ISO 12485:2016 Estabilidad Grúas Torre
La norma ISO 12485:2016, «Requisitos de estabilidad para grúas torre», es el estándar específico para la estabilidad antivuelco de grúas torre. Esta norma establece los requisitos de estabilidad antivuelco y los métodos de verificación para grúas torre en diversas condiciones de operación (condición de trabajo, condición fuera de servicio y estado de montaje y desmontaje).
Casos de carga para la verificación de estabilidad
La norma ISO 12485:2016 establece que la verificación de estabilidad de las grúas torre debe cubrir los siguientes casos de carga: estabilidad en condición de trabajo (verificación de la estabilidad antivuelco de toda la máquina bajo la combinación de carga nominal y carga de viento, con un Factor de seguridad ≥1,5); estabilidad en condición fuera de servicio (bajo carga de viento extrema — velocidad máxima de viento con período de retorno de 50 años, con un Factor de seguridad ≥1,25, permitiendo incrementar el Contrapeso o el anclaje según sea necesario); estabilidad durante el montaje, desmontaje y ascenso (bajo la combinación de cargas dinámicas en estos estados, con un Factor de seguridad ≥1,4); y estabilidad ante descarga súbita (estabilidad antivuelco hacia atrás cuando la carga suspendida se desprende accidentalmente durante la elevación, con un Factor de seguridad ≥1,2).
Combinaciones de cargas para cada caso de carga: carga de Peso Propio G (peso del Mástil de torre, la Pluma, el Brazo de equilibrio, el Contrapeso y los mecanismos), carga suspendida L (Capacidad Nominal × factor de carga dinámica de 1,1 a 1,3), carga de viento W (presión de viento de operación de 250 N/m², y presión de viento fuera de servicio según el valor local con período de retorno de 50 años), carga de inercia I (fuerza centrífuga durante el arranque y parada del Giro, y fuerza de inercia de arranque y Frenado) y carga por inclinación T (inclinación de la base calculada en 0,5°, y para grúas ancladas a la estructura, inclinación adicional calculada según la Deformación de los tirantes de amarre).
Método de verificación de estabilidad antivuelco
La norma establece que la verificación de estabilidad antivuelco se realiza mediante el método del Par: la relación entre el momento estabilizador (Par de resistencia al vuelco) Mst y el Par de vuelco Mov no debe ser inferior al Factor de seguridad especificado. El momento estabilizador incluye: el Par del Peso Propio de la grúa respecto al eje de vuelco (excluyendo la carga suspendida), el Par del Contrapeso respecto al eje de vuelco, y el Par estabilizador adicional generado por el anclaje o lastre. El Par de vuelco incluye: el Par de la carga suspendida respecto al eje de vuelco, el Par de la carga de viento (incluyendo las superficies expuestas al viento del Mástil de torre, la Pluma y la carga suspendida) respecto al eje de vuelco, y el Par de la fuerza de inercia respecto al eje de vuelco.
Determinación del eje de vuelco (Tipping Line): para grúas torre de Fijación fija, el eje de vuelco es la línea central del Mástil de torre en el borde de la base; para grúas torre sobre Carril, el eje de vuelco es la línea de contacto entre la superficie superior del Carril y la Rueda de rodadura; para grúas ancladas a la estructura, el eje de vuelco es la línea central de la sección transversal del Mástil de torre en la base. Cada componente del momento estabilizador debe multiplicarse por su respectivo Coeficiente de estabilidad (coeficiente de estabilidad del Peso Propio: 0,9; coeficiente del Contrapeso: 1,0; coeficiente del lastre: 1,1), y cada componente del Par de vuelco debe multiplicarse por su respectivo Coeficiente de sobrecarga (coeficiente de carga suspendida: 1,3; coeficiente de carga de viento: 1,0; coeficiente de inercia: 1,2).
| caso de carga de verificación | combinación de cargas | Factor de seguridad | Condiciones de control |
|---|---|---|---|
| condición de trabajo | G+L+W+I+T | ≥1.5 | carga nominal+Viento de trabajo |
| condición fuera de servicio | G+W+T | ≥1.25 | Viento límite+anclaje |
| montaje y desmontaje | G+W+T+Dinámico | ≥1.4 | Secuencia de montaje Carga |
| Descarga repentina | G+Retroceso por descarga | ≥1.2 | Estabilidad al vuelco hacia atrás |
| Estado de trepado | G+W+T+Trepado Carga | ≥1.4 | Fase de elevación por gatos |
Cálculo de carga de viento
La norma establece disposiciones detalladas para el cálculo de la carga de viento en grúas torre. La fórmula de cálculo es Fw = C × q × A, donde C es el coeficiente de fuerza del viento (1,3~1,6 para el mástil de torre, 1,2~1,4 para la pluma, 1,2 para el brazo de equilibrio y 1,0 para la carga suspendida), q es la presión del viento (250 N/m² en condición de trabajo; en condición fuera de servicio, se toma el valor extremo de 50 años según los datos meteorológicos locales) y A es el área expuesta al viento (el área de barlovento del mástil y la pluma se calcula según el contorno real × coeficiente de relleno de 0,4~0,6).
