Cómo verificar el limitador de carga de un puente grúa
⚠️ El limitador de carga es uno de los dispositivos de protección de seguridad más críticos en un puente grúa; su precisión de calibración incide directamente en la seguridad de las operaciones de elevación. El valor de ajuste del limitador suele ser el 90% de la capacidad nominal (prealarma) y el 105% (disparo por acción); el error de calibración no debe exceder el ±1% de la carga nominal. La verificación rutinaria incluye tres pasos esenciales: calibración de cero, calibración de rango y prueba de fiabilidad de acción, con un intervalo de calibración que no debe superar los 12 meses.
El limitador de carga del puente grúa (también conocido como limitador de sobrecarga o limitador de carga) es el dispositivo de protección de seguridad central para garantizar la seguridad en las operaciones de elevación. Supervisa la carga de elevación en tiempo real; cuando esta supera el umbral establecido, emite una señal de prealarma o corta automáticamente la alimentación eléctrica del mecanismo de elevación, evitando así accidentes graves como la fractura del cable de acero, la deformación estructural o incluso el vuelco de la máquina debido a sobrecargas. Este artículo expone de manera sistemática los métodos de calibración y los puntos clave de operación del limitador de carga.
Principio de funcionamiento y tipos de limitador de carga
El limitador de carga se compone de tres partes: el sensor, la unidad de procesamiento de señal y el instrumento de control y visualización. El sensor convierte la carga de elevación en una señal eléctrica, que tras ser amplificada y convertida mediante A/D, se envía al microprocesador para su análisis y comparación. Cuando la carga alcanza el umbral de prealarma preestablecido (generalmente el 90% de la capacidad nominal), el controlador activa una alarma acústica y visual; si la carga continúa aumentando hasta el umbral de acción (105% de la capacidad nominal), el controlador emite una señal de corte, desconectando la alimentación del mecanismo de elevación y aplicando el frenado.
El siguiente diagrama ilustra el flujo completo de calibración del limitador de carga y sus parámetros clave:
Proceso y parámetros de calibración del limitador de carga1. PreparaciónVerificar modelo del sensorPreparar peso estándar / dinamómetroDesconectar, bloquear y verificar ausencia de tensión2. Calibración de ceroEstado sin cargaAjustar potenciómetro de ceroVisualización en cero ±0.5%3. Calibración de linealidadAplicar 50% de la carga nominalAjustar ganancia / sensibilidadError ≤ ±3%4. Prueba de umbral90% prealarma sin acción100~105% alarma y acción110% corte de elevaciónEstándares de ajuste de umbral (según TSG Q0002 y GB/T 28264)<g trans Umbrales de actuación del limitador de capacidad Configuración de fábrica y criterios de verificación Umbral de preaviso: 90% carga nominal Preaviso acústico y visual, sin corte Umbral de alarma: 100~105% Alarma acústica y visual, sin corte Umbral de corte: 110% carga nominal Corte inmediato de la alimentación de elevación Error de repetibilidad ≤ ±2% Máxima desviación de tres mediciones Periodo de verificación: cada 12 meses en uso normal | Inmediatamente tras nueva instalación / revisión general / cambio de sensor Selección del tipo de sensor Tipo pasador: precisión ±1%, para instalaciones nuevas/reformas Tipo de presión lateral: precisión ±3%, fácil instalación, para retrofitting Requisitos del equipo de verificación Peso estándar: precisión clase M1 o superior, peso total ≥ carga nominal Dinamómetro estándar: precisión clase 0.5, rango ≥ 1.2 × carga nominal
Según el tipo de sensor, existen principalmente dos variantes: el sensor de presión lateral y el sensor de soporte de rodamiento. El sensor de presión lateral se instala en el extremo fijo del cable de acero de elevación y obtiene el valor de carga indirectamente midiendo la tensión del cable. El sensor de soporte de rodamiento se monta bajo el soporte del rodamiento del polipasto fijo, midiendo directamente la reacción en los apoyos; ofrece mayor precisión y mejor inmunidad a las interferencias, siendo adecuado para aplicaciones de gran tonelaje y uso frecuente. En grúas con control de velocidad por frecuencia, es posible implementar una función de limitación de carga electrónica mediante la señal de par del variador de frecuencia; sin embargo, debe tenerse en cuenta que el limitador electrónico no puede sustituir completamente al limitador mecánico independiente.
