CAP 1: INTRODUCCION

Definicin de Montaje Industrial

Actividades que se desarrollan, fundamentalmente, en relacin directa con la instalacin y puesta en marcha de complejos industriales, a partir de la entrega de las fundaciones y obras infraestructurales ejecutadas por las especialidades civiles de la construccin.

Diferencias entre Obras Industriales y Obras Civiles

Tienen todo lo de una obra de edificacin (Hormign, moldajes, sanitarios, pintura, etc)

Pero adems tienen:

o Mucho Acero (vigas, columnas, cerchas)o Muchos equipos que montar (Molinos, ciclones, celdas, chutes, tanques, etc)o Muchos equipos para montar (gras)o Mucha gente y muy grandeso Complejas de ejecutar

Ventajas y defectos del acero en Obras Industriales

Ventajas

o Relacin Resistencia Pesoo Versatilidad y Adaptabilidado Velocidad de Construccino Simplicidad y seguridad de

conexiones

o Valor Residual Obrao Comportamiento ssmico

Defectos

o Resistencia al fuegoo Resistencia al froo Resistencia al medio

ambiente

o Flexibilidado Variaciones de temperatura

Clasificacin de Montajes Industriales por tipo

Divisin por tipo

o Estructuras Metlicaso Minerao Petroqumicao Celulosa y Papelo Qumicao Energa

o Obras Civiles

Especialidades y Profesiones Involucradas en un Montaje Industrial

Especialidades

Obras Civiles

o Movimiento de tierra y pavimentos

o Hormign simple, armado y pretensado

o Terminaciones de arquitectura

Montaje de estructuras

o Liviana, Mediana y Pesada Caeras

o Enterradas y areaso De acero, aluminio, FRP,

HDP,PVC, aleaciones, etc

Montaje mecnico

o Equipos rotatorioso Estanqueso Calderera (ductos, chutes)

Aislacin y revestimientos

Refractarios (Ladrillo, mortero)

Electricidad e Instrumentacin

Pinturas y protecciones

Soldadura

Profesiones involucradas

Operadores de equipos, trazadores

Concreteros, albailes, enfierradores

Pintores

Rigger, montador, oxiginista, soldador plancha

Maestros trazadores, armadores

Soldadores de caeras, soldadores TIG

Montadores mecnicos, mecnico fino (relojero)

Aislador, trazador hojalatero

Albail refractario

Soldador calificado

Participacin del Ingeniero Civil en Obras de Montaje Industrial

Participa en / como:

o Empresarioo Administrador de Obraso Jefe Terreno / Jefe Faenao Superintendente de rea o

especielidad

o Planificacin y control / costos

o Estudio de propuestaso Control de prdidas y

Seguridad

o Administracin de Materialeso Inspeccin y control de

Calidad

o Field Engineer (EEUU)

Procesos del Montaje Industrial

Prefabricacin:

o Fabricacin de una parte de la estructura final en un sitio diferente al de su posicin definitiva

o Esta estructura parcial es transportada a su lugar definitivo, para que, junto con otras, armen el total

o Consecuencias de usar prefabricacin: Fabricante asume un rol ms activo en los procesos de diseo y

construccin

Uso de prefabricacin impacta el costo y el programa

La construccin en terreno es simple y se mejora la calidad del producto

Prearmado:

o Recibe este nombre cuando a la unidad prefabricada se le agregan equipos o elementos auxiliares

o Para completar el armado, se necesita trabajo adicional en terreno

o Consecuencias de usar prearmado: Reubicacin del trabajo de terreno a lugar de

fabricacin

Aumenta la eficiencia en terreno; mejora productividad, calidad y seguridad

Necesidad de control intenso en los componentes

Actividades de transporte son importantes

Modularizacin

o Proceso que termina por dar origen a una unidad o mdulo funcional completo

o Comprende equipos, estructuras, instrumentos que puede incluir porciones de muchos sistemas

o Generalmente es el componente transportable de mayor tamao de una obra

o Consecuencias de usar modularizacin: Existencia de mltiples sitios aumenta los requerimientos de

administracin

Se necesitan equipos de diseo para los distintos mdulos. Aumenta costo de Ingeniera

Aumenta de productividad, calidad, seguridad. Disminuyen los plazos y costos.

El transporte es una actividad importante: costos y cargas

Caractersticas de la Construccin de Obras Industriales

Desafos y Competitividad en la Industria de la Construccin:

o Costos crecienteso Menores plazoso Mayor Calidad Costo Plazo Calidad - Seguridado Mayor seguridado Coordinacin y Control

Etapas fundamentales de un proyecto Industrial

o Diseo: Qu: se generan modelos, planos como: se siguen especificaciones cuanto: se cuantifica

o Abastecimiento: La administracin de materiales es de gran importancia porque son el mayor costo

o Construccin: Planificacin, organizacin y estudio de maniobras. Uso de tecnologas de informacin.

CAP 2: INDUSTRIA DEL ACERO

2.1 Fabricacin del acero

Definiciones

Productos Siderrgicos: Son aleaciones de Hierro con porcentajes controlados de carbono y otros minerales, segn las propiedades que se desee obtener.

Diagrama de Fase

Fases del sistema hierro - carbono:

o Ferrita o hierro (CCC) Solubilidad mxima 0,03% a 723Co Austenita o hierro (CCAC) Solubilidad mxima 2,1% a 1130C

Blanda y dctil

o Hierro (CCC) Solubilidad mxima 0,1% a 1490Co Cementita Solubilidad mxima 6,67% de C Dura -

quebradizo

o Perlita (perlita + cementita) Ductil

Clasificacin de los Productos Siderrgicos

Producto% de

CarbonoPropiedades Aplicacin

HIERRO FUNDIDO 2 a 4 %

Duro y QuebradizoPoco DeformableFcil fusin y moldeableSoldable con tcnicas especiales

MquinasHerramientasTuberas

Reacciones Importantes:

Reaccin Eutctica a 1130CEnfriamiento rpido Lquido Lederburita

Hierro Dulce BlancoEnfriamiento lento L + Grafito

Hierro dulce gris

ACERO 0,06 a 2 %Dctil y MaleableResistencia mecnicaFlexible y duro

Obras de IngenieraIndustria NavalCalderera

FIERRO DULCE < 0,06%

Blando y maleableBaja resistencia mecnicaDifcil fundirMaquineable

Ejes de transmisinEngranajesPernos, tornillos, remaches

Clasificacin de los Aceros:

Producto% de

CarbonoAplicacin

ACEROS AL CARBONO

Extrasuaves Con bajo contenido de C

0,06 0,15Tubos, alambres clavos, hojalata, plegados en fro

EstructuralesSuaves

0,2 0,28 Obras de Ingeniera

Semiduros Contenido medio de C

0,3 0,5 Industria Automotriz

Duros 0,5 0,65 Ejes, transmisiones

Muy DurosAlto contenido de C

0,7 0,95 Resortes, engranajes, piezas de desgaste

ACEROS DE BAJA ALEACIN (< 5% ELEMENTOS ALEADOS)

ACEROS ESPECIALES DE ALTA ALEACIN

Materias Primas para la produccin de Acero

Materia Prima Objetivo Tipos

Mineral de Hierro Aportar el hierro

Magnetita ( 43OFe )

Hematita ( 32OFe )

Limonita ( HOOFe 32 2 )Pueden ser Naturales o Procesados

Combustibles Agente reductor Aporta calor para el proceso

Carbn vegetal o mineral

Coque siderrgico Petrleo Gas natural o de

refinera

Fundentes

Combinarse con la ganga (sustancias extraas) del mineral e impurezas del combustible para formar escoria

Cal viva (piedra caliza) Slice

Otros Aumentar productividad Dar caractersticas al acero

Aire (oxgeno) Ferroaleaciones

Etapas en la Fabricacin del Acero

1. Alto Horno - Reduccin

o Objetivo: Reducir el mineral (oxidado) para obtener hiero metlico exento de oxgeno

o Carga de Alto Horno Mineral de hierro

Coque

Caliza

Aire (Oxgeno)

Petrleo

Mineral de Manganeso

o Proceso: Se generan una serie de reacciones qumicaso Salidas: Arrabio

Escoria

Gas de alto horno

Polvillo

2. Acera - Refinacin

o Objetivos: Bajar el porcentaje de carbono contenido en el arrabio desde un 4% a

niveles entre 0,01 y 1%

Disminuir el contenido de elementos perjudiciales

Agregar otros elementos

o Materias primas Arrabio : Principal aporte metlico y 95% de entrada de calor al sistema

Chatarra: Principal enfriador y aporte metlico para el balance de materiales

Oxgeno: Fuente de calor y para la oxidacin de impurezas

Mineral de hierro: Para el balance de energa

Cal: Fija la escoria de elementos indeseables

Dolomita: Satura la escoria de magnesio y disminuye el ataque qumico

Espato flor: Disminuye el punto de fusin de la escoria

Ferroaleaciones: Comunica caractersticas al acero

o Proceso El proceso no requiere de fuente externa de calor.

El soplado de oxgeno dura 18 minutos

3. Laminacin

o Objetivos: Comprimir el material para hacerlo ms denso, eliminando cavidades

Reducir la seccin y cambiar la forma del material

o Unidades de Laminacin Laminacin Primaria :Laminador debastador o Laminador de barras

Laminacin Secundaria: Laminacin en fro o en caliente

Laminacin en calienteo Ventajas: Mejora dureza, resistencia y ductilidad. Refinacin e los granos gruesos y elimina porosidad

o Desventajas: Oxidacin de la superficie, baja tolerancia dimensional

Laminacin en froo Ventajas: Aumenta dureza y resistencia. Mejora la precisin dimensional y la superficie queda lisa y brillante

o Desventajas: Altas tensiones internas y baja ductilidad. Alta distorsin en la estructura granular

Recocidoo Ventajas: Reduce la dureza y alivia tensiones. Aumenta la ductilidad y maquinabilidad

2.2 Clasificacin y caractersticas del Acero Estructural

NOMENCLATURA DE LOS ACEROS

Clasificacin por Composicin Qumica:

SAE * YYXX

o SAE : Society of Automotive Engineerso YY: Indican el elemento aleado que se le ha agregado al Hierro y al Carbonoo XX : Indican el nmero de centsimas de porciento de contenido de carbono

(0,XX%)

o * : Prefijo denota el mtodo de obtencin del acero

Designacin por Resistencia Mecnica NCh antigua:

A XX YY *

o A : Aceroo XX : Indican la resistencia a la ruptura en kg/mmo YY : Indican el lmite de fluencia en kg/mmo * : Sufijo que denota las variedades, por ejemplo

H : Barras para Hormign Armado

E : Estructural

ES : Estructural Soldable

CS : Acero Comercial Soldable

TS : Acero para tubos soldados

Designacin por Resistencia Mecnica NCh 203 Of.06:

{A o M o Y} ZZZ ESPN {RH o RP} TO

o A : Acero, M: Microaleados, Y: Acero alta resistenciao ZZZ : Tensin de Fluencia en MPa.

o E: Estructural, S: Soldable, P: resistente a cargas dinmicas, N:Normalizado (cumple especificaciones de la norma).

o RH: tenacidad ensayada en Horneada, RP: tenacidad ensayada en Lote.o T: Temperatura de ensayo tenacidad, O: Otra exigencia.

