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Kdicitfn cn esparto!

© Antonio Miravete, Emilio Larrode, Luis Castcjon y Jesus Cuartero PRIMERA

EDICION, 1998 REIMPRESION: A B R I L DE 2002

Imprcso cn Kspafia • Printed in Spain

ISBN: 84 - 921349 * 5 - X Dcposiio legal: B-3466-2006 Ii.U.

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21

INDICE Prologo

A 4. Evolution de la Ingenieria de Aparalos de Elevacion y Transportc ........................................................................ 48

A 4.1 La Antigiicdad .............................................................................................................................................. 48

A 4.2 Dc la polea de cablc a la rueda dc grua ........................................................................................................ 49

A 4.3 Impulso dc la mecanica................................................................................................................................. 50

A 4.4 I-a E-dad Media ............................................................................................................................................ 51

A 4.5 Aparicion del ascensor .................................................................................................................................. 52

A 4.6 El vapor como sisiema de traccion ............................................................................................................... 52

A 4.7 Aparici6n de los ferrocarriles aereos de mercancias .................................................................................... 55

A 4.8 Aparicion de telefdricos de viajcros ............................................................................................................. 56

A 4.9 El Congreso dc Paris dc 1889 ...................................................................................................................... 57

A 4.10 La traccion clectrica .................................................................................................................................... 58

A 5. Bibliografi'a ............................................................................................................................................................. 59

PARTE A. INTRODUCTION A LOS TRANSPORTED 1 i V. IV/, T L4\/u? 1 VIM

F.NIA INC.FNIFRIA INDUSTRIAL

A 1 Introduction a los Transportcs ........................................................................................................................ .. ?3

A 1.1 Inlroduccion ........................................................................................................................................ ?3

A 1.2 Caracterfslicas y Funciones de los Transportes para el Ingcnicro Industrial ...................................... .. 25

A 1.3 Los Transportes en cl contcxto national .............................................................................................. .... 26

A 2. Infracstructuras de los distinlos modos de iransporte ................................................................................... 33

A 2.1 El transportc dc cargas en la industria .................................................................................................

A 2.2 El transporte vertical ........................................................................................................................... 33

A 2.3 El iransporte por carretera .................................................................................................................... . 34

A 2.4 El transporte fcrroviario ....................................................................................................................... .... 36

A 2.5 El transportc maritimo ......................................................................................................................... 38

A 2.6 El transporte acreo ............................................................................................................................... .. 39

A 2.7 El transporte combinado ...................................................................................................................... 40

A 3. Prediccion de la demanda de los transportes mcdiantc redes neuronales ...................................................... .... 41

A 3.1 Inlroduccion .......................................................................................................................................... .... 41

A 3.2 Planteamiento del problema ................................................................................................................. .... 41

A 3.3 Description de la red tipo backpropagation .......................................................................................... . .. 42

A 3.4 Aplicaeion de ItScnicas prcdictivas. Obtencion de resultados y analisis ............................................. 43

A 3.5 Conclusiones ......................................................................................................................................... 47

- 6 -

PARTE B. GRUAS.

B 2.9.5. Corrosion ........................................................................................................................................... 98

is I. biemenios ue suspension ...................................................................................................................

B 1.1. Ganchos .................................................................................................................................

>••••••••••••••• n 1

................. 61 _ — — _ _ _ - - - — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ -

B 1.1.1. General idades ............................................................................................................

................. 61

B 1.1.2. Calculo de ganchos ..................................................................................................... ................. 65

B 1.1.3. Dimensioncs de ganchos segun normaliva ................................................................. ................. 66

■ ----------------- - — ------- — £ ■ — — — - — m m _ - — — ^ ^ — — » - _ — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - '

B 1.1.4. Disposiciones dc suspcnsioncs de ganchos segun normaliva .....................................

................. 67

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B 1.2. Cucharas ................................................................................................................................

............................... 71

— — — — — — ^ ^ — — — — — — — » — — _ _ _ _ _ _ — — — _ _ _ _ _ _ _ _ — — — _ _ _ _ _ — — — — — — - ^ ^ ^ — — — — — —_ _ _ _ _ _ _ _ _ — — _ _ _ _ _ _ _ _ — — — _ _ _ _ _ _ _ — — _ _ _ _ _ _ _ — — — — — _ _ _ _ _ _ — — — —

B 1.2.1. General idades ............................................................................................................

................. 71

- — ^ ^ ^ ^ ^ ^ — —w ^ ™ — ■ _— — - ^ — — — _ _ _ _ — - — — — — ^ ^ ^ ^ ^ — — — — — _ _ _ _ _ _ _ _ — — _ _ _ _ _ _ — — — — — — _ _ _ _ — _ — — — — - — _ _ _ _ — —

— — — ^ ^ — — — — — ^ ^

B 1.2.2. TIDOS dc cucharas ........... ............. ......................... .

....... 73

B 1.3. Spreaders ............................................................................................................................... •••••••■••••••a l

................. 80 ■ . I ____________________________________________________________ — _______________________________________________________________________ B 1.3.1 General idades .................

.. xo

B 1.3.2. Tipos dc Spreaders ...................................................................................................... ................. 81

■ — * ^ » — — M ^ ^ w ~ — _ _ _ _ _ _ _ _ _ — — _ — _ _ ___ — — _ — — _ _ _ _ _ _ _— ^ ~ ' — _ _ _ _ _ _ — _ ~ - _ _ _ _ — — — — — — _ ^ - — _ _ _ _ _ _ _ _ _

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B 1.3.3. La esiructura ...............................................................................................................

................. 85

■ — — —— ^ ^ - — ■ — ■ — _ — — ^ » — - — _ _ _ _ _ _ _ _ — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ — ^ — _ _ _ _ _ _ _ — — _ _ _ _ _ _ _ _ _ — _ —_ _ _ _ _ _ _ — — _ _ _ _ _ _ _ _ — .

B 1.3.4. Mecanismos dc seguridad ...........................................................................................

................. 86

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_ _ _ _ _ _ _ _ _

B 1 ^.5. Dimensioncs...

.. 87

B 1.4. Oiros clcmentos de suspension .............................................................................................. • •••••••••••••a \/ ■

................. 87 —^ ^ " - ^ ^ ~ ^ — _ _ --- — — — -------- — — — — ■ — V ~ ^ — — — -------------------- —

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B 1.4.1. Eleciroportadores ........................................................................................................

................. 88

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B 1.4.2. Garras v Pinzas ............................................................................................................

................. 88

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— — _

B 2. Cables ...............................................................................................................................................

................. 89

B 2.1. General idades ....................................................................................................................... ................. 89

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B 2.2. La cstructura iransversal dc los cordones ..............................................................................

................. 90

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— _ — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

B 2.2.1. Cordones dc alambrcs de igual didmeiro....................................................................

................. 91

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B 2.2.2. Cordones dc alambrcs de diferenie diamclro..............................................................

. . . . . . . . . . . . 91

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B 2.2.3. Cordones dc alambrc de forma especial ....................................................................

................. 91

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B 2.2.4. Cordones de forma no circular ...................................................................................

................. 92

B 2.3. La estructura transversal de los cables ...................................................................................

B 2.3.1. Cables monocordcs .....................................................................................................

••••••••••••••• ^ ••

................. 92

................. 92 B 2.3.2. Cables de cordones ...................................................................................... i)l

& i i i i . f t . t ■ c % B 2.3.3, Cables de cabos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ••••••••••••••• ™

............................... 92 B 2.4. Sislcmas de trenzado dc los alambres v cordones ................................................................................................................... ...............................92

- - _ _ _ - _ _ _ - — — _ _ _ — _ _ _ - — ^ ^ ■ _ _ ^ — — » _ - _ ^ _ — w ^ — — — w _ —— — ^ _ - r ^ — _ ■—_ — — — — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

B 2.4.1. Torsion cruzado o normal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

................. 93

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B 2.4.2. Torsion Lang o de senlido unico .................................................................................

................. 93

— - _ - _ — _ — — — _ _ _ _ _ _____ _ — — — — _ _ — _ _ ■ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

B 2.5. Cables prcformados ........... ...................... ........ ......... .............. . ............ . .....................

. . . . . . . . . . . . 93

B 2.6. Nolacion de las eslrucluras dc los cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ••••••••••••••• ^•

........ 94 — _ — _ __ _ - _

B 2.6.1. Formula abreviada ................................................................................................................................................................................... ...............................94

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B 2.6.2. Formula desarrollada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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B 2.7. Aceros cmpleados en la fabricacion dc los cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

................. 96

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B 2.8. Resistencia a la roiura de los cables .......................................................................................

................. 96 1 — _ _ - _ — — — — — — — — — — _ » » _ _ _ _ _ _ — _ — - — — » ■ — — — — _ _ — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

B 2.9. La esiructura de los cables y sus solicilaciones cn el servicio ...............................................

B 2.9.1. Hncurvacion ................................................................................................................

................. 96

................. 97

■ ^ ^ * ■ — — — ^ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _

B 2.9.2. Aplasiamiento ..............................................................................................................

................. 97

B 2.9.3. Lslrepada .............................................................................................................................................. ................. 98

— _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

B 2.9.4. Abrasion ......................................................................................................................

................. 98

- 7 -

B 2.9.6. Tcndcncia al giro y resistencia al calor ............................................................................................. 98

B 2.9.7. Eleccidn dc la estructura del cable .................................................................................................... 98

B 2.10. Cocficientcs de scguridad .......................................................................................................................... 99

B 2.11. Caleulo de las faiigas del cable .............................................................................................................. KM)

B 2.11.1. Esfuerzos dc extension ................................................................................................................. 100

B 2.11.2. Esfuerzo de encurvacion ............................................................................................................. 1(H)

B 2.11.3. Esfuerzos de aplastamiento .......................................................................................................... 101

B 2.11.4. Esfuerzos de estrepada ................................................................................................................. 103

B 2.11.5. Rigidcz de los cables y rendimiento de las polcas ....................................................................... 105

B 2.11.6. Esfuerzos reicerados .................................................................................................................... 107

B 2.11.7. Fatiga total del cable y duracion del mismo ................................................................................ 107

B 2.12. Aplicaciones tipicas de los cables .......................................................................................................... 108

B 2.12.1. Gruas corrientes ........................................................................................................................... 108

B 2.12.2. Gruas de gran altura dc elevacion ................................................................................................ 108

B 2.12.3. Puentes grua .................................................................................................................................. 109

B 2.12.4. Tornos y cabrestantes ................................................................................................................... 109

B 2.13. Efectos giratorios de los cables .............................................................................................................. 110

B 2.13.1. Esfuerzos dc giro.......................................................................................................................... 110

B 2.13.2. Cdlculo del par giratorio de un cable ........................................................................................... 111

B 2.14. Normas para las instalacioncs de cables ................................................................................................. 113

B 2.14.1. Diametros de las polcas y tambores ............................................................................................. 113

B 2.14.2. Forma de las gargantas de las polcas y ranuras de los tambores ................................................. 114

B 2.14.3. Angulo de emboque del cable cn poleas y tambores ................................................................... I 15

B 2.14.4. Diamelm minimi? dc cnrollamicnto ............................................................................................ 117

B 2.14.5. Clasificacion de los aparatos de elevacion .................................................................................. 117

B 2.14.6. Dimensionado y selection del cable segun norma ....................................................................... 117

B 3. Poleas .................................................................................................................................................................. 119

B 3.1. Poleas de accro ......................................................................................................................................... 119

B 3.1.1. Generalidades ................................................................................................................................. 119

B 3.1.2. El perfil de la garganta ................................................................................................................... 122

B 3.1.3. Caleulo de una polea de radios soldada ......................................................................................... 123

B 3.1.4. Dimensiones de poleas soldadas y laminadas ................................................................................ 124

B 3.1.4.1. Poleas con casquillos de bronce .......................................................................................... 124

B 3.1.4.2. Poleas con rodamientos de bolas ......................................................................................... 125

B 3.1.4.3. Polcas con rodamientos de rodillos ..................................................................................... 127

B 3.1.4.4. Poleas con casquillos dc broncc para cucharas ................................................................... 127

B 3.1.5. Seleccion de las poleas dc acero. Normativa ................................................................................. 130

B 3.1.5.1. Dcterminacion del diamctro primitivo mmirno en una polea ............................................. 131

B 3.2. Poleas de plastico ...................................................................................................................................... 134

B 3.2.1. Introduccion ................................................................................................................................... 134

B 3.2.2. Poleas de Nylon ............................................................................................................................. 135

B 3.2.3. Configuracion de la garganta ......................................................................................................... 136

B 3.2.4. Configuracirtn del alma ................................................................................................................. 136

B 3.2.5. Retcncion del rodamiento .............................................................................................................. 137

B 3.2.6. Capacidad dc carga dc poleas planas pcrforadas ........................................................................... 139

B 3.2.7. Presion de contacto (presion dc Hertz) .......................................................................................... 139

B 4. Aparejos ............................................................................................................................................................. 141

B 3.2.8. Operation con poleas de plastico 140

B 4.1. General idades .......................................................................................................................................... 141

B 4.2. Dimensionamienlo segiin normativa ........................................................................................................ 142

B 4.3. Cdlculo de las traviesas ............................................................................................................................ 152

B 4.3.1. Calculo de la traviesa de gancho ................................................................................................... 152

B 4.3.2. Calculo de la trav iesa de poleas .................................................................................................... 153

B 4.4. Aparejos de poleas continuas ................................................................................................................... 154

B 5, Tamburcs ................ .. ...................................... ................... ................... .................................. !55

B 5.1. General idades .......................................................................................................................................... 155

B 5.2. El per til de la .garganta ............................................................................................................................ 155

B 5.3. Calculo de un tambor................................................................................................................................ 160

B 5.4. Fijaciones del cable en el tambor ............................................................................................................. 164

B 5.5. Determination de cspesorcs de pared ....................................................................................................... 166

B 6. Carrilcs ................................................................................................................................................................ 169

B 6.1. General idades ........................................................................................................................................ 169

B 6.2. Tipologfas ............................................................................................................................................... 169

B 6.3. Calculo de carrilcs sobre fundaciones de hormigon ............................................................................... 172

B 6.4. Fijaciones del carril ................................................................................................................................ 172

B 7. Ruedas ................................................................................................................................................................ 173

B 7.1. General idades .......................................................................................................................................... 173

B 7.2. Calculo de las ruedas propulsoras ............................................................................................................ 175

B 7.3. Discno de ruedas ....................................................................................................................................... 178

B 7.4. Dimensiones de ruedas .............................................................................................................................. 181

B 8. Equipo electrico .................................................................................................................................................. 183

B 8.1. Generalidades ........................................................................................................................................... 183

B 8.2. Accionamientos electricos ........................................................................................................................ 184

B 8.2.1. Terminologta especifica dc accionamiento de gruas ..................................................................... 185

B 8.3. Motores ..................................................................................................................................................... 186

B 8.3.1. Tensiones de trabajo .................................................................................................................... 186

B 8.3.2. Motores de corriente continua ..................................................................................................... 186

B 8.3.2.1. Motores de excitacion en serie ......................................................................................... 187

B 8.3.2.2. Motores de excitacion en paralelo ................................................................................... 187

B 8.3.2.3. Motores de excitacion independiente ............................................................................... 187

B 8.3.3. Motores trifasicos ........................................................................................................................ 187

B 8.3.3.1. Motores asfncronos .......................................................................................................... 187

B 8.3.3.1.1. De anillos rozantes ................................................................................................ 187

B 8.3.3.1.2. De colcctor ............................................................................................................ 187

B 8.3.3.1.3. De jaula de urdilla ................................................................................................. 187

B 8.4. Calculo de la potencia necesaria .............................................................................................................. 188

B 8.5. Eleccion del molor ................................................................................................................................... 191

191

B 8.5.2. Tipo dc motor ................................................................................................................................ 191

B 8.5.3. Tipos dc scrvicio ........................................................................................................................... 191

- 9 -

B 8.5.4. Factor de marcha ........................................................................................................................... 191

B 8.5.5. Forma constructiva ........................................................................................................................ 191

B 8.5.6. Protecciones ................................................................................................................................... 191

B 8.5.7. Eleccion del motor en catalogo ..................................................................................................... 193

B 8.6. Acoplamientos y embragues .................................................................................................................... 193

B 8.6.1. Acoplamientos rfgidos .................................................................................................................. 193

B 8.6.2. Acoplamientos clasticos ................................................................................................................ 194

B 8.6.3. Acoplamientos semiclasticos ........................................................................................................ 196

B 8.6.4. Caracteristicas de los acoplamientos elasticos y semiclasticos ..................................................... 198

B 8.6.5. Eleccion de un acoplamiento ......................................................................................................... 198

B 8.6.6. Aparatos derivados ........................................................................................................................ 199

B 8.6.7. Accoplamientos flcxiblcs .............................................................................................................. 199

B 8.6.7.1. Las funciones del acoplamiento llexiblc en general ........................................................... 199

B 8.6.7.2. Los acoplamientos flcxiblcs de dicntcs abombados ............................................................ 200

B 8.6.7.3. Capacidad dc par dc los acoplamientos dc dicntcs abombados ........................................... 201

B 8.6.8. Limitadores dc csfucrzo ................................................................................................................. 202

B 8.6.9. Embragues ...................................................................................................................................... 202

B 8.6.9.1. Los embragues dc tetoncs .................................................................................................... 203

B 8.6.9.2. Los embragues dc friction ................................................................................................... 203

B 8.6.9.3. Embragues sin position de dcscenso librc ........................................................................... 204

B 8.6.9.4. Embragues ccntnfugos ......................................................................................................... 205

B 8.6.9.5. Embragues por corrientes de Foucault ................................................................................ 205

B 8.6.9.6. Embragues de partfculas de polvo y fluido magnetico ........................................................ 206

B 8.6.9.7. Embragues hidroviscosos .................................................................................................... 207

B S.6.9.8. Embragues hicdrocindticos ................................................................................................. 208

B 8.7. Frenos ........................................................................................................................................................ 210

B 8.7.1. Inlroduccion .................................................................................................................................... 210

B 8.7.2. Calculo ............................................................................................................................................ 210

B 8.7.3. Actuadores clectricos ..................................................................................................................... 210

B 8.7.4. Frenos electromecaiwcos ............................................................................................................... 211

B 8.7.4.1. Frenos de cinta ..................................................................................................................... 211

B 8.7.4.2. Frenos de mordazas ............................................................................................................. 212

B 8.7.4.3. Frenos dc disco .................................................................................................................... 213

B 8.7.4.4. Frenos conicos ..................................................................................................................... 213

B 8.7.5. Frenos de traslacion ........................................................................................................................ 213

B 8.8. Calculo del I'ndice de transmision ............................................................................................................ 213

B 8.9. Esquema dc calculo del circuito electrico ................................................................................................. 215

B 8.9.1. Circuito dc elevation....................................................................................................................... 215

B 8.9.2. Ciriuilo dc translation ..................................................................................................................... 215

B 8.9.3. Circuilo de giro ............................................................................................................................... 216

B 9. Estructura ............................................................................................................................................................. 217

B 9.1. General idades ........................................................................................................................................... 217

- 10 -

B 9.2. Dcterminacion dc solicitaciones ................................................................................................................. 217

B 9.2.1. Dominio dc aplicacion ..................................................................................................................... 218

B 9.2.2. Clasificacion dc aparaios cn funcion del scrvicio ........................................................................... 218

B 9.2.2.1. Vida del mccanismo ............................................................................................................. 218

B 9.2.2.2. Eslado dc carga ..................................................................................................................... 218

B 9.2.2.3. Clasificacion de aparaios ...................................................................................................... 219

B 9.2.3. Tipos de solicitaciones a lener cn cuenta ........................................................................................ 220

B 9.2.3.1. Solicitaciones principals ....................................................................................................... 220

B 9.2.3.2. Solicitaciones debidas a movimientos verticales ................................................................. 220

B 9.2.3.2.1. Solicitaciones debidas a manipulation de la carga cn servicio 221

B 9.2.3.2.2. Caso particular ........................................................................................................... 222

B 9.2.3.3. Solicitaciones debidas a movimientos horizontales ............................................................. 223

B 9.2.3.3.1. Efectos horizontales dcbidos a movimientos dc direction ........................................ 223

B 9.2.3.3.2. Efectos horizontales dcbidos a movimientos de orientacion

y recuperation dc flccha ....................................................................................... 223

B 9.2.3.3.3. Efectos dc la fucrza centrifuga .................................................................................. 224

B 9.2.3.3.4. Reaccioncs transvcrsales debidas a la rodadura ........................................................ 224

B 9.2.3.3.5. Efectos de choquc a topes ......................................................................................... 225

B 9.2.3.4. Solicitaciones debidas a efectos climaticos .......................................................................... 225

B 9.2.3.4.I. Action del viento ........................................................................................................ 225

B 9.2.3.4.2. Sobrccarga dc nicve .................................................................................................. 231

B 9.2.3.4.3. Variaciones de temperatura ....................................................................................... 231

B 9.2.3.5. Solicitaciones diversas ......................................................................................................... 232

B 9.2.4. Dcterminacion de combinaciones dc solicitaciones ........................................................................ 232

B 9.3. Obtencion de desplazamientos. tensiones y reacciones ............................................................................. 233

B 9.4. Comprobacion de clasticidad, resistencia y cstabilidad ............................................................................. 233

B 9.4.1. Comprobacion dc clasticidad y resistencia ...................................................................................... 233

B 9.4.2. Comprobacion dc cstabilidad .......................................................................................................... 233

B 9.4.2.1. Caso dc gruas portacontcnedorcs y gruas portico ................................................................ 234

B 9.4.2.2. Caso de vehiculos grua ......................................................................................................... 235

B 9.4.2.3. Caso de gruas torre ............................................................................................................... 240

B 10. El pucnte grua ..................................................................................................................................................... 245

B 10.1. General idadcs .......................................................................................................................................... 245

B 10.2. El mccanismo de elevacion ...................................................................................................................... 248

B 10.2.1. El polipasto monorail .................................................................................................................... 250

B 10.2.2. El carro polipasto ........................................................................................................................... 250

B 10.2.3. El carro abierto .............................................................................................................................. 252

B 10.2.4. Caleulo del bastidur ....................................................................................................................... 254

B 1Q.2.5. Election dc las vdocidades dc elevation ....................................................................................... 255

B 10.2.6. Election de las vclotidade.s dc traslatidn ....................................................................................... 255

B 10.3. La viga principal ....................................................................................................................................... 257

B 10.3.1. Viga cn celosia............................................................................................................................... 257

B 10.3.2. Viga de vierendeel ......................................................................................................................... 257

B 10.3.3. Viga caj6n ...................................................................................................................................... 258

B 10.3.4. Caleulo de la viga principal ........................................................................................................... 258

B 10.3.5. Election de la vclocidad de traslacion de la grua .......................................................................... 259

B 10.4. Dimensiones generales de un puente grua ............................................................................................... 259

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B 17.3. Diagrama de cargas ............................................................................................................................... 318

B 17.4. La estructura ......................................................................................................................................... 319

B 17.4.1. Pluma en cclosia ........................................................................................................................ 319

B 17.4.2. Pluma cn viga cajon ................................................................................................................... 320

B 17.4.3. Calculo dc la estructura ............................................................................................................. 322

B 17.5. Potencia de los motores ........................................................................................................................ 324

B 17.6. Sistcmas dc mando de gufa ................................................................................................................... 324

B 18. Bibliogratia ......................................................................................................................................................... 325

PARTK (' . I I TRANSPORT! VK.RTICAI.

