Limitador de Sobrecarga vs Momento en Grúas: Guía
? El limitador de sobrecarga mide el peso de una carga individual y se utiliza en grúas de vía fija, como puentes grúa, grúas pórtico y polipastos. El umbral se establece en 110% para la prealarma y 125% para el corte forzado (según la norma ISO 4306 / ISO 4306 «Puente grúa de uso general»); el limitador de momento mide el producto en tiempo real de la carga por el radio, y se utiliza exclusivamente en grúas de pluma, grúas torre y grúas móviles con alcance variable, con parada dinámica según la curva de momento de carga (según la norma ISO 10245-5:2005).
Dentro de los dispositivos de protección de seguridad de los aparatos de elevación, el limitador de sobrecarga y el limitador de momento de carga son los dos equipos que más fácilmente se confunden. Aunque ambos pertenecen al ámbito de la protección contra sobrecarga, presentan diferencias esenciales en cuanto a principio de funcionamiento, tipo de grúa aplicable, ubicación de instalación y criterios de verificación. Este artículo compara en detalle las diferencias técnicas entre ambos tipos de limitadores desde una perspectiva de ingeniería práctica, para ayudar a seleccionar el dispositivo adecuado en el diseño y a utilizarlo correctamente en el mantenimiento diario.
Diferencias clave entre limitador de sobrecarga y limitador de momento
El limitador de sobrecarga es un dispositivo de seguridad que mide el peso real de la carga de elevación, lo compara con el valor nominal preestablecido y, en función del resultado, corta automáticamente la alimentación del mecanismo de elevación o emite una alarma. Su principio consiste en convertir la fuerza de la carga en una señal eléctrica analógica de 4~20 mA mediante un sensor de fuerza (o sensor tipo pasador) instalado en el eje del extremo de la polea fija o en la viga del gancho. Esta señal se compara con el umbral establecido en el controlador: cuando la carga alcanza el 110% del valor nominal, se activa una prealarma acústica y luminosa y se corta el circuito de elevación (el circuito de descenso permanece operativo); al alcanzar el 125%, se corta forzosamente la bobina del contactor de elevación, provocando una parada dura. La lógica central del limitador de sobrecarga es la comparación de una única variable: solo determina si la masa absoluta de la carga suspendida supera la capacidad nominal.
El limitador de momento de carga (LML) es un dispositivo de protección de seguridad diseñado específicamente para grúas de alcance variable. A diferencia del limitador de sobrecarga, el LML capta simultáneamente dos variables: la carga de elevación y el alcance de la pluma. Calcula en tiempo real el momento de carga real (carga x alcance) y lo compara con la curva de momento de carga nominal correspondiente a ese alcance de trabajo. Cuando el momento real alcanza el intervalo del 90%~100% del momento nominal, se emite una prealarma; cuando supera el 100%, se detienen automáticamente los movimientos en dirección peligrosa (se prohíbe aumentar el alcance y elevar; se permite reducir el alcance y descender). Su lógica central es la comparación dinámica con la curva de momento: la misma carga puede tener un resultado de seguridad completamente distinto según el alcance en el que se encuentre.
Tipos de grúa y normativa aplicable a cada limitador
El limitador de sobrecarga es adecuado para grúas con altura de elevación prácticamente fija y punto de aplicación de la carga invariable. Los tipos de grúa típicos incluyen: puente grúa monoviga eléctrico tipo LD/LX, puente grúa biviga con polipasto eléctrico tipo LH, puente grúa de uso general tipo QD, grúa de pórtico tipo MH/MG y polipasto eléctrico de cable tipo CD1/MD1. Según lo establecido en el reglamento TSG 51-2023 — Reglamento técnico de seguridad de equipos especiales, los puentes grúa y las grúas pórtico con capacidad nominal >=3t deben estar equipados con limitador de sobrecarga.