Nomenclatura para Aceros ASTM

A XXX YY

o XXX : Nmero de orden de la normao YY : Ao de revisin

2.3 Acero Estructural: Propiedades Fsicas y Mecnicas

PROPIEDADES FISICAS

Densidad = 7850 (kg/m)

Coeficiente de dilatacin trmica = 61012 (1/C)

Buen conductor elctrico y trmico

o Conductividad trmica0,50 segcmC

cmJoule

2

o Resistividad elctrica 17 (ohm*cm)

PROPIEDADES MECANICAS

Mdulo de Elasticidad : E = 6101,2 (kgf/cm)

Coeficiente de poisson = 0,3 en zona elstica, = 0,5 zona plstica

Mdulo de corte G = ( ) EE

4,012

+

2.4 Factores que afectan las Propiedades Mecnicas Composicin qumica

Temperatura : de trabajo y tratamientos trmicos

Velocidad de carga y fatigamiento

Envejecimiento bajo deformacin

Diseo : Concentracin de tensiones, espesor

Construccin: Soldaduras, prcticas de taller

2.5 Perfiles

Clasificacin general

Segn su proceso de fabricacino Laminados

o Soldadoso Plegados

Segn su pesoo Liviano (Peso 50kg/ml)o Pesado (Peso > 50kg/ml)

Segn su formao Macizos (Planchas, flejes,

barras)o Abiertos (Perfiles I, T, C, Z,

H)o Cerrados (Tubos,

rectangulares)

Segn su funcin en la estructura

o Perfiles para vigas (IN IP)o Perfiles para columnas (HN)o Perfiles para pilotes (PH)o Perfiles plsticos (IP)o Perfiles para vigas altas (IA)o Perfiles para costaneras (C)o Tirantes (f)o Diagonales (L)

PERFILES LAMINADOS

Fabricacin

Laminador Estructural

o Producen rieles y perfiles livianoso Inversin : USD$ 30 millones

Laminador Perfiles Pesados

o Producen perfiles pesadoso Inversin : USD$ 400 millones

PERFILES SOLDADOS

Fabricacin

Maestranza

o Equipo: soldadura semi automtica de arco sumergidoo Producen perfiles a baja escalao Se adecan las dimensiones del perfil a requerimientos de clculoo Precio kilo de perfil = 2 x plancha lisa

Planta industrializada de perfiles

o Equipo: Soldador automtico con control de temperatura de fusin de electrodos

o Proceso continuoo Precio kilo de perfil = 1,2 x plancha lisa

PERFILES PLEGADOS

Se logran mediante dobleces a 90 o curvaturas realizadas en fro a flejes planos, produciendo fluencia del material

Desarrollo del Perfil

Corresponde a la dimensin total de la plancha que se debe considerar para satisfacer las dimensiones

o R = Radio interior de doblado

o d = Desarrollo del perfilo n = N de dobleces a 90o e = espesor de la planchao a = Suma medidas exterioresFabricacin

1. Planchado Materia Prima

2. Corte de Flejes : Con cortadora continua, guillotina o soplete oxiacetilnico

3. Fabricacin

3.1.Proceso de perfiladora: Proceso semi automtico, produce en serie prefiles de bajo espesor

3.2.Proceso de Prensa plegadora: Proceso manual (maestranza), gran variedad de formas y dimensiones

3.3.Fabricacin de perfiles cerrados: Perfiladora continua a perfil tubular hueco

4. Control de Calidad

Nomenclatura De Perfiles Estructurales

Simples de lados iguales

1 Letra mayscula: Representativa de su forma

(2 Letra mayscula: Letra A para perfil de alas atiesadas)

1 Nmero: Altura de la seccin h en cm

2 Nmero: Peso por metro en kg/m

Simples de lados desiguales

1 Letra mayscula: Representativa de su forma

(2 Letra mayscula: Letra A para perfil de alas atiesadas)

1 Nmero: Altura de la seccin h en cm

2 Nmero: Ancho de la seccin b en cm

3 Nmero: Peso por metro en kg/m

Compuestos

1 Letra mayscula: Representativa de su posicin

2 Letra mayscula: Representativa del perfil simple

(3 Letra mayscula: Letra A para perfil de alas atiesadas)

1 Nmero: Altura de la seccin conjunta h en cm

(2 Nmero: Ancho de la seccin conjunta b en cm)

Acero R d

A 37-24 e ena 644,1A42-27 1,5 e ena 2A52-34 2 e ena 073,2

3 Nmero: Peso por metro del conjunto en kg/m

Designacin antigua (entre parntesis)

1 Letra mayscula: Representativa de su forma.

Todas las dimensiones del perfil en mm

Para perfiles conjuntos se agrega las letras vv (vrtice vrtice) o ee (espalda - espalda)

Designacin de perfiles en EEUU

1 Letra mayscula: Representativa de su forma

1 Nmero: Altura de la seccin h en pulgadas nominales

2 Nmero: Peso por pie en lb/ft

Designacin de perfiles Soldados

Designacin de perfiles Plegados

Designacin de perfiles Laminados

Designacin de planchas, flejes y barras

2.6 Elementos de conexin

Tipos de Elementos de conexin

Conectores Mecnicos

o Remacheso Pernos Corrientes

Alta Resistencia Tipo friccin

Tipo Aplastamiento

Soldadura1

o Electrodoso Fundentes

Pasadores y pernos calibrados

Adhesivos

REMACHES

Forma: Consisten en cuerpo cilndrico y una cabeza de asiento

Aplicacin: Estructuras metlicas sometidas a vibracin (puentes ferroviarios)

Tipos: De cabeza redonda, cabeza perdida o cabeza de botn

Dimensiones: Dimetros 10, 13, 16, 19, 22, 25, 29 y 32 mm

Calidades: A 34-19 (ASTM A 141) o A 44-28 (ASTM A195)

1 Se ve en detalle en el captulo 5

PERNOS CORRIENTES

Forma: cuerpo cilndrico con hilo Withworth y cabeza hexagonal o cuadrada

Aplicacin: Estructuras metlicas secundarias por baja fuerza de compresin entre planchas

Dimensiones: Dimetros , 5/8, , 7/8,1, 11/8, 11/4, 13/8 y 11/2.

Largos de 15 a 400 mm

Calidades: A 37-20 (Para estructuras de acero A37-24) o A 42-23 (Para Acero A42-27)

Designacin: Grado / Dimetro Nominal / Largo de espiga L. Ej: A37-20/d12

PERNOS DE ALTA RESISTENCIA (PAR)

Forma: cuerpo cilndrico con hilo serie rosca gruesa Withworth y cabeza hexagonal o cuadrada

Aplicacin: Estructuras metlicas principales. Acero de alta tensin de ruptura, se necesita pretensarlos

Dimensiones: Dimetros , 5/8, , 7/8,1, 11/8, 11/4, 13/8 y 11/2. Largos de 15 a 400 mm

Calidades: A 85-63, A 74-57 (equivalentes a ASTM A325) y A 105-81 (ASTM A490)

Designacin: Igual que pernos corrientes. Al grado se le antepone el tipo de unin. Ej A325-F/d16

F = Tipo friccin

N = Tipo Aplastamiento con hilo en el plano de corte

X = Tipo Aplastamiento sin hilo en el plano de corte

Ventajas sobre los remaches:

o Mejor resistencia frente a solicitaciones estticas y dinmicaso Mejor control sobre compresn aplicada en las planchaso Pieza es ms cara pero se necesita menos personal, hay mayor rapidez al

igual que en su reemplazo

o Disminuye el ruido en faena

Mtodos de colocacin de Pernos de Alta Resistencia

1. Mtodo del Giro de la Tuerca

Consiste en determinar la cantidad de vueltas a rotar desde la posicin ajustada del perno

2. Mtodo de Apriete con llaves calibradas (de torque)

Las llaves calibradas pueden ser:

o Llaves de Torque Manual: Tiene boca ajustable con un limbo graduado que permite leer el torque

o Llaves de Impacto (neumticas): Corta la rotacin del dado cuando se alcanza el torque prefijado

CAP. 3: INGENIERIA DE DISEO, DE DETALLES Y DE CONSTRUCCION

3.1 Etapas de estudio de un proyecto

Anteproyecto Evaluacin tcnico econmica

Ingeniera Bsica

Ingeniera de DiseoDesarrollo del proyecto civil e industrial

Ingeniera de Detalles

Ejecucin y Montajes

Prueba y puesta en marcha

3.2 Principios generales del Diseo Estructural

Criterios de falla

Lmite de fluencia en la fibra ms solicitada Teora Elstica Generales

Lmite de fluencia en la estructura como conjunto Teora Plstica

Especficos Deformacin excesiva

Inestabilidad Definen posibilidades adicionales de falla

Fatiga de material

Rotura frgil

Cargas de trabajo

Cargas permanentes: Accin cuya variacin en el tiempo es despreciable en relacin a sus valores medios o aquella para la cual la variacin tiende a un valor constante

o Ejemplos: Peso propio de elementos estructurales, instalaciones, recubrimientos, rellenos, empujes de tierra y lquidos

Sobrecargas de uso: Accin variable en el tiempo que se determina por la funcin y uso del edificio. Presenta variaciones frecuentes o continuas, no despreciables en relacin a su valor medio.

o Sobrecarga de pisos: Sobrecarga mnima uniformemente distribuida: kAredk qCq =,

kq = Sobrecarga de uso mnima distribuida

redkq , = Sobrecarga reducida uniformemente distribuida, kPa

AC = Coeficiente de reduccin por rea tributariao Sobrecarga mnima concentrada: kQo Sobrecarga de techos: kPaqCCq kAredk 3,0, =

kq = Sobrecarga de uso mnima distribuida =1kPa sobre la proyeccin horizontal

redkq , = Sobrecarga reducida uniformemente distribuida

C = Coeficiente de reduccin por pendiente de techo 3,0)tan(33,21 = C

AC = Coeficiente de reduccin por rea tributaria= 1, para A 20 m= A 008,01 , para 20 m A < 50 m=0,6 para A 50 m

Sobrecarga de nieve: 0nKn =o n = Sobrecarga de nieve (en kN/ m ) de proyeccin horizontal de la

superficieo 0n = Sobrecarga bsica de nieve (de tabla o frmula)o K = Coeficiente de inclinacin de la superficie

=

4030

1

K

Cargas de impacto: Se consideran en equipos como puentes gra.

Accin del Viento: Se considera que acta en las 2 direcciones principales de una construccin. Se considera que la accin acta perpendicularmente, se omiten las acciones tangenciales

o Presin bsica del viento: 16

2uqu =

q = presin bsica del viento en kgf/m

u = Velocidad mxima instantnea del viento en m/seg

o Presin a distintas alturas: 2

=

hx

PP hx

xP = Presin a la altura x

h = Altura a que se midi hP

= Coeficiente de rugosidad, 0,16 a campo abierto, 0,28 en ciudad

o Alternativamente se puede utilizar una tabla con los valores mximos a utilizar

o Factor de forma F = C x q

Construcciones cerradas Construcciones abiertas

Fuerzas ssmicas: Normas relevantes:

o Diseo Ssmico de Edificios NCh 433 Of. 1996o Diseo Ssmico de Estructuras e Instalaciones Industriales NCh 2369 Of.