Preparativos antes de la verificación
Antes de la verificación, deben completarse los siguientes preparativos para garantizar la precisión y seguridad del proceso. Primero, confirme que todos los mecanismos de la grúa funcionan correctamente, que el freno es fiable, y que el cable de acero de elevación está ordenado y sin deformaciones ni roturas de hilos. En segundo lugar, los pesos estándar o cargas de prueba deben estar calibrados metrológicamente, con una precisión no inferior a ±0.5%, y disponer de un certificado de calibración vigente. La zona de trabajo debe estar delimitada como área de seguridad, con señales de advertencia visibles, y se debe impedir la entrada de personal no autorizado bajo la carga suspendida. El personal encargado de la verificación debe poseer un certificado de operador de aparatos de elevación (certificado Q2) vigente y estar familiarizado con los parámetros técnicos y los requisitos de funcionamiento del limitador.
En cuanto a las herramientas de verificación, se debe disponer de un multímetro digital calibrado (clase de precisión 0.5), un comprobador de resistencia de aislamiento (rango de 500V) y un generador de señales analógicas (para la verificación simulada de limitadores electrónicos). Para limitadores digitales que utilizan bus CAN o comunicación RS485, también se necesitará el software de diagnóstico de comunicación correspondiente y los adaptadores de interfaz. Todos los instrumentos de medición deben estar dentro de su periodo de validez de calibración. Antes de comenzar, se debe revisar el historial de mantenimiento del equipo para conocer los datos de la última verificación y las desviaciones encontradas.
Procedimiento de calibración de cero y linealidad
Paso 1: Precalentamiento y comprobación inicial — Antes de la verificación, encienda el limitador y déjelo precalentar durante al menos 3 minutos. Compruebe que todas las teclas del indicador funcionan correctamente y que la pantalla muestra los dígitos con claridad, sin segmentos defectuosos. Inspeccione el cable de conexión del sensor para detectar daños, verifique que las conexiones estén firmes y que el blindaje esté correctamente conectado a tierra. Para limitadores que han estado fuera de servicio durante un período prolongado, se debe realizar una prueba de resistencia de aislamiento; la resistencia de aislamiento del sensor a tierra no debe ser inferior a 2 MΩ.
Paso 2: Calibración de cero — Con la grúa completamente descargada (el gancho sin ninguna carga), ajuste el valor mostrado por el limitador a cero. Si la desviación supera ±0.5% de la carga nominal, verifique primero si la instalación del sensor está floja o si el cable de señal está sometido a tensión externa. Si no se encuentra ningún problema, proceda a calibrar mediante la función de ajuste de cero del indicador. Para los sensores de soporte de rodamiento, compruebe individualmente que la reacción en cada soporte sea uniforme; si es necesario, ajuste la altura de las calzas del soporte.
Paso 3: Calibración al 50% del rango — Aplique una carga de prueba equivalente al 50% de la capacidad nominal. Eleve el gancho hasta aproximadamente 200 mm del suelo y manténgalo estático. Lea el valor mostrado por el limitador; el error no debe superar ±0.5% de la carga nominal. Si el error es mayor, ajuste el potenciómetro de ganancia del rango en el indicador o modifique los parámetros de calibración correspondientes hasta que la lectura sea correcta.
Paso 4: Calibración al 100% del rango — Aplique una carga de prueba equivalente al 100% de la capacidad nominal. De nuevo, eleve el gancho a unos 200 mm del suelo y manténgalo estático. Lea el valor mostrado. En todo el rango de medición, el error de linealidad del limitador no debe superar ±0.5% FS (fondo de escala). Si se observa una no linealidad significativa, verifique que la linealidad y repetibilidad del sensor cumplen los requisitos; si es necesario, sustituya el sensor.