C 1. Gencralidades y description de ascensores .......................................................................................................... 327

C 1.1. Asccnsores dcu‟Lriute ................................... ............................... .................. ................................ 327

C 1.2. Asccnsures hidraulicos ............................................................................................................................ 327

C 1.3. Montacargas ............................................................................................................................................ 329

C 1.4. Montacamas ............................................................................................................................................ 331

C 1.5. Normativa ................................................................................................................................................ 332

C 2. Ascensor elcctrico ................................................................................................................................................ 333

C 2.1. Partes dc un ascensor electrico ............................................................................................................... 333

C 2.2. Velocidad de los ascensores .................................................................................................................... 337

C 2.2.1. Velocidad nominal de los ascensores .......................................................................................... 337

C 2.2.2. Velocidad maxima posiblc cntrc dos paradas consecutivas ........................................................ 338

C 2.2.3. Aceleracioncs y velocidades utilizadas en los ascensores ........................................................... 339

C 2.2.4. Inllucncia de la velocidad de los ascensores en la nivclacion ..................................................... 339

C 2.3. Cuartos dc maquinas y poleas ................................................................................................................. 340

C 2.4. Motor ....................................................................................................................................................... 342

C 2.4.1. Los motores de corrientc alterna .................................................................................................. 343

C 2.4.2. Motores de corrientc continua con convertidor dc altcrna-continua ........................................... 346

C 2.4.3. Otros sistemas .............................................................................................................................. 346

C 2.4.4. Potencia necesaria de los motores ............................................................................................... 347

C 2.4.5. Calculo dc la potencia del motor ................................................................................................. 347

C 2.5. Freno ....................................................................................................................................................... 348

C 2.5.1. Freno mccanico ............................................................................................................................ 341

C 2.5.2. Freno elcctrico ............................................................................................................................. 351

C 2.5.3. Accionamicnto de emergencia ..................................................................................................... 351

C 2.6. Reductor .................................................................................................................................................. 352

C 2.7. Poleas de traccion .................................................................................................................................... 359

C 2.7.1. Fuerzas en la polea ....................................................................................................................... 361

C 2.7.2. Presion especifica ......................................................................................................................... 362

C 2.7.3. Adhercncia dc los cablcs sohrc la polea de arrastre ..................................................................... 363

C 2.8. Volantc dc inertia .................................................................................................................................... 365

C 2.9. Elementos dc amortiguaeion y aislamiento de ruido .............................................................................. 365

C 2.10. Polea de dcsvfo ..................................................................................................................................... 367

- 13 -

U y [I u

C 3 Panes mecanicas de asccnsores.............................................................................................................................. 369

C 3.1. Hueco ......................................................................................................................................................... 369

C 3.2. Foso ............................................................................................................................................................ 371

C 3.3. Cabina ........................................................................................................................................................ 372

C 3.4. Contrapeso ................................................................................................................................................. 373

C 3.5. Guias y fijacion dc guias ............................................................................................................................ 375

C 3.5.1. Condiciones que deben cumplir las guias ....................................................................................... 375

C 3.5.2. Caleulo dc las guias ........................................................................................................................ 377

C 3.5.3. Guias dc contrapeso ........................................................................................................................ 383

C 3.5.4. Esfuerzos dc flexion sobre las gufas scgun Janovsky ..................................................................... 384

C 3.5.5. Apoyos sobre las gufas ................................................................................................................... 385

C 3.6. Cables ......................................................................................................................................................... 386

C 3.6.1. Cables para ascensores y montacargas ........................................................................................... 387

C 3.6.2. Selection dc cables .......................................................................................................................... 389

C 3.6.3. Sistcmas dc suspension dc cable ..................................................................................................... 390

C 3.7. Puertas de embarque .................................................................................................................................. 391

C 3.8. Accesos ...................................................................................................................................................... 392

C 3.9. Componemcs dc scguridad ........................................................................................................................ 392

C 3.9.1. Limitador dc vclocidad ................................................................................................................... 393

C 3.9.2. Paracaidas ....................................................................................................................................... 397

C 3.9.2.1. Paracaidas dc acelcracion ..................................................................................................... 397

C 3.9.2.2. Paracaidas de rotura o desequilihrio dc cables ..................................................................... 402

C 3.10. Amortiguadorcs ........................................................................................................................................ 402

C 3.10.1. Amortiguadorcs dc acumulacion de cnergfa ................................................................................ 403

C 3.10.2. Amortiguadores de disipaeitin de energia .................................................................................... 405

C 4. Ascensor hidraulico .............................................................................................................................................. 407

C 4.1. Central hidraulica ....................................................................................................................................... 407

C 4.2. El piston hidraulico .................................................................................................................................... 410

C 4.3. El cuarto dc maquinas cn los ascensores hidraulicos ................................................................................ 412

C 4.4. Ventajas e inconvenientes dc los ascensores hidraulicos .......................................................................... 412

C 5. Partes electricas de ascensores .............................................................................................................................. 415

C 5.1. Circuito dc traction .................................................................................................................................... 415

C 5.2. El circuito dc maniohra ............................................................................................................................. 416

C 5.3. Sistcmas de control ................... ..... ............................................................................................. ........... 113

C 6. Escalcras mecdnicas y andcnes moviles ............................................................................................................... 421

C 6.1. Introduccion ............................................................................................................................................... 421

C 6.1.1. Normativa ....................................................................................................................................... 423

C 6.2. Composition y funcionamiento .................................................................................................................. 423

C 6.2.1. Principios basicos ........................................................................................................................... 423

C 6.2.2. Partes mecdnicas ............................................................................................................................. 428 C 6.2.2.1. Cuartos de maquinas ............................................................................................................. 428

C 6.2.2.2. Maquinas .............................................................................................................................. 428

C 6.2.2.3. La estruclura portanlc ........................................................................................................... 432

C 6.2.2.4. Escalones .............................................................................................................................. 432

C 6.2.2.5. Cadenas de arrasire ............................................................................................................... 435

C 6.2.2.6. Balauslrada.s ____________________________________________________________ M2

C 6.2.2.7. Pasamanos ............................................................................................................................ 443

C 6.2.2.8. Components de scguridad ..................................................................................................... 443

C 6.3. Carteles y senates ........................................................................................................................................ 444

- 14 -

C 7. Introduction ill tralko vertical .................................................................................................................. ............. 445

C 7.1. Diagramas de trafico por sectores ............................................................................................................... 445

C 7.2. Sisiemas de gestion de trafico ..................................................................................................................... 449

C 7.2.1. Tipos de maniobras .......................................................................................................................... 449

C 7.3. Ascensores y montacargas .......................................................................................................................... 452

C 7.3.1. DefinickSn de la instalacion dc elevation en el edificio. Normas generates 452

C 7.3.2. Trafico tie t-nirada _____________________________________________________________ 452

C 7.3.3. Trafico de salida ............................................................................................................................... 458

C 7,3,4, Trafico bidirectional ............................................................................................ ............................ 459

C 7.4. Escaleras mceanicas y rampas moviles ...................................................................................................... 460

C 7.4.1. Trafico de subida .............................................................................................................................. 461

C 7.4.2. Trafico de bajada .............................................................................................................................. 461

C 7.4.3. La combination enire escalera mecdnica y ascensor ....................................................................... 461

C 8. Bibliografia ............................................................................................................................................................ 463

PARTE I). TRANSPORTADORES Y ELEVADORES

D 1. Elevadores simples ................................................................................................................................................ 465

DLL Elevadores de cangilones ................................................................................................................................. 465

D 1.1.1. Tipos de elevadores de cangilones .......................................................................................................... 467

D 1.1.2. Determination del flujo de un elcvador de cangilones ............................................................................ 469

D 1.2. Disposiiivos de gravedad ............................................................................................................................... 470

D 1.3. Transportadores vibraiorios ........................................................................................................................... 473

D 1.4. Transportadores de tornillo sin fin ................................................................................................................. 476

D 1.5. Transportadores neumaticos e hidraulicos ..................................................................................................... 479

D 1.6. Disposiiivos auxiliares en los transportadores ............................................................................................... 483

D 2. Bandas transportadoras ......................................................................................................................................... 487

D 2.1, Imroduwion ......... ...................................... ............ - .................. - ------------- ----- ---------------- -------- - 487

D 2.2. Calculo de la capacidad tcorica dc transporte ................................................................................................ 489

D 2.3. La banda transportadora ................................................................................................................................. 491

D 2.4. Tambores ........................................................................................................................................................ 494 D 2.5. Rodillos de apoyo........................................................................................................................................... 496

D 2.6. Estaciones accionadoras ................................................................................................................................. 497

D 2.7. Estacioncs tensoras ........................................................................................................................................ 499

D 2.8. Carga y descarga dc los (ransportadorcs ....................................................................................................... 499

D 2.9. Caleulo dc handas transportadoras ................................................................................................................ 501

D 2.9.1. Caleulo dc capacidad de iransporic ......................................................................................................... 501

D 2.9.2. Caleulo de potcneia y tensioncs .............................................................................................................. 501

D 2.9.2.1. Transportc horizonial ....................................................................................................................... 502

D 2.9.2.2. Transportc inclinado ascendente ...................................................................................................... 504

D 2.9:2.3. Transportc desccndcnte; handas impulsadas ................................................................................... 506

D 2.9.2.4. Transportc dcsccndcntc; handas frenadas ........................................................................................ 507

D 2.9.2.5. Traccion/impulsidn por doble polea ................................................................................................ 509

D 3. Carretillas elcvadoras ........................................................................................................................................... 513

D 3.1. Introduction.................................................................................................................................................... 513

D 3.2. I^i Manipulation en el almacen ..................................................................................................................... 514

D 3.3. Carretillas ....................................................................................................................................................... 516

- 15 -

D 3.3.1. Carretillas manuales ................................................................................................................................ 516

D 3.3.1.1. Descripci6n ...................................................................................................................................... 516

D 3.3.1.2. Selection ........................................................................................................................................... 517

D 3.3.1.3. Aplicacion ........................................................................................................................................ 517

I) 3.3.1.4. Mantenimiento ................................................................................................................................. 517

D 3.3.1.5. Ergonoima

D 3.4. Traspaletas ..................................................................................................................................................... 517

D 3.4.1. Traspaletas manuales .............................................................................................................................. 517

D 3.4.1.1. Description ....................................................................................................................................... 517

D 3.4.1.2. Funcionamiento ............................................................................................................................... 518

D 3.4.2. Traspaletas de traction electrica .............................................................................................................. 518

D 3.4.2.1. Traspaleta electrica de conductor sentado 2.000 Kg ....................................................................... 519

D 3.4.2.2. Traspaletas electricas de 2.000 a 3.000 Kg. de carga ...................................................................... 519

D 3.5. Apiladoras ...................................................................................................................................................... 521

D 3.5.1. Caractcrfsticas ......................................................................................................................................... 521

D 3.6. Carretillas elcvadoras..................................................................................................................................... 522

D 3.6.1. Tipos ........................................................................................................................................................ 522

D 3.6.2. Clasificacion ........................................................................................................................................... 523

D 3.7. Tractores y cmpujadorcs ................................................................................................................................ 523

D 3.8. Carretillas de carga lateral ............................................................................................................................. 523

D 3.9. Carretillas sin conductor 524

D 3.10. Manutencirin de contcnedores ..................................................................................................................... 524

D 3.10.1. Carretillas elcvadoras con spreader ....................................................................................................... 524

D 3.10.2. Apiladores telcscopicos ......................................................................................................................... 526

D 4. Plataformas elcvadoras ..................................................................................................................................... 527

D 4.1. Introduccion ................................................................................................................................................... 527

D 4.1.1. Ventajas dc las plataformas aereas .......................................................................................................... 527

D 4.2. Tipos dc plataformas aereas........................................................................................................................... 528

D 4.3. Descripcirtn general de una plataforma elevadora ........................................................................................ 532

D 4.3.1. Partes de una plataforma elevadora ......................................................................................................... 533

- 1 6 -

535

D 5. Transportc por cablc: Tclcfericos

D 5.1. Introduction ................................................................................................................................................... 535

D 5.2. Clasiticacion .................................................................................................................................................. 537

D 5.2.1. Por el sistema de movimiento ................................................................................................................. 537

D 5.2.2. Por el numcro dc cables.......................................................................................................................... 537

D 5.2.3. Por la forma de sujecion dc! habitaculo al cablc cn movimiento ........................................................... 537

D 5.2.4. Por cl tipo de habitaculo ......................................................................................................................... 537

D 5.2.5. Por la situation del puesto dc mando cn servicio normal ....................................................................... 537

D 5.2.6. Por cl sistema de mando del movimiento ............................................................................................... 537

D 5.3. Ccneralidades sobre las instalaciones ........................................................................................................... 537

D 5.3.1. Trazado ................................................................................................................................................... 537

D 5.3.2. Dimensionamicnto .................................................................................................................................. 537

D 5.3.3. Alturas dc funcionamiento ..................................................................................................................... 538

D 5.3.4. Vclocidades de marcha c intervalos entrc vchiculos .............................................................................. 538

D 5.3.5. Solicitaciones y condiciones de apoyo ................................................................................................... 539

D 5.3.6. Seguridad ................................................................................................................................................ 540

D 5.4. Cables y clement os auxiliares ...................................................................................................................... 541

D 5.4.1. Tipos de cables y su uso ......................................................................................................................... 541

D 5.4.2. Dimensionamicnto dc los cables ............................................................................................................ 541

D 5.4.3. Empalmes y terminates dc los cables ..................................................................................................... 542

D 5.4.4. Poleas, tamborcs y zapatas ..................................................................................................................... 543

D 5.5. Vchiculos ....................................................................................................................................................... 543

D 5.5.1. Solicitaciones .......................................................................................................................................... 543

D 5.5.2. Caracterfsiicas constructivas .................................................................................................................. 544

D 5.5.3. Equipo auxiliar ....................................................................................................................................... 544

D 5.5.4. Elementos dc enganche .......................................................................................................................... 544

D 5.5.5. Carretoncs ............................................................................................................................................... 545

D 5.5.6. Frenos en los carretoncs ......................................................................................................................... 545

D 5.6. Apoyos en Ifnea ............................................................................................................................................ 545

D 5.6.1. Solicitacioncs ................ ... 545

D 5.6.2. Apoyos . ... 546

D 5.6.3. Elementos auxiliares............................................................................................................................... 547

D 5.7. Estacioncs ...................................................................................................................................................... 547

D 5.7.1. Edification .............................................................................................................................................. 547

D 5.7.2. Grupo motor y frenos ............................................................................................................................. 548

D 5.7.3. Tensionado y anclajc de los cables......................................................................................................... 549

D 5.7.4. Dimensionamiento dc los espacios......................................................................................................... 549

D 5.7.5. Circuitos dc seguridad, serialization y comunicaciones ......................................................................... 549

D 5.8. Explotacion dc la estacion ............................................................................................................................. 550

D 5.8.1. Personal dc la insialacion ....................................................................................................................... 550

D 5.8.2. Reglamcnto dc cxplotaci6n .................................................................................................................... 550

D 5.8.3. Controles puesta a punto y conservation ................................................................................................ 550

D 5.9. Calculo de teleferico y tclesilla ..................................................................................................................... 551

D 5.9.1. Andlisis de solicitaciones ....................................................................................................................... 551

D 5.9.2. Estudio dc las variaciones de tension ..................................................................................................... 552

D 5.9.2.1. Tensiones debidas al peso ................................................................................................................ 552

D 5.9.2.2. Tensiones debidas al rozamiento ..................................................................................................... 553

D 5.9.2.3. Contrapeso ........................................................................................................................................ 553

D 5.9.2.4. Tensiones rcsultames ....................................................................................................................... 553

-21 -

PROLOGO

El presente texto es una adaptation de libros anteriores, editados por el Area de Ingenieria e Infraestruc- tura de los Transportes,

que liene por ohjelo ajustarse al Nuevo Plan de Estudios de la Ingenieria Industrial (primer curso de imparticion 1998-1999).

El libro consla de cualro secciones:

Introduction a los Transportes en la Ingenieria Industrial

> Gruas

> Transportc Vertical

> Transportadores y Elevadores

Se ha considerado oportuno incluir una primera section dedicada a la Introduction a los Transportes con objeto de enmarcar las

cnscnanzas de los Transportes en la Ingenieria Industrial dentro del contexto global de la Ingenieria.

Inicialmente, se plantea una panoramica general de los Transportes. basada en los datos del Anuario de Estudios dc Transportes y

Comunicacioncs. editado por el Ministerio de Obras Publicas. Transportes y Comunicacioncs:

> Valor Anadido Bruto

y Inversiones rcalizadas en los distinlos modos de transportc

> Gastos de las Administraciones Publicas

> Consumo Encrgetico por los distinlos modos de transportc

> Distribution del trafico dc viajcros segun los distintos modos de transportc

> Distribution del trafico interior dc mercanci'as segun los distintos modos de transportc

> Transportc Internacional de viajcros segun los distintos modos dc transportc

> Distribution Internacional de mercanci'as segun los distintos modos de transportc

Dado que a lo largo del texto se hacc rcferencia a las infraestruciuras dc los sistemas de transportc de cargas en la Industria,

transportc vertical y transportadores y elevadores. se ha considerado oportuno introducir un apartado titulado „Infracstructuras en los

distintos modos de transportc'. con objeto de describir cl esiado dc las infraestruciuras cn el resio de modos dc transportc: canetera,

ferrocarril. transporte marftimo, acreo y combi nado.

A continuation, se describe la aplicaeion de las redes ncuronalcs a la prediction de la dcmanda en los transportes. Esta nucva

tecnologfa entroncada cn los denominados sistemas de inteligcncia artificial csta utilizandose de forma crecicnte en los pai'scs

industrial i/ados con ob jeto de prcdecir la dcmanda cn un dcterminado sistema de transporte. Sus resultados se consideran mucho mas

precisos que los obtcnidos mediantc mctodos cstadfsticos. El capitulo de introdueeion fmali/a con una breve description historica de los

diversos sistemas de transporte.

La siguiente section del lexto corresponde al tema de Gruas. HI enfoque es mecanico/electrico. Es decir, el objelo de esia parte es

presentar los conceptos de discno mecanico de los distintos elementos c|ue componen la cadena de transmisi6n de esfuerzos desde el

sistema de suspension hasta el organo de almacenamiento del cable. Tambien se estudian las estructuras tanto de los sub-aparatos

como es el caso del carro, como de los aparaios completos o griias. Desde el punto de visia de traccion, se enfaliza en la componente

electrica de la motorization asi como en el conjunto meda-carril. Esta section esta dividida en dos partes. En la primera se estudian los

elementos:

Elementos

-22-

La segunda esta dedicada a la descripcidn de los principales tipos de gruas:

Aparaios

> Puente grua > Gruas de Puerto

y Grua Portico V Vehtculo Griia

V Gnia Consola '>• Grua Portacontenedores

> Gruas Giratorias > Grua Torre

La tercera seccirin del libro esta dedicada al transporie vertical. Este tema se considera de gran transcendencia para la Ingenierfa

Industrial cn nuestro pais ya que por una parte la componente tecnolo- gica de los sistcmas de transportc vertical en nuestros dfas tienc

gran calado. Por olra parte, la industria del transporie vertical en nuestro pais esta muy consolidada y es cada vcz mayor cl numcro de

Ingenieros industrials con formation en este campo rcqueridos por este sector. En esta pane se estudiaran:

> Ascensores y Montacargas > Andenes moviles

> Escalcras mecanicas > Trafico Vertical

Finalmcntc. en la cuarta seccion se tratan los Transportadores y Elevadores. Este tema tiene una gran importancia para los

denominados transporie continuo, transporie interno y transporie por cable. En los trcs casos. existen una serie dc „sistemas moviles*

con unas peculiaridadcs tfpicas de cada campo. Se analizaran los siguienles transportadores y elevadores :

> Transportadores simples > Telefericos

> Bandas transportadoras > Funiculares

> Carretillas > Blondines

r Plataformas elcvadoras

Confiamos que cl texto sea de interes para tanto estudiantes de Ingenierfa Industrial como para profesionales relacionados con el

Transportc. Finalmente, queremos agradccer la colaboraci6n dc Narciso 1‟olosana y Ana Lopez Fiona por sus aportaciones en la

aplicacion dc la tccnologfa dc redes neuronales cn los mode los de demanda.

PARTEA

INTRODUCTION A LOS TRANSPORTES EN

LA INGENIERIA INDUSTRIAL

A.I. INTRODUCCION A LOS TRANSPORTES

> Sistemas de suspension r Motorizacion

v s'

Cables y Transmision

> Poleas > Ruedas

> Aparejos r Carriles

> Tambores V- r

Estructura

- 23 -

A 1.1. Inlroduccion

Dcsde su creation, cl Area de Ingenieria e Infraesirueiura de los Transportes de la Univcrsidad de Zarago/a ha impulsado el

conccpto de la ensenan/a de los Transportes como una maieria donde sc deben integrar las siguienies disciplinas:

> Ingenierfa Industrial

> Ingenierfa de Caminos. Canales y Puertos

> Ingcnieria Aeronautica

> Ingenierfa Naval

> Ingcnieria de Tclccomunicacion

> Ingenieria Informatica

La ensenan/a de los Transportes en la Ingenieria constituye una material tan esencial y variada que deben coordinarse esfuerzos

entre todas las disciplinas relacionadas con estc sector, critico para el desa- rroHo y bienestar dc la sociedad actual.

Citando las palabras del Profesor Rafael Izquierdo, los transportes pucdcn scr analizados bajo ties punlos de vista:

> Sistema m6vil

> Infraesinictura

> Servicio

P(Klemt>s hablar dc los siguientcs sistcmas dc transporter

> Transporte dc cargas cn la Indusiria

> Transporte vertical

> Transportc |x>r carretera

> Transporte por ferrocarril

> Transportc marftimo

> Transportc aerco

> Transporte combinado

El transpi>rte combinado sc denomina a la union coordinada dc dos o mas modos dc transporte. cn un contexto rclacionado con

la intcrmodalidad.

- 24 -

En cl a pari ado A 2 dc esic capitulo, sc anali/aran brcvemenic las infraestruciuras dc los sistemas dc transporte citados en la

lista anterior.

El servicio dc cada clcmento dc transportc dependc dc la legislation. y cs un tcma que esta fuera del alcance dc las

cnscnanzas de Transportes en la Ingenieria Industrial. En la Tabla A I. I., sc puedc apreciar un esquema del alcance del presente

texto:

Tabla A 1.1. Alcance del presente texto

Como sc aprecia cn la Tabla A I. I.. los Transportes cn la Ingenieria Industrial cstan focali/ados cn cl estudio dc los sistemas

moviles denominados gendricamente como Aparatos dc Elevation y Transporte asf como cn sus infraestruciuras. Matcrias tan

especificas e importantcs para cl Ingeniero Industrial como son los vehiculos por carretera y los ferrocarrilcs son estudiados cn

asignaturas optativas y tienen sus propios textos. Es importantc subrayar quc la infraestructura fcrroviaria o via es tratada tanto en

las ensefianzas dc Ingenieria Industrial como en las de Caminos, Canales y Pucrtos, mientras quc la carretera. cs unicamentc

abordada cn esta ultima.

I lay que enfatizar quc la Ingenieria Industrial esta enmarcada dentro del inodo de transportc terrcstrc. ya que existcn

Ingcnierias propias de los modos de transporte aereo y maritimo. Sin embargo, existen relaciones cada vcz mas cstrechas cntre las

Ingcnierias citadas al comienzo de cstc capitulo y que tienen como objeto los estudios denominados de transporte multimodal.

Existe un largo numero dc ejemplos que rcllcjan la cada vez mas necesaria relation entre las distintas ingcnierias con objeto

de estudiar con rigor y cficiencia el problema del transporte en nuestros dfas:

> El vehiculo inteligente

> La carretera inteligente

> El transporte multimodal

> Sistemas dc inteligcncia artificial aplicados a la gestion del Transportc

> Elcmentos c instalaciones industriales en infraestruciuras

> Transfercncia de Nuevos Materiales y Nuevas Tccnologias

> Incorporation de sistemas mecanicos y clectricos en los sistemas moviles

> Etc.


> Actuar como elemento dc integration social

Si sterna movil Infraestructura Servicio

Transporte de cargas en la industria

Transporte vertical

Transportc por carrcicra

Transportc por ferrocarril

Transportc maritimo

Transporte aereo

Transporte eombinado

> Colaborar cn la mejora de la calidad de vida, a pesar de los efectos negati vos que pueda ocasionar principalmcntc cn lo

que sc refiere a accidentes cn carrcteras e impact os mcdioambientales

> Constituir un elemento dc la estrategia y defensa nacional

> Ser una importante actividad productiva del pais, que ocupa una elevada masa laboral y que contribuye dc forma

considerable a la creacidn del Producto Interior Bruto

y lmpulsar el desarrollo de otras actividades ccondmicas, como por ejemplo el sector de la automocion, bicnes de equipo, etc.”

A 1.3. Los Transposes en el contexto nacional

En este apartado se muestra un estudio estadistico de los Transports a nivcl nacional, basado en la information suministrada por

el Anuario de Estudios dc Transportcs y Comunicacioncs dc 1994, rccicn- temente cditado por el Ministerio de Obras Publicas,

Transportcs y Comunicaciones.

Una mcdida de la importancia dc los Transportcs en la Economia Nacional cs su participation cn el

Producto Interior Bruto (PIB) cs decir, su Valor Anadido Bruto (VAB). En la Tabla A 1.2. pucde apre- ciarse la participacidn del

sector Transportcs que fluctiia entre el 4.0 y el 4.2 % desde el ano 1986 hasta el ano 1994.

