Guía de selección de grúa pórtico MG/MH: parámetros y diseño
Sistema de conocimiento para la selección de grúas pórtico. La selección de una grúa pórtico abarca cinco aspectos clave: parámetros de los modelos Tipo MH, Tipo MG, MHL, MHE y MHZ; elección de la viga principal (viga de caja o viga de celosía); diseño de los estabilizadores en forma de L, C y A; sistema de alimentación eléctrica del mecanismo de traslación; y configuración de las normas de seguridad. Este artículo reúne 21 publicaciones técnicas sobre grúas pórtico y organiza de forma sistemática todo el proceso, desde la comparación de modelos y el diseño estructural hasta la configuración de seguridad y la aceptación de la instalación, con referencia a las normas ISO 4301 / FEM 1.001 e FEM 1.001, entre otras, para ayudar al usuario a realizar una selección técnica y una configuración racional.
Estructura general de la grúa pórtico
La grúa pórtico (también denominada grúa de pórtico o grúa pórtico de doble carril) es un equipo de elevación cuya viga principal se apoya en un bastidor en forma de pórtico y se desplaza sobre carriles a nivel del suelo mediante bogies de traslación. Está compuesta por cuatro componentes principales: la viga principal, los estabilizadores, el mecanismo de traslación del puente y el mecanismo de elevación. La viga principal se extiende entre los dos estabilizadores, bajo los cuales se montan los bogies que se desplazan a lo largo de los carriles. El mecanismo de elevación (polipasto eléctrico o carro) se traslada transversalmente sobre la viga principal, lo que permite la manutención de materiales en tres dimensiones. Según el número de vigas principales, se clasifican en grúas de viga principal única o de vigas principales dobles; según la forma de los estabilizadores, en tipo L, tipo C, tipo A y tipo de montaje lateral; y según su aplicación, en uso general, con cuchara, a prueba de explosión y para contenedores, entre otras.
Clasificación de modelos y parámetros técnicos
El Tipo MH corresponde a un pórtico con polipasto eléctrico, con capacidad de elevación de 1 a 20 t y luz ≤ 35 m. Utiliza un polipasto eléctrico como mecanismo de elevación; su estructura es sencilla, de peso propio reducido y bajo coste, y es adecuado para aplicaciones de servicio intermitente de intensidad ligera o media.
El Tipo MG es una grúa pórtico con carro, con capacidad de elevación de 5 a 50 t y luz de 18 a 50 m. Emplea un mecanismo de elevación por carro, lo que permite una mayor altura de elevación y una clase de funcionamiento superior; es adecuado para aplicaciones de servicio intensivo de media y alta frecuencia.
El Tipo MHL es una grúa pórtico de montaje lateral, con capacidad de elevación de 1 a 20 t y luz ≤ 35 m. La viga principal se sitúa descentrada respecto a un lado de los estabilizadores, lo que proporciona un mayor espacio libre lateral; es adecuado para la manipulación de materiales largos como acero, tubos y madera.
El Tipo MHE es un semipórtico, con capacidad de elevación de 1 a 16 t y luz ≤ 30 m. Un lado de los estabilizadores se apoya sobre el carril a nivel del suelo, mientras que el otro lado se suspende de la ménsula de la columna de la nave industrial; es adecuado para instalaciones donde existe una limitación de espacio en uno de los laterales.
El Tipo MHZ es una grúa pórtico con cuchara, con capacidad de elevación de 5 a 20 t y luz ≤ 35 m. Está equipada con un polipasto eléctrico y un mecanismo de elevación por cuchara; es adecuada para la carga, descarga y manipulación de materiales a granel.
El Tipo MHhs es un pórtico con polipasto manual de cadena, con capacidad de elevación de 0,5 a 10 t y luz ≤ 20 m. Sustituye el polipasto eléctrico por un polipasto manual de cadena; es adecuado para entornos sin suministro eléctrico y atmósferas a prueba de explosión.
