¿Cómo detecta la sobrecarga la grúa? El limitador de par
📋 Resumen clave
La sobrecarga en una grúa puede provocar desde deformaciones estructurales y rotura de cables de acero hasta el vuelco completo de la máquina. Pero una grúa no tiene ojos: ¿cómo sabe si está sobrecargada? Gracias a los sensores de carga y los limitadores: los puentes grúa y las grúas pórtico utilizan un limitador de capacidad para medir la carga izada, mientras que las grúas de pluma emplean un limitador de momento de carga que calcula el producto de la carga por el alcance. Este artículo explica cómo funciona este sistema de protección contra sobrecarga y cómo garantiza el cumplimiento de la línea roja de seguridad.
📌 Diferencia en una frase
Limitador de capacidad: se utiliza en puentes grúa y grúas pórtico; solo mide "cuánto peso se iza" y, si se supera el límite, activa la alarma y corta la elevación.
Limitador de momento de carga: se utiliza en grúas de pluma; mide la "carga multiplicada por el alcance" para evitar que, al aumentar el alcance, el par supere el límite y provoque el vuelco.
La línea roja de seguridad más estricta en una grúa es "no sobrecargar". Pero una máquina no es como una persona: no piensa "esto parece pesado". ¿Cómo sabe entonces si está sobrecargada?
La respuesta es un sistema de protección contra sobrecarga basado en tres pasos: pesar, evaluar y cortar. El sensor de carga pesa, el limitador evalúa y, si hay sobrecarga, se activa la alarma y se corta la operación. Este sistema constituye la primera y más importante barrera de seguridad en cualquier aparato de elevación.
A continuación, desglosamos su funcionamiento.
Cómo funciona la protección contra sobrecarga: pesar, evaluar y cortar
El núcleo de la protección contra sobrecarga se articula en tres fases.
Pesar: el sensor de carga mide la carga real. El sensor se instala en el punto fijo del cable de acero, en el soporte del tambor o en el gancho, y convierte el peso de la carga suspendida en una señal eléctrica. Esta es la base para saber "cuánto pesa".
Evaluar: el limitador compara la carga medida con la capacidad nominal. Si se supera el valor nominal, se activa la alarma. El criterio de evaluación es la capacidad nominal de elevación, una línea roja definida en el diseño.
cortar: tras la alarma de sobrecarga, el limitador interrumpe la acción de elevación —o bien solo permite el descenso y bloquea el izado, o bien detiene la máquina por completo— para que la condición de sobrecarga no continúe. Pesar, evaluar y cortar son tres eslabones de una misma cadena; la norma ISO 10245-5, Limitadores e indicadores para puentes grúa y grúas pórtico, establece requisitos claros para este sistema.
Limitador de capacidad frente a limitador de momento: grúas de puente y pórtico frente a grúas de pluma
La protección contra sobrecarga se divide en dos grandes categorías, que se corresponden con dos tipos de grúa.
El limitador de capacidad se utiliza en puentes grúa y grúas pórtico. Solo mide la capacidad de elevación, porque el riesgo en estas grúas es "izar un peso excesivo": si se supera la capacidad nominal, se activa la alarma y se corta la operación. La evaluación es sencilla y directa.
El limitador de momento de carga se utiliza en grúas de pluma (grúas sobre camión, grúas torre y grúas de pórtico de base). Mide el par resultante de multiplicar la carga por el alcance, porque el peligro en estas grúas no depende solo del peso, sino también del alcance: cuanto mayor es el alcance, mayor es el momento de vuelco que genera el mismo peso. Por eso debe medir simultáneamente la carga y el alcance, calcular el par y activar la alarma si se supera el límite.
La diferencia esencial entre ambos radica en el objeto de protección: uno evita "izar demasiado peso" y el otro evita "que el par excesivo provoque el vuelco". Kelude selecciona el dispositivo según el tipo de máquina: los puentes grúa y las grúas pórtico se equipan con limitador de capacidad, y las grúas de pluma, con limitador de momento de carga.
La línea roja de la protección contra sobrecarga: capacidad nominal y factor de seguridad
La "línea roja" de la protección contra sobrecarga se define a partir de la capacidad nominal y del factor de seguridad.
La capacidad nominal es la carga máxima que el diseño permite izar; viene determinada por la resistencia estructural y la del cable de acero. La norma GB/T 28264-2017, Sistema de monitoreo y gestión de seguridad para aparatos de elevación, exige dejar constancia de las condiciones de sobrecarga. Si se supera la capacidad nominal, las tensiones estructurales sobrepasan los valores admisibles y se consume el margen de seguridad.
El factor de seguridad es el excedente de resistencia estructural respecto a la carga nominal. Tanto el cable de acero como los componentes estructurales se diseñan conforme a este factor; la sobrecarga consume ese excedente y, cuando se agota, se produce el accidente.
Por eso, la lógica de la protección contra sobrecarga es inflexible: si se supera el valor nominal, se corta la operación para mantener la carga dentro del factor de seguridad. Esta línea roja no se fija arbitrariamente: se calcula a partir de la resistencia de la estructura y del cable de acero. En Kelude, la capacidad nominal se considera una línea roja infranqueable para la protección contra sobrecarga.
Errores más comunes en la implementación de la protección contra sobrecarga
El primer error es seguir operando con un dispositivo de protección contra sobrecarga averiado. Si el sensor se ha desviado o el limitador está dañado, la medición de la carga no es fiable y no se detecta la sobrecarga. La protección contra sobrecarga requiere una calibración periódica.