Prueba de umbrales de actuación
Paso 5: Prueba de la función de preaviso — Aplique una carga equivalente al 90% de la capacidad nominal. Eleve lentamente; cuando la carga alcance el umbral de preaviso, el limitador debe activar una alarma acústica y visual (zumbador sonando, luz de advertencia roja parpadeando), pero no debe cortar la alimentación del mecanismo de elevación. La señal de alarma debe mantenerse hasta que la carga descienda por debajo del umbral y el operador realice un reset manual.
Paso 6: Prueba de corte de actuación — Continúe aumentando la carga hasta el 105% de la capacidad nominal. El limitador debe cortar de forma fiable la alimentación del mecanismo de elevación dentro del tiempo especificado (generalmente menos de 200 ms) y, simultáneamente, activar el freno. Tras el corte, el mecanismo de elevación solo debe poder moverse en dirección de descenso, no de elevación. Esta prueba debe repetirse 3 veces, y en cada ocasión la actuación debe ser fiable. Nota: Para limitadores con función de retardo de sobrecarga, realice la prueba dentro de la duración de sobrecarga especificada en el manual del producto para asegurar que el retardo está configurado correctamente.
Paso 7: Verificación de repetibilidad — Repita la prueba al menos 3 veces en los puntos de actuación del 90% y 105%, registrando el valor de carga real de actuación en cada ocasión. El error de repetibilidad (diferencia entre el valor máximo y mínimo dividida por la carga nominal) no debe superar ±1%. Si la repetibilidad es deficiente, las causas posibles incluyen una fijación floja del sensor, mal contacto en el cable de señal o deriva en el convertidor A/D interno del indicador.
Tabla de referencia de parámetros de verificación
| Elementos de verificación | Requisitos técnicos | Criterio de conformidadNorma |
|---|---|---|
| Deriva del cero | En vacíoprecalentamiento3Puesta a cero después de minutos | DesviaciónNo excedecarga nominalde±0.5% |
| Rango de MediciónLinealidad | 50%y100%puntoCalibración | Error no superior a±0.5% FS |
| Valor de activación de prealarma | Ajustado a90%Capacidad Nominal | AcciónDesviaciónNo excede±5% |
| Valor de activación de desconexión | Ajustado a105%Capacidad Nominal | AcciónDesviaciónNo excede±5% |
| Error de repetibilidad | Repetición en cada punto de activaciónPruebaNo menos de3veces | No excedecarga nominalde±1% |
| DesconexiónTiempo de respuesta | Después de sobrecargalimitadorDesconexiónAlimentación Eléctrica | No superior a200ms |
| Período de verificación | En condiciones de uso normal | No superior a12meses |
Precauciones de seguridad
🚫 Prohibido puentear o anular el limitador — Algunos operadores, por comodidad, puentean los contactos de salida del limitador o desconectan su alimentación eléctrica. Esta práctica es extremadamente peligrosa. La pérdida de funcionalidad del limitador equivale a privar a la grúa de su última barrera de protección contra sobrecarga. En caso de sobrecarga, se pone en riesgo directo la integridad del cable de acero, el freno y la estructura de acero, pudiendo provocar accidentes graves. En ninguna circunstancia debe dejarse el limitador sin su función protectora.
⚠️ La carga de calibración debe fijarse de forma estable — Los pesos de prueba o la carga utilizados para la verificación deben distribuirse uniformemente y apretarse firmemente bajo el elevación. El factor de seguridad de los elementos de conexión y las eslingas no debe ser inferior a 6. La desviación de masa de cada peso individual no debe superar el ±0,5% del valor indicado. Durante el proceso de calibración, queda terminantemente prohibido que haya personas debajo de la carga o que estas circulen por la zona. Una vez finalizada la verificación, los pesos deben retirarse y almacenarse en su lugar correspondiente para evitar daños innecesarios por carga estática en la estructura de acero de la grúa.