El limitador de momento de carga se utiliza exclusivamente en grúas de pluma con alcance variable. Los tipos de grúa típicos incluyen: camión grúa, grúa de orugas, grúa sobre neumáticos, grúa torre, grúa pórtico, grúa ferroviaria y grúa cargadora. Según lo establecido en la norma ISO 4306 / GB/T 12602-2020 «Dispositivos de protección contra sobrecarga para aparatos de elevación», las grúas de pluma con capacidad nominal >=3t deben estar equipadas con limitador de momento de carga. Ambos tipos de limitadores no son intercambiables dentro de sus respectivos ámbitos de aplicación: instalar un limitador de sobrecarga en una grúa de pluma es igualmente peligroso porque no detecta el alcance; instalar un limitador de momento de carga en un puente grúa no supone un riesgo de seguridad, pero implica un coste innecesario y una puesta en marcha más compleja.
Configuración de sensores y ubicación de montaje
Limitador de sobrecarga — normalmente requiere solo 1 celda de carga de tracción o sensor tipo pasador. Las ubicaciones de instalación son tres: ① Montaje en el eje de la polea fija — se integran galgas extensiométricas en el pasador del eje de la polea fija por donde pasa el cable de acero, midiendo la componente vertical de la tensión del cable; adecuado para puentes grúa de tamaño medio de 5~32t. ② Sensor en la viga del gancho — se instala una celda de carga de tracción en la viga del gancho para medir directamente la masa total de la carga; adecuado para grúas tipo QD de gran tonelaje (>=50t). ③ Sensor de par en el eje de salida del motor — calcula la carga indirectamente midiendo el par de salida del motor, sin necesidad de modificar la estructura mecánica; adecuado para reformas de equipos antiguos, aunque la precisión se ve afectada por las fluctuaciones de eficiencia del motor (+/-5%FS).
Limitador de momento de carga — requiere al menos 2~3 sensores trabajando en conjunto: una celda de carga (para medir la masa real de la carga) + un sensor de ángulo (para medir el ángulo de elevación de la pluma) + opcionalmente un sensor de desplazamiento (para medir la extensión del brazo telescópico). La celda de carga se instala normalmente en el pasador de la base de la pluma o en la boca de medición de presión del cilindro de variación de alcance; el sensor de ángulo se monta en el punto de articulación del giro de la pluma. El controlador de fusión de datos calcula en tiempo real el momento permitido para el alcance actual mediante la curva de carga. La configuración redundante de doble canal (sensores A+B calculando simultáneamente; si la diferencia entre resultados supera el 15%, se activa la alarma) se ha convertido en el estándar del sector para los limitadores de momento de carga en grúas de pluma.
| Dimensión de Comparación | Limitador de Sobrecarga | limitador de momento de carga(LML) |
|---|---|---|
| mediciónParámetro | simpleCargaPeso | Cargaxamplitud(compuestoPar) |
| Sensorcantidad | 1unidades(tracción/tipo pasador) | 2~3unidades(pesaje+Ángulo+desplazamiento) |
| lógica de control | Carga>=110%prealarma,>=125%desconexión | Par>=100%valor de curva, detiene movimiento en dirección peligrosa |
| modelos aplicables | puente/pórtico/Polipasto Eléctrico | pluma/torre/móvil/portal |
| posición de montaje | fijoeje de la polea/viga del gancho/eje del motor | pie de pluma+Giropunto de articulación+cilindro de variación de alcance |
| señal de salida | 4~20mAanalógica+Relénormalmente cerrado | Bus CAN+multicanalRelésalida escalonada |
| periodo de verificación | cada6meses(reglamento TSG 51 — Reglamento técnico de seguridad de equipos especiales-2023) | cada12meses(GB/T 12602-2020) |
| Precisiónrequisito | +/-3% FS | +/-5% FM(completoRango de MediciónPar) |
Estrategia de umbrales y alarmas del limitador
La estrategia de alarmas del Limitador de Sobrecarga se organiza en tres niveles. El nivel de prealarma se activa al 90% de la carga nominal, encendiendo una luz amarilla para alertar al operador sin interrumpir el funcionamiento. El nivel de alarma se activa al 100% de la carga nominal, disparando una Alarma Acústica y Visual, aunque se permite completar la maniobra en curso. El nivel de corte forzoso se activa al 110% de la carga nominal, desconectando el Contactor del circuito de Elevación y enclavándose; para desbloquearlo es necesario pulsar el botón de rearme específico. Además, el Limitador de Sobrecarga debe incorporar una función de autodiagnóstico: al energizarse, emite automáticamente una señal de pulso de prueba que simula una condición de sobrecarga para verificar el correcto funcionamiento de los Relés.