Tabla A 1.2. Valor anadido bruto a precios dc mercado en el sector de transportes. Precios constantcs (millones de pesetas de 1986)

(Base 1986)

Las cifras correspondientes al ano 1991 en pesetas corrientes y al coste de los factorcs, fueron las siguicntcs:

CONCEPTO 1991 1992 (P) 1993 (P) 1994 (A)

Fcrrocarril 3.320 3.650

Carrctera. Olcoductos y Gascoductos 900.853 926.636 - •

Marftimo y cabotajc 60.867 62.144 - -

Ac*rco 151.564 188.487 - -

Servicios ancxos al transportc 367.756 373.174

Total del sector transportes 1.484360 1.554.091 1.551.252 1.612.202

Servicios destinados a la venta 15.863.450 16.218.757 16.364.924 16.790.206

Participacidn del Sector: Tranportes cn Servicios

destinados a la Venta

9.4% 9.6% 9,5 % 9,6%

V. A. B. a precios de mercado 37.458.924 37.694.004 37.362.797 38.012.981

Participacidn del Sector Transportes en V. A. B. 4,0% 4,1 % 4,1 % 4,2%

P. I. B. a precios dc mercado 39.903.175 40.170.313 39.702.517 40.537.982

(P) Provisional.(A) Avance

Fuente : Instituto Nacional dc Estadistica


(1) Cifras provisional

(2) Incluye las inversiones y gastos de conservacion realizadas por la D. G. de Carreieras. por las Dipuiaciones Provinciates y Cabildos Insulares y las

inversiones realizadas por las soeiedades conccsionarias dc aulopislas dc pcajc. a partir de 1986 se incluyen las inversiones realizadas por las CC.AA.

(3) Las inversiones estan compuiadas con los nuevos eriterios eonlables de la I.G.A.E.

(4) Haslal992, comprcndc las inversiones de Puertos Autonomos. Juntas de Puertos, Comision Adminislrativa Juntas de Puertos. A partir de 1993 comprcndc

Autoridades Portuarias y Puertos Menores de CC.AA.

(5) Hasia 1992 comprcndc la invcrsidn en Costas y Senates Maritimas; a partir de 1993 comprcndc las inversiones dc D.G. Marina Mercante, D.G. dc Costas

y la Sociedad Estalal de Salvamenlo y Seguridad Maritima.

(6) lnversiones de AliNA.

(7) Comprende las Inversiones dc las CC.AA. en InfraestructuralMadrid y Barcelona).

(8) Comprende las inversiones de las respcctivas soeiedades.

(9) Incluye s6lo a Madrid. Barcelona. Valencia. Sevilla y Zaragoza.

Fucntc: Ademas dc las rcscnadas cn las notas anteriores: D.G. de Aviacion Civil. D.G. de Marina Mercanic, D.G. de Industria del Ministerio de Indusiria y

Energia. RENFE. FEVE. CLHSA, Enagas. Gobierno Vasco. Generalidad de Cataluna y Generalidad de Valencia.

La inversion toial en 1994 ascendid aproximadamente a 1.2 billones de peselas. correspondiendo a carreieras -solo

infraeslruciuras- el 64 % y al ferrocarril el 19%.

Los Gaslos de las Adminislraeiones Publicas en el sector Transportes, sc han rellejado scgun los difercnies modos en la Tabla A.

1.5.

Tabla A 1.5. Gastos de las administraciones publicas en el sector transporte

(millones de pesetas de cada ano)

Fuente : Cuentas de las Administraciones Publicas y Ministerio de Economia y Hacienda

Sc aprccia en la citada tabla que los gastos de las Administraciones Publicas cn lo quc sc rcfierc a carreteras y fcrrocarriles es del

43.1 y 33.8% respcctivamcntc. Llama la atencion cl retroccso de ambos modos respecto a los gastos de anos anteriores y cn especial

TRANSPORTE URBANO 19.454 30(X)4 29.296 30929 22.189 •28.3 %

* Mctropolilanos 12.454 30.004 29.296 30.929 22.189 -28.3%

Infraesiruciura (7) 4.637 11.203 13 564 17.772 13.970 *21.4 %

Material movil (8» 8.332 8.411 9.438 11.025 4.522 -59.0 %

• Transportc colectivo dc superticie <9> 6.485 10390 6.294 2.132 3.697 73.4%

Material movil 5.494 9.518 4.327 1.795 2.935 63.5 %

Maquinaria, instalaciones y utillajc 458 285 381 140 223 59.3 %

Mohiliario, ensercs y otras inversiones 533 587 1.586 197 539 173.6%

ANOS GASTOS TOTALES

GASTOS EN TRANSPORTES Purtld- pucion del Srelor (irtTttTH 1 trrucjirrll Manllmu A«;ro

1975 „>82.892 1.953 35.285 18.132 10.931 7.791 74.092 7.5 %

1980 3.278.093 8.733 47.371 111.659 23.181 9.487 200.431 6.1 «*

1985 6.659.886 12.920 112.315 272.643 26.236 24.848 448.962 6.7 %

1986 7.255.797 11.503 123.625 239.033 22.143 27.782 424.086 5.8%

1987 8.817.776 10.486 139.288 257.222 22.581 32.746 462.323 5.2-*

1988 9.702.179 12.189 185.138 336.465 33.896 28.851 596.539 6.1 ■*

1989 II 322.K48 12.261 237.351 344.8fil 24.247 45.007 663.727 5.9**

1990 12.093.470 11.973 370.325 394.728 37.005 55.153 869.234 7.2 *

1991 13.203.516 11.921 417.175 397.438 23.613 21.519 871.666 6,6 ■*

1992 14.670.588 23.324 374.412 294.438 29.153 21.102 742.429 5.1 %

- 27 -

cl caso del ferrocarril cuya tasa en cl ano 1990 era del 45% - casi 400.000 millones dc pesetas- y que cn cl ano 1992 no alcanza los

300.000.

Tabla A 1.6. Consumo energetico por los distintos modos de transporte

(1) Corresponde al abastccimicnto dc todos los vehfculos dc carrctcra cn tcrritorio nacional.

(2) A partir de 1992 para carretera y a6reo los datos son de la Asociacion dc Opcradorcs de Pctr61eo(A.O.P.)

(3) Comprcnde el suministro de productos energeticos a flotas exlranjcras cn los aeropucrtos espaiioles. no los usos mi I i tares.

Clase He

energfa ANOS MODOS DE TRANSPORTE TOTAL Imremento

respecto al

ano anterior Carretera

(I) (6) Ferrocarril Aero

(2) (6) Maritimo

(7) Tulieria

(3) Metro

(5)

1990 8.227.4 m - - - - 8.227.4 4.2 %

Gasolina 1991 8.593.5 - - - - - 8.593.5 4.4%

aulo 1992 8.988.4 - - - - - 8.988.4 4.6%

(miles () 1993 8.755.3 • • - - 8.755,3 -2.6 % 1994 8.719.0 - - - - -

8.719.0 -0.4% 1990 9.629.8 129.8 - - 0.9 • 9.760.5 6.9%

Ctcnli'n 1991 9.936.0 127.7 - - 0.2 - 10.063.9 4.9%

VldMMlO

(miles 1)

1992 9.919.8 120.5 - - “ "• * - 10.041.2 •0.2% 1993 9.129.7 109.5 • 614,4 3.7 - 9.857,3 -1.8% 1994 9.390.6 101.6 • 818.7 3.3 • 10.314.2 4.6%

1990 • • • • • • - -

Fuel-oil 1991 - - • • • • • •

(miles 1) 1992 • • • • • “ • 1993 • • • 1.302.5 • * 1.302.5 • 1994 • • * 1.552.6 • 1.552.6 19.2%

1990 - 11.1 m - - II.1 11.0%

Gasolina 1991 - - 10.4 - - • 10.4 -6.3 %

aviacion 1992 • - 9.1 m m * 9.1 -12.5%

(miles t) 1993 • • 5.4 - * 5.4 -40.7 % 1994 - - 3.7 • - • 3.7 -31.5%

1990 - - 2.297.0 - - • 2.297.0 9.5%

Qucroseno 1991 • • 2.246.0 * • • 2.246.0 -2.2%

(miles t) 1992 • 2.632.8 * • • 2.632.8 17.2% 1993 • 2.580.5 • - •

2.580.5 -2.0% 1994 • - 2.784.6 * - • 2.784.6 7.9%

1990 57.5 - - - 6.0 - 63.6 l.l %

Gas 1991 45.9 - - 8.5 - 54.4 -14.5%

licuado 1992 40.4 * • • 6.1 - 46.5 -14,5%

(miles 0 1993 36.0 * • • 6.9 * 42.9 -7.7%

1994 35.5 • • * 15.9 • 51.4 19.8%

1990 • 1.868.7 • * 225.9 374.4 2.496.0 5.0%

Electri- 1991 - 1.938.2 - *

226.7 371.7 2.536.6 2.7%

cidad 1992 • 1.956.2 • m

233.1 377.7 2.567.0 1.2%

(Gwh) 1993 • 1.857.1 - -

203,6 374,5 2.435.2 -5.1 % 1994 •

1.793.2 • • 211,0 386.3 2.390.5 -1.8%

1990 771.728.2 12.269.8 100.393,5 • 1.127.1 1.347.8 886.866.4 4.8%

Fotal 1991 800.191,3 12 430.3 98.145,1 - 1.214.8 1.338.1 913 319.6 3,0 %

equivalent** iMl 1992 816 425.2 12 187,2 114.915,4 - 1 157.6 1 359.7 946.045.6 3.6%

IV I I I V v I I Tj (6)

1993 772.346.1 11.361.2 112.482.3 79.637.4 1.207.7 1.348.2 978.382.9 3.4%

1994 781.884.6 10.793.8 121.288.1 98.615.1 1.630,3 1 390.7 1 015.602.6 3.8 %

- 28 -

(4) Comprende oleoductos y gasoduclos.

(5) Comprende Metropoliiano de Madrid y Barcelona.

(6) Se han utili/ado las equivalentes empleadas por el Centro dc Estudios dc la Energia.

(7) Recoge, unicamcnte, los datos de la A.O.P., e incluye Pesca dc Altura.

Fuente : AOP.CLHSA. REPSOL BUTANO S.A.. RENFE. FEVE, REPSOL PETROLEO S.A., Generalitat de Catalu- na,

Metropoliiano de Madrid. Generalitat de Valencia. Ferrocarriles del Gobierno Vasco. Melropolilano de Barcelona y Compamas

privadas de Fenocarril.

En la Tabla A 1.6. aparecc el consunio energetico por los distintos modos dc transportc. El consumo final energdtico en nuestro

pafs alcanzo la cifra de 56.8 toneladas equivalentes de petroleo. correspondiendo al sector transportes 24.2 ini Hones, es decir, cl

42.6 % frcnte al 33.5 y el 23.9 % de la induslria y hogarcs respeclivamcntc. Esta tcndencia difiere de la media de los paises

comunitarios donde el transporte rcprcscnta el 30.5 % del total y hogares cn torno al 40%. Las distribuciones del trafico interior de

viajeros y mercancias sc mucstran en las Tablas A 1.7. y A 1.8.

Tabla A 1.7. Distribution del trafico de viajeros segun modos de transporte

(millones de viajeros-km)

(1) Las cifras se han oblenido totali/ando los viajeros-km correspondiemes a motos. coches y autobuses en la red cubierta por el Plan

Nacional de Aforos.

(2) Comprende RENI-E y via cstrccha

(3) Comprende cl irafico regular y no regular de IBERIA y AV1ACO. Desde 1993. ademas del grupo IBERIA, incluye AIR

EUROPA y SPANAIR

(4) Pasajeros enirados en cabotaje. No se incluye cl pasaje correspondienlc a bahfa y transito.

Fuente: Direccion General de Aviacion Civil. Enie Publico Pucrios del Esiado. Dirccci6n General de Carreteras. Direccion General

del Transporie Terrestre, RENFE. FEVE y CC.AA.

Tabla A 1.8. Distribution del trafico interior de mercancias segun modos de transporte

(millones de t - k m ) ( 1)

Finalmenlc. cn las Tablas A 1.9. y A 1.10. sc muestran las distribuciones del trallco international dc viajeros y mercancfas.

Tabla A 1.9. Transporte international de viajeros segun modos de transporte

MODOS DE TRANSPORTE 1985 1990 1991 1992 1993 1994 1 94 / 93

C‟arretera (1) 153.680 209.395 220.067 231.109 237.288 245.2<X> 3.3%

Fcrrocarril (2» 17.066 16.736 16.361 17.579 16.490 16.142 -2.1 %

Acrco (3) 5.216 7.050 7.234 8.642 10.127 10.313 1.8%

Maritimo (4) 888 1 057 1.258 1.200 1.200 1.267 5,6 %

MODOS I)E TRANSPORTE 1985 1990 1991 I 1992

| 1993 1994 | 94/93

Carrclcra (2) 110.500 151.000 157.200 160.600 | 164.200 172.300 4.9%

Fcrrocarril 12.075 1776.3 10.802 9.550 8.132 9.018 11,3%

Tuhcria (3) 3.165 1 4.215 4.780 5.266 1 5.555 5.479 -1.4%

Mar'timo (4) 31.288 1 33.1M8 34.750 32.711 28.885 30.680 6.2%

Acrco (5) 77 9I~ 90 94 94 98

Total 157.105 1 199.697 207.622 208:223 ) 206:8661 | 217.605 -------------------------

-29 -

(1) Extranjcros y espanoles residentes en cl extranjero entrados cn Espana, no incluye la entrada de espanoles en sus viajes de relomo.

(2) Espanoles salidos al extranjero

Puente: Secretaria General de Turismo. Instituto de Estudios Turfsticos

Tabla A 1.10. Distribution del trafico internacional de mercancfas Transporte internacional de mercancias y modos de transporte, ano

1994

(miles de toneladas)


1 Corrcsponde cxelusivamentc al transportc mlcrurbano

MODOS DE

TRANSPORTE

ENTRAPAS(t) ******** SALIDAS (2)

VIAJEROS (miles)

ff \ M \ % • .k/, M

"1 « » — ■ ■ ' AAA ft A A

„ ' I VIAJEROS (miles)

_ _ 1 .

4 J a %

Carretera 1993 1994

33.608 34.093 j

94 / 93 1.4% |

iw

15 617

94 / 93

Fcrrocarril 2.305 2.334 1 1.3% 376 ^ « «

Maritimo

\ f r t a 1 9T5| 1.413 I 19 435 23.589 j -26.2 % 21.4

%

133

1.582

—■ 1 j

TOTAL 57.263 | 61.429 7J% 17.708 i . —

MODOS TRANSPORTE

Maritimu Fcrrucari ril Carretera Aereo TOTAL 1)

CLASH DE

PRODUCTO

Entrada Salida Entrada Salida Entrada Salida Entrada Salida Entrada Salida

Agricolas 6.105 2.211 177 184 4 330 6 851 6 7 | 10.620 9.252

Alimenticios y

forrajcs

8.605 3.758 45 86 2607 2.565 31 10 II 288 6.419

Combustibles

minerales

11.882 45 ' 2

0 126 52 0 0 12.010 97

Pmductos

pctroliTcms

62.304 10973 3 ^ 4 2.614 731 8 11 65.525 11.709

Minerales 14 129 1.817 1 21

0 1.577 60 22 0 15.749 1.878

Productos

metalurgicos

2.736 5037 540 ' 75 1 724 1-931 7 11 5.007 7 044

Minerales en hmto v •

materiales de const

ruction

2.695 12 999

- 1

1 2

87 1.026 3.678 .. | 0

1 *

3

— *

3.724 16 767

Abonus 3.865 758 67 3 282 42V 3 0 47H, 1 190

Productos

quimicos

.3.296 4.718 103 43 4639 3.046 8 9 8.063 7.826

Maquinas. vchiculos,

y transacciones

especiales

2.108 3.520 367 761 6053 4.782 153 246 8701 9.364

TOTAL 117.725 45.836 1J27 1.243 24.978 24.125 238 277 144.903 71.546

(I) Estos totales son superiores a las respcctivas sumas por cstar incluidas una scrie departidas cuyo medio dc transportc es dificilmcnte clasificablc. Fuente: Direction General dc Aduanas

- 31 -

El transporte de cargas:

El transportc dc personas:

> Ascensores > Montacargas

> Escaleras Mecanicas > Elevadores de cangilones

> Andenes Moviles

Las infracstructuras de los diversos sistemas dc transporte vertical se analizaran cn la parte C dc cste texto.

A 2.3. El transporte por carretera

El transporte por carretera a finales del siglo XX, esta asociado indefectiblemcnle al pctroleo.

RESERVAS DE PETROLEO

Modelo de Hubbert

Descubrimiento de

yacimientos

Figaro A 2. /. Evolution de los descubrimientos de yacimientos y modelo de prediction de Hubbert.

Segun cl modelo de Hubbert (2) representado en la Figura A 2.1., las rescrvas de pctroleo estan ya cn la fase decreciente y los

costcs del denominado oro negro puedcn comenzar a elcvarse drasticamente a comienzos del siglo XXI, como consccuencia de la

disminucion progresiva de la produeci6n. Es obvio que el transporte por carretera dcbera adaptarsc progresivamente a las energias

disponibles, lo cual su- pondra variaciones drasticas tanto en los sistemas moviles como cn las infraestructuras.

En nuestros idas, cl transporte por carretera constituye el pilar bdsico del transportc interior (89%), tanto de viajcros como de

mercanci'as (77%). En el primer caso. le siguc cl ferrocarril, y cn el segundo, cl transporte maritimo.

En cuanto al transporte internacional, la carretera sigue siendo el mas importante en transporte de viajcros, frcnte al aereo y solo

en cl transportc dc mercancfas cs superado ampliamente por el transportc maritimo.

1940 1960 2020 2040 1980 2000

A-o




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- 7 8 -

La forma exterior, del mismo corie que las citadas anteriormente como cucharas normales, presenta como

novedad, el acopiamiento cn los hordes dc las mandfbulas de unas juntas espeeialcs que eonfonnan un volumen

cerrado donde no es posible la perdida del fino material cn las opcraeiones dc elevacidn y transporte. En la Figura B

1.22. se reprcsenta una cuchara para ccrcalcs y cn la Tabla B 1.9 las dimensiones principals y el peso propio de

cucharas de diferentes capacidades eon arrcglo a las variables defini- das cn la Figura B 1.22.

f igura li 1.22. Cue haras [him cereales.

Cuchara dc un solo cubic

En este tipo dc cuchara solo existe un unico cablc de clcvaci6n, de mancra que la apertura y cicrre dc la cuchara se

debe realizar mcdiantc procedimicntos auxiliarcs. Presenta la ventaja de que puede ser acoplada a cualquicr aparato de

elevacion ya que no precisa de cablc de suspension. Su capacidad dc carga es menor que la de una cuchara de dos o

cuatro cables. Sc utiliza para manutencion dc fardos y muy rara vcz como cuchara. En la Figura B 1.23 sc represcnta una

cuchara dc un solo cable. En la Tabla B 1.10 sc dcscriben dimensiones generales y pesos segun la definition de variables

expuestas cn la Figura B 1.23.

Figura H 1.23. Cuchara de un solo cable.

- 79 -

- 8 0 -

Exislen diierentes mecanismos dc apcrlura y cierre dc la cuchara, si bicn todos cllos prcscnlan como caractcrfstica

comun cl principio de funcionamicnto:

• La apcrlura sc ejecuia medianie una elevacion del cablc. I ras la apcrlura, enlra en funcionamienio un mecanismo

de detention que rnanliene abieria la cuchara.

• El cierre sc I leva a cabo por medio de una traction del cable por medio dc un mecanismo auxiliar.

Tabla B 1.10. Dimensiones generates y pesos de cucharas de un solo cable de diferenles capacidades.

Cucharas electrical

En csle modelo, se incorpora un molor elcctrico en la parte superior de la cuchara que rcgula la apertura y el cierre

de la misma. Asf pues, unicamcntc rcquicro un solo cable quc controlc la elevacion del mecanismo (Figura B 1.24).

Dado quc las operacioncs propias dc la cuchara son reguladas indepcn- dientemente por medio del elemento clcctrico.

cslc tipo de suspension prcscnta una gran flexibilidad cn los movimienios dc la carsa. Sc preficrc, asf pucs, a la cuchara

dc un solo cablc. si bicn no alcanza la poicncia de las cucharas de varios cables dcbido a quc la poicncia del motor

cldetrico estd limiiada por el peso de 6ste. El peso del motor dcbe ser cuidadosamcntc cstudiado con objeto de no

sobrcpasar en mu* cho, cl peso neccsario para un buen llenado del material. Para compensar el peso anadido se suclen

utili/ar materiales ligcros para la construction de la cuchara. El centro de inercia debc estar situado a la cola mas baja

posible para evitar probables vuelcos de la cuchara, durante la recepcion del material.

El accionamienlo puede ser mec£nico o hidrautico. El accionamiento mccanico requiere una serie dc engranajes y

husillos con los correspondienles platos dc acoplamiento. El accionamiento hidraulicocon- siste en la pucsta cn marcha

de una bomba tras la correspondicnie reduction, normalmcntc a travcs de engranajes de dientes rectos. En la Figura B

1.24 sc rcpresenta una cuchara accionada clectricamente. Sus pesos y dimensiones principales se describcn segun la

Figura B 1.24 en la Tabla B 1.11. Se utilizan para

Capa- cidad

rr?

A B B1 H H1 a b D Diam.

m&x.

del

cable

Carrera

de

cierre

Peso kg

0,63 1060 1580 1860 2335 2745 140 260 300 16 3800 1060

0,8 1060 1760 2070 2450 2905 140 260 300 16 4320 1130

1.0 1160 1760 2070 2450 2905 140 260 350 18 4560 1325

1.25 1270 1990 2320 2880 3400 140 260 400 22 4480 1640

1,6 1410 2134 2560 2960 3520 140 260 400 22 5240 1800

2.0 1464 2214 2650 3045 3620 140 260 400 22 5560 2010

2.5 1660 2458 2875 3145 3780 140 260 400 22 6040 2500

Figura If 1.24. Cuchara accionada electricamcnte.

- 81 -

manutencion de fardos y ocasionalmente para servicios de cuchara. Un aparalo important cn el diseno de cstc tipo de

elementos de suspension accionados clectricamcnte es el sistema de protection ante cl polvo y la suciedad existentes

en las operaciones de carga y descarga. Se suelen construir bloques unicos que cnglobcn motor, Irenes de cngranajcs y

bomba, en el caso hidraulico. asegurados con cicrres especiales.

Tabla B 1.11. Peso y dimensioncs generates de cucharas accionadas elect rica nun te.

B 1.3. Spreaders

1$ 1.3.1. Generalidades

Los contenedores y cajas imSviles prescntan como unicos puntos habilcs para su manutcncidn los ocho vertices o

«comers». Se han ideado unos sistcmas de suspension especiales que cncaramados sobre los puntos de amarre de la

carga. realizan los movimientos de elevacion y translation con rapidcz y cstabilidad. A diferencia de ganchos y cucharas,

no existe una normativa que dcfina el peso del spreader. Existe una norma quc define las dimensioncs de estos, pcro

no su peso. Por lo tanto hay que calcular siemprc cl spreader para conocer su peso. Para detcrminar con exactitud que

carga debe ser suspendida por el spreader hay quc conocer el peso del contcnedor, ya quc la carga suspendida es

obviamenie el peso de la carga mas la del contcnedor.

Capa- ciciad

m3

Peso propio

kg

Ftatencia del

rotor H.P.

Dimensiones prir icipales en mm

A B C D E

0,75 1000 3.4 1260 900 1650 2550 1050

1.0 1450 6.4 1350 1000 1900 2900 1400

1.25 1500 6.4 1400 1000 1900 3000 1400

1.5 1550 6,4 1500 1050 1900 3200 1400

1.75 1600 6.4 1600 1090 1900 3400 1400

2.0 2075 8,4 1700 1250 2010 3600 1630

2,25 2150 8,4 1750 1300 2010 3700 1630

2,5 2200 8,4 1850 1350 2010 3900 1630

Figura li 1.25. Fotograji'a de una grua con un spreader como elemento de suspension.


















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book.No exisicn unos valores mmimos absolutos para los didmetros de las poleas y tambores por debajo de los

cuales no se podrta asegurar el funcionamiento de un cable. No hay por tanto un diametro nn'nimo absoluto. No

obstante, existe una gran relation entre el diametro de poleas y tambores y la duraeion de la vida del cable,

disminuyendo esta muy rapidamente con el decrecimiento del diametro de poleas y tambores. Por cllo las normas

marcan unos criterios que garantizan un satisfactorio funcionamienlo del cable, vamos a verlo a continuaci6n.

