Cómo leer una tabla de carga de grúa: elementos clave y consejos

En el sistema de gestión de seguridad para operaciones de grúas, el diagrama de cargas constituye el marco técnico fundamental que vincula el rendimiento del equipo con las operaciones reales. No solo presenta visualmente los límites de seguridad para las operaciones de grúas, sino que también contiene parámetros clave que afectan la capacidad de elevación. Toda la información del diagrama de cargas se relaciona directamente con la seguridad operativa. Este artículo se centra en las secciones principales del diagrama de cargas de grúas, explica cómo interpretarlo y aborda conceptos erróneos comunes, proporcionando a los operadores de primera línea referencias técnicas precisas y prácticas.

¿Qué es una tabla de carga de grúa?

Una tabla de carga de grúa es un documento técnico que representa visualmente la capacidad máxima de elevación segura de una grúa en diferentes condiciones de operación. Elaborada por el fabricante de la grúa con base en parámetros fundamentales como la resistencia estructural, el rendimiento del sistema hidráulico y el diseño de estabilidad, la tabla de carga sirve como guía de seguridad para el operador, lo que le permite evaluar la viabilidad del trabajo y evitar el riesgo de sobrecarga.

Una tabla de carga no es una cifra fija. Es un conjunto dinámico de datos interconectados que varían según variables operativas clave, como la capacidad máxima de elevación, el radio de elevación, el estado de la pluma y la configuración del contrapeso.

Elementos clave de un diagrama de carga de grúa

Para interpretar y utilizar con precisión un diagrama de carga de grúa, primero debe dominar sus elementos fundamentales. Estos elementos, en conjunto, constituyen la base de cálculo de los límites de carga; ignorar o calcular erróneamente alguno de ellos puede generar riesgos operativos. A continuación, se presentan los cinco elementos más críticos de un diagrama de carga de grúa:

1. Capacidad máxima de elevación: varía dinámicamente con la longitud y el ángulo de la pluma.

La capacidad máxima de elevación se refiere al peso total máximo que la grúa puede soportar con seguridad en condiciones de operación específicas. Los principales factores que la determinan son la longitud y el ángulo de la pluma, que en conjunto determinan el equilibrio de momento de la carga.

Impacto de la longitud de la pluma: Con un ángulo de la pluma constante, una pluma más corta aumenta la rigidez estructural y acorta la trayectoria del par, lo que resulta en una mayor capacidad de elevación máxima. Por el contrario, a medida que aumenta la longitud de la pluma, aumentan la flexibilidad y la deformación, la carga de par aumenta y la capacidad de elevación máxima disminuye significativamente.

Impacto del ángulo de la pluma: Con una longitud de pluma fija, un ángulo de elevación mayor (más cercano a la vertical) reduce el radio de elevación, disminuye el momento en torno al centro de giro y proporciona una mayor capacidad de elevación máxima. Un ángulo de elevación menor (más cercano a la horizontal) aumenta el radio de elevación, eleva la carga de momento y reduce la capacidad de elevación máxima.

En la tabla de carga, la capacidad máxima de elevación suele mostrarse en el eje vertical y se divide en múltiples curvas para diferentes longitudes de pluma. Cada curva marca los límites de carga admisibles a medida que cambia el ángulo de la pluma o el radio de elevación correspondiente.

2. Radio de elevación: la distancia horizontal desde el centro de la grúa hasta la carga

El radio de elevación, también llamado radio de trabajo, es la distancia horizontal (en metros) desde el centro de giro de la grúa (o centro de los estabilizadores) hasta el punto de suspensión del gancho. Es un parámetro clave para calcular el momento de carga y tiene una relación inversa con la capacidad máxima de elevación: a mayor radio de elevación, menor capacidad máxima de elevación.

En las gráficas de carga de tipo curva, el radio de elevación suele ser el eje horizontal, que corresponde a la capacidad máxima de elevación en el eje vertical. En las gráficas de carga tabulares, el radio de elevación se muestra en filas, mientras que la longitud de la pluma forma las columnas, y cada celda indica la capacidad máxima para ese radio. Los operadores deben obtener el radio de elevación real con precisión (utilizando un telémetro láser o una medición in situ) para identificar los datos de carga correctos.