La estrategia de alarmas del limitador de momento de carga es más compleja. En el plano bidimensional carga–radio, el limitador de momento define tres zonas: zona segura (par real < 90% del par nominal), zona de advertencia (90%–100%) y zona de peligro (>100%). Cuando el operador mueve la pluma en dirección de aumento del riesgo (incremento de radio o Elevación) y el sistema entra en la zona roja, se bloquea automáticamente ese movimiento, pero se permite el movimiento inverso (reducción de radio o Descenso) para garantizar que la Carga pueda depositarse de forma segura. En el caso del Camión Grúa, el limitador de momento debe distinguir además las curvas de par nominal para las zonas de trabajo frontal, lateral y trasera.
| condición de disparo | Limitador de Sobrecarga respuesta | limitador de momento de carga(LML) respuesta |
|---|---|---|
| 90%carga nominal | aviso por indicador amarillo | zona de advertencia amarilla(aviso leve) |
| 100%carga nominal | Alarma Acústica y Visual,permite completar la maniobra | zona de advertencia amarilla(aviso intenso),prohíbe aumento de amplitud/Elevación |
| 110%carga nominal | desconexión forzadaElevacióncircuito con autoenclavamiento | zona de peligro roja,bloqueo de dirección peligrosa,solo permite reducción de amplitud/Descenso |
| modo de reposición | botón de reposición dedicado(físico oPantalla Táctil) | reposición automática(desbloqueo automático al volver a zona segura) |
| autodiagnósticoFrecuencia | autodiagnóstico en cada encendido + activación manual mensual | cada4autodiagnóstico horario + verificación manual antes de cada turno |
5. Métodos de calibración y procedimiento de ajuste
Procedimiento de calibración del limitador de sobrecarga — Paso 1: instalar pesos estándar o un dispositivo de carga hidráulico y cargar primero el 50% de la carga nominal para calibrar la desviación del punto cero del sensor. Paso 2: cargar hasta el 100% de la carga nominal y ajustar la ganancia del controlador para que la lectura de salida coincida con el valor estándar (desviación permitida ±3%). Paso 3: cargar al 110% y al 125% respectivamente para verificar las funciones de alarma y desconexión. Paso 4: descender sin carga hasta cero para verificar el error de retorno a cero (desviación del punto cero ≤ 1% FS). El registro de calibración debe incluir la fecha de calibración, el número de identificación del peso de prueba, los valores medidos en cada punto de verificación y la firma del técnico responsable, y debe conservarse durante al menos un ciclo de inspección (6 meses).
Procedimiento de calibración del limitador de momento de carga — Es más complejo y debe realizarse en tres alcances diferentes (alcance mínimo / alcance medio / alcance máximo). En cada alcance, se cargan sucesivamente las cargas correspondientes al 50% / 75% / 100% / 110% del par nominal para verificar la precisión de desconexión del limitador de momento con el mismo valor de carga en diferentes alcances. Todo el proceso de calibración requiere aproximadamente 2 a 3 horas, lo ejecuta un organismo de inspección especial acreditado que sella el informe de inspección. Kelude Industrias Pesadas equipa todas sus grúas de fábrica con limitadores de sobrecarga calibrados en origen, y entrega el informe de calibración y el Manual de Operación junto con el equipo.
6. Errores frecuentes de instalación y ajuste
Error 1: tender el cable de señal del sensor junto con el cable de alimentación en el mismo conducto — La señal del sensor de pesaje del limitador de sobrecarga y del limitador de momento es una señal débil de nivel de milivoltios (normalmente 2 mV/V de excitación). Si se tiende junto con el cable de alimentación PWM del variador de frecuencia en el mismo conducto, el acoplamiento electromagnético induce en el cable de señal un ruido varias veces superior a la señal útil, lo que provoca falsas alarmas o lecturas inestables en el controlador. La solución correcta es tender el cable de señal del sensor en un tubo de acero independiente, con un extremo del tubo conectado a puesta a tierra. Kelude Industrias Pesadas aplica estrictamente la norma de tender por separado el cable de señal y la línea de potencia en la instalación de fábrica, y ofrece servicio de asistencia técnica en obra.