B 2.14.5. ClasiHcacion de los aparatos de elevation

Para poder empezar el analisis de un aparato de elevacion, es necesario en primer lugar determinar cl grupo al

que pertenecen de acuerdo con las ultimas exigencias dc la tecnica y de las normas ISO 4301 FEM - Section I

(Cuademos 2 y 4) y DIN 15020. Esta clasificacidn viene dada en funeion de la vida cn horas de funcionamicnto real

del mecanismo y del estado de la carga. Las normas FEM realizan la clasificacion con la siguiente notation: Mai.

dondc n es el nuincro del grupo al que pertenece el aparato de elevacion y va del 3 al 8. mientras que las normas

DIN utilizan la siguiente notation: mn. donde n es el numcro de grupo al que pertenece el aparato de elevacion y

varia de I a 5, siendo el grupo Im doble <I Am y 1 Bm). En la tabla B 2.17 sc describen cada uno de los grupos

segim las dos normativas.

Tabla B 2.17. Grupo del mecanismo FEM/DIN 15020 E S T A D O D E C A R G A V I D A E N H O R A S D E F U N C I O N A M I F N T O R E A L D E I . M E C A N I S M O

F a c t o r K .

S E R V I C I O 800 1600 3200 6300 1 250(1 25000 50000

0 . 1 2 5 F r e c u e n c i a m u y r c d u c i d a d e l a c a r g a m d t i m a

M 3 1 B m M l 1 A m M 5 2 m M 6 3 m M 7 4 m

0.250 F r e c u e n c i a r c d u c i d a d c l a c a r g a m a x i m a

M 3 1 B r u M 4 1 A m M S 2m M f i 3 m M 7 J m M S 5 m

0.500 F r e c u e n c i a a p r o x i n u d a i g u a l d c c a r g a s p e q u c n a s .

m c d i a n a s y m a x i m a s

M 3 1 H m M 4 1 A m M S 2 m M 6 3m M 7 4 m M 8 5m M 8 5 m

1.000

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F r c c u c n c i a e l c v a d a d c l a c a r g a m . i x i m a

M 4 1 A m M 5 2m M 6 3 m M 7 4i n M S 5 i n M S 5m M 8 5m

- 8 4 -

B 2.14.6. Dimcnsionado y selection del cable

La norma DIN 15.4(H) marca unas reglas para el dimensionamicnto basadas en ensayos y cxperiencias

practicas. Es necesario tener cn cuenta las condicioncs de trabajo de la maquina. Sc distinguen seis grupos para las

normas DIN y otros seis para las normas FEM, segun la duraeion real del mecanismo y de la frecuencia de la carga

maxima. La traccion maxima S en el cable de elevacion se obtiene considcrando:

Q( = Carga maxima nominal de! aparato.

Q = Peso propio del aparejo o elemento de suspension de la carga.

i = Relation del aparejo.

i] = Rendimiento del aparejo. (Tabla B 2.19.)

Fa = Fucrza de aceleracion si fuese superior a 10% de la carga. an = Inclination del cable en fin de curso si es superior a 22.5°.

Q„ + Q« Qu + Qk Qu + Oc, + Fa S= ' --------------- - S= j . „. COSCm S= — (Ec.B2.46)

En el caso particular de cucharas aulo prensoras se consideraran dos casos:

1, Sistejmifc .vLey ation .qug. flsg&iip vl repang sargtft.

cn cables de cierre;

S = 66% del peso total de la cuchara dividido por el numero de cables en cables

de retention;

S = 66% del peso total de la cuchara dividido por el numero de cables

2. Sistemn de elevacion quc no a.segurji el reparto de cargas.

en cables de cierre;

S = 100% del peso total de la cuchara dividido por el numero de cables en cables

de ret eric ion;

S = 66% del peso total de la cuchara dividido por el numero de cables El diametro

del cable se calcula de la siguiente manera:

p (carga de rotura del cable) FEM: Seguridad Zp > — 7" ------------------------- : ------ : ------- :--- T7T (Ec. B 2.47)

S (traccion maxima cn el cable]

DIN: d = K( Kr = coeficiente indicado en Tabla B 2.18. (Ec. B 2.48)

Tabla B 2.18. Coeflcientes Zp y K(.

- 8 5 -

FEM DIN

GRUPO SEGURIDAD MINIMA Zp COEFICIENTE K(

NORMAL CARGA

PFJ.IGROSA

CABLE ANTI -

GIRATORIO

GRUPO NORMAL CARGAS PELIGROSAS Y CABLE

ANTIGIRATORIO

180 200 180 200

M3 3.55 4 1 Bm 0,250 0.235 0,265 0.250

M4 4 4.5 I Am 0.265 0.250 0.280 0,265

M5 4.5 5.6 2m 0.280 0.265 0,315 0.280

M6 5,6 7.1 3m 0.315 0.280 0.335 0.325

M7 7.1 4m 0,335 0.325 0.375 0,365

MS 9 11.2 5m 0.375 0,365 0.425 0.4011

Tabla B 2.19. Rendimiento del aparejo.

N° dc Ramalcs 2 1 3 4 5 <> 7 8 9 10 | SI | 12 13 14

Polcas con icndimicnto J »| 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0,92 0.91 0,90 0,90 0.89 0.88

Rendimiento de una polea de cable i] = 0.98






















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- 155-

B 5. TAMBORES

B 5.1. Generalidades

Los tambores dc cables han dc calcularsc dc modo quc cn la position mds alta del medio dc transportc no pueda

arrollar mas capas dc cablc quc las prcvistas. Podcmos dividir los tambores dc elevacion cn dos grandcs grupos:

de una capa: cl cablc nomialmcnte ranurado, sc cnrolla solo cn una capa. Son los tambores quc

generalmente sc montan cn los aparatos dc clcvacion.

de varias capas de cable: cl cablc sc arrolla cn capas sucesivas, nomialmcnte son I isos. Utilizados solo en

tambores de obras publicas, cn las cucharas mecanicas y cn los tambores de almacenamicnto quc sc

encucntran detras de las polcas de friction.

Segun las reglas dc Gosgortejnador, los hordes de los tambores deben sobrcsalir por encima dc la capa superior

del cable arrollado no menos que dos didmetros del cable y los hordes de los tambores lisos para cadcnas soldadas, no

menos que la anchura del cslabon dc la cadcna. Los tambores se fabrican gcncralmcnic, bien cn fundicidn dc hierro, dc

acero fundido. o cn construction de chapa dc acero soldada. Los tambores son accionados dircctamcnte o. cn cl caso dc

grandcs tambores mcdiantc corona dentada, (Figura B 5.1). La longitud dc los tambores dcbe scr tal quc en la position

inferior del gancho queden al menos 1.5 (cs preferible dc 2 a 3) espiras mucrtas, a fin de quc rcfuercen la fijacion del

cablc c impidan que la carga quedc colgando directamente dc dsta.

B 5.2. El pcrfi! dc la garganta

La norma DIN 15061 marca los perfiles de garganta basandose en las diferencias admisibles siguientes para el

diametro nominal del cablc (Tabla B 5.1).

Diametro nominal del cablc d|< 3 3< d j < 6 6< d) < 7 7< dj

+ 8 + 7 + 6 + 5

________________________ Pifentiaj^mis^le ___________________________________________ 0 .M. ... 0 Q












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- 195-

Figura H ILL Acoplamiento ehistico de clementos ela.slicos.

Tabla B 8.5. Acoplamiento elastico.



TIPO PAR m

Kg

A 0 B

0

C

0

D E F G H K L

0

PESO

Kg P0? Kg

m2 Ma« Min

MA - 2 2 25 LA 41 afl 60 2 123 40 20 a 24 2.10 0.0037

2 75 125 3Q Ui 47 90 72 2 147 52 20 in 42 2.75 0.0059

5 25 &25 42 Lfi 68 1 15 95 2 193 75 20 Ll 52 6.50 Q.Q195

1?5 12 it 45 18 70 130 128 5 261 95 33 13. 58 10 75 0 0426

- 20 20 50 22 Tfi 140 130 & 265 97 33 18 67 12 50 0.059

ao 02 55 23 88 150 130 5 265 97 33 18 68 15 0.082

50 50 65 32 105 190 163 6 332 121 42 20 88 22 0.248

• 7 5 7b 80 38 125 210 163 6 332 1 2J 4? 20 100 37 0 395

- 135 135 90 42 140 250 200 LQ 410 138 62 25 112 64 0 975

• 200 200 95 52 145 280 200 m 410 1 38 62 25 120 73 1 44

- 125. 225 105 62 165 125 220 LQ 450 158 62 27 130 103 2 75

- 500 500 1LQ 75 175 10Q 245 LQ 500 181 64 2Q 150 146 5 90

- 800 800 125 ao 125 481) 250 LQ 510 186 64 35 170 213 12 25

- 1 200 1200 150 85 235 575 265 m 540 201 64 40 190 316 22 HQ











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- 1 9 7 -

nm: rpm motor

d|ambor: diametro del tambor (m)

n„, (rpm) T t d , n r ( s l )

i= Ve|ev: VeliK'idadde elevacion (m/min) v clev n r ( a j

nr (si): numero de ramales a la salida del tambor nr (a): numero

dc ramales del aparejo

Para el circuito de traslacion, cl csquema es:

nm: rpm motor

n in (rpill) K tl rucita i = ^rueda: diametro de la rucda (m)

Iras

vlras: Vclocidad de traslacion (m/min) bn la Figura IS X.26 sc

muestra cl circuito lipico dc traslacion.

Figura B S. 25. Esquenm de circuito de traslacion.

figura li &26. Foiografia de un circuito de traslacion.

- 1 9 8 -

B 8.9. Ksquema de ealeulo del circuito electrico

IS 8.9.1. Circuito de elevacion

G.: Carga a clcvar (Carga util + Peso clem. susp. en daN)

clcx P = v : vclocidad elevation (m/mint

CwCS 4500-ri

i): rendimiento de transmision

B 8.9.2. Circuito de translation

<»,: Carga mucrta a trasladar (daN)

W: 7 para rodamicnto

20 para casquillo dc hronce v( (:

vclocidad de iraslacion (m/min) r\:

rendimiemo transmision

(G, + G , ) W V

Iras pw =

4500000 • il

Par arranque = Mw + Mh *- Par mSximo Pw 716

Mw = (daN.in) n|: Vclocidad motor <r.p.m.) I)

Pw: Potencia de translation (C.V.)

t = 2 seg. elevacion. cierre cuchara

IGD? n

M„ = 375, con t = 4 seg. translation, giro. earn), puente t = 6

seg. translation portico

Iras -------- + GD; -t n ■ n r

y d = con 7C II

Si hay viento.

S v ptranslaci6n = l\v + 4509. n Fy S: superficic exposition (m2)

l;v: presion del viento (daN/m2)

B 8.9.3. Circuito de Giro

-199-

Parranque - P

M 11 Pw= 71611

i, cn

Pb = 7 i 6 n

+ Pfo < Potencia nominal

Q (i D/2 ii

| ^ ^ Q: Carga vertical

p: coeficientc rodadura n:

rpm giro

i}: rendimicnto mccanico D =

diametro del rodamiento (m) g =

acclcracion dc la gravedad

8

ic n c = 3 0 T 7

F

D Figura H 8.27. Ejemplo de un esquema de circuito de giro.









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- 2 0 1 -

C,

viento

Tubos

d-v, >4.5 in/s‟

C, = coeficiente de forma, viene expresado cn la tabla B 9.7.

nra = efecto acumulativo de sombra sobre m identicos equidistantes objctos:

= i + ri + ?i2 + n

3 + ■ • • + ' < (i * n)

1 = coeficiente de

sombra, viene dado en la tabla B 9.8.

0 = angulo entre la direction del viento y la superficie del objeto

Cuando una superficie estiS siluada a un Angulo delenninado con la direccttfn del viento, y se requiere conoccrel

efecto del viento normal a la superficie, se rcsuelve dc manera ordinaria. Para viento actuando sobre la diagonal de una

torre cuadrada, el coeficiente C puede tomarse como 1.0 + 0.75<p veces el valor frontal sobre la cara de una torre

teniendo en cuenta la sombra sobre la segunda cara. Donde <p es la relation entre el circa solida y el area total de dicha

cara, siendo A la suma de todas las areas de los componentes de la cara, y A el drea total considerada. La fuer/.a se

toma actuando en la diagonal.

Tabla B 9.7. Valores de C para distintos tipos de estructura*.

f / b

f / d V, d v, < 4,5 m/s‟ 50 1.10

40 1.00

v„ = vclocidad del 30 0,95

viento (m/s?) 20 0.90

10 0,80

d = diameiro (m) 5 0.75

50 0,80 40 0,75

30 0,70

20 0.70

10 0,65

5 0.60

50 1,90 40 1.70

30 1.65

20 1.60

10 1,35

5 1,30

Pcrfilcs, angulares,

vigas cajon

(pequenos)

Tabla B 9.7. Valores de C para distintos de estructuras (continuation).

-202-

vigas cajon grandes

sobre 35 mm cuadradas

25 x 45 mm

rectangulares

40

30

20

10 5

I.Of)

1.00

0.90

0.90

0.80

40 _____ U ______

2.20

b _ 30 2.10 c*2 20 1.95

10 1.75 5 1.55

40 1.90

30 1.85

b , 20 1.75

7=' 10 1.55 5 1.40

40 1.40

30 1.35

b 1 20 1.30

c = 2 10 1.20 5 1.00

f/b c,

Placas

planas /I t b >80 2.00

por encima / J. 60 1.85

del 40 1.75

nivcl del / A / 20 1.50

suelo | / V •<= viento 15 1.40 \ / /

10 1.30 I* --- K - <5 1.20

Cable Vienio perpendiculai al cablc

1.20

h_i c “4

meealico

Tabla B 9.7. Valores de C para distintos tipos de estructuras (continuacion).

-203-

Estructuras

cn

celosia

Celosfas simples, viemo perpendicular a las caras.

(uiilizar factor de sombra para marcos multiples)

Eslruciuras de celosfas ensambladas cuadradas o

triangulares con el viento perpendicular a las

caras

Q

< 0.05 1.95

0.10 1,90

Perfiles. 0.20 1,75

angulares. 0.30 1.60

vigas caj6n. 0.40 1.45

placas 0.50 1.45

Coniponentcs <0.05 1.30

lubulares 0,10 1.25

0.20 1,20

dv, < 0.30 1.10 4.64 m/s2 0.40 1.05

0.50 1.05

d-v, > 0.80

4.64 m/s*

Eslruciuras < 0.025 4.0

cuadradas de 0.025+0,45 4.13-5.18<p

perfiles, 0.45+0,7 1.8

angulares. 0,7+1,0 1,33+0,67<p

vigas cajon y

placas.

Caso de vienio

en la diagonal.

se multiplica 1.0+0.75(j>

el valor

perpendicular

a la cara por:

bstrucluras

triangulares dc < 0.025 3.6

perfiles. 0.025+0,45 3.71-4.47 )

angulares. 0.45T0,7 1.7

vigas cajrtn y 0.7+1.0 1.0 + 9

placas.

Estructuras

triangulares y < 0,3 0.66

cuadradas con 0.3+0.8 0.66tp+0,47

componentes 0.8+1.0 1.0 tubularcs. Sc * *

multiplican

los valores anteriores por csios coeficicntes:

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- 2 4 5 -

B 10. EL PUENTE GRUA

Figura B 10.1. Fotografia de un puente grua.

B 10.1. Gencralidadcs

EI puente grua cs un tipo dc aparato dc elevacion compuesto por una viga, simple o doble. biapoyada sobrc

dos carrilcs clevados sobre unos posies, dispucstos a tal cfccto o componentes de la esiructura rcsistcntc de la nave

o edificacion. El movimicnto longitudinal se lleva a cabo mediante la translation dc la viga principal o puente a traves

dc los carrilcs clevados. En la practica totalidad dc los casos, la rodadura cs por ruedas metalicas sobre carrilcs

tambicn metalicos. El movimicnto transversal se rcali/a mediante cl dcsplazamiento dc un polipasto o carro sobrc

uno o dos carrilcs dispucstos sobrc la viga principal. Como en el caso anterior la rodadura cs para todos los casos

dc tipo acero-acero. El movimicnto vertical se ejecuta a traves del mecanismo dc clcvaci6n: polipasto o carro. Un

puente grua sc compone dc las siguicntes partes (Figura B 10.2):

i Mecanismo elevacion

2. Viga principal

3. Viga tcstcro \ 4.

C‟amino dc rodadura.

" 1

I

m

- 2 4 6 -

Con objeto de elevar las cargas ligeras con mayor rapidez, se dispone de dos velocidades de elevacion

medianle un cambio de marchas de pindn dcsplazable o mecanismo planelario. Ahora bien, siempre existira el

problema de desplazar el puenie, en sentido longiiudinal. En el caso de lencr una gran diferencia enire la carga

normal y la maxima, la velocidad dc translation de la gnia es excesivamentc reducida para las cargas bajas. Para

eviiar este problema. existen seis solucioncs construclivas;

a) Disponcr de dos puentes gnia cn la misma via. con una carga maxima a elevar en cada una dc ellas, igual a

la mitad de la carga maxima, lixiste el problema de solape entre ambas gruas cuando trabajan de forma

independiente.

b) Realizar dos o mas instalacioncs de puente-gnia, una para carga maxima y el resto para cargas normalcs

con mayores velocidades de translation dc puente. Con objeto de realizar los diferentes trabajos en

conditioner aceplables, se ejecutan ambas instalaciones a diferentes alturas (Figura B

10.3) . Si existen distintas areas de irabajo se pueden adaptar gruas ligeras de luz limitada (F-iaura B

10.4)

c) Se pueden recmplazar las gruas de cargas ligeras y luz limitada por gruas eonsola. F.l momento

gcnerado por la carga en voladizo cn las citadas gruas. es absorbido por dos esfuerzos borizontales

soportados por la pared de la nave (Figura B 10.5).

Figura H 10.2. Paries de tin puenie gnia

Figura B 10A. Fuente grua para cargos pesadas y dos puentes gnia para cargos ligeras.

-247-

d) Cuando exislen difcrentes zonas de trabajo cn una nave y es preciso trasladar la carga de una zona a otra

adyacente se puede implementar una viga horizontal corrcdiza quc posibilite la translaeion de la carga

(Figura B 10.6).

e) Ante el problcma planteado cn el p&rrafo anterior otra posibilidad consiste en la disposicion de un carro

trasladable con pluma giratoria inferior (Figura B 10.7).


Figura B 10.5. Disposition de puentes gnia para carga pesada y dos gruas consola.

Figura B 10.6. Disposicion de puente gnia con viga horizontal corrediza.



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Figura li 10.15. Carro con mccanismo dc elevacion auxiliar.

- 249 -

B 10.2.4. Caleulo del bastidor

El bastidor dc un carro abierto presenta el siguiente esqucma (Figura B 10.17). Inicialmente, sc calculan los

esfuerzos sobre el bastidor gencrados por la carga util existente sobre el tambor. Estos esfuerzos cstdn localizados en

los puntos F| y F2- Asimismo, la polea dc compensation transmite al bastidor unos esfuerzos cn los puntos F3, F4, F5 y

F^, debido a la action del cable que abraza la citada polea. Con arreglo a los esfuerzos citados, es posiblc calcular los

largueros y travesanos, como vigas apoyadas en los diferentes rod i I los de rodadura y cargados puntualmcnte con las

solicitaciones explicadas cn los parrafos antcriores.

Figura B 10.17. Esquema de bastidor de carro abierto: A Mecanismo de elevacion. li Mecanismo de iranslacion. C Tambor. I) RodiUos

de translat ion, E Polea de compensat ion

Figura li 10.16. Carro de cuchara.

- 250 -

I? 10.2.5. Eleccion de las velocidades de elevacion

Es frecuente que los mecanismos de elevacion de los puentes gnia incorporen dos velocidades de elevacion

con objeto de obtencr el mSximo rendimiento en las operaciones de ascenso y descenso de la carga. Ambas

velocidades se suelen denominar como velocidad de elevacion principal y de elevacion de precision. Ambas

velocidades son funcion de la capacidad de carga. dc la distancia vertical maxima que puede recorrer la carga, del

grupo de carga y de la clasc de elevacion (Tabla B 10.1).

Tabla B 10.1.'V elocidad de elevacion de un puente grua de clase de elevacion 2, grupo de carga 2.

B 10.2.6. Eleccion de las velocidades de traslacion

Existen ocasiones donde las velocidades de iranslacion constituyen un dato fijo en el calculo dc la instalacion

del puente grua. En el resto de los casos, existe un camino abierto a la optimization con vistas a obtener el maximo

rendimiento de manutcncion. La velocidad de Iranslacion del mecanismo dc elevation (polipasto o carro) va a scr

una funci6n lineal de la luz dc la grua, segun la grafica B 10.2.

Capacidad de carga (T) Distancia vertical maxima

(m)

Elevation principal (m/min) Elevacion de precision

(m/min)

0.5 3 15 4

1 5.5 5 1.25 II 8 2

2 3.5 5 0.5 7 10 1

3,5 4 0,4

5 7 8 0.8 8 12 1.2

8 3,5 5 0.5 12 12 1.2

10 3,5 4 0,4

16 6 4 0,6

20 6 5 0,5

25 1 6 6 0.6

- 251 -

Grafica li 10.2. Ve loci dad dc translation del mecanismo de elevation.

Figura H 10.18. Viga principal const it uida por un perf il laminado

Lu2 grua (m)

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- 284 -

O =

Ws = modulo resisienJe a flexion en la parte superior del eje Wj =

modulo resisiente a flexion en la parte inferior del eje dj =

diimctro de la parte inferior de la columna

I eslrella de la base consta de una placa a la que se acoplan radialmente una serie de bra/os (Figura B 13.13).

*w

(Ec. B 13.19)

\V | = Modulo resisiente o

flexion vertical del brazo A =

Area transversal del brazo n = numero de bra/os

Figura B 13.12. Paries inferior y superior de la columna.

Figura B 13.13. Eslrella de base. Cada brazo estd solicitado a flexion y a coinpresion:

(Ec. B 13.20)

- 285 -

(Ec. B 13.23) Gg +GS+G,;

(Ec. B 13.24)

3-6^

Los tornillos de anclaje eslan sometidos a un esfuerzo dc traccion ilc valor:

T Mbm3,4 V r n n

El macizo de anclaje se va a calcular segun la Figura B 13.14.

Figura H 13.14. Mncizo tie anclaje.

Dcfinimos M como cl maximo monicnto de vuclco:

M = Qa + G, h-Gg g + W w (Ec. B 13.21)

Dondc:

W = Fuer/a del vienio.

Sea x, la distancia a la que aeluan todas las fucrzas verticalcs para que su momento sea M:

M = (Q + G, + Gg + Gs + G,.) X <Lc. B 13.22)

Donde:

Gs = Peso dc columna

Gf-„ = Peso del macizo

I;s decir, M

x = Q + G,

Se van a definir, en funcion de x. cuutro presiones del tcrreno:

a) Posieion I. Pluma paralela a uno dc los lados del macizo y x < 0.167 h

R (x , x

p = T^l,+6 h

h) Position 1. Pluma paralela a uno de los lados del macizo y x > 0.167 h R 4

P =

(Ec. B 13.25)

c) Posieion II. Pluma en diagonal y x < 0.118 h

R p=^ 1+8*5-

h (Ec. B 13.26)

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Valores aproximados dc los difercntes cocficicmes sc dan a conlinuacidn:

- M)0 -

Ma = 0.0075

Hb= 0.0075

MC = 0.08 f =

0.5 mm.

La poicncia dc giro a vclocidad dc regimen cs:

(M, + M,+Mj +M4)-n Pw= 71^

------------ (Ec-au-'O)

Con:

n = r.p.m. de la estruetura giraioria

il = rendimiento dc la iransmision

Pw = poicncia a vclocidad dc regimen (C'V)

B 14.2.6. Sistenui dc* mando dc gum

En la praciica loialidad de esie lipo de gruas, cl sisiema de mando dc gui'a sc ubica cn lu cabina, cn la pane

inferior dc la eslruclura giraioria.

-301 -

B 15. GRUAS PORTACONTENEDORES

B 15.1. General idades

La grua poriaconienedores es un aparaio de elevadas dimensiones, situado en zonas portuarias y cuyas misiones

prineipalmenie son la carga y descarga coniaincrizada de buqucs asi corno de material a grand. Existen cinco

moviinienlos:

- Movimiento dc translation de la grua, a traves de carrilcs metalicos situados en el suelo.