3. Límites de extensión de la pluma: definen el rango operativo seguro de la pluma

Los límites de extensión de la pluma describen los límites seguros de longitud y ángulo de elevación de la pluma que se muestran en la tabla de carga. Estos límites suelen incluir la longitud máxima de extensión, el ángulo mínimo de elevación y las zonas de operación prohibidas. Estos límites previenen daños estructurales por sobreextensión o ángulos inadecuados.

Límite máximo de extensión: La pluma de cada grúa tiene una longitud máxima de extensión de diseño. La tabla de carga especifica la capacidad de seguridad para cada longitud de extensión. Se prohíbe operar más allá de la longitud de diseño, ya que puede dañar los cilindros telescópicos o provocar el pandeo de la pluma.

Límite mínimo del ángulo de elevación: Las tablas de carga suelen indicar un ángulo de elevación mínimo seguro (por ejemplo, de 10° a 15°). Si el ángulo de elevación cae por debajo de este valor, la tensión de la pluma empeora, lo que puede provocar su flexión y un aumento repentino del radio de elevación, lo que puede provocar una sobrecarga.

Zonas de operación prohibida: Algunas tablas de carga marcan las zonas prohibidas con sombreado rojo o líneas discontinuas, por ejemplo, una región donde, con una longitud de pluma de 25 m, el radio de elevación supera los 20 m. En estas zonas, la estabilidad de la grúa es extremadamente deficiente; incluso si la carga se encuentra dentro de la capacidad indicada, puede producirse un vuelco.

4. Contrapeso y configuración: determinantes clave de la estabilidad

Los ajustes de contrapeso y configuración se refieren a elementos de la tabla de carga, como la masa del contrapeso, su posición de instalación y el estado de despliegue de los estabilizadores. Estos parámetros afectan directamente la resistencia de la grúa al vuelco y, por lo tanto, determinan la capacidad máxima de elevación.

Impacto de la masa del contrapeso: El contrapeso equilibra el momento de vuelco generado por la carga. Los contrapesos más pesados aumentan la resistencia al vuelco y la capacidad máxima de elevación. Las tablas de carga suelen dividirse en tablas sin contrapeso, con contrapeso parcial y con contrapeso completo. Utilizar datos de carga para una configuración con contrapeso completo sin instalarlo constituye un grave riesgo para la seguridad.

Límites del estado de despliegue de los estabilizadores: En grúas móviles, como grúas sobre camión y grúas sobre neumáticos, el estado de despliegue de los estabilizadores (semiextendido, totalmente extendido, con apoyo lateral único o con apoyo lateral doble) modifica directamente el área de apoyo. Las tablas de carga especificarán las diferencias de capacidad entre la extensión completa y la extensión parcial de los estabilizadores. Ignorar el estado de los estabilizadores y aplicar los datos de extensión completa a una configuración semiextendida puede causar inestabilidad y vuelcos.

5. Deducción por accesorios de equipo: un factor de peso que a menudo se pasa por alto

La deducción por accesorios de equipo se refiere al peso de accesorios como ganchos, eslingas, grilletes y pinzas. Estos pesos deben deducirse de la capacidad máxima de elevación indicada en la tabla de carga; el resto corresponde al peso neto seguro que se puede levantar. Este es un detalle crítico que a menudo se pasa por alto y una causa común de incidentes de sobrecarga.

¿ Cómo leer una tabla de carga en una grúa?

La lógica básica para interpretar un diagrama de carga es: primero, fijar los parámetros de configuración, luego, determinar la capacidad segura y, por último, calcular la carga neta. Siga estrictamente el procedimiento de cuatro pasos a continuación para garantizar que cada dato clave se aplique con precisión:

Paso 1: Confirme los parámetros de configuración y haga coincidir el gráfico correcto

En primer lugar, según la preparación del sitio, identifique tres elementos de configuración principales: estado de despliegue de los estabilizadores, masa de instalación del contrapeso y configuración del conjunto de la pluma.

Por ejemplo, si la grúa va a funcionar con los estabilizadores completamente extendidos, un contrapeso completo de 10 toneladas instalado y solo la pluma principal en uso, debe buscar la tabla denominada “estabilizadores completamente extendidos + contrapeso de 10 toneladas + pluma principal” en el manual de la tabla de carga.