1997

3.3 Documentos bsicos de proyecto Documentos de diseo o proyecto

o Memoria de Clculoo Planos Estructurales y de proveedores de equiposo Especificaciones tcnicas de construccin y de proveedoreso Normas, cdigos, manuales

o Cuantificacin: Lista de materiales, equipos

Documentos de Construccin

o Programa de construccino Presupuesto de la obra

o Procedimientos del propietario

MEMORIA DE CLCULO

Definicin: Conjunto ordenado, completo, comprensible y convincente del diseo de una unidad

Objetivo: Resumir los criterios de diseo utilizados, presentar el anlisis estructural y justificar el dimensionamiento de una estructura para permitir su aprobacin

Esquema general de una memoria de clculo:

1. Bases de clculo: Resume los antecedentes y criterios de diseo adecuados

2. Seleccin de la estructura: Se entregan las dimensiones generales y estructuracin

3. Determinacin de las cargas de servicio

4. Anlisis Estructural

5. Dimensionamiento de elementos y conexiones

6. Revisin final

7. Resumen grfico

8. Cubicacin

PLANOS ESTRUCTURALES Y DE PROVEEDORES DE EQUIPOS

Planos Generales (Layout): Representan el conjunto de las estructuras que intervienen en un proyecto

Plano Preliminar o de Clculo: Se forma cuando se rene en forma ordenada un conjunto de croquis

Planos de Diseo: Grafican una memoria de clculo

Planos de Fabricacin o Taller: Representan cada elemento estructural y cada una de las piezas que lo componen para que pueda ser fabricado en el taller

Planos de Montaje: Suministra toda la informacin necesaria para el montaje de una estructura

Planos de Equipos, Instalaciones, Instrumentacin, Piping, etc.

LISTADO DE MATERIALES, EQUIPOS Y MOTORES

Mtodos de cubicacin

Estimacin: A partir de datos histricos

Cubicacin: A partir de planos (lista de materiales)

Clculo: Utilizando relaciones paramtricas entre elementos

Cubicacin de electrodos

o P = Peso del electrodo requeridoo L = Prdidas totales del eletrodoo S = Peso de acero depositado

Cubicacin de pinturas

Mtodo del peso equivalente

1. Obtener el peso total de la estructura

2. Obtener el espesor medio en mm

3. Obtener el peso equivalente de la tabla

4. La superficie a pintar ser : Peso / Peso equivalente

Caractersticas de un recubrimiento

o Contenido slido volumtrico 100_

___=

totalLitrosvolatilnofraccinLitros

CSV

o Rendimiento terico pintura = LtmCSV /40 2

LS

P

=

1

o Rendimiento prctico: 1 Mils (25 micrones) 50% Rendimiento terico

2 Mils (50 micrones) 25% Rendimiento terico

3 Mils (75 micrones) 16,6% Rendimiento terico

4 Mils (100 micrones) 12,5% Rendimiento terico

5 Mils (125 micrones) 10% Rendimiento terico

ESPECIFICACIONES TECNICAS DE CONSTRUCCION Y PROVEEDORES

Definicin: Instrucciones escritas destinadas a asegurar la calidad del proyecto y que forman parte del contrato legal entre el propietario y el contratista

Objetivo: Describir el proyecto en detalle y definir requisitos y normas de calidad aceptables para lograr una obra satisfactoria

Partes componentes de una Especificacin Tcnica:

1. Estipulaciones generales: Requerimientos aplicables a la totalidad del proyecto

2. Estipulaciones tcnicas: Prescriben detalles t

3. Bases de cubicacin y pago: Mtodos que se emplearn para evaluar el avance de cada parte de obra

LEGISLACION, MANUALES, NORMAS Y ESTANDARES

Leyes

Ordenanzas: Cuerpos legales de carcter general originadas en disposiciones oficiales o municipales

Normas: Disposiciones especficas emitidas por entidades privadas y de aplicacin voluntaria

Cdigos y Manuales: ACI, AISC, ICHA, ICH, etc

3.4 Simbologa de conexiones

SIMBOLOGA DE PERNOS Y REMACHES

L - @

SIMBOLOGA A.W.S DE SOLDADURA

Tipos de juntas o unin

Tipos de soldaduras

Definiciones:o Ranura: Uniones de un extremo de plancha o perfil con el extremo o cara de

una plancha o perfilo Filete: Uniones de forma triangular realizadas en los bordes exteriores de

una planchao Tapn o canal: se obtienen superponiendo filetes en agujeros o canales

Formas de ranuras:

L - @

Simbologa de soldadura:

Ejemplos

Los elementos en esta rea no cambian cuando la cola y flecha se encuentran en forma inversa

FA

R

S Otro lado L - @

Lado de la flecha

Smbolo de terminacin (esmerilado,

Smbolo de

Abertura de la raz. Profundidad de llenado para soldaduras de canal o tapn

Longitud de soldadura, en mm.

Distancia centro a centro de soldaduras, en mm.

Smbolos alternativos soldadura en

Smbolo soldadura en todo su

Flecha que une la lnea de referencia con el borde de la unin. Usar el quiebre para denotar el borde del

Dimensin en milmetros.Para dimensiones desiguales, anotar (A

Especificacin, proceso o

Cola. Puede omitirse cuando no se usa

Smbolo bsico de soldadura o referencia de detalle

SMBOLOS DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

Ubicacin de smbolos:

Lado de la flecha Ambos lados

Lado opuesto Sin significacin de

lado

Direccin de radiacin

Smbolos combinados Longitud de seccin a ensayar Ensayos parciales

CAP 4: FABRICACION DE ESTRUCTURAS

4.1 Talleres o maestranza

Secciones de una planta de fabricacin:

o Preparacin: Prefabricacin de piezas que compondrn los elementos. Diagrama de flujo:

o Armado: Armado de elementos en que se subdivide la estructura. Diagrama de flujo:

o Terminacin: Inspeccin, relevado de tensiones, proteccin y despacho. Diagrama de flujo:

4.2 Normas sobre fabricacin y montaje de estructuras

NCh 428 Of 57 Ejecucin de construcciones de acero. Estructura de la norma:o Introduccino Materialeso Elaboracino Inspeccino Montaje

ICHA: Prescripciones tcnicas generales para la construccin de estructuras de acero

AISC: Code of Practice for Steel Buildings and Bridges. Steel Construction Manual.o Incorpora Tolerancias de fabricacin.

4.3 Control de calidad en la fabricacin de estructuras

Algunas actividades involucradas en el proceso de inspeccin

o Calidad de materialeso Control dimensional de espesoreso Control de procesos de corte, doblado y perforado de planchas y perfileso Control de gramiles, centro y dimetro de perforacioneso Control de armado de vigas, columnas y cerchaso Control de soldadura y dimensioneso Grado de limpieza superficialo Control de espesor y adherencia de pinturas

Defectos tpicos en soldadura

Equipamiento bsico de inspeccin

o Pie de metro, tornillo micromtrico y reglas graduadaso Precisin: a) 1 mm para longitudes

b) 0,1 mm para espesoreso Medidor de temperatura y humedad relativao Equipos para soldaduraso Calibradores de torque para pernoso Instrumentos para pinturas

Defectos de fabricacin

o Alabeo de alas o almao Flechas de vigas

o Uniones descuadradaso Desviacin de pernos y perforacioneso Pintura soplada

Es conveniente utilizar una lista de chequeo de inspeccin del proceso de fabricacin de estructuras metlicas

CAP 5: CORTE Y SOLDADURA DE METALES

5.1 Generalidades

Requerimientos del desarrollo:o Conciencia medioambiental o Nueva legislacin Ambiente de trabajo

seguro o Aumento de exigencias de productividad y competitividad y

saludable

reas de desarrollo en soldadura:o Metalurgiao Ingeniera elctrica y electrnicao Resistencia de materialeso Transferencia de calor, fractomecnica, etc.

5.2 Corte de metales

Procesos de corte de metales:

OXICORTE O CORTE OXIACETILENICO

Proceso

El acero se lleva a temperatura de ignicin (870 C) y luego se oxida mediante chorros de oxgeno puro

En el proceso, el hierro del acero es oxidado formando xidos de hierro

Los xidos de hierro forman una escoria lquida la que es fcilmente transportada fuera de la ranura de corte

Las cantidades de calor suministradas por la llama de calentamiento dependen del espesor de la plancha y velocidad de corte

Ec qumica: Fe + O2 FeO + 64 kcal/mol (calor)

Condiciones que debe cumplir el material para ser oxicortado:

o Formar una escoria fluidao xidos que se formen deben tener un punto de fusin inferior al del metalo Temperatura de ignicin inferior a su punto de fusino Calor de combustin del metal debe ser el mximo posible y su

conductividad trmica la menor posible

Carbono equivalente

Boquilla de corte y llama de calentamiento

El acetileno y el oxgeno se combustionan en la boquilla produciendo una llama a 3000 C, estas son las llamas de precalentamiento

El orificio central en la boquilla corresponde al oxgeno puro

Funcin de la llama:

o Calentar la superficie de la plancha a temperatura de ignicino Limpiar impurezas y pintura de la superficieo Apoyar el chorro de oxgeno de corte

Equipo de oxicorte

El gas combustible decide el diseo de la boquilla

Hay 2 tipos de soplete:

o Soplete de soldadura y corte combinado

o Soplete de corte Las mangueras del soplete para

transportar los gases deben cumplir con las normas de seguridad

El regulador de presin reduce la presin y proporciona una cantidad de gas constante

Las vlvulas de seguridad actan como proteccin contra el retroceso de llama

Equipos de corte:

o Rana de corte: Se monta sobre un riel.o Pantgrafos: Cortan figuras con la ayuda de un molde

o Mesas automticas de corte oxiacetilnico: Sistemas computarizados CAD - CAM

Gases para corte de metales

Oxidantes:

o Oxgeno - Debe tener una pureza mnima de 99,5%. Al 88% el acero no se puede cortar

- Una disminucin del 1% en la pureza del oxgeno se traduce en una baja del 25% de la velocidad de corte. El corte queda irregular y tenacidad en la escoria

o Aire

Combustibles

o Acetileno: -Se forma a partir del carburo de calcio + agua.-Gas incoloro, olor muy picante y altamente inflamable. Acta como anestsico

-Se almacena en cilindros con acetona y debe protegerse de altas temperaturas

o Propano, Butano: Provienen de la refinera del petrleoo Hidrgeno

Inertes

o Nitrgeno o Argn: Genera una atmsfera protectora en soldaduras semiautomticas

Por norma, los gases se identifican en sus cilindros por su nombre, frmula qumica y color de identificacin.

