Sistemas de Elevación y Transporte Vertical: Grúas y Ascensores

Introducción a las Máquinas de Elevación

Una grúa giratoria es una máquina destinada a elevar y distribuir cargas en el espacio suspendidas de un gancho. Las grúas modernas utilizan motores de combustión, eléctricos o hidráulicos para proporcionar grandes fuerzas, mientras que las manuales se emplean en pequeños trabajos o donde es poco rentable disponer de energía.

Existen muchos tipos de grúas según su propósito específico.

La Grúa Torre

La grúa torre es una máquina moderna de balancín unida al suelo. Debido al alcance y a la altura, se usan en la construcción de estructuras altas. Cuenta con una viga horizontal de celosía llamada pluma y un pilar vertical llamado torre. Al final de la torre se encuentra la corona, donde gira la pluma. Dispone de contrapesos en un extremo para generar el balancín y está cargada en el cimiento para conseguir el momento de empotramiento necesario.

Para su correcto funcionamiento existen controladores de pares de fuerza y distancia, evitando someterla a mayores tensiones de las necesarias. Para el guiado se emplean señalistas o sistemas de radio.

El control se realiza desde el suelo o desde una cabina situada en la punta. El gruista es una persona calificada y responsable; el mal uso de la grúa puede acarrear accidentes muy serios.

Tipos de Grúas Torre

Movilidad

• Fijas: No incorporan la capacidad de trasladarse a sí mismas de modo autónomo por medio de raíles u otros medios.
  • Apoyadas: Centran su gravedad por medio de contrapesos situados en su base.
  • Empotradas: Son aquellas que centran su gravedad en el suelo por medio de un primer tramo de su mecanismo anclado al suelo, encofrándose con hormigón en una zapata o con otros medios análogos.
• Móviles: Son aquellas que poseen capacidad de movimiento autónomo.
  • Con traslación: Dotadas de raíles convenientemente situados en el suelo.
  • Trepadora: Capaces de elevarse por medio de sistemas de trepado (con cables o cremalleras) firmemente asidas al edificio que se construye.
  • Telescópica: Se alargan por medio de tramos anchos y estrechos embebidos unos sobre otros.

Pluma

• Horizontal
• Abatible: producen momentos de carga superiores.

Movimientos y Precauciones

Los movimientos principales son: elevación, orientación, distribución y traslación.

Precauciones de Montaje y Uso

El montaje y el desmontaje son procesos muy difíciles y peligrosos; el mínimo error de cualquiera de sus participantes podría significar una colisión segura.

Se deben considerar las fuerzas que actúan, como por ejemplo la velocidad del viento, ya que este puede hacer que la grúa se desplome. También influyen los momentos, la estabilidad, el equilibrio, el arrastramiento y las sobrecargas. El desplome y las solicitaciones debidas a los movimientos principales se originan por el levantamiento más o menos brusco y las aceleraciones del movimiento de elevación, así como por las acciones verticales debidas a la rodadura.

Elevadores de Cangilones

Los cangilones permiten el transporte vertical de materiales a granel, secos, húmedos e incluso líquidos. Están diseñados con amplias opciones de altura, velocidad y detalles constructivos según el tipo de material. Se montan en módulos para definir de manera más eficaz la altura.

Partes del Sistema de Cangilones

• Estructura: Se encarga de sostener todas las partes.
• Tamboras y catalinas: Se encargan de sostener el órgano de tracción y darle movimiento.
• Órgano de tracción: Puede ser una faja o una cadena, dependiendo de la altura del elevador y el peso del material, entre otros factores.
• Cangilones: Son los recipientes en los cuales se deposita y transporta el material o los materiales.
• Sistema propulsor: Se encarga de transmitir el movimiento al tambor motriz o a la rueda catalina.