Las diferencias entre los gráficos para diferentes configuraciones pueden superar el 50%; seleccionar el gráfico incorrecto conduce directamente a un error de juicio.

Paso 2: Determine la condición de la pluma y bloquee la curva de carga

Dentro del gráfico seleccionado, establezca la longitud real de extensión de la pluma y el ángulo de elevación de la pluma para la elevación actual:

Para gráficos de curvas, busque la curva correspondiente a la longitud de la pluma (generalmente codificada por colores) y verifique el ángulo de elevación mínimo indicado en la curva. Si el ángulo de elevación real es inferior a ese límite, ajústelo antes de continuar.

Para los gráficos de tipo tabla, ubique la columna correspondiente a la longitud de la pluma y confirme que el ángulo de elevación se encuentre dentro del rango seguro indicado en la parte superior de la tabla.

Paso 3: Mida el radio de elevación y obtenga la capacidad máxima de elevación

Utilice un telémetro láser para medir la distancia horizontal desde el centro de giro de la grúa hasta el gancho (el radio de elevación) y luego busque el valor correspondiente en la tabla:

Gráfico tipo curva: use el radio de elevación en el eje horizontal, busque el punto para el radio real, extiéndalo hacia arriba hasta la curva para la longitud de la pluma objetivo, luego extiéndalo hacia la izquierda hasta el eje vertical para leer la “capacidad máxima de elevación” (límite de peso total).

Gráfico tipo tabla: busque la fila correspondiente al radio de elevación e interséquela con la columna correspondiente a la longitud de la pluma; el valor de la celda es la “capacidad máxima de elevación”.

Ejemplo: con una pluma de 20 m a una elevación de 15° (que corresponde a un radio de elevación de 17 m), la intersección de la curva en el eje vertical indica 10 t, por lo que el límite de peso total máximo en estas condiciones es de 10 t.

Paso 4: Reste los pesos de los accesorios para determinar el límite de carga neta

Finalmente, calcule el peso total del gancho, las eslingas y cualquier accesorio especial, y réstelo de la “capacidad máxima de elevación” para obtener el “límite de carga neta”:

Fórmula: Límite de carga neta = Capacidad máxima de elevación − Peso total del accesorio.

Ejemplo: Para una grúa todoterreno SANY con una capacidad máxima de elevación de 30 t y un peso total del accesorio (gancho 0,5 t + eslingas 1,1 t) = 1,6 t, el límite de carga neta = 30 − 1,6 = 28,4 t.

Si el peso objetivo de elevación es ≤ 28,4 t, la elevación es factible. Si el objetivo es de 29 t, aumente la capacidad acortando la pluma, aumentando el ángulo de elevación (reduciendo el radio de elevación) o añadiendo contrapeso hasta que se cumpla el requisito.

Errores comunes que se deben evitar al leer una tabla de carga de grúa

Los operadores suelen causar riesgos de seguridad al interpretar mal o pasar por alto parámetros al interpretar las tablas de carga. Evite los cinco errores comunes que se indican a continuación y aprenda los métodos de mitigación correspondientes:

1. Ignorar la configuración del contrapeso y los estabilizadores y utilizar datos genéricos

Error: No se pudo verificar la masa real del contrapeso y el estado de los estabilizadores, y luego se aplicaron los datos del gráfico “contrapeso completo + estabilizadores completamente extendidos” a una situación “sin contrapeso + estabilizadores medio extendidos”.

Precaución: Antes de levantar, inspeccione la instalación del contrapeso (verifique los mecanismos de bloqueo y registre la masa), mida la extensión de los estabilizadores (confirme su extensión total o parcial) y utilice la tabla que coincida exactamente con la configuración. Nunca utilice una tabla aproximada.

2. Confundir el ángulo de elevación de la pluma con el radio de elevación y calcular mal la capacidad

Error: considerar el ángulo de elevación de la pluma como equivalente al radio de elevación o estimar el radio a simple vista.

Consejo: Mida siempre el radio de elevación con un telémetro láser. Si no dispone de ningún instrumento, calcule el radio utilizando la longitud de la pluma × coseno. (ángulo de elevación), por ejemplo 15 m × cos 30° ≈ 13 m, y utilice el radio medido o estimado para leer la carta; no confíe únicamente en el ángulo de elevación.