Nota sobre la norma de diseño: La norma china ISO 4301 / FEM 1.001, equivalente a la norma internacional ISO 4301 / FEM 1.001, establece la clasificación de las grúas según su clase de funcionamiento. Esta clasificación determina el grupo de mecanismo y, por tanto, los coeficientes de cálculo para el dimensionamiento de los componentes estructurales y mecánicos.
| Modelo | mecanismo de elevación | Capacidad de Elevación(t) | Luz / Vano(m) | Ámbito de aplicación |
|---|---|---|---|---|
| Tipo MH | Polipasto Eléctrico | 1~20 | ≤35 | servicio ligero-medio, servicio intermitente |
| Tipo MG | Carrotipo | 5~50 | 18~50 | servicio medio-pesado, servicio de alta frecuencia |
| Tipo MHL | Polipasto Eléctrico | 1~20 | ≤35 | paso con carga larga suspendida excéntricamente |
| Tipo MHE | Polipasto Eléctrico | 1~16 | ≤30 | Nave industrialsemipórtico lateral |
| Tipo MHZ | Polipasto Eléctrico+Cuchara | 5~20 | ≤35 | manipulación de graneles, agarre por cuchara |
| Tipo MHhs | polipasto manual de cadena | 0.5~10 | ≤20 | sin Alimentación Eléctrica/a prueba de explosiónubicación |
Tipos de estructura de la viga principal
La viga principal es el elemento estructural más importante de una grúa pórtico, ya que su configuración influye directamente en el peso propio del conjunto, su rigidez y el coste de fabricación. Las tipologías más habituales son la viga de cajón y la viga de celosía. La viga de cajón se forma soldando las platabandas superior e inferior con las almas laterales, creando un cuerpo cerrado con una gran rigidez torsional y a flexión. Su proceso de fabricación está muy consolidado, lo que la hace adecuada para cualquier capacidad y luz, siendo la opción más extendida en la actualidad. Por otro lado, la viga de celosía se construye soldando perfiles angulares o tubos de acero formando una estructura espacial; es más ligera, ofrece menor resistencia al viento y ahorra material, por lo que resulta especialmente indicada para grúas pórtico de gran luz (superior a 35 m) o instaladas en zonas de fuertes vientos. Sin embargo, su fabricación es más compleja y exige una calidad de soldadura muy rigurosa en los nudos.
En los últimos años, también se han aplicado en obra nuevas configuraciones como la viga mixta o la viga en U. La viga mixta combina una viga principal de cajón con conexiones transversales de celosía, logrando un equilibrio entre rigidez y economía. La viga en U presenta una sección abierta con forma de U, lo que facilita la disposición de pasillos de inspección interiores. Para elegir el tipo de viga principal deben considerarse factores como la capacidad de elevación, la luz, la clase de funcionamiento, el entorno de trabajo y el coste de fabricación. Para más información, consulte el análisis comparativo de estructuras de viga principal en grúas pórtico.
Diseño de los estabilizadores
Los estabilizadores son los componentes que conectan la viga principal con el mecanismo de traslación sobre el carril, y su diseño determina la estabilidad general de la grúa y el espacio útil disponible. Según su geometría, se clasifican principalmente en tres tipos: en L, en C y en A. El estabilizador en L es de construcción sencilla, fácil de fabricar y el más económico, por lo que se utiliza ampliamente en grúas pórtico de capacidad pequeña y media. El estabilizador en C, gracias a su diseño en voladizo, recoge la parte inferior hacia dentro, ofreciendo un mayor espacio libre para el paso transversal de carretillas o vehículos entre los estabilizadores. El estabilizador en A adopta una estructura triangular estable, con una gran resistencia a cargas laterales, siendo la opción idónea para grúas de gran luz, alta capacidad o ubicadas en regiones con vientos fuertes.
La unión entre el estabilizador y la viga principal puede ser rígida o articulada. La unión rígida es más simple, pero transmite momentos flectores considerables al estabilizador. La unión articulada libera la transmisión de momentos entre ambos elementos, mejorando el estado tensional del estabilizador, por lo que resulta adecuada para grúas de gran luz. La selección del estabilizador debe realizarse de forma coordinada con la estructura de la viga principal, la luz, la carga por rueda y la cimentación del carril. Para un análisis más detallado, consulte la guía de selección y parámetros de diseño de estabilizadores para grúas pórtico.