- Movimiento de translation del carro, a traves de carrilcs metalicos implcmcntados sobre la viga principal.

Figura it 15.1. Folografia de una griia portacontenedores

Movimiento de elevacion de la carga por medio del mecanismo dc elevacion.

- 302 -

Movimicnto dc elevacion dc la parte lado dc agua dc la viga principal por medio dc motorcs auxiliares situados en

la propia viga principal. Estc movimiento es necesario para que el aparato dcjc librc el espacio sobrc cl mar para

cl trafico normal de buqucs.

Movimiento dc giro de carro, por medio dc un rodamicnto Roth-Erde. Tiene por objeto, adaptar el spreader a una

disposicion aleatoria del contenedor a cargar.

Figura B 15.2. Paries de una grua portacontenedores: I. Viga principal, 2. I-ado agua viga principal.

3. Lado tierra viga principal. 4. Traviesas, 5. Tirantes. 6. Diagonales, 7. Posies. H. Vigas lesteras,

9. Cabina de mando, 10. Carro, //. Mecanismo de translation de la grua, 12. Paquete de rodadura.

El accionamiento de los diferentes movimientos se realiza mediante motorcs electricos dc corriente continua. En

una conslruccion elevada se ubica un equipo dc transformation que a partir dc la instalacion dc corriente altema del

puerto, alimcnta cl equipo clcctrico dc la grua. La carga util es gencralmcntc dc 40 T. El lado agua dc la viga principal

oscila cntrc 35 y 40 m. La distancia entre traviesas es de 15 a 20 m. El lado tierra dc la viga principal sucle tencr dc 20

a 25 m. La altura dc la grua oscila entre 30 y 60 m. La vclocidad del carro es del orden de 100 m/min. La vclocidad de

la esiructura es del orden dc 20 m/min.

B 15.2. El mecanismo de elevacion

Existen dos tipos de mecanismos de elevacion, dependiendo del nivel de prestaciones exigidas:

15 15.2.1. Carro simple

Se caractcriza por disponcr de dos movimientos: translacion a lo largo de la viga principal y elevacion de la carga.

Con objeto dc disminuir el^a elevado peso propio del carro se rcalizan vcrsiones altamente aligcradas ya que eslan

compuestos unicamente de una esiructura con cuatro rodillos de giro y cuairo polcas de envio dc cable al spreader

(Figura B 15.3). Como sc aprccia cn la Figura B 15.3. cl tambor dc elevacion y el mecanismo dc Iranslacion no se situan

sobre el carro, sino que sc ubican cn una instalacion dispuesta en la viga principal, Esta instalacion suele estar cn cl

centra de ambas traviesas, o bien sobre la traviesa lado tierra. El mecanismo de transmision entre la instalacion y el

carro es por cable a traves dc un sistcma de poleas que mantiene la posieion vertical del spreader duranlc los

movimientos dc translacion del carro. Con csle sistema se requicre adaptar manualmcntc el spreader a una carga

alealoriamente orien- tada ya que no cs posible cl giro del carro. Prescnta la ventaja de reducir de forma apreciablc las

resistencias dc rodadura y potencia de iranslacion del carro debido a la disminucion del peso propio del carro.

Figura H 16.3. Carro de gnia torre.

-311 -

Kg

5000

m

Grdfica B 16.1. Diagrama de carga de una grua torre de capacidad media.

B 16.4. La estructura

Las estructuras de las gruas torre son siempre en cclosfa. Este tipo de construction facilita el desmon- laje cn

unidadcs para su transporte y aligera la estructura de forma notable. En la estructura de una grua torre se pueden

distinguir dos subestructuras:

- Estructura superior

- Torre

Figura B 16.4. Esquema del eircuito de elevacion.

- 3 1 2 -

(Ec. B 16.1)

(Ec. B 16.2)

(Ec. B 16.3)

La estruetura superior sc compone de la pluma. de los tirantes y del mast i I o pane superior de la torre. Un

esquema se muestra en la Figura B 16.5.

Los tirantes a y h se disponen para reducir la flecha en punta de la pluma y disminuir los esfuerzos de flexi6n

en pluma. Su inclusion en una gnia de cstas caraeteristicas cs fundamental debido a los fuertes voladizos que

alcanza la pluma. La torre, esta solicitada a flexion y a eompresion. La concentration dc esfuerzos sucede en su

exlremo superior debido a la zona de aplicacion de cargas y asimismo una zona critica es la parte inferior de la

torre debido al empotramiento.

B 16.4.1. Caleulo dc la estruetura

Se toman las siguientes solicitaciones:

- Peso de la carga util

- Peso del contrapeso

- Peso propio - Aceleracion del carro

- Aceleracion de giro

- Viento en ambas direcciones

El caleulo de la estruetura consta de dos etapas:

I) Un precalculo que se puede realizar en base a la disminucion de esfuerzos (Figura B 16.6)

Los tirantes trabajan a traction. La portaflecha o parte superior de la torre trabaja a eompresion, flexion y

cortadura. Su tension de trabajo sera:

+ 01) ' + 3-t£

a = tension dc trabajo

= tension de compresidn Of

= tension de flexion Tc =

tension de cortadura

La pluma trabaja en su iramo A-B a flexi6n y a cortadura y en su tramo B-D a eompresion. El tramo B-C trabaja

a flexiOn si cl carro sc sittia a lo largo del propio tramo. La torre trabaja a eompresion y a flexion. La tension de

eompresion es:

P+ Pc +Pp

a c = — S-L

y la tension de flexion es:

P l , - P c . | 2 + P p . l 3 =

W

- 3 1 3 -

Con:

P = Carga util

l*C = Contrapeso

Pp = Peso propio

A = Area a compresi6n

W = Modulo resistente a flexion vertical

De forma que la tension de trabajo es:

P+Pc + P,, P l, -Pc-I2 +PP‟l3 /r n i r n G -------- : ------ + ----------- ---------- (He. B 16.4)

A W

II) Un c4lculo por medio del metodo de los clementos finitos. En esta etapa, se determinan llechas en pluma,

tensiones en los diferentes perfiles y estabilidad dc la grua mcdiante el calculo de reacciones.

B 16.5. Potencia de los motores

La potencia de giro de la pluma se calcula scgun los critcrios expuestos cn cl capi'tulo B 14.1.5.

I^as potencias de elevacion y iranslacion sc calculan, scgun sc indica en el capi'tulo B 10.5.

B 16.6. Sistemas de mando de gufa

Existen dos sistemas:

- Cahina de mando situada en la parte superior de la torre.

- Cahina de mando siiuada cn la base de la torre.

Segun la situation de la obra y las opcracioncs a realizar y condiciones de visibilidad. la cahina se situara en una

u otra position. Asimismo es posible un mando desplazable por licrra.

- 3 1 5 -

If 17. VEHfCULOS GRUA

B 17.1. Generalidades

En obras publicas dc construction y en operaciones dc elevacion y transportc «in siiu» donde sc prccisa un

aparato por un corto cspacio de ticrnpo es muy utilizado el vehiculo grua. Un vehiculo, carac- teri/.ado por poscer

un chasis especialmenle resistente, aloja en su parte posterior un aparato constituido basicamente por una pluma.

Ilja o extensible. En un vehfculo-grua existen los siguicntes uiovimientos:

- Movimiento de vehiculo convencional por medio de ncumaticos.

- Movimiento de extension de la pluma.

- Movimiento de elevacion dc la pluma.

- Movimiento de giro de la estructura giratoria.

- Movimiento de elevation de la carga.

- Movimiento de extension de contrapeso

Figura It 17.1. Fotografia dc un vehiculo grua.

poleas de un aparejo dispuesto en el extremo de la pluma y de oiros lantos dispuestos sobre el ganeho. En

algunos casos cxiste un lambor auxiliar para irabajar con pluma y plunu'n. o irabajar con dos ganchos. Tambien

es usual, la cxisicncia de un lambor dc arrastre para auxilio de vehiculos inmovilizados o arrastre de pie/as en

situaciones ocasionales.

Figura H 17.3. Delalle de aparejo dc veluatlo grua.

- El mecanismo de giro de la estructura sobre el rodamiento Roih-Erde.Una junta giratoria. dispuesta en posieion

vertical acciona directamcnte mcdianie un pinon, el giro a traves del rodamiento. Existcn disposiciones donde un

tornillo sin fin. iransmitc el movimiento de la junta giratoria. al pinon de ataque al rodamiento.

- Por ultimo, exisle tambien sobre esta estructura giratoria el mecanismo de extension de la pluma.

B 17.2. El mecanismo de extension de hi pluma

En los primeros discnos, se colocaban tantos cilindros hidraulicos de extension como iramos desplazables tcm'a la

pluma. Se disponia de una gran flexibilidad de movimientos a costa de un elevado peso propio de la pluma.

Posteriormente, la tcndencia a disminuir pesos propios. Ilevo a los disenadores a utilizar un unieo cilindro para

extender los diferentes iramos de la grua (Figura R 17.4).

Figura li 17.4. Mccanismo dc extension de la pluma mediante un cilindro.

- 3 1 8 -

- 3 1 9 -

Un cilindro hidraulico movil se situa inicialmenic en su posicion A-B, es decir, su extremo inferior, cn la parte

inferior del primer tramo y su extremo superior cn la parte superior del segun do tramo. Tras su extension, sc desplega

el segundo tramo y con el. el resto de tramos que se alojan en su interior. En este instante se enclav an el primero y

segundo tramo. Si sc desca extender el tcrcer tramo. el cilindro se situa cn la posicion C D. su extremo inferior cn la

parte inferior del segundo tramo y su extremo superior en la parte superior del tcrcer tramo. Asf. tras su extension, sc

desplega el tercer tramo respecto al segundo que esta enclavado con el primero. Y asf sucesivamente. Este sistema, cs a

la vcz quc original, muy ligcro ya que solo cs preciso equipar a la pluma con un unico cilindro hidraulico.

B 17.3. Diagnmui de air gas

Es la representation de las posibilidades del aparato en funcion de longitudes de pluma, alcances y car gas. Es una

information primordial dentro de las earactcristicas del vehiculo grua. A modo de ejemplo sc representa cn la Tabla B

17.1 cl diagrama de cargas para un vehiculo grua de 25 T. a 3 m. a un 75% del Ifmite dc trabajo. Los valores por enciina

de la Ifnea gruesa representan limitation por resistencia. Los valores por dcbajo dc la citada Imea. representan limitacion

por cstabilidad.

1‟abla B 17.1. Diagrama de cargas de un vciuculo grua dc 25 T. L 360?

Ri can-

ce

m.

L0NGTTUD DE PLUMA |Ejten-jLcf^itaJ de plunln

9,4 m.Jl2,4 m. 15,5 mj 18,6 m.|21,7 m.

24,7m[27,8 m

(7,5m)i (QM (13 m) 35,3m 36,1 m|40.8 m.

75*

3 25.CCO | 23.005~

c\ -\aJU

4 22.300 I 20.250

18.200

16.800

5 18.000 16.750

15.500

13.750

12.000

6 12.600

12.60C

12.600

11.750

10.500

9.600

7 9.700 9.700 9.700

9.700 9.2CO

7.9D0 6.600

8 j 7.600 7.600

7.600 7.600 .7.000

6.100

9 6.250 6.25

0 6.250 6.250 6.200 5.600 3.00

0 3.350

10 5.100 5.10

0 5.100 5.100 5.100 5.100 2.75

0 3.150

11 4.35

0 4.350 4.350 4.350 4.350 2.42

0 2.900 2.100

12 3.7C

O 3.700 3.700 3.700 3.700 2.100 3.650 2.050

13 3.10

0 3.100 3.100 3.100 3.100 1.79

0 2.400 2.000

Ji 2.650 2.650 2.to0 2.650 1.61

0 2.050 1.950

15

2.200 2.200 2.200 2.200 1.430

1.800 1.800

1b •

1.950 1.950 1.950 1.9*) 1.2001 1.550

1.550

17 1.700 1.700 1.700 1.700 1.01

0 1.300 1.400

18 1.500 1.500 1.500 920 1.100 1.250

19 1.350 1.350 1.350 810 950 1.100

20 1.250 1.250

803 LOCO

21 1.150 1.150

650 850

22 1.050 1.050

450 650

23 950 950

300 450

24 803

300

25 650

26 500

-321 -

La section dc la viga puede adoptar diferentes conflguraciones (Figura B 17.7).

- El tipo a. se suele utilizar para bajas cargas. debido a que esta secci6n puede prescntar problemas de pandeo

transversal ante altos esfuerzos dc compresidn.

- El tipo c. mas equilibrado y softsticado se utiliza para elevadas cargas. aproximadamente, mds de cincuenta

toneladas.

- El tipo b, corresponde a un tipo intermcdio. Se utiliza para la banda de cargas de magnitud media

l-a capacidad mrixima para cste tipo dc pluma cs de 40() Toneladas. El dcslizamiento entre tramos sc lleva a cabo

mediante pastillas de nilatron. cuyo material esencial cs nylon 66. Su coeficiente de desgaste es muy reducido. Es muy

usual la utilization de plumincs en celosia, acoplados al ultimo tramo de la pluma. La estructura giratoria tiene una

configuration que depende del tipo de pluma. Basicamente, consta dc una zona altamcntc rcforzada, quo reccpciona la

pluma. En la parte posterior, se situan los mccanismos dc clevacidn dc la carga y cl contrapeso. Si la pluma cs de viga

cajon, los cilindros dc elevacion dc la pluma apoyan en la parte anterior de la estructura giratoria, en una zona

altamente rigidizada. Si por el contrario. la pluma es de celosia, una estructura posterior soporta cl reenvio de los cables

que transmiten los esfuerzos dc traccion. En la Figura B 17.8 sc puede apreciar un esquema dc una estructura giratoria.

El bastidor esta ejecutado en dos largueros conformados cn viga cajon rectangular y una serie dc placas soldadas a

diferentes alturas que unen ambos largueros. Los dos largueros absorben fundamentalmente los altos esfuerzos de

flexion provocados para la carga de la estructura giratoria. pluma y carga util asi eomo por los momentos de Ilexi6n

existentes, debido a la carga en voladizo. Las placas soldadas a ambos largueros absorben los esfuerzos de torsi6n en

el caso de que la carga gcnere un momento lateral. Asimismo, las placas citadas dispuestas dc forma adecuada hacen

frcnte a la concentration de tensiones existentes en las zonas proximas al rodamiento Roth-Erde. En la Figura B 17.9,

se representa un esquema del bastidor.

A

Figura B 17.9. Esquema de un bastidor de un vehiculo-grua.


1 ,

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B 18. BIBLIOGRAFIA

(1) V. Zignoli. “TRANSPORTI MECCANICI”. Tomo I. Ulrico Hoepli Editore S.P.A., 1970

(2) V. Zignoli. “TRANSPORTI MECCANICI". Tomo II. Ulrico Hoepli Editore S.P.A.. 1970

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INDUSTRIAL BASIC A”. Tomo I. Fid. Blume. 1970

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LA INDUSTRIAL BASICA”. Tomo II. Ed. Blume, 1970

(5) J. Cillmann. "LES ENG INS DE LEVAGE”. Tomo I. Ed. Dunod, 1972

(6) J. Gillmann. “LES ENG INS DE LEVAGE*‟. Tomo II. Ed. Dunod, 1972

(7) H. Ernst. “APARATOS DE ELEVACION Y TRANSPORTE”. Tomo I. Ed. Blume, 1961

(8) H. Ernst. “APARATOS DE ELEVACION Y TRANSPORTE”. Tomo II. Ed. Blume, 1961

(9) H. Ernst. “APARATOS DE ELEVACION Y TRANSPORTE". Tomo III. Ed. Blume, 1961

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(11) H. I. Saphiro, J. P. Shapiro, L. K. Shapiro. "CRANES & DERRICKS". lid. McGraw-Hill Inc.. 1991

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(13) A. Miravete, M. Arrards, C. Vera. J.A. Lopez. "GRUAS: PRINCIPIOS Y ELEMENTOS CONS TRUCT! VOS" -

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(14) A. Miravete, M. Arraras, C. Vera. i.A. Lopez. “GRUAS: PRINCIPIOS Y ELEMENTOS CONS - TRUCTIVOS” -

Tomo II. Servicio de Publicaciones. Universidad de Zaragoza.. 1986

(15) A. Miravete, M. Arraras, C. Vera, J.A. L6pcz. “GRUAS: CRITERIOS DE DISENO Y CALCU - LO” Servicio de

Publicaciones. Universidad dc Zaragoza.. 1986

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(17) Normas FEM

(18) Catalogos tecnicos de AUMUND FORDERERBAU GmbH, CAILLARD, S.A., TECNOVENTAS.

GOSAN. GROVE. HITACHI, LTD., IHI, INDUSTRIAS ALBAJAR, INTA - EIMAR. KONE

CORPORATION. LIEBHERR CONTAINER CRANES LTD., MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES

LTD., NORMAR. PACECO-VICKERS. POTAIN, STOTHERT & PITr LTD., TALLERES LUNA.

VALMET.

- 3 2 7 -

PARTE C EL TRANSPORTE VERTICAL

C 1. GENERA 1,11) ADES V DESCRIPCION DE ASCENSORES C 1.1.

Ascensores electricos

Los grupos iractorcs de los ascensores electricos estdn normalmente formados por un gnipo motor, acoplado a un reductor

de velocidad, en cuyo eje de salida va montada la polea acanalada que arrastra los cables por adherencia. o bien un tambor en

el que se arrollan los cables, aunque &>te ultimo sistema ya practicamente no se utiliza.

Los motores eldctricos mas utilizados son dc corrientc alterna, dc una o dos velocidades y con variador dc frecuencia,

aunque tambien se utili/.an los motores de corricnte continua con convertidor continua -altema.

La instalacidn se compone de un circuito de traccion, compuesto por motor, freno, reductor y polea de traccidn, un

circuito de elevation compuesto por la cabina, cl contrapeso y el cable de traccion y en algunos casos cl cable de

compensation y finalmente se implanta un circuito de limitador dc velocidad compuesto por el propio limitador, el cable de

paracaidas y el mecanismo propiamente dichode paracafdas que hace detener la cabina en caso de exceso de velocidad.

Tambitfn sc incorpora la instalacion fija formada por gufas y amort iguadores, cuanos de maquinas y poleas. y puertas de

acceso.

C 1.2. Ascensores hidraulicos

l^os ascensores hidraulicos, pioncros en el transporte vertical en los edificios de viviendas y oflcinas, fueron desplazados

en estos ultimos anos, casi por completo por los ascensores electricos. Pero como en la t^cnica no hay nada definitivamente

caduco, los ascensores hidrdulicos pcrfeccionados y modernizados, vuelven a scr utilizados para montacargas, montacoches y

para edificios dc viviendas de 5 o 6 pisos (15 a 18 m), sobre todo cuando se presentan problemas para instalar los cuartos dc

maquinas.

- 328 -

Estan compuestos por una central hidraulica, cilindro, piston, cabina y cuarto dc maquinas. A difercncia del ascensor

clectrico. este tipo dc clcvador no incorpora contrapeso.

I .a instalacion de ascensores hidraulicos cn Espaiia ha de tener un gran incrcmento. en cuanto se abandonen las

construcciones tipo colmena. como esta ocurriendo cn todos los paiscs. a medida quc sc cleva el nivel de vida.

Figura C 1.1 Ascensor electrico.

La Figura C LI muestra el dibujo de una tipica instalacion de asccnsor clectrico. niostrando la foto de la dereeha la sala

de maquinas dc un asccnsor clectrico.











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book.

- 388 -

En cuunto a la construction del cordon, en ascensores nunca sc utilizan cordones de diametros iguales, son siempre S eale,

Warringion, Tiller Wire o bien Wan ington-Seale. La configuracion Seale cs la mas ulili/ada por las siguientes caracteristicas:

• En general, en una instalacion de ascensor, hay una tendencia a la abrasion en servicio, los alambres mas exieriores dc

esta configuration son muy gruesos, con gran resislencia a la rotura por abrasion, siendo pues los mas idoncos. • Es muy facil dc fabricar, solo se utili/.an tres tipos dc alambres.

La configuracion Warrington cs mejor que la Seale cn fatiga, ya que hay mas al ambres y son mas dclgados. Pcro por oira

parte, son necesai ios cuatro tipos dc alambres y cxistc una tendencia a distorsionarse cn la capa mas exterior. Sc utiliza e n

aquellos casos dondc Ja fatiga se considera mds imponantc que la abrasion. La configurac ion mixta Warrington-Scale es muy

utilizada en cables dc compensation, es dccir sc implanta para esfuerzos muy bajos ya que la section es vulnerable ante

enclavamientos cn la garganta dc la polea y ante la falta dc lubrication. Finalmcnte el tipo Filler Wi re se utiliza cn cables dc

traccion aunque no cs cl mas usado ya que cs tambien muy vulnerable sobre todo. cuando su diametro es menor que cl dc la

garganta dc la polea. por eso se implementan siempre diametros supcriores a 13 mm.

El cable mas utilizado sin duda en la industria del ascensor es el Seale dc 8 cordones y alma textil, ya que:

• cs mas redondo que el de 6 (tiene mas puntos de contacto con la garganta de la polea)

• su section cs mds deformable.

• es flexible y por lo tanto, resistente a fatiga.

• el precio es medio.

Las desventajas son :

• clevada elongation elastica y permanente con relativamente alta reduction en diametro.

• depende cn gran medida de la calidad del material del alma y del alambrc.

• la fuer/.a de rotura respeeto al diametro cs baja.

• al scr la section muy deformable puede prescntar prohlcmas con las gargantas cn U.

En conclusion es el mejor tipo dc cable en general.

Para ascensores de bajas prestaciones, en cables de paracaidas, en ascensores hidraulicos y en los de gran altura cuando

no se disponen de alma mixta es el Seale de 6 cordones y alma textil, ya que :

• clevada section metalica y por lo tanto, la fuerza de rotura respeeto al diametro es alta.

• baja elongation elastica y permanente.

• cl precio es bajo.

Las desventajas son:

• clevada section metalica, muy rfgido y por lo tanto con baja vida a fatiga.

• Pocos puntos de contacto con la garganta de la polea, y por lo tanto clevada presitfn especifica.

En conclusion es el mejor tipo de cable en general.

Pura ascensores de altas prestaciones, ascensores de gran altura de elevacion e hidraulicos, el Seale de 8 cordones y un

alma mixta (metal+fibra) es el mas adeeuado :

• es mas redondo que el de 6 cordones.

• es flexible y por lo tanto con clevada resistencia a la fatiga.

• ba ja elongation eldstica y permanente.

• clevada section metalica y por lo tanto. la fuer/a de rotura respeeto al diametro es alta.

• permanece redondo, lo cual favorece la rodadura respeeto a cualquier tipo de garganta.

Como dcsvantajas tiene :

• las terminaciones deben asegurarsc contra la rotation.

• el montaje debe ser mas cuidadoso que en los anteriores, no dcbe permitirse que se desenrroilen.

• el prcciu es elevado.

La mayoria de las instalaciones se componcn de cables con enrrollamiento cn sentido conlrario, ya que asi' la (cndenc ia a

desenrrollarse es baja, v por lo tanlo este tipo de enrollamiento sc comporta bien. cs simple de fabricar y montar y es mas

economieo. FI enrollamiento en cl mismo sentido o Lang apenas se utili/a, su elongation es mas elevada y mas complieado de

montar. En lo que se refierc al material del alarnbre, se va a trabajar con resistencias dc 1600, 1800 y 2000 MPa. La tendencia

es utilizar la banda suspcrior dc resistencias ya que asi sc disminuycn los diametros de cables, y por lo tanto de poleas, y de

- 389 -

esta forma costes de instalacion.

En cuanto al material del alma, la mayoria de los cables presentan un alma tcxtil. Solo cn ascensores dc elevadas

presatciones, elevadas alturas e hidraulicos se dispone un alma mixta. Los materialcs textiles mas tipicos son:

• Fibni natural Sisal. Es cl material mas utilizado. El contenido dc lubricante debe estar por debajo del 17 % . Presenta una

buena absorcion del lubricante. alta resistencia a la presion y bajo grado dc cstrcchamiento elastico. Como desventaja es muy

sensible a la huinedad alta.

• Fibra natural Hemp. El contenido de lubricante debe estar por debajo del 22%. Presenta una buena absorcion del

lubricante, un buen comportamiento a la flexion y bajo grado de cstrcchamiento elastico. Como desventaja es muy sensible a

la humedad alta y es menor estable cn diametro que el Sisal.