3. Exceder los límites de extensión de la pluma y forzar la elevación

Error: Operar más allá de la “longitud máxima de la pluma” indicada en la tabla de carga o por debajo del “ángulo de elevación mínimo” para satisfacer las demandas del trabajo.

Prevención: Verifique los límites de extensión de la pluma en la tabla (por ejemplo, "pluma principal máx. 28 m, elevación ≥ 15°") y monitoree la longitud y la elevación de la pluma en la cabina mediante la pantalla de longitud de la pluma y el indicador de ángulo. Detenga los ajustes inmediatamente al acercarse a los límites.

4. Omitir los pesos de los accesorios y contar solo el peso de la carga

Error: Calcular basándose únicamente en el peso de la carga sin deducir los pesos del gancho, eslingas y otros accesorios.

Consejo: Mantenga un registro de peso de los accesorios que registre el peso de los ganchos y aparejos de uso común. Antes de la elevación, calcule el peso total del conjunto de accesorios y asegúrese de que (carga + accesorios) sea menor que la capacidad máxima de elevación.

5. Ignorar el impacto de las condiciones del terreno en la configuración

Error: Se asume un terreno perfectamente nivelado y no se tienen en cuenta los efectos de la pendiente en el soporte de los estabilizadores. Los parámetros de configuración de la tabla (como los estabilizadores completamente extendidos) se basan en una pendiente del terreno ≤ 1°. Si la pendiente real es de 3°, las cargas de los estabilizadores se vuelven desiguales, el centro de gravedad de la grúa se desplaza y la capacidad máxima real puede ser entre un 15 % y un 20 % inferior a los valores de la tabla.

Precaución: Mida la pendiente del terreno con un nivel antes de la instalación. Si la pendiente supera 1°, nivele el terreno con placas de acero o ajuste la altura de los estabilizadores. Si no es posible nivelar, calcule el límite reducido (la capacidad disminuye aproximadamente entre un 5 % y un 10 % por cada grado adicional de pendiente) o consulte al fabricante para obtener datos corregidos.

Conclusión

Para los operadores de grúas, saber interpretar una tabla de carga es esencial para garantizar operaciones seguras y es una habilidad fundamental para mitigar accidentes con equipos y riesgos para el personal. Solo comprendiendo y aplicando correctamente todos los parámetros de la tabla de carga, los operadores pueden garantizar que la grúa siempre opere dentro de sus límites de seguridad, logrando así la doble protección de "seguridad y eficiencia".

Preguntas frecuentes

¿Qué significa la línea en negrita en una tabla de carga de grúa?

La línea en negrita marca el límite de seguridad central y cumple dos propósitos principales:

1. A menudo representa la curva de capacidad de referencia para la configuración de “contrapeso completo + estabilizadores completamente extendidos”.

2. Separa la zona de operación segura de las áreas de operación prohibida, garantizando que los parámetros de operación permanezcan en el lado seguro de la línea.

¿Cómo calcular la capacidad de carga de una grúa?

Calcule la capacidad a partir de la tabla de carga en tres pasos:

1. Confirme la configuración de los estabilizadores, el contrapeso y la pluma y seleccione la tabla correspondiente.

2. Identifique la longitud de la pluma y el ángulo de elevación.

3. Busque el radio de elevación para encontrar la capacidad de elevación total máxima, luego reste los pesos de los accesorios para obtener la capacidad de elevación real.

¿Qué significa una grúa de 200 toneladas?

La capacidad máxima de elevación de la grúa es de 200 toneladas. Solo se alcanza en condiciones óptimas (pluma más corta, ángulo de elevación máximo, contrapeso completo y estabilizadores completamente extendidos). La capacidad de elevación real disminuirá en otras condiciones de operación y debe consultarse en la tabla de cargas.

¿Cómo calcular la capacidad de carga segura (SWL) de una grúa?

Obtenga la capacidad máxima de elevación total para la condición operativa actual de la tabla de cargas y reste el peso total del gancho, las eslingas y otros accesorios. El resultado es la carga de trabajo segura (CTS). El peso de la carga a levantar debe ser ≤ CTS.