CORTE Y RANURADO ARCO AIRE O TORCHADO

Proceso

Proceso por arco elctrico. El corte de los metales se realiza por fusin y expulsin

La fusin se logra por el calor producido por un arco elctrico entre un electrodo de carbono y el metal a cortar

El metal fundido es expulsado de la zona de corte por un chorro de aire comprimido

Proceso altamente contaminador, tanto acstico como por los gases que se generan

Es aplicable a todo tipo de metales

Este proceso se utiliza para remover defectos de soldadura y para cortar metales que no se pueden cortar con oxgeno.

Equipo y empleo

Se usa un porta electrodos que se conecta al polo + de una fuente de corriente continua y a un conducto de aire comprimido o nitrgeno.

El soplete contiene una cabeza rotatoria con orificios para el paso de aire o nitrgeno.

Los orificios deben encontrarse sobre el electrodo de manera de enviar el flujo gaseoso por detrs del punto de contacto con la pieza

CORTE CON PLASMA

Definicin

El plasma es un gas que est ionizado y por ello es elctricamente conductivo

Se puede ionizar con calor, radiacin o bombardeo de electrones

Es el cuarto estado de la materia y se compone de molculas, tomos, iones y electrones.

Para que un plasma se mantenga estable, hay que suministrarle energa en forma continua

Proceso

Es un proceso de fusin, a diferencia del oxicorte que es un proceso de combustin.

En el proceso, se quema un arco elctrico entre un electrodo y una pieza de trabajo

1. Para ionizar el gas, se utiliza un arco piloto entre el electrodo y la boquilla de gas

2. La punta del electrodo va metida en una boquilla refrigerada, y el gas plasmageno pasa por la boquilla

3. Tanto el arco como el gas de plasma son forzados por una constriccin en la punta de la boquilla

4. El gas se calienta e ioniza. El chorro de plasma tiene una temperatura de hasta 30.000C y muy alta velocidad.

5. Cuando el plasma da en la pieza de trabajo, el gas vuelve a su estado normal, el material se funde y es expulsado del corte por el flujo de gas

Corte con Plasma bajo agua

La ventaja es que se disminuye la radiacin y la contaminacin acstica y gases

La desventaja, es que es difcil posicionar la lmina y observar el proceso

Aplicaciones

El corte con plasma puede ser aplicado en cualquier tipo de metal y aleaciones.

Se puede cortar en toda posicin y existen variantes manuales adems de automticas

Se pueden cortar espesores gruesos (hasta 25,4 mm) dependiendo del amperaje usado

Se pueden realizar ranurados, pero no estn muy difundidos actualmente.

Ventajas del corte con Plasma

Cortes de alta calidad y menor costo que el oxiacetilnico

Grandes velocidades de corte

Cortes limpios (libres de escoria), precisos, poca prdida de material y mnima zona afectada por calor

Requiere slo de 2 gases de bajo costo, Nitrgeno (plasmtico) y Dixido de Carbono (proteccin)

CORTE CON LASER2

Aplicaciones

Puede ser aplicado a casi cualquier tipo de metal

Puede cortar en variadas formas incluyendo cilindros

Proceso

Cuando un electrn gana energa, existe un tiempo aleatorio antes de que ste libere esta energa como luz

Si durante este perodo el electrn es golpeado por un fotn, el electrn emitir instantneamente esta luz

Ventajas y desventajas

Se obtienen cortes de alta calidad y precisin

Es un proceso muy veloz en el cual se reduce la zona afectada trmicamente

No hay gasto de partes de la mquina y no se produce distorsin en las piezas

2 Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation

Se pueden cortar espesores pequeos (hasta 6mm)

CORTE CON HERRAMIENTAS MECANICAS

Aplicaciones

Son utilizados en terreno para cortar piezas de espesores no muy grandes

Estos procesos se utilizan menos dado su menor precisin y velocidad que los procesos trmicos

Tipos de Cortes mecnicos

Aserrado

Cizallado: Consiste en producir una falla plstica del material con una guillotina. Se puede cortar de 1 a 25mm

Punzonado: Se trabaja con espesores de 0,1 a 6mm

Recortado: Si se hace manualmente, las precisiones no son muy buenas. Se puede cortar de 0,4 a 10mm

5.3 Soldadura de metales

La soldadura es la unin intima entre 2 materiales, lo cual se logra colocando estos materiales a distancias interatmicas

Para producir una unin intima, es necesario:

o Producir una aproximacin entre los materialeso Eliminar la capa de xido

Mtodos de Soldadura

La unin se puede lograr mediante 2 formas:

1. Presin + Temperatura

2. Fusin y Solidificacin

1. SOLDADURA POR GAS (OXIACETILENICA)

Proceso

La unin se debe al calor generado por una llama obtenida de la combustin de oxgeno y acetileno

Se calientan las superficies que se desean unir hasta su punto de fusin con o sin material de aporte

El sistema puede generar llamas de hasta 3480C logrando una unin rpida y uniforme

La boquilla se debe seleccionar de acuerdo al tipo de material, espesor, tipo de unin, posicin y habilidad

Ajuste de la Llama

Cada gas se suministra independientemente, lo que permite variar las proporciones de la mezcla y la llama

Adems, pueden regularse los flujos de salida de la mezcla por medio del uso de boquillas intercambiables

Existen 3 tipos bsicos de llamas

o Neutra: Es la ms usada al soldar. Es una llama blanca y definida. Perfecta combinacin de gases

o Carbonizante: Contiene exceso de acetileno. La llama es irregular y agrega carbn a la soldadura

o Oxigenante: Tiene un exceso de oxgeno. Tiene poco poder calrico y oxigena la soldadura

2. SOLDADURA ELCTRICA (AL ARCO)

Proceso

El calor es generado por un arco elctrico entre el metal base y un electrodo

Para formar un arco elctrico, se necesita una fuente de poder que suministre alta corriente

Existen 8 procesos principales de soldadura al arco:

1. Con electrodo revestido (SMAW)

2. Con electrodo de carbn (CAW)

3. Con electrodo de Tungsteno (GTAW o TIG)

4. Con proteccin gaseosa (GMAW o MIG)

5. Con electrodo con fundente en el ncleo (FCAW o TUBULAR)

6. Arco Sumergido (SAW)

7. Arco con plasma (PAW)

8. De esprragos (SW)

Equipo

2.1 SOLDADURA MANUAL CON ELECTRODO REVESTIDO (SMAW)

Proceso

El calor es generado por un arco elctrico entre el metal base y el electrodo

El electrodo cumple 3 funciones:

o Contener el fundente necesario para eliminar las impurezaso Crear un gas protector donde se produce el arcoo Traspasar material, aportado por el ncleo

Fuentes de poder para soldadoras

Factores a considerar en la seleccin de corriente para soldar:

o Cada de voltaje: Es menor con C.A. Esto la hace mas apropiada para soldar a grandes distancias desde la fuente de poder

o Corrientes bajas: La C.C es mejor para soldar dimetros pequeos de electrodos (bajos amperajes)

o Inicio del arco: El cebado del arco es ms fcil con C.C.o Longitud del arco: La C.C. es mejor para soldar con pequeas longitudes

de arco (bajos voltajes)

o Soplo magntico: En C.A. no se produce el problemao Espesor del material: La C.C es mejor para soldar todo tipo de espesor.

La C.A. presenta dificultades con espesores pequeos

Polaridad

Directa

o Electrodo conectado al polo negativo de la mquina

o Calor concentrado en el electrodo

o Penetracin baja, alta velocidad

Invertida

o Electrodo conectado al polo positivo de la mquina

o Calor concentrado en la plancha

o Penetracin alta, baja velocidad

Ciclo de trabajo de una soldadora

Se define como El porcentaje de trabajo efectivo por cada 10 minutos de trabajo a su amperaje nominal

El amperaje nominal es el mximo amperaje al que se obtiene el ptimo ciclo de trabajo

Ej: 300 amp nominales al 60% ciclo de trabajo, quiere decir que trabajar a 300 amp en 6 de cada 10 min, y los 4 restantes debe descansar

Frmula de ciclo de trabajo en funcin de las intensidades de corriente: 2

222

11 ICIC =

o 1C = Ciclo de trabajo nominalo 1I = Intensidad nominalo 2I = Intensidad requerida

o 2C = Ciclo de trabajo calculado para 2I

Electrodos para soldar al arco manual

Hay 2 componentes en los electrodos:

o Ncleo: Conduce la corriente y aporta el depsitoo Revestimiento: Forma gases protectores e ionizantes. Dirige el arco

elctrico y produce una escoria protectora. Aporta elementos de aleacin

Clasificacin AWS para electrodos de aceros al carbono

Segn su revestimiento, se pueden clasificar en:

o Celulsicos:- Alto contenido de celulosa - Mxima penetracin y solidificacin rpida

- Buena resistencia, elasticidad y ductilidad pero presentacin regular

o Rutlicos: - Alto contenido de rutilo (xido de titanio)

- Penetracin mediana a baja, arco suave

- Buena resistencia y buena presentacin

o Bsicos: - Son llamados tambin de bajo hidrgeno - Ausencia absoluta de humedad (hidrgeno) en su revestimiento

- Mxima resistencia en los depsitos y alta ductilidad

- Resistencia a los impactos y baja temperatura

- Depsito de calidad radiogrfica

- Son usados en estructuras importantes

o Mineraleso Hierro en polvo

Los electrodos revestidos se clasifican por un cdigo de colores en forma de puntos o manchas

Clasificacin AWS de electrodos de acero inoxidable:

Factores a considerar en la seleccin del electrodo:

o Naturaleza del metal baseo Dimensiones de la seccin a soldar y posicin de la soldadurao Tipo de corriente que entrega la soldadorao Diseo y preparacin de la unino Condiciones de servicio y normas especiales que debe cumplir la soldadura

2.2 SOLDADURA MIG / MAG

Caractersticas

La unin se produce por la fusin de los metales base y del alambre electrodo por el establecimiento del arco entre ellos

La proteccin de las zonas fundidas se mantiene con un gas inerte (MIG) o activo (MAG) aportado en torno al electrodo a travs de una tobera

El proceso se lleva a cabo de manera automtica, semi automtica o mecanizada.

Suelda acero al carbono, acero inoxidable, aluminio, etc.

