CERTIFICACIÓN INTERNACIONAL PARA INSPECTORES DE GRÚAS MÓVILES Unidad 3: Planes de Izamiento.

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3. Planes de Izamiento.

Los planes de izamiento requieren de conocimiento y compromiso por parte de los

involucrados. Hablamos de supervisores, operadores, aparejadores, señaleros, personal

de mantenimiento y todos aquellos que se ven envueltos en esa tarea.

Los izamientos críticos son operaciones en las cuales se ha identificado un incremento del

nivel de riesgos por encima de lo previsto en una operación normal. Por ejemplo; un

aumento en el nivel de riesgo de lesión a las personas, daños a la propiedad, interrupción

de la operación de la planta, retraso de programas, liberación de peligros a la atmósfera o

cualquier otro factor en el área de trabajo. Los mismos pueden incluir:

• Cuando el peso bruto de la carga izada es mayor que el 75% de la establecida en la

tabla de carga del fabricante de la grúa, en la configuración requerida.

• Cuando el peso bruto de la carga es mayor de 50 ton.

• Cuando el peso bruto de la carga es mayor de 20 ton. Y además mayor que el 80%

de la establecida en la tabla de carga del fabricante de la grúa, al radio de trabajo.

• Cuando el izamiento sea sobre o cerca de equipos en operación o líneas eléctricas.

• Cuando el izamiento se realice en áreas confinadas y exista poco margen de

maniobra.

• Cuando el izamiento se realice en alturas, cuyo control de la carga se haga difícil.

• El objeto que se va a levantar es único y si es dañado, sería insustituible o irreparable

y es vital para el funcionamiento de un sistema, instalación o proyecto.

• Cuando dos o más grúas son requeridas para levantar simultáneamente la carga.

• Cuando la grúa sea usada para elevar cestas para personal (Man Baskets).

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3.1. Planificación de los Izamientos.

Todos los aspectos de complicación potencial en el izamiento, deben ser tomados en

cuenta y declarados en un plan de izamiento. Estos son:

• Aspectos de grúas, carga, peso.

• Aspectos de subsuelo y fundaciones.

• Aspectos de transporte y almacenaje.

• Aspectos de seguimiento en el diseño.

• Aspectos de funciones y responsabilidades.

• Aspectos operacionales.

• Procedimientos de emergencia.

• Aspectos de aparejamiento.

• Aspectos periféricos.

• Otros aspectos generales.

Estos, en principio, se aplican a los llamados Izamientos Críticos; pero resulta una práctica

saludable tomar el protocolo cuando se ejecute cualquier izamiento.

En el plan de izamiento, el personal involucrado debe centrarse en identificar cinco aspectos

constitutivos. Estos definirán las vías de actuación y las limitaciones que el izamiento

presenta.

Los aspectos constitutivos del Plan son:

1. Principios del Levantamiento de Cargas.

2. Peso de la Carga.

3. Áreas y Volúmenes.

4. Centros de Gravedad.

5. Ángulo de las Eslingas.

Durante la ejecución de un izamiento crítico

deben ser seguidos los procedimientos de la

empresa

Cada punto define aspectos a ser manejados por el personal que coordina la actividad. Sin

embargo, son los aspectos iniciales. Estos puntos son de relevancia y son componentes

del Plan de Izamiento.

El plan de izamiento aprobado, no debe variarse sin la revisión

completa de las personas que aprobaron el plan original

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3.1.1. Principios del Levantamiento de Cargas.

En las actividades que involucran movimiento de cargas con equipos de izamiento, se tiene

consideraciones generales y específicas que deben ser manejadas por el personal

involucrado en la tarea. Sobre los cuatro principios generales de actuación o principios de

izamiento, se tiene que:

a. Centro de gravedad: El centro de gravedad es el punto alrededor del cuál se

distribuye equitativamente el peso de un cuerpo. Cuando la carga es levantada y el

gancho no está centrado sobre el centro de gravedad de la carga se pudiera causar

cargas laterales.

El centro de gravedad de la carga debe estar bajo el bloque principal de carga

La ubicación del centro de gravedad de una grúa depende del peso y ubicación del

componente más pesado (Pluma, plataforma, superestructura y contrapeso).