✅ Registro documental obligatorio tras la calibración — Después de cada verificación, el personal responsable debe cumplimentar el «Registro de calibración del limitador de carga», que incluirá: fecha de calibración, modelo y número de serie del limitador, peso total y grado de precisión de los pesos de prueba utilizados, valores mostrados y valores estándar en cada punto de calibración, valores de carga reales que activan la prealarma y el corte, conclusión de la verificación y firma del verificador. Este registro debe incorporarse al archivo técnico de seguridad de la grúa y conservarse durante un mínimo de 3 años. Si el limitador no supera la verificación, se debe notificar de inmediato al departamento de mantenimiento para su reparación o sustitución. Una vez reparado, deberá someterse a una nueva calibración que resulte satisfactoria antes de su puesta en servicio.
Preguntas frecuentes sobre el limitador de carga
P: ¿Cada cuánto tiempo debe calibrarse el limitador de carga? ¿Qué riesgos conlleva superar el plazo?
R: Según lo establecido en el TSG Q0002 «Reglamento de supervisión técnica de seguridad para aparatos de elevación», el intervalo de calibración del limitador de carga no debe superar los 12 meses. Para grúas de clase de funcionamiento A6~A8 o régimen de trabajo pesado, se recomienda reducir el intervalo a 6 meses. Si el limitador no se calibra dentro del plazo establecido, sus sensores pueden presentar deriva del punto cero y atenuación de la sensibilidad, lo que provocaría que el umbral de actuación real se desvíe significativamente del valor configurado. En casos extremos, el limitador podría no activarse ante una sobrecarga, perdiendo por completo su función protectora.
P: ¿Cómo elegir entre un sensor de tipo derivación y un sensor de soporte de rodamiento?
R: El sensor de tipo derivación es fácil de instalar y tiene un coste menor, por lo que resulta adecuado para puentes grúa de capacidad de elevación pequeña y media (no superior a 20t). Sin embargo, su precisión de medición se ve afectada por el radio de curvatura del cable de acero y la fuerza de fricción, pudiendo presentar desviaciones del 3%~5% con el uso prolongado. El sensor de soporte de rodamiento mide directamente la reacción en los apoyos del polipasto, ofreciendo una alta precisión (±0,5% FS) y una excelente estabilidad a largo plazo. Es el más indicado para grúas de gran capacidad (no inferior a 20t) y para aplicaciones en entornos como metalurgia o fundición, donde se requiere una alta precisión en el monitoreo de la carga. La elección debe considerar de forma integral la capacidad de elevación, la clase de funcionamiento, la economía y la facilidad de mantenimiento.
P: ¿Cómo calibrar el limitador de carga si no se dispone de pesos estándar en el lugar de trabajo?
R: En condiciones de campo donde no se disponga de pesos estándar, puede emplearse el método de sustitución. Este método utiliza un dinamómetro electrónico de carga (gancho dinamométrico) calibrado como referencia patrón. El dinamómetro se intercala en serie entre el gancho y la carga, y su lectura se toma como valor de carga real para calibrar el limitador. La precisión de este método depende del grado de precisión del dinamómetro electrónico, que debe ser como mínimo de clase III (error no superior a ±0,1% FS) y encontrarse dentro de su período de validez de verificación. También puede utilizarse un simulador de sensor (generador de señales) para realizar una verificación por simulación de señal eléctrica en limitadores electrónicos. No obstante, la verificación por simulación no sustituye por completo a la verificación con carga real; se recomienda realizar al menos una verificación anual con carga física.
P: ¿Qué diferencias existen entre un limitador electrónico y uno mecánico? ¿Pueden sustituirse entre sí?
R: El limitador electrónico calcula la carga mediante la señal de par del variador de frecuencia o a través de una celda de carga independiente. Ofrece una respuesta rápida (inferior a 50 ms) y dispone de funciones de registro de datos y comunicación, representando la tendencia de desarrollo de la grúa inteligente. El limitador mecánico detecta la sobrecarga directamente mediante mecanismos de excéntrica, palanca o resorte, y corta mecánicamente el circuito de control. Su estructura es simple, no depende de la alimentación eléctrica y ofrece una alta fiabilidad. Según lo dispuesto en la norma GB/T 28264 — Sistema de Monitoreo y Gestión de Seguridad, en grúas equipadas con limitador electrónico se recomienda conservar, de forma redundante, un dispositivo de protección contra sobrecarga mecánico independiente como respaldo. Ambos sistemas no son totalmente intercambiables.