Tipos de electrodos continuos para soldadura semi automtica MIG

Alambre slido

o Es el ms utilizado para soldar aceros dulces y de baja aleacin, aceros inoxidables y aluminio

Alambres tubulares

o Alta produccin, para aplicaciones de gran envergadurao Diseado especialmente para soldar metales ferrososo En el ncleo del electrodo hay un material que suministra atmsfera y

escoria protectora, desoxida el material y aporta elementos de aleacin2.3 SOLDADURA TIG

Caractersticas

El calor de fusin se genera por un arco entre un electrodo no consumible de tungsteno y la pieza a soldar

En el proceso, se utiliza un gas inerte (argn o helio) como atmsfera protectora

Es muy bueno para soldar materiales de pequeo espesor dado el control de la entrada de energa

Puede usarse en casi todos los metales pero no se usa en metales con bajo punto de fusin

El proceso es de alta calidad de soldadura, pero las piezas deben ser limpiadas cuidadosamente

Limitaciones del proceso

El proceso es ms lento que otros con electrodo consumible, y causa contaminacin

El equipamiento es de mayor costo y el gas inerte de proteccin con el electrodo son costos agregados

El proceso TIG usa corriente continua o alterna segn sea el material a soldar

reas de aplicacin

Materiales difciles de soldar

Soldadura de materiales con grandes requerimientos de calidad

Soldadura de reparacin y tuberas

2.4 SOLDADURA AUTOMTICA POR ARCO SUMERGIDO

Proceso

Un arco entre un alambre y la pieza a soldar es protegido por una capa de fundente, formando una escoria protectora

Aplicaciones

El sistema automtico por arco sumergido permite la mxima velocidad de deposicin de metal entre los sistemas utilizado en la industria para produccin de piezas de mediano y alto espesor

Puede ser aplicado en vigas y perfiles, estanques, mquinas, ejes, ruedas de FFCC y polines

Ventajas

No existen prdidas por radiacin

Proceso altamente continuo, se logran altsimos rendimientos

Penetracin sumamente profunda y de buena calidad

Aplicable en materiales gruesos

Excelente proteccin del bao fundido

Desventajas

No es aplicable en lminas de espesores delgados

Slo es posible en posicin horizontal y plana

No es posible observar el bao fundido para realizar correcciones

Alambres Electrodos utilizados en Arco Sumergido

Clasificacin: EY XX

o La letra E indica electrodo para soldadura al arcoo La letra Y indica el contenido mximo de manganeso : L (Low), M (Medium)

o H (High)

o XX Indica el porcentaje nominal o medio de carbono

5.4 Uniones Soldadas

METALURGIA DE LA UNION SOLDADA

Para entender la metalurgia de la unin soldada es necesario:

o Definir las zonas de la unin soldadao Dar generalidades del flujo trmico que se produce al soldar

Zonas de la unin soldada

Zona Fundida no mezclada:

o Corresponde al metal base fundido de la capa laminar que no lleg a mezclarse con el bao metlico del metal base y el de aporte

o En esta zona, en aceros templados y de alta resistencia, se pueden originar micro fisuras como resultado de la solidificacin.

o En aceros inoxidables, esta zona puede ser susceptible a corrosin por la alteracin de la estructura molecular original

Zona Parcialmente Fundida:

o Queda entre la lnea de fusin y la zona afectada trmicamente (Z.A.T)o En esta zona, se pueden formar micro fisuras que pueden originar defectos

serios

Zona Afectada Trmicamente (Z.A.T.):

o Toda la zona que sufre un cambio estructuralFlujo Trmico De La Unin Soldada

Solidificacin:

o Entrada de calor: V

IEH

=

o Con E = Voltaje,

I = Amperaje,

V = Velocidad de soldadura

o Velocidad de enfriamiento: ( )NETO

C

HTTK

R2

02 =

pi

o Con:

Csegmm

JK

=

CT = Temperatura de fusin del metal base

0T = Temperatura de precalentamiento

Soldabilidad:

o Depende del Carbono equivalente

o ...10

%6

%% +++=CrMn

CCeq

Reacciones gas metal

o Influyen las reacciones de poros y las reacciones de desoxidacin

DEFECTOS EN UNIONES SOLDADAS

Los defectos, se pueden deber a:

o Falta de capacitacin de soldadores: Se deben al mal manejo y cuidado en el proceso

Inclusiones gaseosas y escoria

Falta de penetracin o falta de fusin

Socavaduras, fisuras

o Mala supervisin: Se deben a la mala seleccin de metales y procedimientos

Fisuras en fro

Fisuras en caliente

Desprendimiento laminar

Esfuerzos residuales, deformaciones

Fisuracin en fro

Se puede presentar por:

o Se tienen estructuras martensticas en la Z.A.To Cuando el proceso de soldadura implica una gran cantidad de hidrgeno en

la unin

Principales factores involucrados en la fisuracin en fro:

o Carbono equivalente: Est relacionado con la composicin qumica del material

o Velocidad de enfriamiento: Se controla para prevenir la formacin de estructuras martensticas

o Dureza en la Z.A.T: Una dureza mxima en la Z.A.T. se usa para prevenir la fisuracin en fro

o Contenido de Hidrgeno: En presencia de hidrgeno, la martensita presenta fragilizacin en la Z.A.T

o Estado de esfuerzos: Los esfuerzos ayudan a la propagacin de las micro grietas

Precauciones para evitar fisuraciones:

o En la preparacin de los chaflanes: Quitar la cascarilla, restos de pintura o aceite, quitar humedad, etc.

o Acondicionar los electrodos o el fundente de acuerdo a las indicaciones del fabricante y evitar que retomen humedad

DEFORMACIONES EN LAS UNIONES SOLDADAS

Las razones de los cambios dimensionales que ocurren durante la soldadura se deben a:

o El material es deformable trmicamente (=)o Se tiene un ciclo trmico no homogneo o si se llega a un estado de

plastificacin

Existen variadas formas de controlar las deformaciones

5.5 Control de Calidad en la Soldadura

ASEGURAMIENTO DE CALIDAD EN SOLDADURA

Los parmetros que pueden caracterizar una unin soldada son:

o Resistencia a la traccino Tenacidad a la fracturao Durezao Dimensiones del cordno Nivel de defectos

Las caractersticas especificadas de la unin se persiguen a travs de la determinacin y pruebas de un procedimiento de soldadura

CONTROL DE CALIDAD DE LA SOLDADURA

Hay 4 pasos vitales en la cadena de produccin de estructuras soldadas:

1. Calificacin de los procedimientos: Verificar que el procedimiento permita realizar soldaduras satisfactorias

2. Calificacin de los soldadores: Verificar la habilidad del soldador para realizar soldadura sin defectos

3. Supervisin adecuada

4. Inspeccin adecuada, durante la soldadura y al trmino de sta: Establecer mtodos de inspeccin

5.6 Normas de Seguridad en corte y soldadura de metales

REGLAS PARA EVITAR ACCIDENTES

Proteccin personal:

Utilizar todo el equipo de proteccin: mscara, guantes, delantal de cuero, polainas, casaca y zapatos de seguridad

Proteger la vista con lentes de la densidad suficiente de acuerdo al amperaje utilizado

Fuentes de poder

Antes de hacer cualquier inspeccin debe comprobarse que la fuente de poder ha sido desconectada

Todo circuito debe tener una lnea a tierra para evitar la formacin de corrientes errticas

La palanca para cambiar rangos de corrientes slo puede ser accionada cuando no se est soldando

Nunca deje el portaelectrodos en contacto con cualquier objeto metlico

Equipo de soldar

Cables: Deben tener una seccin adecuada al amperaje. Alargar los cables, significa prdida de corriente

Portaelectrodos: La grampa del portalelectrodos debe mantenerse ajustada para que el contacto sea completo

Condiciones ambientales

Ventilacin: La soldadura genera calor y gases txicos, por lo que deben realizarse en lugares ventilados

Suelo hmedo: Hay que conservar manos, vestimenta y lugar de trabajo continuamente secos

Estanques: Es muy peligroso soldar estanques que hayan contenido materiales combustibles

CAP 6: CABLES Y ACCESORIOS DE MANIOBRAS

6.1 Cables de Acero

ELEMENTOS DE UN CABLE

Alambre: Componente bsico del cable de acero, fabricado en diversas calidades y espesores

Torn: Conjunto de alambres enrollados helicoidalmente en torno a un centro

Alma: Eje central del cable donde se enrollan los torones. Puede ser de acero, fibras naturales o sintticas o polipropileno

Cable: Es el producto final que est formado por varios torones enrollados alrededor de un alma

NOMENCLATURA DE UN CABLE

Cable: N de torones x N de alambres por torn Ejemplo:

Torn: (N Alambres ext / N alambres int / N de almas)

REQUERIMIENTOS DE SERVICIO vs CARACTERSTICAS DE DISEO

Resistencia: Debe ser capaz de resistir la carga de diseo por un factor de seguridad

Flexibilidad: Debe ser capaz de doblarse en poleas y tambores

Abrasin: El cable se desgasta al pasar por poleas bajo altas presiones

Aplastamiento: Algunos cables sufren distorsin cuando son sometidos a presiones muy elevadas en poleas o tambores

Corrosin: Cables en contacto con elementos corrosivos o expuestos a condiciones atmosfricas por un largo perodo

Rotacin: El cable comienza a rotar al aplicar carga axial, provocando un descontrol en la carga

Depende de:a) Dimetro del cableb) Grado o calidad de los

alambresc) Tipo de alma

Se logra con torones con alambres delgados, lo que se traduce en una mejor resistencia a la fatiga por doblado. Se mejora si el alambre es preformado.

Solucin: Alambres exteriores ms gruesos

Uso de cable con alma de acero independiente

Uso de cable galvanizadoUso de cable InoxidableLubricar los cables (grasa asfltica)

Usar cable antirrotatorioUso de cable de torcido regularUso de alma independiente antes que de fibra

ALAMBRES

Son fabricados con acero de alto carbono

La resistencia no es constante en un determinado grado o calidad

TORONES

Segn su forma pueden clasificarse en: Redondos (usados en rigging), aplanados, cerrados o concntricos

Segn su construccin, dependiendo del nmero y disposicin de los alambres pueden ser:

o Comn: Todos los alambres tienen el mismo dimetroo Seale: Las 2 ltimas capas de alambres del torn tienen el mismo

nmero de alambres pero de distinto dimetro cada capa. Los alambres exteriores son gruesos y los interiores son finos

o Warrington: La capa exterior de cada torn tiene el doble nmero de alambres que la inmediata anterior, siendo los alambres de la capa exterior de 2 tamaos diferentes

o Filler (relleno): Cada torn est formado por alambres de distintos tamaos de manera de dejar el menor espacio posible entre alambres. Gran resistencia al aplastamiento

A mayor nmero de alambres, mayor es la resistencia a la fatiga.

A menor nmero de alambres, mayor es la resistencia a la abrasin

ALMAS

La funcin de alma es servir como base del cable, conservando su redondez, soportar la presin de los torones y mantener los espacios entre ellos.

Almas de fibra

1. Naturales, Sisal o Manila

Son fibras largas y duras. Se usan en cables de ingeniera porque amortiguan las cargas por aceleraciones bruscas. No se recomiendan para ambientes hmedos.

2. Sintticas, Polipropileno o Nylon

Tienen gran resistencia a la descomposicin por salinidad, pero no es recomendable para ascensores o piques de minas porque pierden resistencia por ciclos de carga. Se usan en cables galvanizados para pesca y faenas martimas

o Ventajas de almas de fibra:Flexibilidad, Elasticidad y menor peso

o Desventajas de las almas de fibra:Poca resistencia a altas temperaturas, mala resistencia al aplastamiento y no resiste ambientes hmedos.

Almas de acero:

1. De torn (WSC): El alma est formada por un solo torn

2. De alma de acero independiente (IWRC): El alma es otro cable con 7 torones de 7 alambres cada uno. Tiene mayor resistencia a la traccin y al aplastamiento. Resiste altas temperaturas. Son menos flexibles, ms pesadas y menos elsticas.