Error 2: omitir la verificación de carga cero durante la calibración — Muchos ajustes en campo solo verifican el punto de plena escala e ignoran el punto cero. Cuando la deriva del punto cero del sensor supera el 1% FS, la linealidad de todo el rango de medición se ve afectada. Cada calibración debe comenzar desde carga cero, registrar la lectura del punto cero y luego cargar progresivamente.
Error 3: verificar el limitador de momento solo en la condición de alcance mínimo de la pluma — En el alcance mínimo, el par nominal de la pluma es máximo, pero si el sensor de ángulo presenta una desviación del punto cero en el alcance largo, la desconexión por par en la condición de alcance máximo puede adelantarse o retrasarse, dejando la protección real inoperante. Es imprescindible verificar el rango completo en los tres puntos de alcance.
Preguntas frecuentes
P: ¿Puede utilizarse un limitador de momento de carga en lugar de un limitador de sobrecarga en un puente grúa?
R: Técnicamente es viable, pero innecesario. En el puente grúa, el alcance de elevación es fijo, por lo que el sensor de ángulo del limitador de momento se convierte en un elemento redundante que añade puntos de fallo y costes de mantenimiento. El reglamento TSG 51-2023 exige específicamente que el puente grúa esté equipado con un limitador de sobrecarga y no con un limitador de momento; se recomienda seleccionar según la norma. Si en el futuro se prevé instalar un mecanismo de lufado en el puente grúa, se puede dejar preparada la interfaz para el limitador de momento.
P: ¿Cuál es la diferencia entre los dos valores de desconexión del 110% y el 125% del limitador de sobrecarga?
R: El 110% es el primer punto de desconexión: solo corta el circuito de elevación, mientras que el circuito de descenso permanece operativo, lo que permite al operador bajar la carga de forma segura antes de investigar la causa. El 125% es el punto de desconexión forzada: corta directamente la bobina del contactor de elevación y se autobloquea; solo puede desbloquearse mediante un botón de reinicio específico. Estos dos niveles de protección están diseñados conforme a la norma ISO 4306 para garantizar una parada firme en caso de sobrecarga extrema.
P: ¿Por qué el limitador de momento debe distinguir entre las zonas de trabajo frontal y lateral?
R: En el camión grúa, la zona frontal y la lateral presentan momentos de vuelco diferentes debido a la distancia entre estabilizadores. La distancia entre estabilizadores laterales suele ser menor que la frontal, por lo que la resistencia al vuelco es inferior; con el mismo alcance de pluma y ángulo, el par nominal lateral es solo del 70% al 80% del frontal. El limitador de momento identifica el cuadrante de trabajo actual mediante el encoder de giro y cambia automáticamente a la curva de par nominal correspondiente, evitando errores de juicio en operaciones laterales.
P: ¿Cómo se puede instalar un limitador de sobrecarga en una grúa antigua ya en servicio que no dispone de uno?
R: Para equipos existentes en uso, se recomienda la solución basada en sensor de par en el eje de salida del motor. Esta opción no requiere reforma estructural ni altera la ruta de carga del mecanismo de elevación, y el plazo de instalación es de aproximadamente 1 a 2 días. El sensor se monta en el acoplamiento situado entre el motor y el reductor, con una precisión de ±5% FS, cumpliendo con los requisitos del reglamento TSG 51-2023. Tras la instalación, es obligatorio encargar la primera verificación a un organismo de inspección de equipos especiales, que emitirá el correspondiente informe de verificación.
Kelude ofrece servicios integrales de selección, instalación y reforma de dispositivos de protección de seguridad para grúas puente, grúas pórtico y grúas de pluma, incluyendo limitadores de sobrecarga, limitadores de momento de carga, limitadores de altura, interruptores de posición y sistemas de enclavamiento de seguridad PLC. Línea directa de consulta: 400-086-9590.