El Ascensor

El ascensor es un sistema de transporte vertical diseñado para mover personas o objetos entre los diferentes niveles de un edificio. Está formado por partes mecánicas, eléctricas y electrónicas que funcionan en conjunto para ponerlo en marcha. De acuerdo con su método de funcionamiento existen dos tipos: el ascensor electromecánico y el ascensor hidráulico u oleodinámico.

Elementos Constitutivos del Ascensor

• Hueco: Espacio destinado al desplazamiento del ascensor y contrapeso, sin que pueda ser utilizado para ninguna otra instalación ajena al ascensor. Los sistemas hidráulicos precisan el hueco únicamente para la cabina y no tienen contrapeso.
• Poleas de tracción: La polea superior actúa como tractora y se debe diseñar de forma muy cuidadosa para soportar los esfuerzos que le transmite el cable y transmitir la tracción a este por adherencia.
• Guías: Conducen la cabina en su trayectoria exacta y sirven de apoyo en caso de rotura de los cables. Deben tener una resistencia acorde con el peso total de la cabina más la carga y estar perfectamente alineadas. El contrapeso también cuenta con guías.
• Cables: Las cabinas y contrapesos están suspendidos por lo menos con dos cables de acero con sus respectivos sistemas de enganche. Existen tres aplicaciones principales: cables de tracción, cables de compensación y cables del limitador de velocidad.
• Cabina: Elemento básico compuesto por dos partes: el bastidor (que se apoya en unas guías verticales) y la caja, o bien una cabina autoportante.
• Contrapeso: Con una masa igual a la de la cabina más la mitad de la carga máxima autorizada, permite que el motor solo mueva una fracción de la masa total. Equilibra la carga para facilitar el trabajo del motor y evitar forzarlo.
• Cuarto de máquinas: Contiene el grupo tractor y el cuadro de control del ascensor. Se ha logrado reducirlos a simples armarios; los clásicos cuartos de máquinas se instalan en la parte superior del hueco, principalmente en ascensores eléctricos.
• Grupo tractor: Motor acoplado a un reductor de velocidad en cuyo eje de salida va montada la polea acanalada que arrastra los cables por adherencia.
• Sistema de paracaídas: Se encuentra en los extremos inferior o superior del bastidor de la cabina (instantáneo o progresivo). Libera unas cuñas contra las guías para frenar la cabina si baja a una velocidad mayor que la permitida por el limitador, impidiendo una caída libre.

Dispositivos de Seguridad en Ascensores

• Enclavamiento electromecánico de las puertas: Traba las puertas excepto la del piso en que se haya detenido la cabina.
• Paracaídas de rotura o desequilibrio de cables de tracción.
• Limitador de velocidad: Formado por dos poleas (una instalada en el cuarto de máquinas y otra alineada verticalmente en el fondo del hueco). A través de ambas pasa un cable de acero cuyos extremos se vinculan a un punto fijo del bastidor y a un sistema de palancas. Produce la detención brusca del cable cuando la velocidad de la polea supera el 25% de la velocidad nominal.
• Finales de carrera: Interrumpen la alimentación cuando la cabina rebasa los extremos en ascenso o descenso.
• Dispositivo de parada de emergencia: Interrumpe la maniobra, corta la alimentación del grupo tractor y actúa el freno. Permite la detención del ascensor dejando sin efecto las maniobras de cabina y pisos, descendiendo normalmente a la parada más baja.
• Timbre de alarma: Para que lo utilicen los pasajeros en caso de emergencia. En ocasiones está conectado a una línea telefónica para solicitar asistencia si alguien queda atrapado.
• Luz de emergencia: Ilumina la cabina si se interrumpe el alumbrado normal. Debe existir una fuente de socorro de recarga automática capaz de alimentar al menos una lámpara de 1 vatio durante una hora.
• Sistema de pesacargas: Dispositivo destinado a evitar que el ascensor mueva más peso del máximo permitido, previniendo el desgaste excesivo del grupo tractor y los frenos.