Figura 3.1: Ubicación del centro de gravedad de una grúa y su carga.

b. Apalancamiento: En mecánica se manejan tres tipos de palancas, dependiendo de

las posiciones deltitas de la fuerza (esfuerzo), la resistencia (carga) y el punto de

apoyo (fulcro). Así, tenemos:

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Palanca de primer tipo, donde

el punto de apoyo se

encuentra entre los puntos de

aplicación de la fuerza y la

resistencia.

Palanca de segundo tipo,

donde la resistencia se

encuentra entre la fuerza y el

punto de apoyo

Palanca de tercer tipo donde

la fuerza se ubica entre la

resistencia y el punto de

apoyo

Las grúas utilizan el principio de la palanca de primer tipo para izar cargas. Cuando la

superestructura de la grúa (cabina, pluma, contrapeso y carga) gira, esto cambia la

ubicación del centro de gravedad y su punto de apalancamiento o fulcro.

Figura 3.2: Principio de apalancamiento.

c. Estabilidad: La relación del peso de la carga, ángulo de la pluma y su radio

(distancia desde el eje de giro de la grúa y el eje de gravedad de la carga) sobre el

centro de gravedad de la carga. La estabilidad de una grúa pudiera ser afectada,

además, por la base sobre la cuál descansa. Las cargas nominales de una grúa

generalmente son desarrolladas para operaciones bajo condiciones ideales (Carga

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libre, superficie nivelada, carga estable). Por lo tanto, evite la superficie desnivelada

o la tierra suave al instalar una grúa. En áreas donde la tierra suave plantea un

problema de apoyo para la estabilidad, se emplearán bloques o plataformas de acero

para distribuir la carga de la grúa y mantener un nivel de condición estable. El

procedimiento de colocar bloques o plataformas debajo de los gatos estabilizadores,

se llama coloquialmente bloqueo de estabilizadores. Estos bloques o plataformas

deben ser sólidos, apretados entre si y cuando menos 3 veces mayor que el área del

plato o base del estabilizador.

Figura 3.3: Bloques- Plataformas -Tarimas para estabilidad de los apoyos.

d. Integridad estructural: La estructura principal de la grúa tractor de oruga y/o soporte

de estabilizadores, secciones de pluma y accesorios son considerados en conjunto

como parte de la integridad estructural del izamiento. Adicionalmente, todos los

cables de acero, incluidos los soportes estacionarios o puntos de anclaje, ayudan a

determinar la capacidad de izamiento y son parte de la integridad estructural

completa de una capacidad de izamiento de una grúa.

Figura 3.4: Todos los componentes de la grúa afectan la integridad estructural.

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3.1.2. Peso de la Carga.

Lo más importante de saber de un objeto antes de la operación de izado es su peso. Se

debe conocer el peso de la carga para prevenir sobrecargas.

El peso de carga determinará el tamaño y la capacidad del mecanismo de aparejos usado

en el levantamiento así como la capacidad de la grúa. Hay varios métodos aceptables de

encontrar el peso de un artículo:

• Datos del fabricante. • Placas.

• Manual del Fabricante. • Diseños o diagramas.

• Manuales Técnicos. • Evaluaciones de ingeniería.

• Guías de transporte. • Manifiestos que embarque.

• Pesar el artículo. • Cálculos Aprobados.

El operador de la grúa es el responsable directo en determinar si una grúa tiene suficiente capacidad

para efectuar un izamiento

Usar cálculos aprobados es a veces el único camino para conseguir el peso de un artículo.

Nunca use la palabra “de boca” para establecer el peso. Cuando se realizan cálculos, las

siguientes reglas hacen las matemáticas más fáciles y le dan un margen de seguridad

adicional:

• Redondee las dimensiones a la unidad entera más cercana de medida. Si se tiene

un artículo de 12.5 pies de longitud, redondéelo a 13 pies. Nunca mezcle unidades.

Convierta todas las dimensiones a unidades consistentes antes de aplicar cálculos.

• Cuando esté calculando el peso de un artículo, redondee el peso. Si algo pesa 489

libras/pies ³, haga sus cálculos en 490 libras/pies ³ o 500 libras/pies ³. El resultado

será un mayor peso, pero es mejor calcular más pesado que demasiado liviano.