• Fibra natural Yute. El contenido de lubricante debe estar por debajo del 20%. Sc recomicnda para cables de diametros

menores de 6 mm.

• Fibra sintetica Polipropileno. El contenido de lubricante debe estar por debajo del 12%. Presenta una buena uniformidad

cn diametros aunque tiene una baja resistencia a la presion y puede plastificarsc y deformarse ante altas tcmperaturas.

• Fibra sintetica Poliamida. El contenido de lubricante debe estar por debajo de l 8%. Presenta una buena uniformidad en

diametro y es estable bajo presion. Tiene una baja absorcion de lubricantc, es muy elastico y su coste es muy elevado.

• Fibra sintetica Aramida. El contenido de lubricante no sc conoce pero se sabe que es bajo. es muy resistente a la

lempcratura y una elevada rcsistcncia a la traction. Como dcsventajas cstan que la fibra cs muy dificil de trabajar para

constituir un alma y su coste esmuy elevado.

En cuanto a la lubrication, va a depender de la instalacion. Para ascensores hidraulicos, una elevada cantidad de grasa

aumentara la vida a fatiga del cable sin plantear problemas a la instalacion. En cuanto a la puesta a punto de ascensores

electricos, en general, es mcjor disponer menos cantidad de grasa que demasiada ya que esta se puede rcponcr en las

operacioncs dc mantenimicnto.

C 3.6.2. Selection de cables Cables

de traction

Tabla C 3.8 Ascensores standard. denomination diametros(mm) altura (m) garganta de polea

8X19 Seale + 1 8 - 2 0 hasta 200 cualquier tipo

Tabla C 3.9 Ascensores alias prestaciones y Ascensores hidraulicos. denomination diametros(mm) altura (m) garganta dc polea

8X19 Seale + mixta 8 - 2 2 cualquiera no cn V, endurecida

- 394 -

Tabla C 3.16 Velocidades maximas de las aparatos elevadores para la que debe actuar el

limitador de velocidad de acuerdo con el Reglamento de Aparatos

Elevadores.

En la Norma EN 81 -1, se fijan las velocidades de disparo del limitador de vclocidad. quc debcn estar

comprendidasentre los siguientes Ifmites:

Lfmite inferior: 115 por I (X) de la velocidad nominal.

Li'mile superior a) 0.80 m/s en paracaidas instantaneos dc cuna

b) ! .00 m/s cn paracaidas instantaneos de rodillos

c) 1.5 m/s en paracaidas instantaneos con efecto amortiguado para ascensores

de velocidad nominal hasta I m/s

d) j 25 v + ^ m^s Para asccnsorcs de velocidades supcriores v

Velocidad

nominal en

m/s (Vn)

%

aumento

Vn

actuacion

Vn

actuacion

0-0,50 50% 0,75

0,60 50% 0,90

0,65 50% 0,97

0,70 50% 1,05

0,80 40% 1,12

1,00 40% 1,40

1,20 40% 1,68

1,25 40% 1,75

1,50 40% 2,10

1,60 35% 2,16

1,75 35% 2,35

2,00 35% 2,70

2,50 30% 3,75

3,00 30% 3,90

3.50 30% 4,55

4,00 30% 5,20

4,50 30% 5,85

5,00 30% 6,50

5,50 30% 7,15

6,00 30% 7.80

- 3 9 8 -

Figura C 3.16 Esquema de timoneria de circuito de

paracaidas. I, Cable del limitador de velocidad, 2 Timoneria, 3 Varillas de actuacion sobre el paracaidas. El

detalle A es el que

hace referenda a las figuras C 3.17 y C 3. IS.

Sc consiruyen dos tipos dc paracaidas dc aceleracion:

Los paracaidas dc action instanlanca.

Los paracaidas dc action progresiva.

C 3.9.2.1.1. Paracaidas de action instantanea

En los paracaidas dc action instantdnea, el cable del limitador de velocidad no hace mas que tirar de la timoneria que

acciona las zapatas, que al deslizarse sobre el piano inclinado en que eslan instaladas, se acercan, presionan y se agarran

cada vezcon mds fuerza sobre las gufas, hasta llegar a producir el acunamiento del bastidor de la cabina o el contrapeso. Por

tanto. el tiron del cablc del limitador es como cl disparo que pone cn marcha el dispositivo. pucs la deten tion dc la cabina o

cl contrapeso lo produce el acunamiento de las zapatas sobre las gufas.

I-as zapatas mas utilizadas son las dc cuna (Figura C 3.17) y las dc rodillo (Figura C 3.18) aunquc cstas se usan cn

menor proporcidn.

Las zapatas de cuna (Figura C 3.17). tienen como su nombre indica forma dc cuna. con la superfice que sc pone en

contacto con la gufa, cstriada o dentada para aumeniar el agarrc. Las zapalas de rodillos (Figura C 3.18) estan formadas por

un rodillo moleteado (1) montado en su brazo (2) que gira solicitado por cl cable del limilador de velocidad a trav£s del

tirante (3) hasta quedar encajado entre la gufa y su aiojamiento en forma de piano inclinado que lo aprisiona contra aquella.

El descenso de la cabina lo encaja cada vez mas. hasta que llega a detenerla. Tambien se construyen zapalas de rodillos con

el eje descentrado que al girar obligados por cl rocc con la gufa sc encajan cnirc su propio ejc y la gufa hasta dctcncr cl

descenso de la cabina. Las zapatas de rodillos (Figura C 3.18) producen un frcnado algo mas suave que las de cuna. Por esto

los coeficientes que afectan al peso de la cabina, que utilizabamos en el apartado dc gufas para calcular el esfuerzo que

tienen que soportar las gufas. en el frenado de paracaidas es 25 cuando son de cuna y 15 cuando son de rodillos.

- 3 9 9 -

Figura C 3.17 Paracaidas de action in slant tinea con zapatas de curia (de tulle A de la Figura C 3.16) I Guia.

2 Varilla de actuation. 3 Zapata de cuna. 4 Carcasa de paracaidas.

Figura C 3.18 Paracaidas de action instantdnea con zapatas de rodillo (detalle A de la Figura C 3.16) 1 Guia,

2 Varilla de actuation, 3 Zapata de cuna. 4 Carcasa de

paracaidas.

Esfuerzos en el frenado dc los paracaidas instantaneos

Los paracaidas instantaneos. sobre todo los dc cuna deticnen la cabina como si chocasen con un obstaculo ligeramcnte

elastico. El Reglamento Bclga les supone un recorrido dc 25 mm (0.025 m) despues de iniciar su actuaci6n, pero en la practica

el recorrido cs menor. En estas condiciones, cl esfuerzo que ticnen quc realizar los paracaidas para absorber la encrgia cin£ tica

dc las masas en rnovimicnto cn tan corto cspacio es muy grande. Y no solo es el material el que sufre los efectos del choque.

sino tambicn, y dirfamos mejor, sobre todo, los pasajeros. Por eso su emplco esta limitado a los ascensores de vclocidad

reducida, aun con el dispositivo amortiguador bajo el suelo de la cabina.

- 4 0 0 -

Dispositive amortiguador

Los paracai'das instantancos solo sc permite emplcarlos para asccnsorcs dc vclocidadcs hasta 0.80 in/ s y montacargas de

velocidades hasia dc 1.50 m/s. No obstante, sc pueden utili/ar los paracai'das instantd - neos, en ascensores de velocidades

hasla de I m/s siempre quc se dote a la cabina de algun dispositivo amortiguador, que cvitc cl golpe scco del frenado.

admitiendosc una deceleracion maxima de 2.5 gn. Este dispositivo amortiguador esta generalmcnte formado por tacos de

caucho colocados enire el suelo de la cabina y cl bastidor (Figura C 3.19).

Figura C 3.19 Dispositivo amortiguador formado por tacos de caucho entre el suelo de la cahina y el bastidor

que permite emplear los paracai'das instantancos en ascensores de velocidades comprendidas enire 0.8 y 1.00

m/s (I) Moqueta, (2) Chapa envolvente de la

cabina, (3) Tacos de caucho. (4) Pemo de union.

C 3.9.2.1.2. Paracai'das de accion progresiva Los paracai'das de accitin progresiva frenan la cabina aplicando con una fuerza dc magnitud controlada, las zapatas de

freno del paracai'das sobre las gui'as. Los paracai'das de este lipo mas utilizados son los de husillo y los de resorte.

Paracai'das de accion progresiva de husillo

En los paracai'das de husillo el esfuerzo de frenado se origina cn el liro quc reali/a el cable del limitador de velocidad, al

quedartfste bloqueado y seguir dcsccndicndo la cabina. El cable entonces hace girar (Figura C 3.20) la barra quc dcsenrosca

cl husillo, en cl bloque, lo que produce el desplazamiento axial y cl empuje de las piezas sobre las zapatas y cstas sobre las

gui'as.

1


se produce el frenado de la cabina sobre las gufas. Para velocidades inferiores a 0.50 m/s se admite una velocidad mdxima de

0.75 m/s. superior por tanto al 50% dc la velocidad nominal, pero en cstc caso cl paracaidas debe estar todado de un

dispositivo de accionamiento por rotura de la suspension. En ningun caso el disparo del limiiador pod ra efectuarse a una

velocidad inferior a un 15% de la velocidad nominal.

Desbloqueo de los paracaidas

La Norma EN 81 dice que los paracaidas. tanto de cabina como de contrapeso. despues de haber actuado. dcben

desbloqucarse. solamcnte desplazando la cabina o cl contrapeso respectivamente hacia arriba. Ademds dcspucs del

desbloqueo. la pucsta cn marcha del asccnsor debe requerir la intervention dc una persona cualificada para reponer la

maniobra. cuyo circuito se habra abierto al actuar cl paracaidas. Y tambien dice que desputfs del desbloqueo, debe el

paracaidas quedar mccanicamente en condicioncs de funcionar normal meute.

C 3.9.2.2. Paracaidas de rotura o desequilibrio de cables

El paracafdas de rotura o desequilibrio dc cables es un mecanismo que se insta la en el bastidor del contrapeso, capaz dc

detenerlo cn plena carga. cn su dcsccnso, acunado sobre gufas, en caso de rotura. aflojamicnto o desequilibrio de los cables

de suspension. Todos los paracafdas dc rotura o desequilibrio de cablcs cstdn constituid os fundamentalmentc por un jucgo dc

palancas que liga cl amarre de los cables, con las zapatas de acunamiento. Actualmente solo sc permiten estos paracafdas de

rotura para los contrapcsos, cuando su recinto esta sobre pasos o lugares frecuentados por perso nas, y aun asf si la velocidad

del aparato elevador cs inferior a 1.50 m/s si se trata de ascensores, y de 2.5 m/s para los montacargas.

C 3.10. Amortiguadores

Los ascensores deben estar provistos de amoiliguadores, para dctener la cabina o el contrapeso e n caso necesario. Los

amortiguadores se situan generalmente en el foso al final del recorrido de la cabina o del contrapeso. Pero tambien puedcn

montarse en la parte inferior del bastidor de la cabina o del contrapeso. En cstc* caso. segun la Norma EN 81. deben golpear

cn el foso sobre un pedestal, uno por cada amortiguador. de

0. 50 m de allura para que quedc espacio de proleccitfn en que resguardarsc. en caso necesario. el personal de

conservation que cste eventualmente trabajando en el foso. La Norma 81 prescribe el empleo de amortiguadores sobre el

techo dc la cabina. en los ascensores de arrastre (dc tarnbor de arrollamiento) capaces de entrar en action cuando los

amortiguadores de la parte inferior del contrapeso esttii totalmente comprimidos. La Norma EN 81-1, disiingue tres clascs de

amortiguadores:

a) Amortiguadores dc acumulacion de energia, que no pueden emplcarsc mds que para ascensores de velocidad nominal

no superior a I m/s.

b> Amortiguadores de acumulacion de energia, con amortiguacion del movimiento de reiorno, para asccnsores de

velocidad no superior a 1.6 m/s.

c) Amortiguadores dc disipacion de energia, que pueden ser empleados en ascensores de cualquier velocidad.

Estos amortiguadores deben estar equipados con un dispositivo electrico de seguridad que impida el funcionamiento del

asccnsor mientras no retomen a su position normal. La carrera posible de los amortigua dores de acumulacion de energia

tcngan o no amortiguacion del movimiento de reiorno, sera por lo menos igual a dos veces la distancia de parada por

gravedad con vclocidad dc 115 por 100 de la velocidad nominal, aproximadamente igual a 0.0135 v \ expresando la carrera en

metros y la vclocidad cn m/s. La carrcra posible dc los amortiguadores de disipacion de energia debe ser al menos igual a la

dislancia de parada por gravedad al 115 por KM) de la vclocidad nominal, o sea 0.067 v* expresando la carrera en metros y la

velocidad en m/s.

- 404 -

El proccso de calculo consta de las siguientes etapas:

a) Se esiima la relation Ds/d y se obtiene el coeficiente de Wahl segun la expresion anterior. Normal men - le se toma una

relacion de Ds/d entre 6 y 15.

b) Se detennina la tension admisible a torsion del material. Se suele obtencr de tablas de materialcs. en caso de

estimation sc toma la resistcncia a tracci6n del material multiplicada por un factor dc 0.28.

TT =0.28a; (Ec.C3.l8)

c) De la ecuacion siguiente:

8 F

matDsV < (He. C 3.19)

K iF

dondc Fnij4 cs la fucrza en (N) con el resorte totalmente comprimido. se despeja el valor del diametro de la espira, d:

. > I % F m a x V D S <* * • --------------------- (mm) (Ec.C3.20)

'r r

/ > d

De acucrdo con las especificaciones europcas, la nuixima fuerza a realizar por el amortiguador es: = 4 (0.

+ 0-)«. (EC.

C 3.21)

d) Conocido el diametro de la espira d y estimada la relacion D/d se puede calcular el diametro nominal del resorte.

e) Dctcrininacion del numero dc espiras activas del resorte helicoidal La compresion del resorte puede expresarse

mediantc la ecuacion:

F= k x (Ec.C3.22)

donde k es la rigidcz del resorte helicoidal, pudiendose expresar x como:

v — A DS (Ec. C 3.23)

2 tomando (J), el angulo de torsion la siguiente expresion:

0 =M i ' (Ec.C3.24)

GJ„ donde M, es el par de torsion (N m ), I es la longitud del resorte sometida a torsion, G es cl modulo de cortadura del

material y J(i es el momento de inercia polar dc la seccion de la espira (en tomo al ejc perpen dicular a la seccion cn cl centro

de esta).

Como ya cs conocido:

M = !LPS (Nmm) (Ec.C3.2S)

r 2

I =71 f)s n <mm* <tc- C 3-26)

donde n es el numcro de espiras activas del resorte.

/ -nd (mm

4) (Ec.C3.27)

n 32

Susiituyendo (C 3.24). (C 3.25), (C 3.26) y (C 3.27) en la ecuacion (C 3.28) sc ticnc:

- 405 -

(Ec.C3.28) GV

4

Combinando las ccuacioncs (C 3.22) y (C 3.28) rcsulta:

F 8F Pj n (Ec.C3.29)

c C(/

4

y por lo lanto. n. cl numero dc espiras activas toma la siguicnte expresion:

n= G ( l * (Ec.C3.30) " <'

I") Dcterminacion dc la rigidez del resorte

La rigidez del resortc se nccesita conocer para detemiinar n.

La carrera del amoriiguador cs el mayor dc los signicnies dos valores

fnm = max {65 mm o 0.135 v21 (Ec. C 3.31)

y la maxima fucrza a realizar por el amortiguador cs:

F = 4 (0 + Q„) g (Ec. C 3.32) max ^

luego la rigidez del rcsortc vendrii dada por la relacion:

k = F /f (Ec. C 3.33) ma\ max

C 3.10.2. Amorliguariores de disipneion de cnergia

A diferencia de los amoriguadores dc acumulacion de cnergia. este tipo dc amortiguadores pueden disenarse para inducir

una fuerza constante durante la maniobra dc t'renada de la carga. Aunc|iic la construc - cion de un amoriiguador de disipacion

dc cnergia es diferente a la del de acumulacion, cl prinicipio general en el que se basa cs el mismo: el amortiguador debe scr

capaz dc convcrtir la cnergia cinetica de la cabina o contrapeso cn cl instante del impacto cn calor y en cnergia potencial

debido a una disminucion dc la altura del amoriiguador.

Cuando se produce cl contacto cntre cl cucipo movil y el amortiguador, cl piston comienza a descender, obligando a

desplazar el aceite desde cl cilindro interior hasta el exterior a traves de un numero de orificios. Estos van disminuyendo e n

numero y en tamano conformeel piston va avanzando rctardandoel movimiento y consiguicndo quc cabina o contrapeso se

dctcngan dc una forma progresiva y suave.

- 406-

Figura C 3.22 Amortiguador de disipacion de energia. I. Cilindro interior. 2. Piston, 3. Vastago. 4. Resorte de

compresion, 5 Deposito de aceite, 6. Bloque de contacto con la

cabina o contrapeso, 7. Resorte auxiliar.

C 4. ASCENSOR HIDRAULICO

Los ascensores hidraulicos, pioneros del iransporlc vertical, esldn en alza en cl momento actual, utilizandose en dos

aplicaciones fundamentalmente:

• Ascensores para viviendas de baja altura (6 pisos).

• Montacargas y montacoches.

Las dos partes fundamentales que le diferencian del asccnsor electrico son la central hidraulica y cl piston hidraulico,

partes que pasaremos a ver a continuation. Cl esqucma del asccnsor hidraulico cs posible verlo en la Figura C 4.1.

C 4.1. Central hidraulica

La central hidrdulica esta formada por un motor electrico que acciona una bomha, la cual impulsa aceite a presion a

traves de las valvulas de maniobra y seguridad, por una luberia a un cilindro, cuyo piston sostiene y empuja la cabina.

La central hidraulica, realiza las funciones del gmpo tractor de los ascensores electricos, y el cilindro transmite la

potencia del motor cn la dcnominada poicncia de elevacion, que define la velocidad vertical a la que se cleva la carga.

Los ascensores olcodindrnicos o hidraulicos estan siendo incorporados dc forma crecicntc. Sus mds recientes

innovaciones se centran en el bloquc de valvulas.

El aceite utilizado como fluido transmisor de la energia funciona cn circuito cerrado. sc completa la instalacion con un

- 407 -

dcposito de aceiie. Por tanto, puede considcrarse formada la central hidrdulica cn conjunto por cuatro elemenios principales:

• cl motor

• la bomba

• el bloque de valvulas

• el dcposito de aceite


• Protection del moior contra los picos de intensidad. consiguiendo una vida mayor dc la instalacion.

• Reduction de la poicncia requerida para la instalacion.

Bomba

Las bombas utilizadas en los gmpos impulsores de los ascensores hidraulicos, son dc engr anajes de pistones rotativos o

de husillos multiples. Las mas silenciosas. y por eso las mas cmpleadas son las bombas de husillos.

El accionamicnto dc la bomba por cl motor clectrico. puede realizarse por medio de corrcas trapczoidales, cuyo numero

debe scr el quc sc obienga por calculo mas dos. cn caso de ascensores. y mas una en caso de montacargas.

Pero en general, los gmpos impulsores cstan formados por el motor clectrico y la bomba acoplados directamente, y a

veces formando un solo cucrpo. La bomba va casi siempre sumergida cn cl deposito del aceilc, y el motor con su eje vertical

sobre la tapa del deposito.

Sin embargo, se ha comprobado que si cn la instalacion hay pequcnas fugas dc aceite, quc obligan al dispositivo

automatico de pucsta a nivel dc la cabina a poner cn marcha frecueniemente la bomba, se calienta el motor excesivamcnte por

la frecucncia dc los arranqucs, e incluso ha llegado a producir incendios. Por eso. en Nortcamcrica. sc aconscja la instalaci on

de los gmpos motobombas sumergidos en cl tanque de aceite. aprovechando asi la refrigeration proporcionada por este.

Presion de trabajo

Las presiones de trabajo dcpenden dc la carga nominal del ascensor y del diametro del piston. Suelen ser requeridos

diametros clevados de pision para recorridos grandes. con objeto de aumcntar la resistencia al pandco. Por otra parte, la

superficie del pistdn cs proporcional al cuadrado del diametro. Parece quc todo es favorable a los diametros grandes. exceplo

el cosie. Por esto sc utilizan los pistones del menor diametro posible, aun a costa dc aumcntar la presion. Gencralmcntc se

cmplean presiones cntre 25 y 30 kg./cm2.

Los ascensores hidraulicos deberan llevar una valvula dc seguridad que ascgure una limitacion de la presion y un

manometro para la facil Icctura de las presiones de trabajo. Ademas, todo cl circuito hidrdulico debera someter.se a una

presion de prucba igual a la de timbre aumentada cn un 5c7r.

Bloque de valvulas

LI bloque de valvulas, quc gencralmcntc va instalado sobre el deposito dc aceite del grupo impulsor. cstd formado por

las valvulas dc maniobra del circuito hidraulico del asccnsor. Algunas son dc accionamicnto clectromagnetico abriendose o

cerrandose. comandadas por la maniobra electrica del asccnsor.

Recicntemente se estdn incorporando sistemas electronicos basados cn un microprocesador en el que se memorizan las

aceleraciones y decelerations a aplicar cn funcion dc la carga del asccnsor y dc la temperatura de la instalacion. Sus ventaj as

son:

• Mayor confort.

• El tiempo dc recorrido es consiante e independiente del trafico vertical.

• El recorrido es constante durante la nivelacion.

• En casos standard, sc puedcn conscguir hasta 60 arranqucs/hora sin nccesidad de recurrir al rcfrigerador.

• La velocidad nominal puede alcanzar I m/s.



C 5. PARTES ELECTRICAS En el circuito eleelrico dc un ascensor se distinguen ires grandes areas:

• Traccion.

• Cuadro dc maniobra.

• Alumhrado.

C 5.1. Circuito de traccion

Los principals elementos quc lo coinponen son los siguienics:

1. Coniactores

Los coniactores son intcrruptores que se maniobran a distancia. poniendo en tension su bobina de mando. Los

conlaciores se ulili/an en la maniobra de los ascensores para ccrrar el circuilo del niolor del grupo iraclor. despues de enl rar el

inversor que determina cl senlido de giro del motor, para subida o desccnso de la cabina.

2. Invcrsores

Los inversores se denominan asf porquc sirvcn para invcrtir cl sentido dc giro dc los motores. Son similares a los

coniactores. Como los motores quc ulili/an los ascensores son en general tri l‟dsicos, y para variar su sentido de giro es

sullcientc alternar dos fascs, los invcrsores de los ascensores son bipolares

3. Guardamolorcs

Los guardamolorcs o coniactores protectores, son aparatos que ademas de servir como It's coniactores, para maniobrar

los molores a distancia. los protegcn contra las sobrccargas que se producen en sus devanados.

4. lnterruplor General

Conecta o desconecia lodo el circuito elcctrico.

- 4 1 5 -

Figura C 5. / Esquema de un circuito electrico de un ascensor.

C 5.2. K1 circuito de maniohra

En los circuilos dc maniobra dc los ascensores, se utili/a un aparallaje eldcirico de gran fiabilidad, para garanti/ar su

buen funcionamiento en servicio coniinuo y muy duro y cuyo reconocimiento es indispensable para comprender el

funcionamiento de los circuilos de maniobra quc vercmos en los capiiulos siguienies. Los principals elementos que lo

componen son los siguientes:

I. Pulsadores

Los pulsadores de las botoneras de los ascensorcs son gcneralmente eleetromccdnicos, compuesios de un boton o plaquila

de un material aislante, que presiona, al pulsarlo, dos contactos electricos y un muelle rccuperador. Estos pulsadores con el

boton o la plaquita de pldstico traslucida, llevan en muchas instalaciones la serialization luminosa incorporada para indicar

que ha queilado registrada la llamada, para senal de ocupado, o bicn para indicar el piso por el que pasa la cabina, haciendo

entonces el conjunto de la botonera, tambien, de indicador de piso. Se emplean tambien pulsadores denominados de contacto

como los capacitativos, en los que el simple contacto del dedo modifica la capacidad de un condcnsador quc forma parte de un

circuito electrico-electronico que actua ccrrando el circuito de la maniobra. En los 80 se introdujo cl LED o diodo cmisor dc

luz para sustituir las lamparas. 2. Interruptores y conmuladores

Los dispositivos de seguridad van equipados con intemiptorcs que intercalados cn el circuito dc alimentacitin de la

maniobra, lo cortan cn cuanlo se produce algun fallo o falsa maniobra en el funcionamienlo dc algun organo esencial

del ascensor.

