las figuras:
- Comprobación de un elemento de enlace:
Verificamos los elementos de unión de los cuatro
angulares principales que forman el mástil, es decir las
diagonales que conforman la celosía del
mástil.
- HIPOTESIS II(VIENTO EN SERVICIO): PLUMA ORIENTADA EN
LA DIRERCCIÓN DEL VIENTO
qvp=presión dinámica del viento
x área del triángulo de la sección de
pluma
En este caso los pasos para la comprobación de la
estructura son similares a la hipótesis anterior, salvo
las acciones a considerar.
- HIPOTESIS III (VIENTO FUERA DE SERVICIO): PLUMA
ORIENTADA EN LA DIRECCION DEL VIENTO.
qtp=presión dinámica del viento
en tempestad x área del triángulo de la
sección de pluma
Fct=Fuerza del viento en tempestad sobre el
contrapeso = 110kg/m2 x área del
contrapeso.
5.3.3.- Diseño de los elementos de la
pluma.
En las verificaciones para la pluma tendremos en cuenta
únicamente los casos más desfavorables. Estos
serán para el plano vertical según la
posición que ocupe SL y para el plano
horizontal el viento soplando perpendicular a la pluma y con
SL en la punta.
Para cada una de las hipótesis, se
calculan las reacciones y las leyes de momentos
flectores y esfuerzos cortantes para después una vez
conocidos los esfuerzos máximos, poder evaluar la
combinación de las solicitaciones en los puntos más
desfavorables y así dimensionar los elementos que
conforman la pluma y la contrapluma .
a. Hipótesis de carga de servicio
en punta.
En este caso tendremos una viga simplemente apoyada e
isostática con las cargas distribuidas de la siguiente
manera.
Puesto que el apoyo 2 es el generado por el tirante,
debemos descomponer está reacción en la
dirección del tirante para así conocer el esfuerzo
al que está solicitado.
b. Hipótesis de carga de servicio en el anclaje del
tirante.
En este caso no tendremos ni cortantes ni momentos de
consideración debido a que el tirante es el que soporta la
mayor parte de carga siendo en este caso donde sufrirá la
mayor tracción por lo que será aquí donde
verificaremos su aguante.
La distribución de las cargas en este caso
sería:
En esta hipótesis los momentos son muy
pequeños comparados con las demás hipótesis
porque son debidos únicamente al peso propio ya que el
tirante absorbe la carga.
c. Hipótesis de carga en servicio en el centro de
LT.
En este caso tendremos los mayores momentos para el tramo LT.
Estando las cargas distribuidas de la siguiente forma:
d. Hipótesis de la
contrapluma.
Debido a que los momentos flectores van a ser más
pequeños, los elementos de la contrapluma van a estar
mucho menos solicitados.
e. Fuerzas horizontales.
Verificamos que la estructura aguanta el esfuerzo producido por
el viento en dirección perpendicular a la pluma.
La pluma se comportará como dos voladizos empotrados en el
mástil y tendrá que soportar los momentos
producidos por la acción del viento tanto en la carga de
servicio como en el contrapeso.
5.3.4.- Diseño de los elementos
del castillete.
Para la comprobación del castillete tendremos en cuenta
los esfuerzos que sobre el mismo produce el tirante, el viento y
el peso propio.
5.3.5.- Diseño de la zapata.
Con la pluma orientada en la dirección del viento
(hipótesis III) se produce el mayor de los momentos
flectores. Por lo tanto cogeremos las solicitaciones en ese caso
y calcularemos la zapata.
No profundizaremos más en el cálculo de la
zapata ya que es similar al cálculo realizado en zapatas
de construcción y no tiene ninguna peculiaridad especial a
la que referirnos.
JAVIER VEGA ARIAS