• Siempre comprobación sus respuestas dos veces. Todos cometemos errores.

Compruebe dos veces sus cálculos o solicite a otro comprobar sus matemáticas.

• Recuerde, su cálculo es solamente esto; un cálculo. Usted nunca sabrá el peso

exacto de un artículo hasta que en realidad sea pesado.

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Si el peso del cable debe ser incluido como parte de la carga a ser izada, el método para determinar dicho peso, debe ser suministrado por el

fabricante en las tablas de carga

3.2. Preparación del Área.

Como punto previo a la operación de Izamiento de Cargas, el Supervisor,

en compañía del Operador, deben verificar las condiciones del área de

trabajo, a fin de determinar si existen las condiciones de seguridad

necesarias para el desarrollo de la actividad.

Las personas que controlan o dirigen la operación de una grúa, (ingeniero

del proyecto, superintendente, supervisor o capataz) deben proveer una

buena área preparada para el trabajo que esta va a realizar. Para ello, se

debe asegurar lo siguiente

Al trabajar alrededor de

nuevas construcciones,

el terreno suelto o no

compactado debe tomarse

en cuenta

• Las vías de acceso deben estar adecuadamente preparadas.

• Debe existir suficiente espacio para erigir y/o extender el boom.

• El máximo radio, máxima carga y máxima altura de cada izamiento.

• Se debe disponer de apoyos seguros para colocar la pluma de la grúa, en casos de

tener que ensamblarla o desmantelarla en sitio.

• Si la grúa va a ser situada sobre una estructura, las cargas estructurales permisibles

no deben ser excedidas por las cargas de la grúa.

• Debe existir un adecuado espacio para el giro de la grúa, (mínimo 2

ft.) entre el contrapeso y cualquier obstáculo.

• Deben colocarse barricadas, separadores o cualquier otro medio,

para prevenir la entrada innecesaria de personas dentro de áreas

cercanas que puedan representar peligros, especialmente detrás de

la grúa.

El área de giro

del contrapeso

de la grúa debe

bloquearse

físicamente en

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• Los sitios de operación deben estar suficientemente alejados de

orillas, excavaciones, trincheras, fundaciones, etc., para evitar el

riesgo de volcamiento.

• Siempre que sea posible, los sitios de operación deben estar

nivelados y compactados.

un radio no

menor a 2 pies

• Los sitios de operación deben seleccionarse de manera tal, que se pueda mantener

un mínimo de distancia entre la grúa y las líneas de alta tensión. Si esto no es posible,

el servicio eléctrico deberá ser suspendido durante las operaciones.

• Debe disponerse de señaleros competentes en el sitio para asistir cada izamiento y

terreno con sustentación para los estabilizadores.

• Si el suelo es muy blando, se debe disponer de

elementos de apoyo para los estabilizadores

(bloques o plataformas).

En grúas con capacidades menores a 30 tons, se utiliza

como regla de oro que el bloque o plataforma debe tener un área mínima de 3 veces el área de la

base del gato estabilizador

• El aparejador debe ser competente y conocer el peso de todas las cargas.

3.3. Preparación de la Grúa.

Las capacidades listadas en las tablas de carga dependen de cómo se establezca la base

de la grúa.

Grúas sobre camión (incluyendo pluma de celosía, pluma hidráulica telescópica, todo

terreno) la base podría ser sobre estabilizadores (Figura 4.5-A), sobre neumáticos (Figura

4.5-B) o sobre oruga bien extendidas o retraídas (Figura 4.5-C).

La función primordial de los estabilizadores es nivelar la grúa. Se debe garantizar que los

cilindros de los estabilizadores mantengan un ángulo de 90º con relación a las almohadillas.

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Figura 3.5-A: Grúa sobre estabilizadores Figura 3.5-B: Grúa sobre neumáticos

Figura 3.5-C: Grúa sobre estabilizadores

El operador y la cuadrilla de izamiento deberán asegurar que:

• El Manual de Operador de la máquina y el Manual de Servicio estén disponibles para

cualquier referencia o consulta.