Ademds sc ulilizan en los asccnsores otros imerruptorcs y conmutadores que fijados a lo largo de las guias, sirven

para inlroducir variacioncs en el circuito de maniobra, al ser accionados por el paso de pantallas magneticas o

- 4 1 6 -

resbalones fijados en los costados de las cabinas. Estos intcrruptores pueden scr mecdnicos, magneticos dc pantalla y

magneticos de iman.

3. Reids

Los reles son aparatos que se utilizan para abrir o cerrar circuitos a distancia. Para detcrminadas aplicaeiones.

conviene que el reld perinanezca excitado unos segundos despues de haber cesado la corrientc dc maniobra, con

objeto, por ejemplo. dc dar tiempo al pasajero que cntra a la cabina para llamar, antes de que lo haga un pasajero por

un pulsador de piso. Para esto sc utilizan los llamados reles temporizados.

4. Transformadores

Las tensiones de alimentation de los ascensores son dc 220 6 380 voltios, entre fases, demasiado elevadas y

peligrosas para su utilization cn los circuitos de maniobra. por lo quc sc reduce por medio dc transformadores. Con

esio, no s6lo sc disminuye cl riesgo dc accidente grave para los pasajeros en caso dc un contacto directo, sino que

puede reducirsc tambidn el aislamiento de los cables, resuitando asi mas manejables.

5. Rectificadores

La alimentation del circuito de maniobra, con corriente alierna. tal eomo sale de los transformadores, tiene tres

inconvcnientes:

a) El magnctismo remanente, que queda en los nucleos de los electroimanes, despuds de cesar el paso dc la

corriente por su bobina, es mayor si esta es alierna que conlinua.

b) Las bobinasse calientan mas, con corriente alterna que con continua.

c) Resultan mas ruidosos los reles e invcrsores.

Por esto se ha ido imponiendo la utilization dc la corriente continua cn la maniobra de los ascensores, obtenida por

medio recti ficadores, que transforman la corriente alterna en continua.

Los circuitos recti ficadores mas empleados son:

• El circuito monofasico de media onda.

• El circuiio monofasico en puente.

6. Diodos

Al conjunto formado por dos semieonductorcs lipo P y oiro N se dcnomina diodo. Los diodos sc utilizan en los

circuitos dc maniobra de los ascensores para perrnitir el paso dc la corriente en un sentido y bloquearla cn sentido

contrario. Se utilizan tambidn para rectificar la corriente alterna.

7. Transistores

Los transistores se utilizan en los circuitos de maniobra de los asccnsores para funcionar como “todo o nada", o

sea para producir simplemente el paso o cl bloqueo dc la corriente elcctrica, hacicndo las funciones de interruptor,

conlacto o rcle.

8. Tiristores Los tiristores, tambien denominados tiratrones PNPN dc silicio, son diodos de semiconductores

PNPN con un eleclrodo de mando, denominado puerta, quc cstri situado cn la capa semiconductora tipo P mas cercana

al anodo y tiene como mision controlar cl valor dc la tension dc ccbado. Es decir realiza una funcion similar a la de la

rejilla de los tiratrones. Una aplicacion de los tiristores es el control de frenado del grupo tractor de un ascensor.

Clasificacion por funcione.s

El aparallaje descrito en este capi'tulo puede clasificarse segun la luncion que descmpcnan cn la maniobra dc los

ascensores en dos clases: A) Aparaios que transrniten ordenes

• Los pulsadores montados en las botoneras dc cabina. pisos, y sobre cl lecho dc la cabina (dc la maniobra para

inspection).

• Los interruptores y conmutadores instalados en las gufas o en la cabina y accionados por pantallas magn6ticas o

rcsbalones dc las gufas. para ordenar cambios en la maniobra en curso, como cambios de vclocidad y paradas.

B) Aparatos que ejecutan las ordenes

Estos aparatos estan montados en el denominado cuadro de maniobra. situado en el Cuarto de Maquinas quc

- 4 1 7 -

junto con el Grupo Tractor y Limitador de Velocidad componen ei equipo alojado en este cuarto. El Cuadro de Maniobra

esta formado por un bastidor o aun mejor por un armario mctalico. fijado obrc una pared, o apoyado sobre el suelo. En

cl estan instalados los siguientes aparaios:

El transfornuidor rcductor de tension.

El reetificador dc la corriente altcrna en continua.

El guardamotor.

El contactor de corte de la alimentation dc! motor Los

inversores de subida y bajada.

Los contactores dc la maniobra de las pucrtas automaticas si las Neva.

Los reles de piso, los direccionales, etc.

IAS reles temporizados que dan las prioridades y esperas reglamentarias.

Los diodos direccionales.

Si la maniobra es por selectores se instalan lambien en el cuadro estos aparatos. Y si la maniobra cs por transistores

iran gencralmente montados sobre paneles de circuitos impresos.

Finalmente advcrtimos quc los aparaios relacionados son los dc las maniobras m3s corricntcs. pues si sc trata dc

baterias dc asccnsores con equipo Ward Leonard, con control elcctronico de velocidad y maniobras programadas, cl

aparallaje nccesario sc incrementara con otros elementos como tiratrones. tiristores. etc. y en muchos casos sera

necesario mas de un cuadro para inslalarlos.

C 5.3. Sistemas de control

Una vez que se ha dctcrminado el numero. el tamano, la vclocidad y la localization de los ascensores en un

dctcrminado edificio, debe implantarse el sistema de control adecuado para que la instalacion funcionc dc forma

correcta.

Control del movimiento cs la designation que recibe el equipamienlo que delermina las caractcris- ticas del

funcionamienlo individual dc un dctcrminado asccnsor. que vclocidad debe adoptar para viajar dc un piso a otro, el

medio y la velocidad de apertura y cierrc de pucrtas. determination de ticmpos para la entrada y salida de los pasajeros.

la cxactiiud en cl posicionamiento al mismo nivel que el piso. la serialization visual del piso cn que sc encucmra, etc.

- 420 -

do la instalacion tienc transmision. la aceleracion puede llcgar a 0.9 m/s2 y puedc scr mayor mediante la inclusion de

sistemas dc control por SCRs. Pero cl Ifmite del ticmpo mfnimo no esta en la tecnologfa de la elevacion sino en el

contort humano. Este presenta una limitation pero no en la aceleracion sino en la variation de la aceleracion por unidad

de tiempo o jerk. El cuerpo humano puede soportar un maximo dc 2.4 m/s2 teniendo en cuenta que hay variaciones

entre unos individuos y otros.

Control de puertas

Las funciones principales de un sistema de control del movimicnto son dirigir la operacion entre pisos. oacelerar la

cahina. o realizar una operacion de frcnada. Una funcion secundaria es controlar las operacioncs de apcrlura y cierre de

puertas. Como ocurre con la propia cahina. las puertas deben ser aeeleradas, dcceleradas y frenadas durante las

operaciones de apcrlura y cierre. La Norma EN-81 limita la energfa durante estas operaciones en 0.29 julios y la fuerza

que deben soportar sin abrirse en 13.6 Kg.

Este h'mite es para puertas equipadas con dispositivos de protection de cierre de puertas. es dccir, un mecanismo

que cuando se desplaza. activa un interruptor que reabre la puerta o dispositivos electrdnicos que invierten cl sentido

del movimicnto cuando las puertas eslan cerrando u otros sistemas como ultrasonidos o dispositivos de aproximacitfn

elcctronicos que detectan la presencia de un obstdculo en la trayectoria de la puerta al cerrarse y que invertirdn el

sentido del movimiento dc la puerta para minimizar el impacto.

Los sistemas de operation deben cstablecer el tiempo quc las puertas deben pcrmanecer abiertas. Este tiempo

oscila entre 2 y 3 segundos cuando correspondc a una llamada desdc un piso y entre 3 y 5 segundos cuando la orden

de parada sc ha realizado desdc el interior dc la cabina. En caso dc un edificio con gran poblacion deben cstablecerse

otros baremos de tiempos. Estos deben variar en funcion del trafico. Por cjcmplos durante periodos de trafico elevado.

las puertas deben comenzar a cerrarse de 5 a 15 segundos dependiendo de la carga del asccnsor o incluso antes, si el

dispositivo sensor de detection dc carga rcgistra un valor bajo de dsta.

Los sistemas mas avanzados de control de puertas se componcn dc un dispositivo de aproximacitfn electronico o

un detector por ultrasonidos dispuestos en las puertas del ascensor iniciando la maniobra de cierre con el mfnimo

tiempo de transito. Ademas del tiempo que transcurre desde que la pueila se abrc hasta que se tierra. existe

normalmente un periodo de tiempo desde que el ascensor se cierra hasta que inicia su marcha. Este ticmpo es dc 0.5 a

0.8 segundos y es necesario ya que es el tiempo que inviertc el sistema dc control para asegurarse que las puertas

eslan correctamente cerradas y ejecutar la orden de initio de la marcha.

Control de la nivelacion

Un aspccto extremadamente importante en cl funcionamiento de un ascensor es la precision con la que alcanza un

determinado piso y se inantiene duranle el transito de pasajeros. La operacion de nivelacion debe ser directa, es decir,

el ascensor debe detenerse en un piso dentro de las tolerancias especifi- cadas (± 7 mm ) para una instalacion de

prestacion elevada. Si esta previsto un aumento elevado de la carga, el sistema invcrtira el sentido de la marcha para

rctrocedcr y colocarsc al nivel adccuado o bicn se detendra con un cierlo margen y comcnzara la nivelacion con

antelaci6n.

Una vez que cl ascensor se ha dctcnido y hay trdnsito dc pasajeros. el nivel del asccnsor debe mantenerse sin

existir ningun movimiento perceptible, y que si existe debe ser siempre accrcandose al piso. nunca alejandose. Deben

tomarsc las mcdidas oportunas cn cl sistema dc control del movimiento para mantener el asccnsor en el nivel del piso

en condiciones advcrsas, incluyendo oscilaciones o una trayectoria inclinada.

Las senales luminosas deben anunciar la llcgada a un determinado piso unos instantes antes dc la detention con

objeto de facilitar al pasajero el acceso hacia la puerta y conseguir asf un ahorro dc tiempo para cl pasajero y una

disminucitin del ticmpo muerto del asccnsor cn un piso.

El calculo dc la capacidad tedrica es entonces: C| =

v * 3600 t (k / 0.4) donde:

c capacidad teorica (personas/hora) v

velocidad nominal (m/s) k factor (persona/m)

Para los anchos mas comuncs, cl factor k sera: k

= I para z ^ = 0.6 m k = 1.5 para z^ = 0.8 m k =

Figura C 6.1 Escalera mecanica moderna.

-423-

2 para z^ = 1.0 m Con esta fdmiula, la capacidad

teorica es:

Tabla C 6.1.Capacidad teorica.

Ancho Nominal (m) Velocidad Nominal (m/s)

0.5 0.65 0.75

0.6 4500 pers/h 5850 pers/h 6750 pers/h

0.8 6750 pers/h 8775 pers/h 10125 pers/h

1 9000 pcrs/h 11700 pers/h 13500 pcrs/h

- 4 2 4 -

Figura C 6.3 Componentes Pri mi pales de una Escalera Mecdnica. Las caracteristicas que definen las escaleras mecanicas son las siguientes: inclination. longitud, anchura, velocidad.

disposition y capacidad de transporte.

a) Inclinacion de las escaleras mecanicas y position de los escalones

El dngulo de inclinacion de la escalera mecdnica no superara los 30°, pero para alturas no superiores a 6 m y a una

velocidad nominal no superior a 0.50 m/s se permite incremcntar el dngulo de inclinacion hasta 35° (ver Figura C 6.4).

El dngulo de inclinacion de los andenes moviles no sobrepasard los 12°. Las huellas de los escalones scrdn

sensiblemente horizontales en el area utilizable de la escalera mecanica. En los rellanos, los escalones de la escalera

mecdnica se guiardn dc tal manera que los hordes delanteros de los escalones que salen del peine y los hordes traseros

de los escalones que entran en el peine se muevan horizontalmente durante una longitud mfnima de 0.80 m, medida

desdc el punto L ( (vcr figura C 6.4). Se permite una diferencia de nivcl vertical entre dos escalones consecutivos de 4

mm maximo. A velocidades nominales superiores a 0.50 m/s oen alturas superiores a 6 m, esta longitud sera al menos

de 1.20 m, medida desde el punto L (ver Figura C 6.4). En escaleras mccdnicas. el radio de curvatura en la transition

superior entre la pendiente y la horizontal serd: • minirno 1.00 m para velocidades nominales v <= 0.5 m/s

• mi'nimo 1,50 m para velocidades nominales v > 0.5 m/s

El radio de curvatura de la transition inferior entre la pendiente y la horizontal de la escalera mecanica scrd al

menos de 1.00 m. independientemcnlc de la velocidad nominal. En andenes moviles de banda, el radio de curvatura en

la transition de pendiente a horizontal sera al menos 0.40 m.

- 425 -

YZZZZZZZZ2

Z

fz:::::Y.zzz7

Z/zZ'. Figura C 6.4 Esquema de una escalera

mecanica (Norma EN-U5). En andenes moviles de placas, no es necesario determinar el radio de curvatura ya que, tcniendo en cuenia la

maxima distancia pcrmisible enlre dos placas consecutivas, siempre sera suficientemente grande, En los rellanos

superiores dc andenes moviles con una inclination mayor de 6°, las placas o handas se desplazardn una longitud

minima de 0.40 m a un angulo mdximo de 6°, anies de entrar o salir del peine. El movimienio de andenes mtiviles de

placas se espccifica de la forma siguiente: el horde delantero de la placa que sale del peine y el horde trasero de la placa

que entra cn el peine se despla/a- rdn sin camhiar su grado de angulo duranie al menos 0.40 m.

b) Longitud de las escaleras mecanicas

La longitud de las escaleras mecdnicas depende de su inclinacion y del desnivel a salvar, que por lo general suele

ser de 3 a 6 m por tramo de escalera. En la Figura C 6.5 se han reprcsentado esquematica- menie las escaleras de 30° y

35° de inclinacion con sus colas, que sirven para emplazar las escaleras. Para esio se parte de un punto de referenda, el

bajo o el alio, y multiplicando el desnivel por 1.732 si la escalera es de 30°, o por 1.428 si la escalera es de 35° de

inclinacion, sc obtiene la distancia horizontal entre los dos puntos de apoyo.

c) Anchura de las escaleras mecanicas

La Norma EN 115 espccifica que la anchura tanto para escaleras mecdnicas como para andenes moviles debe ser

superior a 0.58 metros y no superior a 1.10 metros. La anchura de las escaleras mecdnicas entre las balaustradas

suelen tomarsc alrededor de 600 mm, 800 mm. 1000 mm. Para andenes moviles, las anchuras usuales son 800 mm,

1000 mm y 1400 mm. El ancho de 800 mm es suficiente para llevar en cada escalon una persona. En las escaleras o

andenes de 1000 y 1400 mm pueden ir dos personas, siendo en realidad su capacidad dc transporte la misma. La

unica diferencia es que en la escalera de 1400 mm el transporte se realiza con mayor contort, especialmcnte si las

personas llcvan alguna maleta o cartera de mano. La profundidad del escalon sera igual o mayor a 380 mm. Su altura

varia con la inclinacion de la escalera de cualquier forma no superara los 240 mm. Estas dimensiones se muestran en la

Figura C 6.7.

- 430 -

Para dcterminar la carga dc frenado dc andenes mtfviles quc presenten en su recorrido varias inelinacio- nes

(difercncias de nivel). solo sc consideraran las seccioneshorizontalcsc inclinadas quc, en conjunto, den la carga mas

desfavorable.

Figura C 6.7 Escalones, dimensiones principals (Norma E N - / / 5 ) . Disiancias de parada para andenes moviles

Las disiancias dc parada para andenes moviles sin carga y andenes desplazandose horizonlalmenie o bajando

cargados esiaran entre los siguientes valores:

Vclocidad nominal Disiancia dc frcnado comprcndida cmrc

0.50 m/s min. 0.20 m y max, 1 m

0.65 m/s min. 0.30 m y max. 1.30 m

0.75m/s min. 0.35 m y max. 1.50 m

A velocidades intcrmedias, se determinaran las disiancias dc frcnado por intcrpolacion. Las disiancias dc frcnado

se mediran desde el momento de accionamiento por dispositivo clcctrico dc parada. En andenes

Clciusula Dimensiones principales

8.1.1 x, <= 0.24 m

8.1.2 y, >= 0.38 m

8.1.3 z, 0.58 m a 1.10 m

La construccidn no tienc que corresponder.se con el piano; si5lo hay que observar las dimensiones

indicadas

-431 -

w

moviles. sera suficiente un ensayo de frenado sin carga. Cn andenes moviles eargados. el fabricante dcmos- irara las

distancias de frenado por calculo.

Protection contra riesgos de sobrevelocidad o inversion no inteneionada de la direction de la marcha

Las escaleras mecanicas y los andenes moviles estaran equipados de tal forma que se detengan automaticamente

antes de que la velocidad supere un valor de 1.2 veccs la velocidad nominal. Cuando se utilicen dispositivos de control

de velocidad con este fin. desconectaran la escalera mecanica o cl anddn movil antes de que la velocidad supere un

valor de 1.2 veces la velocidad nominal.

Accionamiento de emergencia

Las escaleras mecanicas no necesitan ningiin accionamiento de emergencia. Si sc produce una avc- ria, o un fallo

en el suministro de energia electrica, los pasajeros que las estuviesen utilizando pueden continuar subiendo o bajando.

con la escalera inmovil.

Figura C 6.S Escalera mecdnica / anden movil (vista en corte), dimensiones principales.

Clausula Dimensiones principales Clausula Dimensiones principales

5.1.5.1.1 A Faldillas 7.3.1 bA. <= 8 mm

5.1.5.1.2 B Perfil interior 7.3.1 b( <= 8 mm

5.1.5.1.3 C Paredes interiores de la balaustrada 7.3.1 hl0 >= 80 mm

5.1.5.1.4 Fi Parte superior de la balaustrada 7.3.2 b. 70 mm a 100 mm

5.1.5.1.5 D Paredes exteriores de la balaustrada 7.3.3 b s <= 50 mm

5.1.5.6 h, >= 25 mm 7.4 b. <= /.+0.45 m

5.1.5.7 Y >= 25° 7.4 z, =z, +7 mm (ver 11.2.1):

distancia entre faldillas

5.1.5.7.1 b. >= 30 mm 7.5.1 h4 0.10 m a 0.25 m

5.1.5.7.2 b, <O.I2m(si Y<45°) 7.6 h, 0.90 m a 1.10 m

5.2.4 b, >= 0.50 m

5.3 z, Ancho nominal

La construction no tiene que conesponderse con el piano; solo hay que observar las dimensiones indicadas


r

2 £ sen(y/2> (Ec.C6.l)

2 doiulc: p = paso dc la cadena y angulo dc paso D = diametro dc paso dc la rueda

Dado quc cl angulo dc paso g (g = 36077.) dcpende del numero dc dicnies dc la rucda dcnlada (Zt), la ccuacion

anterior se puede Iransformaren:

d = —a-— sen(l80/Zr) (Ec. C 6.2)

El angulo g/2 sc dcnomina angulo de aniculacidn y es cl angulo que midc la enirada cn contacto del esiahdn con la

rucda y su magnilud cs funcion del numero de dientes. Esta entrada del esiahdn en la rueda provoca un impacto entre

los rodillos y los dicnies de la rucda. produciendosc un dcsgaste en ambos y cn las juntas de union de la cadena. La vida

dc la transmisidn cs funcion de este dcsgaste y dc la resistencia a la fatiga de los rodillos, por ello para aumcntar la vida

dc esta. es conveniente reducir el angulo de articulacidn al mmimo. En cuanto a la vclocidad de la cadena, esta

influenciada tambicn por el numero de dientes de la rueda, esta se define como cl numero dc dientcs que salen dc la

rueda en la unidad dc ticmpo, su expresidn cs:

_ n I) n _ Zrp n (Ec. C 6.3)

60 60

donde: p es el paso dc la cadena, n la velocidad de la rueda cn r.p.m.. D cs cl diametro primitive dc la rueda (m), y Z

el numero de dientcs de la rueda.

Aunque se recomienda quc la rucda motriz dc la cadena tcnga el mayor numero posible dc dientes. a la vez se

recomienda quc la rucda sea lo mas pequena posible. Es por ello quc para operaciones a velocidadcs nuxlcradas y alias

sc suelen utilizar ruedas con 17 dientes, aunque un niimcro mayor de dientcs aumentaria la vida con una disminucion

dc ruido y vibraciones. Para operaciones a bajas vclocidadcs v donde las restricciones del cspacio son importantes se

utilizan ruedas con un numero menor de dientes disminuyendo sin embargo la vida cstimada de la transmisidn.

En lo rcfercnte a las ruedas de la cadena que son accionadas, no suclen sobrepasar los 120 dientes debido a que el

alargamiento del paso puede provocar desli/amicntos en clla. Por ello, las transmisiones mas cficicntcs suclcn tcner una

relacion de velocidadcs dc 6:1, sin embargo se pueden utilizar rclacio- nes mayorcs sabiendo que ello puede ocasionar

la rcduccidn de la vida de la misma. Las transmisiones. y cn concrcto las cadcnas de rodillos no suclen fallar debido a la

tension si no a la fatiga ocasionada por el elevado numero de horas de servicio. Normalmcnte el fallo sc produce por el

dcsgaste de los rodillos en los pasadorcs o en la superfine dc los mismos rodillos. A la hora tie seleccionar la cadena de

una transmisidn se suele tcner cn cuenta las caracteristicas de la carga.

Las cadenas sc deben sobredimensionar sicmpre que aparczcan las siguientcs condicioties: en caso dc

fuertcs cargas de choquc en caso de fuertcs variaciones dc la carga si la lubricacion no cs suficientc

ambicnic dc trabajo duro (polvo. suciedad, etc.) si se tienen mas dc trcs ruedas cn la transmisidn

si para velocidadcs bajas, la rucda menor tiene menos de 9 dientes o si para velocidadcs alias, la rueda menor

tiene menos de 16 dientcs.

si las ruedas dentadas son muy grandes

-437-

Zr+z Lc =2 C +

(Ec. C 6.7)

La longitud de la cadena necesaria para que un deiemiinado par de caiaiinas colocadas a una cierta distancia entre

centros trabajen en conjunto. La longitud de la cadena se puede determinar en funcion del numero de pasos 6 cn

metros con las dimensiones generales establecidas en los datos de partida. Se suele utilizar un numero par de pasos. ya

que si no. se necesita un eslahon de compensation o candado. La ecuacion que determina esia longitud cn funcion del

numero de pasos es:

hi - !£ + Villi' + k

P P 2 C //> (Ec. C 6.4)

Y ia expresion en metros es:

p + * ,,2 (He. C 6.5)

donde:

L = longitud de la cadena (m)

L _ = longitud de la cadena cn pasos C = distancia entre ejes (m)

Z = numero de dientcs de la rueda / = numero de dientes del pinon k

= constante de engrane p = paso de la cadena (in)

Normalmeme se utilizan pinones con un numero de dientes no inferior a 17. de los cuales como mfnimo 3

estaran en continuo contacto con la cadena para evitar de esta manera las posibles vibraciones en la transmision. La

relacion de transmision no debera sobrepasar I: 8, en caso de que se sobrepase se deben colocar varios pinones. En

caso de lener que transmitir movimientos con un relacion de I: 1 sc suelen urilizar pinones con un elcvado numero

de dientes. La relacion de velocidad de las ruedas unidas por cadenas depende del numero de dientcs en las

catalinas:

n (Ec. C 6.6)

Z = numero de dientes de la rueda conducida Z() = numero de dientes

del pindn conductor n( = velocidad de la catalina conducida. (r.p.m.) ii|(

= velocidad de la catalina conductora. (r.p.m.)

Para el calculo de la constante k sc utiliza la formula siguiente: 2 7, r + Z ,y

k = 2 K

/

En el caso dc ruedas multiples . la longitud de la cadena se obtiene reali/.ando un dibujo a cscala. lo mas

aproximado posible y realizando la medida posteriormente. Para aumentar ia vida dc la cadena de rodillos es

necesario lubricarla mediante un proceso de goteo o de bano poeo profundo eon un aceite

Tabla C 6.4. Factor de correction cadenas de cordones multiples, c .

-440-

La potencia corregida se obticnc multiplicando el valor de la potencia nominal que se obtiene de la formula y

multiplieada por los factores de correction c. y c,:

Pc = c2 P (Ec' C 6 8)

donde:

P' = poicncia nominal corregida (CV).