Almas de acero plastificada

o Elimina el roce entre los alambreso Flexibles, uso en cables compactados (pocos espacios)

RESISTENCIA DE CABLES DE ACERO

Resistencia calculada: Suma de la resistencia individual de cada uno de los alambres que componen el cable

Resistencia Real: Ensayo a la rotura de un trozo de cable de un rollo

Resistencia efectiva: Anlisis estadstico de las resistencias reales (80% de la calculada, aprox.)

Resistencia de trabajo (Safe Working Load, SWL): Resistencia efectiva/F.S.

El factor de seguridad se usa debido a:

1. Reduccin de la resistencia por: Uso excesivo, fatiga de los alambres, corrosin, etc.

2. Cargas adicionales impuestas por aceleracin e inercia y condiciones ambientales (nieve, viento)

3. Inexactitud en la determinacin de la carga

4. Reduccin de capacidad y resistencia al doblarse por poleas, grilletes, etc., debido al efecto de flexin

A menor relacin Dimetro polea/Dimetro Cable, mayor es la prdida de resistencia

Regla prctica para estimar SWL en toneladas: SWL(tons)=8x(Dimetro cable (pulgadas))

El Factor de seguridad no es una reserva de resistencia

DEFECTOS EN LOS CABLES

Cocas : Deformacin por mala manipulacin o enrollado incorrecto

Exposicin del alma : Es producida por una sobrecarga generalmente por impacto

Nidos

Desgaste excesivo : La prdida metlica de por lo menos 1/3 del dimetro de los alambres obliga al retiro del cable

Reduccin del dimetro del cable

Alambres cortados : Se debe retirar el cable si existen 6 o ms alambres cortados en distintos torones, 3 o ms en un mismo torn o si se detecta el corte de un alambre interno del cable (en el alma)

TERMINALES Y CONEXIONES PARA CABLES

Casquillo de Zinc

o Se obtiene un 100% en la resistencia mediante el uso de estos casquillos

o Una vez situado el cable en el casquillo, se calienta ste y se vierte Zinc, de manera que fluya fcilmente.

Casquillo de cua

o Se obtiene un 80% de resistencia mediante el uso de estos casquillos

o No se debe amarrar el extremo a la lnea dinmica, para no transferirle cargas. Aplicar una primera carga para asentar la cua.

Casquillo de compresin

o Se obtiene un 100% de resistencia mediante el uso de estos casquillos

o Se debe usar el tipo y tamao adecuado para el cable

o Se inserta el cable y se comprime gradualmente

Ojo Flamenco

o Se obtiene un 100% de resistencia. Muy seguroo Se destrenza el cable, se forma un ojo trenzando el

extremo nuevamente en el cable y se comprime con un casquillo adecuado.

Ojo de Retroceso

o No se recomienda. Econmico.o Se retrocede la cantidad adecuada del cable ms all

del manguito y se comprime gradualmente

Ojo de abrazadera

o Se consigue un 80% de resistenciao Consiste en general un terminal con el

uso de grapas

o En ojales N de abrazaderas necesarias:

N=3d + 1

Separacin entre abrazaderas:L=6d

d= Dimetro del cable

o En empalmes N de abrazaderas: N=6d + 2

6.2 Cables de Fibra

Existen 2 tipos de fibras:

Naturales: Hilos Discontinuos. Fibras cortas y traslapadas

Sintticas: Hilos Continuos a todo el largo del cable

CABLES DE FIBRAS NATURALES

1. Sisal: Poca resistencia. No se recomienda para rigging

2. Manila: Se puede usar con precaucin. Se usa como cuerda de vida. Se clasifica en 3 grados

Precauciones en el uso de fibras naturales

o Calidad poco definidao Se deben proteger de la humedad y del sol. Se debe tener precaucin con su

secado, limpieza y almacenaje

CABLES DE FIBRAS SINTETICAS

1. Nylon Es el ms resistente de todos los cordeles de fibra sinttica (seco o mojado) Peso reducido por unidad de resistencia Elstico, absorbe cargas de impacto Resistente a la flexin, abrasin, pudricin, luz y humedad

2. Polister (Dracron, Terileno) Similar al nylon, pero de menor resistencia y menor elasticidad Resiste productos cidos, pero es atacado por los alcalinos

3. Polietileno Se reblandece con los aumentos de temperatura Resistencia al ataque qumico, excepto cido ntrico

4. Polipropileno Livianos (flota en el agua) y resbaladizo Menor resistencia que el nylon o polister No debe usarse con elementos calientes No pierde resistencia cuando se moja Resistente a cidos y alcalinos Resistente a la pudricin, pero la luz solar lo deteriora Excelente aislante elctrico

6.3 Cadenas

USO DE CADENAS

En construccin, si es posible utilizar cables, nunca use cadenas

Desventajas:

o No avisan su falla, al contrario de los cables, en el cual los alambres y torones fallan antes que se rompa

o Las cadenas no aceptan cargas de impacto Ruptura frgil

Ventajas:

o Aceptan manipulacin descuidada y durao Resistentes a la abrasin, corrosin y altas temperaturas

Inspeccin De Cadenas

Estiramiento de los eslabones: Si el largo de los eslabones supera el 3% de alargamiento, se debe retirar la cadena

Doblado de eslabones: Producido por flexin y torsin

Grietas: Si los eslabones presentan cualquier grita, la cadena debe ser retirada.

Deformacin en los puntos de contacto: Declaran sobrecarga en la cadena

6.4 Accesorios de maniobras

ESTROBOS

Definicin: Dispositivo de izaje que posee 2 terminales conectados por un cable de acero

Factor de seguridad: 5

Como solicitar un estrobo:

1. Tipo de terminales: Flamenco, cua, etc.

2. Dimetro del cable (en pulgadas)

3. Tipo de cable: Especificar calidad o grado y forma o construccin (ej: Warrington)

4. Longitud del estrobo (en metros)

5. Longitud del ojo (segn el paso). Longitud normal del ojo: 6 pasos. En Chile se fabrican estrobos con ojos de 5 a 8 pasos.

Recomendacin: Pedir estrobos en pares

Fabricacin de un estrobo:

o Se dividen en dos los torones y se realiza un ojo flamenco con la mitad que contiene el alma.

o Finalmente se pone en una prensa para cerrar el casquillo.

Angulo de estrobada:

o ngulos de estrobada cercanos a 30 deben evitarse por ser extremadamente peligrosos.

o Cuando el ngulo de estrobada es muy pequeo, cualquier error en la medicin del ngulo tiene efectos muy grandes en la carga.

Configuraciones tpicas y capacidad de carga de estrobadas

o Un punto: No usar en cargas

difciles de balancear o materiales sueltos.

Permite rotacin de carga

o Dos puntos Excelente estabilidad

cuando hay carga

distribuida igual entre piernas

o Tres puntos: Excelente estabilidad

para igual carga entre piernas

Es posible que slo 2 piernas tomen la carga

o Cuatro puntos

Los estrobos siempre presentan diferencias de largo

o Enrollada doble (con o sin gancho):

Los estrobos presionan la carga

Excelente manejo para materiales sueltos

o Enrollada Simple (con o sin gancho):

Poca estabilidad

No provee contacto en 360

Capacidad de carga de estrobadas

o Un PuntoSWL= P (Peso)

o Dos, Tres o Cuatro puntos:SWL= SWL vertical *H/L*2

P

Use la menor razon H/L si las piernas tienen distintas dimensiones

o Estrobada con gancho simple:Para ngulos 45 SWL= SWL vertical *3/4 P

Para ngulos < 45 SWL= SWL vertical *A/B P

o Estrobada con gancho doble:Para ngulos 45 SWL= SWL vertical *3/4 P

Para ngulos < 45 SWL= SWL vertical *A/B P

o Enrollada de canastoSimple: SWL= SWL vertical *H/L*2 P

Doble: SWL= SWL vertical *H/L*4 P

ESLINGAS DE FIBRA SINTTICA

Ventajas:

o Suavidad: permite manejar superficies pulidas sin producir marcas ni abolladuras

o Flexibilidad: se adaptan a la forma de la cargao Resistencia a la humedad, agentes qumicos y oxidacino Livianas y de fcil manejoo Elsticas, absorben cargas de impacto

Tipos de eslingas:

o Eslingas Sinfn o Grommet: Se puede ir trasladan el punto de toma y as obtener un desgaste ms parejo

o Eslingas con ojo estndar: El material se cose y cada ojo se ubica en el mismo plano de la eslinga

o Eslingas con ojos revirados: El ojo se encuentra revirado en 90.

Capacidad de eslingas: Dependen de los siguientes factores:

o Material de fabricacin: Mezclas de nylon y poliestero Espesor de las capas de cintao Nmero de capas con que se construye la eslingao Ancho de la eslinga

Especificacin de una eslinga: Se debe considerar:

o SWL y Factor de seguridad 5o Forma de la eslingao Largo y ancho (presiones de contacto bajas)

GRILLETES

Factor de seguridad: 6

Reduccin por ngulo de carga: para 0 100%, 45 70%, 90 50%

Tipos de grillete

Grillete cablero:

o Aumenta la vida til de los estrobos

o Resistencia se ve favorecida

Grillete tipo cadena

o Posee forma de eslabno 2 Tipos: pasador roscado y

con chaveta

Grillete tipo Lira o Tradicionales

o Usados preferentemente en rigging

o Con pasador roscado o chaveta

Grilletes para eslingas

o Elimina la concentracin de tensiones por congestin

o Poseen una superficie antideslizante

Inspeccin

Verifique peridicamente las dimensiones del grillete

Evite colocar el pasador en un punto de friccin (con movimiento)

No reemplace el pasador por otro elemento

Coloque golillas para centrar las lneas de carga

GANCHOS

Poseen un contrapeso y un terminal de cua

Las cargas excntricas hacen que disminuya considerablemente su resistencia

Se deben verificar peridicamente las deformaciones

BARRAS SEPARADORAS Y ECUALIZADORAS

Barras separadoras

o Eliminan la presin de los estrobos sobre la cargao Evitan que el estrobo deslice

Barras ecualizadoras

o Permiten realizar izajes con 2 gras, oo Igualar los esfuerzos sobre los elementos

TAMBORES DE ENROLLADO

Capacidad de un tambor (pies de cable, A B y C en inch)= (B+A)*A*C*F

F : Factor de capacidad del tambor, se obtiene de una tabla

Presin del cable sobre el tambor:

dDLP

=

2

P: Presin radial en psiL: Carga del cable en librasD: Dimetro de la garganta del tambor o polea (pulgadas)d: Dimetro del cable (pulgadas)

POLEAS

Mientras mayor es el dimetro de la polea, menor es la prdida de resistencia por doblado del cable

Sistemas de poleas y roldanas

o Roldana: polipasto simple donde el seno del

cable debe enhebrarse por el cabo

o Cuadernal: Polipsto mltiple que cuenta con 2 o ms roldanas

o Pasteca tipo candado: Polipasto simple donde el cable se coloca por el seno

Clculo de poleas:

( ) NrocecoefNLE .1+=

o E: Esfuerzo en la lnea principalo N: Nmero de lneas (cables) que levantan la

carga

o Coef.roce: Tomar 10% de roce en descansos planos, 5% en descansos de bronce o 3% en descansos con rodamientos.

o Notar que el factor (1+ coef roce) va multiplicado sucesivamente por el n de poleas por donde pasa, por eso se eleva a N.