La presión del viento correspondiente a cada grado de intensidad es la siguiente: viento de grado 6 (13,8 m/s) corresponde a 120 N/m²; grado 7 (17,1 m/s) a 180 N/m²; grado 8 (20,7 m/s) a 270 N/m². La presión del viento en condición de trabajo para grúas torre se toma generalmente como 250 N/m² (equivalente a viento de grado 7~8). En condición fuera de servicio, la presión se calcula según la velocidad máxima del viento con período de retorno de 50 años (que puede alcanzar hasta 1500 N/m² en zonas costeras). En el cálculo debe considerarse la distribución no uniforme de la carga de viento a lo largo de la altura de la torre (la presión del viento aumenta un 2% por cada 10 m de altura adicional).
Verificación y ensayo de estabilidad
La norma exige la verificación de estabilidad de la grúa torre en los siguientes casos: en la homologación de un nuevo diseño (validando la estabilidad teórica mediante ensayos de carga), tras una elevación o reforma de la torre (cuando los cambios estructurales afectan a la estabilidad), después de que el asentamiento de cimentación o la inclinación superen los valores admisibles (recalculando la estabilidad mediante la reevaluación del estado de la cimentación) y tras un incidente (verificación de estabilidad después de vientos fuertes o colisiones). La verificación de estabilidad emplea galgas extensiométricas e inclinómetros para monitorizar las tensiones y deformaciones en los puntos críticos.
Las grúas torre de Kelude Industrias Pesadas completan la verificación de estabilidad para todas las condiciones de operación conforme a la norma ISO 12485:2016. En la fase de diseño se realizan cálculos antivuelco mediante análisis de elementos finitos, el prototipo se valida mediante ensayos de carga y cada grúa incluye el informe de verificación de estabilidad a la salida de fábrica. Si el usuario modifica la configuración de la grúa durante su vida útil (alargamiento de la pluma, aumento de la altura con anclajes), deberá realizarse una nueva verificación de estabilidad.
| Verificación de cálculo Parámetro | condición de trabajo | condición fuera de servicio | Estado de montaje |
|---|---|---|---|
| Factor de seguridad | ≥1.5 | ≥1.25 | ≥1.4 |
| Presión de viento | 250N/m² | 50Valor extremo anual | 120N/m² |
| Carga Coeficiente | G0.9+L1.3+W1.0 | G0.9+W1.0 | G0.9+Dinámico1.2 |
| inclinación Grado | 0.5° | 0.5° | 0.5° |
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es el coeficiente de estabilidad requerido para la torre en condición de trabajo?
R: En condición de trabajo (carga nominal + presión de viento de operación de 250 N/m² + inclinación de la cimentación de 0,5°), el coeficiente de estabilidad antivuelco debe ser ≥ 1,5. En condición fuera de servicio (carga de viento límite + anclaje), el coeficiente de estabilidad debe ser ≥ 1,25. Durante el montaje y desmontaje, ≥ 1,4. Tras una descarga repentina, la estabilidad contra el vuelco hacia atrás debe ser ≥ 1,2.
P: ¿Cómo se calcula la carga de viento?
R: Fw = C × q × A, donde C es el coeficiente de fuerza del viento (1,3–1,6 para el mástil de torre; 1,2–1,4 para la pluma), q es la presión de viento (250 N/m² en operación; valor extremo de período de retorno de 50 años en condición fuera de servicio), y A es el área expuesta al viento multiplicada por un factor de relleno de 0,4–0,6. La presión de viento aumenta un 2% por cada 10 m de altura.
P: ¿Cómo se determina el eje de vuelco?
R: Para configuración fija: la línea central del mástil de torre en el borde de la cimentación. Para configuración sobre carriles: la línea de contacto de las ruedas de rodadura con la superficie del carril. Para configuración con arriostramiento: la línea central de la sección transversal del mástil en la base. Al calcular la relación entre el momento estabilizador y el momento de vuelco, cada componente se multiplica por su coeficiente correspondiente.
P: ¿En qué casos es necesario recalcular la estabilidad?
R: Tras elevar la pluma o modificar el contrapeso, cuando el asentamiento o la inclinación de la cimentación superan los límites, al aumentar la distancia entre arriostramientos, tras añadir brazos de arriostramiento o realizar reformas, o después de exposición a vientos fuertes o impactos. Kelude Industrias Pesadas ofrece servicios de recálculo de estabilidad para los usuarios.