• El procedimiento específico para el ensamble o erección de

la pluma sea conocido y que se implementará

adecuadamente, en caso de tener que ensamblarla en sitio.

• Todos los componentes de la grúa que hayan llegado, en

caso de tener que ensamblarla en sitio, estén en perfectas

condiciones.

Cuando se está haciendo trabajo

por ciclos o repetitivos (Duty Cycle) la tabla de

carga debe ser reducida en 20%

• La grúa esté completamente inspeccionada según las especificaciones contenidas

en el manual de servicio.

• El libro de vida de la grúa se encuentre al día.

Todas las grúas deberán ser inspeccionadas periódicamente. Sin embargo, inspecciones y

pruebas deberán ser llevadas a cabo en los siguientes casos:

• Antes de usar equipos nuevos, equipos usados recientemente comprados, y todos

los equipos alquilados.

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• Después de reparaciones mayores, revisiones o modificaciones mayores.

• Después de un re-ensamble mayor en casos de transportación.

• Antes de usar equipos que han estado ociosos 6 meses o más.

• Cuando el equipo ha estado involucrado en un accidente, volcamiento o desastre.

Cuando se están removiendo los pines de seguridad de un boom durante su ensamblaje los trabajadores u obreros que realizan esta operación deben estar parados en la escalera, al lado de la pluma,

nunca debajo del mismo

3.3.1. Cuadrantes de Operación.

Las capacidades listadas en la tabla de cargas también están basadas en los cuadrantes

de operación de la grúa. El operador debe conocer:

• Cuadrante de operaciones donde se está recogiendo la carga;

• Cuadrantes de operaciones por donde la carga está siendo transportada;

• Cuadrante de operaciones donde la carga está siendo colocada.

Aunque las líneas de cuadrante, sean fácilmente distinguidas

sobre bosquejos tales como los mostrados en la figura 4.6; ellos

no son tan evidentes manejando la grúa. El operador tendrá que

ver a lo largo de los cilindros de los estabilizadores para quedarse

dentro del rango del cuadrante.

El cuadrante de operación es el área de trabajo

aprobada mostrada en las tablas de

carga

La mayor discrepancia entre los cuadrantes de operaciones es cuando la grúa está "sobre

neumáticos". Los cuadrantes laterales son mucho más grandes, y cualquier peso

suspendido sobre el lado haría la grúa más susceptible a desestabilizarse. Las operaciones

de levantamiento deberían ser conducidas con la precaución extrema cuando la carga está

en el cuadrante de lateral de operación en una operación de 360 grados. Las cargas nunca

serán transportadas por una grúa con la pluma sobre el lado (seguir instrucciones del

fabricante mostradas en las tablas de carga).

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Figura 3.6: Cuadrantes de operación.

Precaución: Nunca coloque cualquier grúa en una posición donde la tabla de carga no

muestra ninguna capacidad para aquel cuadrante particular de operación, la longitud de la

pluma, el ángulo de la pluma, o el radio de carga. El mero peso de la pluma y el bloque de

carga vacío podría ser suficiente para causar daño o la pérdida de estabilidad.

3.3.2. Uso de los Estabilizadores.

Si la grúa está equipada con estabilizadores, es insistentemente

recomendado que ellos sean usados en cada izamiento,

indiferentemente del peso de la carga. Ellos proveen una mayor

base de estabilidad que la que proveen los neumáticos.

Muchos accidentes de grúas móviles son causados debido a que

los estabilizadores, o no son usados, o son usados

inapropiadamente. La extensión inadecuada de los estabilizadores

implica una pérdida sustancial de capacidad.

Para que se considere que la

grúa está funcionando en

estabilizadores los neumáticos deben estar libre del peso

de la grúa

IMPORTANTE: Cuando opere una grúa con estabilizadores mecánicos (no hidráulicos),

asegúrese que las vigas y/o cilindros se encuentren bien conectados dentro de los apoyos;

de otra manera estos pueden salirse durante la operación.

a. Todos los estabilizadores deben ser usados si se está trabajando en el área de la

tabla de carga titulada “sobre Estabilizadores”. Cuando se usan sólo uno o dos

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estabilizadores, hay enormes pérdidas de capacidad y estabilidad, por lo tanto

deberá ser usada el área de la tabla de carga titulada “sobre neumáticos”.