TECLES

Tecle de cadenao Aplicaciones de tiro. Evite su uso en maniobras de levante. Rango 1,5 20

ton

Tecle de Cable (TIRFOR)o Aplicaciones de tiro y levante. Rango: 800 3000 kg.

OTROS ACCESORIOS DE MANIOBRAS

Guardacabos: Proteccin metlica del ojo o terminal de un estrobo

Tensores: Aplicaciones en estrobadas ajustables, tensado de cables (vientos de sujecin)

Ojos de izaje: Generalmente vienen con los equipos mecnicos (motores, bombas, etc)

Mordaza para planchas: Aplicacin en la fabricacin de estanques

Destorcedores

CAP 7: EQUIPOS Y MANIOBRAS DE MONTAJE (RIGGING)

7.1 Gras

Definicin: Equipo de levante mvil compuesto por tres secciones:o Chasis o Carrier (oruga o camin)o Superestructurao Pluma (telescpica o reticulada)

7.2 Tipos de Gras y sus componentes

Tipos de gras

GRA CAMION CON PLUMA RETICULADA

Pueden desplazarse de un lado a otro utilizando su camin

La pluma debe transportarse en camiones independientes

Es Estacionaria, requiere de los outriggers (estabilizadores) para comenzar el armado de la pluma

El desplazamiento con pluma reticulada es posible hasta un limitado largo de pluma

GRA SOBRE ORUGA CON PLUMA RETICULADA

Ventajas:

Puede caminar con carga, dependiendo de la condicin del suelo

La pluma es liviana, por lo que se logran importantes largos de pluma

Desventajas:

Requiere de transporte externo para la pluma

Necesita de un lugar para el armado de la pluma

Requiere de la asistencia de otra pluma para su armado

Orugas:

Las orugas pueden ser propulsadas mediante motores mecnicos o hidrulicos

Existen 2 formas tpicas de oruga: Plana (gras livianas) y Trepadora (gras pesadas)

o Oruga plana: Los polines de carga llegan hasta el eje de rueda de traccin

o Oruga trepadora: Pueden ser empleadas en terrenos con una inclinacin de hasta 10%. La superficie de apoyo se ve disminuida lo que influye negativamente sobre las tensiones del suelo

o Oruga On Blocking: Consiste en colocar planchas de acero bajo la oruga en la zona de la rueda para aumentar su superficie de contacto, para evitar el problema de la oruga trepadora, una vez que la gra se encuentra en su posicin de trabajo

Plumas Reticuladas: Ventajas:

o Peso Livianoo Posee un esquema modular de armado, lo cual provee variados largos y

configuraciones

o Reparacin modular Desventajas:

o Baja resistencia de cargas lateraleso Requiere de asistencia para el traslado y ensamblado

Tipos de plumas reticuladas:

Open Throat: - Permite que el gancho pueda internarse en el interior de la pluma

- Se minimiza el espacio en la punta logrando una mnima distancia entre la pluma y la carga

- Distribucin de cargas: Compresin en las cuerdas delanteras y Traccin en las traseras

Hammer Head: - Diseadas para gras de gran capacidad a radio corto- La estructura de la cabeza distribuye el esfuerzo de compresin en

las 4 cuerdas principales- Disminuye su capacidad a radios amplios por el peso de la cabeza- El objeto se ve alejado de la pluma, lo que provoca mayor

abultamiento en el extremo de la punta

GRUA CAMION CON PLUMA TELESCOPICA

Ventajas:

No requiere de asistencia externa en su desplazamiento

Buena relacin carga vs alcance vertical

No requiere de una superficie plana (se autonivela)

Uso en maniobras de hasta 150 ton

Desventajas:

Pluma telescpica muy pesada Baja capacidad a grandes radios

La flexin en la pluma provoca el efecto caa de pescar (se curva)

No apta para espacios reducidos

Extensiones para Pluma Telescpica

Algunos aditamentos que logran extender la longitud de la pluma principal son:

o Plumn reticuladoo Marco Ao Pao mecnico

Sistemas de extensin de plumas telescpicas

Full Power Booms: Todos los paos telescpicos de la pluma se extienden y retraen proporcionalmente al largo de la pluma

Pinned Booms: La ltima seccin se fija con un pasador. La variacin en el largo de la pluma se logra con los otros paos

GRUA SOBRE ORUGA CON PLUMA TELESCOPICA

Ventajas

Puede caminar con la carga

Puede operar en suelos no compactos (arcilla, arena, etc)

Uso en maniobras hasta 100 ton

Desventajas

Requiere transporte especial

Requiere de un suelo nivelado (no se autonivela)

GRUA TODO TERRENO CON PLUMA TELESCOPICA

Ventajas

Movilidad

Alcance vertical variable

Uso en maniobras de hasta 100 ton

Absorbe pendientes hasta un 10%

Desventajas

Baja capacidad a radios largos

Efecto caa de pescar en la pluma (flexin)

Sistema de propulsin centralizado

GRUA HEAVY LIFT: RINGER

Ventajas

Aumenta la palanca de la gra aprox. 5 veces ms que la condicin original

Se pueden lograr largos de pluma mayores

Distribucin uniforme de cargas en el suelo

Alcanza capacidades entre 200 y 1000 ton

Desventajas

Esttica, no puede caminar con la carga

Requiere de gran espacio para su armado y de una gra de 80 ton

Requiere una gran cantidad de camiones para su transporte.

GRUA DERRICK O SCOTCH

Se utiliza en la construccin de instalaciones pesadas, tales como centrales hidroelctricas y Plantas qumicas

CAMIONES PLUMA

Estas gras estn montadas en chasis de camiones comerciales reforzados para aceptar la gra

Hay 2 configuraciones bsicas: Camiones con Pluma telescpica o con pluma articulada

GRUAS INDUSTRIALES

Utilizadas para trabajar en industrias donde las superficies de trabajo son mucho mejores que en sitios de construccin

Sus caractersticas son bsicamente idnticas a las gras mviles telescpicas

o Pick and Carryo Carry Deck: Tienen centros de gravedad bajos para

operar en reas de trabajo angostas sin outriggers. Pueden ser de pluma fija o rotatoria

GRUAS ALZA HOMBRES

Hay de 2 tipos

o Man Lift: Gra con una pluma telescpica o articulada con un habitculo en su extremo para el trabajo en altura

o Scissor Lift: El levante de la plataforma es producido por un sistema de tijeras

7.3 Principios de Operacin

CENTRO DE GRAVEDAD

Una carga se iza en forma estable cuando:

o El C.G. de la carga est directamente bajo el gancho principal

o El C.G. est bajo el punto ms bajo de anclaje de los estrobos

Una carga es ms estable cuando el ngulo de estrobada es mucho mayor que el ngulo hacia el C.G.

El paso ms importante en cualquier operacin de rigging es obtener el peso de las cargas a partir de planos o catlogos.

Todo el equipo de rigging debe ser considerado como parte de la carga

Ubicacin del C. G. de una g ra

Depende del peso y ubicacin de los elementos ms pesados

Las gras usan el principio de la palanca para levantar cargas

Al rotar la cabina se producen cambios en la ubicacin del c. g. de la gra. Las configuraciones de equilibrio que se determinan son:

o Over the RearLa ubicacin del C. G. de la gra se ve favorecida porque se aleja del eje de pivote por el aporte del c. g. del camin

o Over the SideLa ubicacin del C. G. de la gra se ve afectada por la coincidencia entre el eje de rotacin y el eje del C. G. del camin, acercndolo hacia el eje de pivote

o Over the frontLa ubicacin del C.G. del camin se contrapone con el C.G. de la superestructura, por lo que el C. G. combinado de la gra est a una distancia an menor del eje de pivote

CAPACIDAD AL VOLCAMIENTO (TIPPING)

Una gra es estable cuando el momento resistente generado por su peso propio es mayor que el momento volcante generado por el peso a levantar

En las operaciones de montaje esta diferencia responde a un porcentaje que se denomina tipping.

100Re__(%) =

sistenteMomentoVolcanteMomentoTipping

Estabilidad

Una gra puede ser ms estable moviendo el eje de pivote lejos de su C. G. lo que permite levantar una mayor carga. Esto se puede lograr:

o Usando estabilizadores (outriggers)o Extendiendo las orugas (crawlers)

Factor de seguridad al volcamiento

Se consideran lmites porcentuales de la capacidad mxima de volcamiento o tipping, dependiendo de las especificaciones y normativas legales. Estos valores fluctan del 50% al 85%.

Factores que disminuyen la estabilidad

Elevar la pluma y detenerla sbitamente

Caminar sobre un plano inclinado con la pluma alta puede desplazar el C. G. de la gra

Soltar repentinamente una carga puede provocar un giro hacia atrs de la pluma o un cambio de pivote

La presin del viento genera un momento extra que podra tender a volcar la gra

CAPACIDAD ESTRUCTURAL

La capacidad estructural est dada por la resistencia de cada uno de los elementos y por la composicin de todos ellos

Se entiende por Dao Estructural la presencia de uno o ms componentes que tengan muestra de desgaste de cualquier tipo.

Factores de seguridad para cables en gras:

o Cables viajeros: Aquellos que se desplazan a travs de roldanas y tambores de huinches. FS = 3,5

o Cables estticos: Cables que fijan algn elemento en forma esttica. FS = 3

o Cables de izaje de carga: Cables que conectan el gancho con la carga. FS = 5

TIPOS DE FALLA EN UNA GRUA

La falla al levantar una carga se puede producir por falla estructural o falla al volcamiento

La falla estructural es una falla frgil, no presenta aviso. El desplome ocurre sin que la operacin pueda detenerse

La falla al volcamiento muestra fsicamente lo que est ocurriendo

Es indispensable seguir las instrucciones operativas del equipo que se est utilizando

7.4 Cuadrantes de Operacin

IMPORTANCIA DE LOS CUADRANTES

La palanca y la capacidad de una gra cambia durante la rotacin de la superestructura

La palanca y capacidad son tambin afectadas por la ubicacin del eje de pivote

Consecuentemente, la estabilidad de la gra puede cambiar durante la operacin

Para proveer estabilidad uniforme, la capacidad de la gra se ajusta por el fabricante segn el cuadrante de operacin Tablas de Carga

rea De Barrido

El rea de Barrido es el rea total que la pluma de la gra puede abarcar en su recorrido

El rea de Barrido se divide en reas llamadas Cuadrantes de Operacin

Divisin del rea de barrido en Cuadrantes

Debido a la rotacin de la cabina respecto del cuerpo de la gra, se generan 3 variaciones en el equilibrio de una gra, que son conocidas como:

o Over the Rearo Over the Sideo Over the Front

Cada fabricante ajusta las capacidades de la gra segn estos cuadrantes, cuya suma total entrega el rea de Barrido de la gra

Se dice que una gra est en un cuadrante de operacin cuando el gancho de la carga se ubica sobre esa porcin del rea de barrido.