Mecanismos de traslación y sistema de alimentación
Los mecanismos de traslación de una grúa pórtico incluyen el mecanismo de traslación del puente y el mecanismo de traslación del carro. El mecanismo de traslación del puente está compuesto por el motor de accionamiento, el reductor, el freno, el bloque de ruedas y el carril, y permite el desplazamiento longitudinal de toda la grúa a lo largo del carril. El mecanismo de traslación del carro se monta sobre la viga principal y permite el movimiento transversal de la carga. En cuanto a la transmisión, existen dos modalidades: la transmisión centralizada, que emplea un único motor que acciona las ruedas de ambos lados mediante un eje de transmisión, adecuada para grúas de luz reducida (≤30 m); y la transmisión individualizada, en la que cada lado dispone de uno o varios motores independientes cuya sincronización garantiza el sistema de control eléctrico, siendo la opción recomendada para grúas de gran luz.
La alimentación eléctrica puede realizarse mediante línea de alimentación (barra conductora), enrollador de cable o cadena portacables. La línea de alimentación es adecuada para instalaciones interiores o exteriores con carril fijo, ofreciendo un suministro fiable y un mantenimiento sencillo. El enrollador de cable está indicado para grúas de gran luz o con recorridos extensos, ya que el cable se recoge y se despliega automáticamente. La cadena portacables se utiliza para la alimentación del carro o para distancias cortas en el puente, destacando por su flexibilidad y compacidad. La elección del sistema de alimentación debe tener en cuenta el entorno de trabajo (interior/exterior, a prueba de explosión/estándar), la distancia de recorrido y el presupuesto disponible.
Dispositivos de seguridad y normativa aplicable
Al tratarse de equipos especiales, las grúas pórtico deben incorporar todos los dispositivos de seguridad exigidos por la normativa nacional. Entre ellos se incluyen el limitador de sobrecarga, el dispositivo anticolisión, el final de carrera de traslación, el dispositivo antiviento y antideslizamiento (pinza de carril, dispositivo de anclaje, cuña de carril), el anemómetro, el dispositivo antidescarrilamiento, el amortiguador, el interruptor de parada de emergencia y la alarma acústica y visual. El limitador de sobrecarga es de instalación obligatoria: cuando la carga izada supera el 105% de la capacidad nominal, corta automáticamente el mecanismo de elevación y activa la alarma acústica y visual. Las grúas pórtico de exterior deben incorporar además anemómetro y dispositivo antiviento y antideslizamiento para garantizar la estabilidad frente a la carga de viento en estado de no funcionamiento.
El diseño, la fabricación, la instalación y la inspección de las grúas pórtico deben ajustarse a diversas normas y especificaciones nacionales. Las principales incluyen la norma ISO 4301 / FEM 1.001 sobre diseño de grúas, la GB/T 14406-2011 para pórticos de uso general, la GB/T 28264-2017 — Sistema de Monitoreo y Gestión de Seguridad para aparatos de elevación, el reglamento TSG Q5001-2009 para la gestión del uso de aparatos de elevación y la GB 6067.1-2010 sobre seguridad en aparatos de elevación. Para una explicación detallada sobre la configuración de los dispositivos de seguridad, consulte la normativa de configuración de dispositivos de seguridad en grúas pórtico.
Limitador de sobrecarga
Cuando la carga alcanza ≥105% de la capacidad nominal, corta automáticamente la elevación y activa la alarma acústica y visual. De instalación obligatoria.
Dispositivo antiviento y antideslizamiento
Pinza de carril / dispositivo de anclaje / cuña de carril. Imprescindible en grúas de exterior para evitar el deslizamiento por viento en estado de no funcionamiento.
Anemómetro
Monitoreo continuo de la velocidad del viento. Activa una alerta automática y el frenado antiviento al superar el umbral establecido. Obligatorio en grúas de exterior.
Final de carrera de traslación
Limitador de altura de elevación, fin de carrera de traslación del puente y del carro, para evitar sobre-recorridos y colisiones en altura.