Figura 3.7: Uso de los estabilizadores.

b. Todas las vigas deben ser extendidas totalmente. Si ellas no lo están, hay severas

caídas de capacidad, por lo que deberá ser usada el área de la tabla de carga titulada

“sobre neumáticos” o lo que recomiende el fabricante. El tamaño de esta pérdida de

capacidad se puede ilustrar muy bien, si miramos lo que ocurre a una grúa de 300

toneladas cuando los estabilizadores de un lado están ligeramente retraídos respecto

a la posición de extensión total:

• Estabilizadores retraídos 3 pulgadas: 11% de pérdida de capacidad.

• Estabilizadores retraídos 1 pié: 44% de pérdida de capacidad.

c. Todas las ruedas deben estar claramente separadas del piso. Si no lo están,

entonces la grúa tendrá un eje de volcamiento interno sobre sus neumáticos, habrá

notables pérdidas de capacidad y el área de la tabla de carga titulada “sobre

neumáticos”, tendrá que ser usada.

3.3.3. Procedimientos de Nivelación de la Grúa.

La importancia de la nivelación de una grúa (“sobre neumáticos”, “sobre orugas”, o “sobre

estabilizadores”) no puede ser sobre enfatizada, es más bien una condición crítica en la

seguridad de cada izamiento. La variación unos pocos grados en la inclinación de la grúa

hace que se pierdan considerables márgenes en las capacidades de manejo de materiales

mostradas en las correspondientes tablas de carga. Son variados y diversos los problemas

asociados a la nivelación de la carga y a sus efectos sobre la operación. Sin embargo, los

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aspectos fundamentales están previstos en las siguientes modalidades: Desnivel, longitud

de la pluma y radio (Tabla 4.1).

Longitud de la Pluma y Radio de Carga

Pérdida de Capacidad Neta por Desnivel 1º 2º 3º

Pluma corta Radio mínimo

10% 20% 30%

Pluma corta Radio máximo

8% 15% 20%

Pluma larga Radio mínimo

30% 41% 50%

Pluma larga Radio máximo

5% 10% 15%

Tabla 3.1: Ejemplo de Pérdida de Capacidad Neta por desnivel, de una grúa especifica en

varios arreglos.

La “mirilla de nivelación” provista en la mayoría de las grúas (ojo de buey), puede ser usada

para la nivelación inicial, pero no se debe confiar en ella para nivelaciones de precisión o

nivelaciones finales. En ocasiones, debido a los factores de desgaste o uso inapropiado,

estos dispositivos de encuentran en deficientes condiciones de operatividad, siendo

recomendable la aplicación de mecanismos de apoyo o compensación. Use más bien uno

de los siguientes métodos:

a. Nivelación con la línea de carga.

La línea de carga de la grúa puede ser usada como una

plomada para chequear el nivel, así:

1. Gire la pluma “sobre la parte trasera” de la grúa.

2. Nivele la grúa trayendo el bloque hasta el centro de la

pluma.

3. Gire la pluma “sobre un lado” de la grúa.

4. Nivele la grúa trayendo el bloque al centro de la pluma.

b. Nivelación con un nivel de carpintero.

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Un nivel de carpintero de 3 ó 4 pies, puesto sobre o debajo de los pasadores de la base de

la pluma, provee una exacta nivelación. Cuando se esté trabajando con una grúa “sobre

orugas”, o una grúa “sobre neumaticos”, no existe método que pueda ser usado para

nivelarla. El suelo tendrá que ser nivelado entonces, o la grúa montada sobre bloques o

piezas de madera.

1. Coloque el nivel sobre o debajo de los pasadores de la

base de la pluma.

2. Gire la pluma “sobre la parte trasera”, cheque el grado de

inclinación y nivele.

3. Gire la pluma “sobre un lado”, cheque el grado de

inclinación y nivele.

Recuerde chequear el grado de desnivel de la grúa antes de iniciar cualquier izamiento y

verifique frecuentemente el nivel de la grúa, durante cualquier izamiento.