GRUA SOBRE OUTRIGGER S

El motor de la gra constituye un factor que favorece la capacidad de la gra en posicin Over the Rear y la disminuye en posicin Over the Front en la Gra Todo Terreno

Grua Todo terreno Gra sobre camin Gra sobre camin con gata frontal

GRUAS SOBRE NEUMTICOS GRA SOBRE ORUGAS

7.5 Tablas de Carga Las tablas de carga de las gras mviles se pueden subdividir en 3 configuraciones

bsicas:

o Caso A: Levante con pluma principal y/o plumn sin extensioneso Caso B: Levante con pluma principal y/o plumn con extensiones, pero la

carga es levantada desde la pluma principal

o Caso C: Levante con pluma principal y/o plumn con extensiones, y la carga es levantada desde el plumn o extensin de la pluma principal

Reglas generales:

Nunca utilice la gra al 100% del Tipping

No resuelva interpolaciones en lo valores que aparecen en las tablas de carga, acrquese al valor conservador

Use slo las tablas de carga oficiales del equipo

CASO A: LEVANTE CON PLUMA PRINCIPAL SIN EXTENSIONES

Factores que influyen en la capacidad de una gra y que son incluidos en las tablas de carga:

1. Geometra y configuracin de la gra y de la pluma

2. Cuadrante de operacin

3. Largo de la pluma

4. ngulo de la pluma

5. Radio de carga

6. Pesos deducibles de la capacidad bruta de la gra

1. Geometra y configuracin de la gra y de la pluma

Las tablas de carga dependen de factores geomtricos tales como:

o Gra sobre Outriggers, Neumticos o Orugas (retradas o extendidas)o Tipo de Punta de la pluma: cabeza de martillo, garganta abierta, etc.o Tamao, ubicacin y cantidad de contrapeso

o Configuracin de la pluma: Reticulada, Full Power o Pinned Booms2. Cuadrantes de operacin

Al trasladar la carga desde un cuadrante a otro, debe tomarse la menor capacidad entre ambos cuadrantes

Si la tabla de una gra no entrega informacin para un cuadrante en particular, no se puede usar la gra en ese cuadrante

En las tablas de carga se presentan ciertas simbologas que diferencian las capacidades afectas al volcamiento y las afectas a la falla estructural. Esta divisin puede ser por una lnea, por asteriscos o por un rea achurada

3. Largo de la pluma

El largo de la pluma es la distancia entre el pasador del pivote de la pluma y el pasador de la roldana superior

Si alguna extensin de la pluma ha sido instalada, pero sin utilizarse, la tabla de carga depende slo del largo principal

4. ngulo de la pluma

Es una forma aproximada para obtener el radio de carga

En gras telescpicas, el ngulo se mide hasta la cara inferior de la pluma; en gras reticuladas se mide al eje

5. Radio de carga

Es la distancia horizontal entre el centro de rotacin de la gra y el eje vertical del C. G. de la carga o del gancho

En toda operacin de levante, se incrementa el radio de carga cuando sta es levantada

6. Pesos deducibles de la capacidad bruta

Capacidad Bruta

o Es la capacidad que aparece en las tablas de cargao Fsicamente, corresponde al peso que puede colgar de la pluma

Capacidad Neta

o Es el peso que puede levantar la gra descontando todos los elementos de izaje

Capacidad Neta = Capacidad Bruta Pesos deducibles

CASO B: LEVANTE DESDE LA PLUMA PINCIPAL CON EXTENSIONES

Las tablas de carga para este caso, no consideran los pesos atribuidos a los elementos auxiliares de extensin. Por lo tanto, se deben considerar como cargas deducibles

CASO C: LEVANTE DESDE LA EXTENSION DE LA PLUMA PRINCIPAL

Adicionalmente a los 6 factores que afectan a la capacidad de la gra, se adicionan otros 3 factores:

o Tipo de Jib o extensin de plumao Largo del Jib o de la extensin de la plumao ngulo del Jib o de la Extensin de la pluma

ngulo del Jib o Extensin de la pluma

El ngulo del Jib o extensin se puede entender de dos formas:

o Offset del Jib: ngulo del Jib respecto al ngulo de la plumao ngulo del Jib con respecto de la horizontal = ngulo de la pluma Offset

del Jib

Capacidad Bruta en Jib sobre pluma reticulada

La obtencin de la capacidad bruta en extensiones (caso C) se realiza combinando factores como:

o ngulo del Jib (Offset u Horizontal)o Radio de cargao Largo de la pluma principalo ngulo de la pluma principal

Existen 3 mtodos para la determinacin de la capacidad bruta de una pluma reticulada con Jib:

Mtodo 1: Es el mtodo ms comn y consiste en la integracin de la resistencia estructural del jib con los lmites de estabilidad de la gra

Metodo 2: Este mtodo trabaja con 2 tablas de carga. La primera entrega los lmites de resistencia estructural del Jib y la segunda seala los lmites de estabilidad del conjunto. Se procede de la siguiente manera:

1. Obtener la capacidad bruta estructural para la configuracin dada

2. Obtener la capacidad bruta con la tabla de carga de la gra para el radio y longitud de carga elegido en 1

3. Finalmente se debe elegir el menor valor de ambas capacidades

Mtodo 3: Es similar al mtodo 2, pero en este otro mtodo se calcula el largo de pluma principal igual a la suma de los largos de la pluma inicial + jib

Capacidad Bruta en Jib sobre pluma telescpica

Las plumas telescpicas pueden presentar las siguientes combinaciones de elementos auxiliares:

o Extensin de pluma

o Jibo Combinacin de extensin de pluma + JIbo ngulo de la pluma principal

Existen 5 mtodos para la determinacin de la capacidad bruta de una pluma telescpica con Jib:

Capacidad de la extensin de pluma usando una tabla

o Si la pluma est totalemente extendida, su lectura es directao Si la pluma est parcialmente extendida, la capacidad se obtiene a partir

del ngulo de la pluma, no del radio

Capacidad del Jib usando una tabla de carga

o Se integra en una tabla la limitacin estructural del Jib y los lmites de estabilidad de la gra

Capacidad del Jib usando 2 tablas de carga

1. Se obtiene la capacidad estructural para la configuracin del Jib y el ngulo de la pluma principal

2. Se obtiene la capacidad de volcamiento con el radio y longitud de la pluma principal

3. Se elige el menor valor entre ambas capacidades

Capacidad de la combinacin de extensin de pluma + Jib Una Tabla

o Se integra en una tabla las limitaciones estructurales del Jib, la extension y la estabilidad de la gra

Capacidad de la combinacin de extensin de pluma + Jib DosTablas

1. Se obtiene la capacidad bruta estructural para la extensin de pluma + jib

2. Se obtiene la capacidad bruta con el radio de carga inicial y con el largo de la pluma totalmente extendida + la extensin de la pluma

3. Se elige el menor valor entre ambas capacidades

o Ejemplo de aplicacin:

7.6 Procedimientos de izaje

CLCULO DE LAS LINEAS DE CARGA Y ROLDANAS DE UNA GRA

La resistencia del sistema de izaje generalmente no est incluida en las Tablas de Carga

Distribucin de tensiones de carga

o Lnea de tiro: Po Carga en A = P x eo Carga en B = P x eo Carga en C = P x eo Carga en D = P x e

Con:

P = Fuerza en la lnea de tiro

W = Peso o carga a ser movilizada

e = Eficiencia entre la cuerda y roldana = (1-r)

r = Roce o friccin interna en la roldana

R = Ventaja mecnica = W/P

Luego ( ) RrNeeee

PW

N =+=+++=

1432

Generalizacin de ecuaciones con poleas deflectoras

Cuando sube la carga ( ) ( ) ( ) NMMM rrrPWR +++ +++== 1...11 21

Cuando baja la carga ( ) ( ) ( ) NMMM rrrPWR

+++

++

+

==

11...

11

11

21

Con M: Cantidad de enrollados a 180 que tiene el cable de tiro entre la roldana superior y el tambor de enrollado

Se suman los ngulos de cada polea para encontrar los mltiplos de 180

Clculo del peso de las lneas de carga de una gra

Peso = N de lneas de carga x Longitud de la lnea de izaje x peso en kg por metro del cable

TANDEM LIFT

Definicin: Operacin de Levante con 2 o ms gras

En Tandem, las capacidades brutas de las gras se reducen, ya que las gras inducen cargas en sus compaeras de trabajo, esto por:

o Simple traslado de pesoso Aparicin de esfuerzos laterales generados por

movimientos diferenciales de las gras

Reducciones estipuladas:

o Gras con tablas al 75% del tipping, se reducen a de lo indicadoo Gras con tablas al 85% del tipping, se reducen a 2/3 de lo indicado

Plan de Montaje con Tandem Lift:

1. Se debe conocer el peso total y proporcin de carga para cada gra

2. Se deben igualar las velocidades de izaje de las gras. Es aconsejable para esto utilizar gras similares

3. Las gras no deben caminar con las cargas para no inducir cargas laterales

4. Las lneas de carga deben permanecer verticales para no transmitir esfuerzos horizontales entre gras

5. Se debe verificar la secuencia de levante y de descarga de la carga

Tandem Lift con viga Ecualizadora

La viga ecualizadora transmite la carga a las gras desde un punto, con la posibilidad de graduar la proporcin del peso para cada gra

En este caso, no existe colinealidad entre los puntos de izaje y de toma de la carga. Al variar la inclinacin de la viga, se produce una variacin en las proporciones de las cargas

Tandem Lift con Balancn

Cumple la misma funcin que la viga ecualizadora, la diferencia es que mantiene las proporciones de los pesos ya que los tres puntos son colineales

Tandem Lift con Ecualizador Tandem Lift con Balancn

FACTORES QUE REDUCEN LA CAPACIDAD DE UNA GRA

Algunos factores que reducen la capacidad de una gra:

1. Condicin deficiente del equipo: dao en la pluma, dao en los pendants

2. Configuracin de la gra no tabulada

3. Enhebrado deficiente de los cables del gancho

4. Uso impropio de los Outriggers

5. Condicin deficiente del suelo

6. Gra no nivelada

7. Cargas laterales

8. Incremento del radio de carga

9. Giro rpido con carga

10.Cargas de impacto por aceleracin y desaceleracin de la carga

11.Cargas de viento

12.Condiciones atmosfricas y clima

Enhebrado de cables en gras

El enhebrado de los cables de una gra debe equilibrar las fuerzas de tiro sobre las roldanas superiores y el cuadernal, impidiendo la torsin sobre la punta de la pluma y el giro del cuadernal

Uso impropio de los outriggers

Los outriggers deben estar totalmente extendidos con los neumticos elevados, sin que soporten ningn peso

No se permite la instalacin de castillos de madera bajo los outriggers, debido a l