El segundo error es puentear la señal de sobrecarga por comodidad. Para "izar un poco más", se anula la señal de alarma de sobrecarga, lo que equivale a eliminar la línea roja de seguridad; si ocurre un accidente, las consecuencias son graves.
El tercer error es una calibración incorrecta. La precisión de la protección contra sobrecarga depende de la calibración; si esta está desviada, el sistema no activa la alarma cuando debería o la activa sin motivo. En Kelude, la calibración periódica de la protección contra sobrecarga es un requisito de mantenimiento obligatorio: ningún equipo con una calibración incorrecta puede ponerse en servicio.
Comparativa entre limitador de capacidad y limitador de momento de carga
| Dimensión | Limitador de Capacidad | limitador de momento de carga | Punto de diferencia | Modelo de grúa aplicable |
|---|---|---|---|---|
| Qué se mide | Capacidad de Elevación | CargaMultiplicado porAlcancePar | DetecciónCantidad diferente | — |
| Qué se protege | Sobrecarga de elevación | momento de vuelcoFuera de límite | Objeto de protección diferente | — |
| Aplicable | tipo puentetipo pórtico | grúa de pluma | Modelo diferente | Selección según modelo |
| Complejidad | Simple | Requiere dobleParámetro | Grado de complejidad diferente | — |
Referencia rápida de cláusulas normativas sobre protección contra sobrecarga
| Norma | Puntos clave de la cláusula | yProtección contra sobrecargaRelación con |
|---|---|---|
| ISO 10245-5 | tipo puentetipo pórticolimitadorindicador | sobrecargaDispositivorequisitos |
| GB/T 28264 — Sistema de Monitoreo y Gestión de Seguridad | monitoreo de seguridadRegistro trazablerequisitos | sobrecargaRegistro de estado |
| norma FEM 1.001 | especificación de diseño de grúa | carga nominalFactor de seguridad |
Preguntas frecuentes sobre la protección contra sobrecarga
P: ¿Cuál es la diferencia esencial entre un limitador de capacidad y un limitador de momento de carga?
R: La diferencia esencial radica en qué se mide y qué se previene. El limitador de capacidad solo mide la carga levantada y se utiliza en grúas tipo puente y tipo pórtico para evitar levantar un peso excesivo. El limitador de momento de carga mide la carga multiplicada por el alcance y se emplea en grúas de pluma para evitar que un alcance excesivo genere un par que provoque el vuelco. Uno es de parámetro único y previene la sobrecarga; el otro es de doble parámetro y previene el vuelco. Los objetos de protección son distintos.
P: ¿Cómo se realiza la selección de un dispositivo de protección contra sobrecarga?
R: Depende del tipo de grúa. Para grúas tipo puente y tipo pórtico se selecciona un limitador de capacidad, que solo mide la carga levantada: simple y directo. Para grúas de pluma (grúa sobre camión, grúa torre, grúa de pórtico de base) se selecciona un limitador de momento de carga, que debe medir simultáneamente la carga y el alcance. En la selección también deben considerarse la capacidad nominal, los requisitos de precisión y si se requiere visualización digital y registro de datos. La regla fundamental es: grúas tipo puente y tipo pórtico con limitador de capacidad; grúas de pluma con limitador de momento de carga.
P: ¿Cómo se detecta si un dispositivo de protección contra sobrecarga ha fallado?
R: Hay que verificar tres señales. Primero, la precisión de la lectura de carga: se comprueba con un peso estándar o una carga conocida; si la desviación es grande, el sensor se ha desviado. Segundo, si la alarma de sobrecarga funciona: se provoca una sobrecarga leve para comprobar si la alarma y el corte de mando se activan; si no lo hacen, el limitador ha fallado. Tercero, si la calibración está dentro del período de validez: si ha caducado sin recalibrar, el dispositivo no es fiable. Si cualquiera de estas tres señales es anómala, debe detenerse el uso y proceder a la verificación.
P: ¿Cómo se determina la línea roja de seguridad de la protección contra sobrecarga?
R: Se determina a partir de la capacidad nominal y del factor de seguridad. La capacidad nominal es la carga máxima que la grúa puede elevar según su diseño, definida por la resistencia de la estructura y del cable de acero. El factor de seguridad es el margen de resistencia disponible por encima de la carga nominal. La sobrecarga consume ese margen; cuando se agota, se produce el accidente. Por eso, la protección contra sobrecarga mantiene la carga dentro del valor nominal: la línea roja se calcula a partir de la resistencia de la estructura y del cable de acero, no es arbitraria.
La protección contra sobrecarga y los finales de carrera forman parte del mismo conjunto de dispositivos de seguridad; puede consultarse el procedimiento de verificación en «Puesta en servicio de los dispositivos de seguridad de la grúa: final de carrera de elevación, fin de carrera de traslación y procedimiento de verificación del limitador de sobrecarga».
La protección contra sobrecarga es la línea roja de seguridad más estricta de la grúa. Kelude realiza la selección según el tipo de máquina: grúas tipo puente y tipo pórtico con limitador de capacidad, grúas de pluma con limitador de momento de carga. Las tres fases —pesaje, evaluación y corte— están interconectadas para mantener la carga dentro del factor de seguridad, con calibración periódica para garantizar la precisión.