3.3.4. Resumen del Proceso de Nivelación.

Una grúa se encuentra apropiadamente preparada, cuando:

a. Para grúas que operan “sobre estabilizadores”.

1. La carga se encuentra apropiadamente aparejada.

2. El bloque de carga inferior se encuentra directamente sobre el Centro de Gravedad

de la carga.

3. El peso de la carga es conocido.

4. El ángulo, longitud y radio de la pluma y la Carga Bruta son conocidos.

5. Todas las vigas de los estabilizadores están totalmente extendidas.

6. Los estabilizadores están sobre suelos resistentes, o soportados en elementos

sólidos (entibado).

7. Todas las ruedas están claramente separadas del suelo.

8. La grúa está apropiadamente nivelada.

b. Para grúas montadas “sobre orugas” o izamientos “sobre neumáticos”.

1. La carga se encuentra apropiadamente aparejada.

2. El bloque se encuentra directamente sobre el Centro de Gravedad de la carga.

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3. El peso de la carga es conocido

4. El ángulo de la pluma, la longitud de la pluma, el radio de carga y la Carga Bruta

son conocidos.

5. La grúa está nivelada sobre suelo firme y estable o sobre elementos sólidos.

3.4. Comunicación.

La comunicación entre el operador de la grúa y el señalero debe mantenerse continuamente

durante todos los movimientos de la grúa. Si en algún momento se interrumpe la

comunicación, el operador detendrá todos los movimientos de la grúa hasta que se

restablezca la comunicación y se dé y comprenda una señal adecuada.

Las señales estándar para el operador deben estar de acuerdo con las prescritas en la

norma ASME B30.5-2018 5-3.3.4, 5-3.3.5 y 5-3.3.6 (manuales, verbales y especiales). Las

señales deben ser discernibles o audibles en todo momento. No se dará ninguna respuesta

a menos que las señales se entiendan claramente.

El Operador y personal del área, deben conocer dos señales adicionales: Señales Audibles

de Desplazamiento del Vehículo (ASME B30.5-2018 5-3.3.7) y Señal Audible de

Emergencia en el Área (ASME B30.5-2018 5-3.3.8).

3.4.1. Señales Manuales.

Es claro que, aun en condiciones que permitan la comunicación audible, la utilización de

señales alternas permiten que la operación se desarrolle dentro de condiciones controladas.

A tales efectos, se han adoptado señales de uso universal para orientar de manera segura

esta información. Estas están contenidas en la Norma ANSI-ASME B30.5-2018 5-3.3.4.

Por procedimiento estándar, el operador solo atenderá las indicaciones suministradas por

un señalero calificado y solo atenderá de terceras personas señales de PARADA DE

EMERGENCIA (ASME B30.5-2018 5-3.1.3.3.1). En caso de pérdida de contacto visual con

el señalero, el operador de la grúa deberá suspender cualquier movimiento que esté

realizando con la carga.

En caso de que las operaciones de izamiento que no puedan ser cubiertas por las señales

manuales indicadas en las figuras a continuación, se podrán utilizar señales audibles,

verbales y/o especiales acordadas con antelación a la operación y en común acuerdo entre

el operador y el Señalero.

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Nota: Las señales especiales no deberían estar en conflicto con las señales estándar

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3.4.2. Señales Audibles.

Cuando se mueva un vehículo, se deberán utilizar las siguientes señales:

a. Parada: Una señal audible.

b. Avance: Dos señales audibles.

c. Retroceso: Tres señales audibles.

La señalización es una parte importante en la operación de una grúa, pero a menudo no es

tratada con la importancia que ello se merece.

Un señalero deberá ser usado cuando:

• El operador no pueda ver la carga.

• El operador no pueda ver el área donde ubicará la carga.

• El operador no puede ver la trayectoria de traslado de la carga o de la grúa.

• El operador está suficientemente alejado de la carga para hacer juicios de distancias.

• La grúa esté trabajando con una longitud de boom que caiga dentro del límite

absoluto de aproximación de líneas de alta tensión o de equipos eléctricos.

Cuando las cargas sean tomadas en un punto y puestas en otro, pueden ser requeridos

dos señaleros, uno para dirigir el izamiento y otro para dirigir el descenso.