El proceso de selección de una Grúa Pórtico debe comenzar con la definición de las necesidades operativas: capacidad de elevación (incluyendo el peso del elevador), luz (ancho de vía), altura de elevación, clase de funcionamiento (A3~A8) y condiciones ambientales (interior/exterior, rango de temperatura, requisitos a prueba de explosión). Según la capacidad y la clase de funcionamiento, se elige el mecanismo de elevación: para cargas ligeras y uso poco frecuente, se opta por un Polipasto Eléctrico (Tipo MH); para cargas pesadas y uso intensivo, se recomienda un carro (Tipo MG). La elección del tipo de estabilizador depende del espacio disponible y del tipo de material: el tipo L es universal, el C permite el paso de carretillas elevadoras y el tipo A ofrece mayor resistencia al viento en luces grandes. Los puntos críticos de control de calidad durante la instalación incluyen: la resistencia del hormigón de la base del carril debe alcanzar el 100% del valor de diseño antes del montaje; la rectitud total del carril no debe exceder ≤5 mm, y la desviación del ancho de vía debe ser ≤±3 mm; la contraflecha de la viga principal debe controlarse dentro de L/1000 ±10%; la desviación de perpendicularidad del estabilizador debe ser ≤H/1000; la resistencia de aislamiento del sistema eléctrico debe ser ≥1 MΩ y la resistencia de puesta a tierra ≤4 Ω. Tras la instalación, se deben realizar pruebas de funcionamiento en vacío (≥30 minutos), ensayo estático con carga nominal y ensayo de carga dinámica con 1,1 veces la carga nominal. Para un procedimiento detallado, consulte la especificación de instalación y puesta en marcha de grúas pórtico.Selección de Grúa Pórtico y Claves de Instalación
Preguntas Frecuentes sobre Grúas Pórtico
P: ¿Cuál es la diferencia entre una grúa pórtico Tipo MH y una Tipo MG?
R: La Tipo MH utiliza un Polipasto Eléctrico como mecanismo de elevación; es de estructura simple, menor peso propio y coste más bajo, adecuada para aplicaciones de 1 a 20 t. La Tipo MG utiliza un mecanismo de elevación con carro, ofreciendo mayor altura de elevación y una clase de funcionamiento superior, ideal para aplicaciones de 5 a 50 t. Se recomienda elegir Tipo MH para cargas ligeras y uso poco frecuente, y Tipo MG para cargas pesadas y uso intensivo.
P: ¿Qué dispositivos de seguridad antiviento son obligatorios en una grúa pórtico de exterior?
R: Según la norma ISO 4301 / FEM 1.001 y el reglamento TSG Q5001, las grúas pórtico de exterior deben estar equipadas con pinza de carril o dispositivo de anclaje para evitar el deslizamiento por carga de viento en estado de no operación. También es obligatorio instalar un anemómetro para monitorear la velocidad del viento en tiempo real; al alcanzar el valor de alarma establecido, se emite una advertencia y se activa automáticamente el frenado antiviento. Para grúas de gran tamaño (≥20 t), se recomienda además un dispositivo de amarre antiviento.
P: ¿Qué requisitos debe cumplir la base de los carriles para una grúa pórtico?
R: La base debe soportar las cargas requeridas. El espesor de la losa de hormigón debe ser generalmente de al menos 200 mm, con una malla de acero bidireccional. La separación entre traviesas debe ser de 600 a 800 mm, y los carriles deben ser de tipo P43 o P50. La resistencia de puesta a tierra del carril no debe superar los 4 Ω. Para grúas pórtico sobre neumáticos, se requiere una superficie endurecida con una capacidad de carga de al menos 10 t/m².
P: ¿Por qué a veces se diseña el estabilizador de una grúa pórtico de forma excéntrica?
R: El diseño excéntrico (Tipo MHL) desplaza la viga principal hacia un lado del estabilizador, creando un mayor espacio libre en el otro lado. Esto facilita el paso de materiales largos (como acero, tubos o madera) a través de la grúa. Esta configuración somete al estabilizador a un momento flector excéntrico considerable, por lo que es necesario reforzar la sección del estabilizador y verificar la estabilidad antivuelco general. El diseño y el coste de fabricación son ligeramente superiores a los de una configuración centrada.