P' = poicncia nominal (CV).

Para obiener la potencia final de diseno se debe multiplicar la poicncia nominal corregida por otro facior

denominado factor de servicio c,, quc considera las variaciones de las maquinas impuisora e impulsada. Esie facior

se expresa en la Tabla C 6.5

P = Cj P\ (Ec. C 6.9)

donde:

P‟c = potencia nominal corregida (CV).

P = poicncia final de diseno (CV).

Tabla C 6.5. Factores de correction para servicio de cargas, c . I

Tabla C 6.6. Potencia nominal en CV de cadenas de rodillos de paso simple y

Numero de cordones Factor de correction c.

1 1.0

2 1.7

3 2.5

4 3.3

Maquina

Impuisora

Maquina impulsada Motor de

combustidn

interna con

transmision

hidraulica

Motor electrico

6 turbina

Motor de

combustion

interna con

transmisi6n

mecdnica

Sin choques 1.0 1.0 1.2

Choques moderados ——~“1 1.2

--------------- ———

_ 1.3 1.4

Choques fuertes 1.4 1.5 1.7

-441 -

un solo cordon con rueda dentada de 17 dientes.

Vrpm

rueda Numero de la cadena segun ANSI

El tipo 1 corrcsponile a cadenas con lubricacion manual o por goteo.

El tipo 2 corresponde a cadenas con lubricacion por bano o de disco.

El tipo 3 corresponde a cadenas con lubricacion por llujo de aceite.

El tipo 4 corresponde a cadenas con lubricacion por flujo de aceite intenso.

Esfuerzos en la cadena

El esfuerzo total cn la cadena se calcula como la suma de dos esfuerzos; el esfuerzo util

25 35 40 41 50 60 80 100 120 140 160 180 200 240

50 0.05 0.16 0.37 0.20 0.72 1.24 2.88 5.52 9.33 1 14.4 20.9 28.9 38.4 61.8

100 0.09 0.29 0.69 0.38 1.34 2 31 5.38 | 10.3 17.4 26.9 39.1 54.0 71.6 115

150 0.13 0.41 0.99 0.55 1.92 3.32 7.75 14.8 25.1 38.8 56.3 77.7 103 166

200 0.16 0.54 1.29 0.71 2.50 4.30 10.0 19.2 32.5 50.3 72.9 101 134 | 215

300 0.23 0.78 1.85 1.02 | 3.61 6.20 14.5 27.7 46.8 72.4 105 145 193 310

400 0.30 1.01 2.40 1.32 4.67 8.03 18.7 35.9 60.6 93.8 |

136 188 249 359

500 0.37 1.24 2.93 1.61 5.71 9.81 22.9 43.9 74.1 1 115 166 204 222 0

600 0.44 1.46 3.45 1.90 6.72 11.6 27.0 51.7 87.3 127 14! 155 169

700 0.50 1.68 3.97 2.18 7.73 13.3 31.0 59.4 89.0 101 112 123 0

800 0.56 1.89 4.48 2.46 8.7! 15.0 35.0 63.0 72.8 82.4 91.7 101

900 0.62 2.10 4.98 2.74 9.69 16.7 39.9 52.8 61.0 69.1 76.8 84.4

1000 0.68 2.31 5.48 3.01 10.7 18.3 37.7 45.0 52.1 59.0 65.6 72.1

1200 0.81 2.73 6.45 3.29 12.6 21.6 28.7 34.3 39.6 44.9 49.9 0

1400 0.93 3.13 7.41 2.61 14.4 18.1 22.7 27.2 31.5 35.6 0

1600 1.05 3.53 8.36 2.14 12.8 14.8 18.6 22.3 |

1 25.8 0

1800 1.16 3.93 8.96 1.79 10.7 12.4 15.6 18.7 21.6

2000 1.27 4.32 7.72 1.52 9.23 10.6 13.3 15.9 0

2500 1.56 5.28 5.51 1.10 6.58 7.57 9.56 0.40

3000 1.84 5.64 4.17 0.83 4.98 5.76 7.25 0

Tipo

1

Tipo 2 Tipo 3

Tipo 4

- 4 4 2 -

en la cadena (F) mas el esfuerzo de la fuer/a centrifuga (F ).

F = F +F (Ec. C6.10)

en donde;

P 75 k 2000 G v2 n /. ------------------- r =_ — (Ec. C6.ll)

ru ~ ~ rc

dp X

con G = peso de la cadena por metro Kg./m g = acceleration de la gravedad m/s2, dp =

diametro primitivo del pin6n cn mm. con Fu y F en da.N y v en m/s De aquf se obtienc cl

cocficicnte de seguridad como:

r -JL (Ec.C6.l2) S ~ F r

siendo F el esfuerzo necesario para la rotura en daN.

( 6.2.2.6. llalaustradas

Las balaustradas. una a cada lado de la escalera. ticncn la mision de proieger a los pasajcros y ayudarles a mantenerse

seguros en los escalones. cn su ascenso o descenso. Se componen de un /ocalo

o rodapies, lo mas liso posiblc que levunta unos 20 cm dc los escalones, quc se mueven. junto a el. pcro sin rozarlo. En

este rodapids se cncuentran los disposilivos de seguridad contra atasco lateral, para prevcnir cualquier accidente. por la

inlroduccion dc un objeto extrano entre los escalones y el rodapids. Las balaustradas pueden scr recias. o bien inclinadas

hacia afuera. a partir dc la termination del roda- pie.

Su longitud dcbc scr suficiente para proteger la escalera y adcmds los dos andenes dc embarque, para pcrmiiir a los

pasajcros asirse a los pasamanos antes dc cni|X„zar a subir o bajar. Por lo menos uno

o dos escalones deben movcrsc. lo mismo que cl pasamanos, horizontalincnte. antes dc comcn/ar la subida o bajada. La

altura dc la balaustrada dcbc ser como tnfnimo 0.95 m sobre los escalones. Las balaustradas de las escaleras para scrvicio

interior estdn revestidas gencralmcnte de laminados dc plas- lico o formadas por cristal “securit" encuadrado por un

bastidor de aluminio anodizado. Las balaustradas dc las escaleras de intemperie deben ser de accro inoxidablc.

En la tabla siguiente sc mucstran las dimensiones de cadenas dc rodillos

esiandar dc un solo cordon normalizadas por ANSI.

- 4 4 5 -

C 7. INTRODUCTION AL TRAFICO VERTICAL

Los elementos de transporte vertical de un edificio deben responder pcrfectamente a las necesidades de movilidad

vertical denlro de este, sobre lodo en las boras denominadas punta. De esta forma, un edificio puede converlirse en

lotalmente inaceptable en cuanto al servicio de Iransporte entre la planta de embarque (normalmente la planta baja) y cl

resto de las plantas sea ineficaz.

FI conjunto de las exigencias de los usuarios del edificio, viene en mayor o menor grado definido como „„calidad dc

scrvicio". Lino de los ni veles de calidad mas percibido por el usuario cs el tiempo de espera que una persona debe reali/ar

frentc al ascensor para poder viajar en el. Los tecnicos de todo cl mundo en materia de ascensores. se han esforzado cn

dar una norma international que regule y limitc los tiempos de espera, l ijando unos valores maximos admisiblcs cn cada

caso, en funcion de las caracteristicas peculiares del edificio donde vayan a instalarse los aparatos elevadores. en la cual

se fundamenian los estudios de trafico.

Para reali/ar un cstudio dc trafico, deben tencrse cn cuenta parametros muy distintos como son: dcslino del edificio,

numero de plantas, superflcie por planta, distancia entre pisos. poblacion dc la planta. situation dc la parada principal, cic.

Podemos decir que un analisis de trafico resulia laborioso y complicado. por los multiples parametros que deben

manejarse. pero imprescindible para defmir una dc las instalaciones fundamentales en un edificio. Por ello. la solution

optima del trafico de personas del edificio debe basarse en un profundo analisis del edificio hecho por profesionalcs del

sector.

C 7.1. Diagramas de trafico por sectores

Como ya se ha comentado en parrafos anteriores, uno de los aspectos mas importantes cuando se disena una

instalacion dc elevacion vertical, cs sin duda, cl dcstino del edificio. Evidcntemente un asccnsor de un edificio de oficinas,

otro de un colegio y finalmente oiro de un hospital van a funcionarde forma lotalmente difercntc desde el punto de vista

de trafico, aunque su velocidad y su carga nominal coincidan.

La forma mas grafica dc estudiar el trafico por sectores. es la representation de flujo de usuarios a lo largo de una

jornada. A continuation, se muestran los diagramas dc flujo de usuarios a lo largo de una jornada en los siguientes casos:

a) Trafico do personas cn un hospital

b) Trafico de montacamillas y nioncacargas en un hospital

c) Trdfico dc personas cn un cdificio de profesionales libres

d) Trafico dc vehiculos en un garaje de un cdificio dc profesionales libres

Trafico dc personas cn un centro comcrcial

0 Trafico dc personas en un hotel

g) Trdfico dc personas cn un cdificio dc apartamcntos

ul Trafico dc personas cn un hospital

- 4 4 6 -

Figura C 7.1 Trdfico bidirectional en un hospital (personas en %).

En un hospital cn lo quc rcficre a flujo de personas (Figura C 7.1), normalmcnte hay un trafico crccicnte a primcra liora

dc la manana, para pasar a una situacion cstacionaria hasta la hora dc la comida, donde se rcgistran altibajos, por la

tarde, aparccen dos concentracioncs de trafico asociadas a las horas de visita a los pacicntcs.

Figura C 7.2 Trdfico bidirectional en hospital (montacamillas y montacargas en %).

En cl flujo dc Camillas y cargas (Figura C 7.2). sc rcgistran picos a las horas de servicio dc comidas a los enfermos.

Durante el dfa apareccn dos valles asociados a los diversos tratamicntos, reducicndose cl flujo a ultima hora dc la lardc.

Figura C 7.3 Trafico bidirectional cn un edificio de profesionales libres (personas).

En un cdificio de profesionales (Eigura C 7.3) se obticnen distribuciones con horas puma coinci- diendo con las

aciividades de la manana y tarde (visiias profesionales) Y salida de los ninos del colegio.

d) Trafico de vchiculos en un garaje de un eilificio de profesionales libres

Figura C 7.4 Trafico bidirect ional en edificio de profesionales libres (Garaje en %).

En la Figura C 7.4 se represenia el movimiento de vehiculo cn un garaje de un edificio profesional donde se marcan

claramente los picos de entrada y salida correspondientes a zonas de manana y tarde respectivamente. Dado lo

pronunciado que son ambos picos deben disponerse liempos cortos de espera.

e) Trafico de personas en un centra comercial

b) Trdfico dc montacamillas y montacargas en un hospital

c) Trapco de personas en un edificio dc profesionales fibres

-447-

Figura C 7.5 Trafico bidirect ional en un centra comercial (personas %).

En un centro comercial (Figura C 7.5). existc una banda initial de entrada del personal que trabaja en el propio

centro. una segunda zona de flujo de dientcs. una banda central con altibajos correspond diente al horario de comidas.

flujo de padres y estudiantcs que salen del colegio y finalmente ultimos movimientos dc dientcs.


C 7.2.1.3. Maniobra colectiva selectiva en descenso

-451 -

Aplicaciones: Edificios de viviendas residenciales o con servicio mixto (oficinas, despachos), hoteles y hospitales con

plantas de servicio colectiva en los pisos bajos. La capacidad del ascensor debe ser igual o superior a 6 personas. Esta

maniobra registra, en cualquier situacion en que se encucntrc el camarin, las llamadas exteriores y las drdenes desde la

botonera de camarin.

© ®

Figura C 7.9 Esquema de maniobra colectiva

selectiva en descenso en la izquierda y

en los dos sentidos de marcha en la derecha.

Los pulsadores

se iiuminan al

accionarlos,

indicando la

scnalizacion

de respuesta

(<contestaeion>). El camarin en subida atiende colectivamente tan solo las ordenes registradas en su tablero de

mandos por orden asccndente, sin tener en cuenta las llamadas exteriores. El sentido de la marcha se invierte

solamente despues de cumplimcntar la orden de camarin o llamada exterior mas alia. Por el contrario, en el descenso,

se atienden y seleccionan colectivamente las llamadas exteriores y ordenes inieriores. Un control de carga impide que

el cam arm, estando totalmenie ocupado, pare en un piso para recoger pasajeros por lo que esa llamada no es

atendida (aunque si retenida) hasta el proximo trayecto por ese piso. En las diferentes plantas se ilumina una flecha

momentos antes de llegar el camarin al piso, indicando la direccion del proximo viaje.

Ejemplo: en la parte izquierda de la figura C 7.9 sc puede ver como se producen llamadas para bajar, en

las plantas 2, 4. 5 y 6. El camarin que estaba parado en planta I, ha registrado estas ordenes y atiende la

llamada mas alta. para recoger en descenso, colectivamente los pasajeros quc han solicitado esta orden. El

ascensor, al cumplimcntar la ultima orden de bajada, en la planta sotano, atiende inmediatamcnte las

llamadas 5, 6 y 7 que habian quedado registradas, cumplimcntando colectivamente cn subida, las ordenes

registradas cn su tablero dc mandos interior. ,

C 7.2.1.4. Maniobra colectiva selective/ en los dos scntidos de march a

-452-

Aplicaciones: Edificios que requicren un dcterminado trafico vertical entre sus plantas, como oficinas, hospitalcs,

hoteles, comercios.

La capacidad media de camarines no debe ser inferior a 6-8 personas. Los tahleros de mando de esta maniobra

tienen un pulsador para “subir" y otro para “bajar" a fin de utilizar el correspondiente a la direccion de marcha deseada.

Las ordenes de llamadas interiores y cxteriores quedan registradas en cualquier memento, ilumindndose el pulsador en

serial de rcspuesta «contcstaci6n».

En subida o en bajada el camarfn atiende por ordcn correlativo todas las llamadas interiores y las cxteriores

registradas cn el sentido en que viaje, y no cambia la orden de marcha hasta que no ha sido cumplimentada la ordcn

mas extrema. Si el camarfn esta cuinplimentando una orden interior o exterior en bajada. porejemplo, rcgistrara todas

las ordenes de los pisos y atcrulera solamente las ordenes que se produzcan en ese sentido, parando y recogiendo

pasajeros en las plantas inferiores a donde se encuentra. Una vez cumplimentada atendera la llamada memorizada

mds proxima cn cl otro sentido dc marcha. Un medidor de carga evita quc cl camarfn. con carga completa, pare

innccesariamcnte para atender llamadas cxteriores. quedando cstas no obstante, registradas hasta su total

complimentacion. Con esta maniobra sc cvitan muchos viajes en vacio y se obtiene una rationalization en el servicio del

transporte vertical.

Ejcmplo: cn la parte dcrccha de la figura C 7.9 cxpresa como dcspucs de cumplimentar la ordcn n“ L, en

la planta sotano. cl asccnsor atiende colectivamente en subida. las ordenes que tenia registradas cn la planta

B y 4. y una vez cumplimentadas pasa a atender seguidainentc. tambicn de forma colectiva. las llamadas

registradas para bajar cn la planta 5 y3.

C 7.3. Ascensores y montacargas

C 7.3.1. Definicion de la instalacion de elevacion en el edificio. Normas gene rales

En los siguientes diagramas le proporcionamos unas guias generates para oricntar cn la election del numero y

caractcrfsticas de los ascensores a considcrar en un edificio. Seleccionando primero las siguientes aplicaciones:

• viviendas segmcnto basico

• viviendas segmcnto medio y alto

• edificio de oficinas con nccesidades medias.

Edificio de viviendas tipo basico

Este dbaco cumplc con las nccesidades bdsicas rcqueridas para el transporte interno en un edificio de viviendas. I

.a cantidad. capacidad y velocidad. segun diagrama. puede ser aumentada por el proycc- tista para mejorar la

comodidad del transporte.

Como observation queremos haccr notar que aunque para las areas de utilization 1 y 2 scrfan admisibles

ascensores de 320 kg. las actuales rcglamentaciones de elimination de barreras arquilcctoni- cas pidcn ascensores dc

un minimo de 450 kg.

N° de personas en cada piso

- 453 -

N° de personas on el total de pisos ----------------------- ►

N" de personas en cada ptso -------------------- ►

Figura C 7.10 Grdfico de selection dc asccnsores en viviendas lipo bdsico.

Edificio de viviendas lipo medio y alio

Rste abaco cumple con las ncccsidadcs basicas rcqucridas para cl transportc intcrno cn un edificio dc viviendas con

rcqucrimientos medio y alto. La canlidad. capacidad y velocidad. scgun diagrama. puede ser aumcniada por el

proyectista para mejorar la comodidad del transportc.

Como observation queremos hacer notar que aunque para cl area de utilization 2 del grdfico adjun- to. scrfan

admisibles asccnsores de 320 kg. las actuales rcglamentaciones de elimination de barreras arquitcctonicas piden

ascensores de un nn'nimo de 450 kg.

t

§

a 5

* 2

Figura C 7.11 Grdfico de selection de ascensores

en viviendas tipo medio y alio.

tn & 2 8 3 cn

100 200 300 400 500

N° de personas en el total de pisos

600 700 BOO




(7.3.2. Trafico deentrada

Para cvaluar la situation del trafico dc cntrada sc determinaran los siguicntcs parametros:

HC : o capacidad horaria, numero dc personas quc pueden entrar en un determinado edificio en una hora.

5C : o numero de personas que pueden entrar cn un determinado cdificio en cinco minutos

Intcrvalo. i: tiempo de espera

En general, HC y 5C son parametros que marcan in capacidad de la instalacion de elevacion y estan acotados

segun cl tipo de cdificio. Por ejemplo en un edificio de oficinas, se calcula que deben entrar el 10% de la poblaci(5n en

cinco minutos. Dicho dc otro modo :

5C > 10% Poblacion

El intcrvalo tambien esta acotado. Normalmente se estima que debe estar comprendido entre 30 y 35 segundos.

El proccdimiento de calculo es el siguiente :

Primeramente se establece el tiempo que el ascensor permanece parado en un determinado ciclo. Este tiempo se

compone de :

Tiempo de cntrada de pasajeros en la planta baja (t(|). El tiempo se cstiina en 8 segundos como tiempo mfnimo

suponiendo que cl numero de pasajeros cs 8. o menor que 8, por cada pasajero quc exceda de 8, se anade la cantidad

de 0.8 segundos por pasajero. Es dccir si cl asccnsor esta discnado para 15 pasajeros :

t() = 8 seg + 7 X 0.8 seg = 13.6 seg

Tiempo de transfer o salida de los pasajeros dc la cabina (tt). Se estima cn 2 segundos por cada parada. Se calcula

multiplicando el numero dc paradas probables por 2 segundos.

Ticmpo dc apcrtura y cicrrc puertas (t|(). Se calcula multiplicando el n° de paradas probables +1 por cl tiempo

unitario de apcrtura y cierre. Este se calcula en funcion dc la anchura de puerta y del tipo de apcrtura :

Tabla C 7.3 Tiempos de apcrtura y cierre de puertas

El tiempo dc parada se calcula mediante la cxprcsi6n :

a, ) = < (y + (t , ) + (t p ) ) x I . I

Se introduce una ineficiencia del 10 %.

Tiempo de subida (t) o tiempo que el ascensor tarda cn subir hasta el piso mas superior. Se calcula multiplicando cl

numero de paradas probables por el tiempo de subida entre dos paradas probables conscculivas.

Tiempo de bajada (th) o tiempo que tarda cl ascensor en bajar. Se calcula entrando directamente en la Tabla C 7.2.

El tiempo de marcha se calcula mediante la expresion :

Anchura (mm) Apcrtura Telescopica (s) Apertura central (s)

900 6.6 4.1

1100 7 4.6

12(H) 7.7 5.3

1400 8.8 6.0

1600 9.9 6.5

- 459 -

bajada <75%) +1 por cl tiempo unitario de apertura y cierre. Este se calcula en funcion de la anchura dc puena y del

tipo dc apertura (Tabla C 7.3).

££I tiempo dc parada sc calcula mediante la expresiOn :

(»,) = I (l„) + <*,) + ( ' p ) , x U

Se introduce una incficiencia del 10 %.

Tiempo de subida (t) o ticmpo que el ascensor tarda cn subir hasta cl piso mas superior. Sc calcula cntrando

directamente cn la Tabla C 7.1.

Ticmpo dc bajada (t() o ticmpo que tarda el ascensor en bajar. Se calcula multiplicando el n° dc paradas probables

en bajada (75%) (Kir el tiempo de bajada entre dos paradas probables consccutivas.

El tiempo de marcha se calcula mediante la expresion :

<y = «,)+(>„)

El tiempo total se dctcrmina por:

(t)= (t,) + (U

La capacidad horaria, HC viene dada por :

HC = n° asccnsores x n" pasajcros por viajc x 3600 / (t)

La capacidad en cinco minutos. 5C viene dada por :

5C = n” ascensores x n° pasajcros por viaje x 300 / (t)

y finalmentc cl intcrvalo, i:

i = (t) / n° asccnsores

C 7.3.4. Trallco bidirectional

Para evaluar la situacion del trafico en los dos scntidos sc determinant los siguientes parametros :

HC : o capacidad horaria. numero dc personas quc pueden cntrar y salir dc un dcterminado edificio en una hora.

5C : o numero de personas que pueden entrar y salir dc un dcterminado edificio cn cinco minutos

Intervalo, i: ticmpo dc espera

Mientras que en la operation de subida. el numero tie paradas probables se toma directamente dc la Tabla C 7.1,

en la operation de bajada. dado que una proportion importante dc pasajcros. se dirigc a la planta baja. el numero de

paradas probables se corrigc, multiplicando el valor obtenido de la Tabla C 7.1 por 0.75. Es dccir sc toma un 75% dc

las paradas probables que se toman para cl trafico de entrada.

El procedimicnto de calculo es cl siguiente : Primeramcnte se cstablecc el tiempo que el ascensor permanece

parado en un dcterminado ciclo. Estc ticmpo sc componc de :

Tiempo de entrada dc pasajcros cn la planta baja (t„). El ticmpo se estima cn 8 segundos como tiempo mtnimo

suponiendo que el numero de pasajcros que entra es 8. o mcnor que 8. por cada pasajero quc entra quc exccda de 8.

se anadc la cantidad dc 0.8 segundos por pasajero. Por otra parte a estc tiempo se le suma el correspondiente a los

pasajeros que salen que se estima en 8 segundos como ticmpo mfnimo suponiendo quc el numero de pasajeros que

sale es 8, o menor que 8. por cada pasajero que sale que exccda de 8, se anade la cantidad de 0.8 segundos por

pasajero. Es dccir si cl ascensor esta disciiado para quc cntren doce pasajcros y salgan otros doce :

l0 = 8 seg + 4 x 0.8 seg + 8 seg + 4 x 0.8 seg = 22.4 seg

Tiempo dc transfer dc subida dc los pasajcros de la cabina (t ). Se estima cn 2 segundos por cada parada. Se calcula multiplicands cl numero de paradas probables por 2 segundos.

Tiempo de transfer dc bajada dc los pasajeros dc la cabina (tlfi). Sc estima cn 4 segundos por cada parada. Sc

calcula multiplicando cl numero de paradas probables cn bajada (75%) por 4 segundos. Sc anade 0.6 segundos por

cada pasajero quc cxceda de los 6 pasajeros por parada. Por ejemplo, si cn tres paradas bajan 25 pasajeros

l = (3 x 4) + (7 x 0.6) = 16.2 scg

-460 -

Tiempo de apertura y cierre pucrtas en subida (I. ). Se calcula multiplicando el n° dc paradas probables + ) por cl

tiempo unitario de aperture y cierre. Este sc calcula cn funcion dc la anchura de puerta y del tipo dc aperture (Tabla C

7.3)

Tiempo de aperture y cierre pucrtas cn bajada (t^). Se calcula multiplicando cl n°de paradas probables en bajada

(75%) por el tiempo unitario dc aperture y cierre. Este se calcula en funcion dc la anchura dc puerta v del tipo de

aperture (Tabla C 7.3)

El tiempo dc parada sc calcula mcdiantc la expresion :

(>,)= <U„> + «„>+ t„,„>-HIJ+«„,,)> X 1.1

Sc introduce una ineficiencia del 1(1 %.

Tiempo dc subida (t) o tiempo quc cl asccnsor tarda cn subir hasta cl piso mas superior. Sc calcula multiplicando cl

n° dc paradas probables por cl tiempo de subida entre dos paradas probables consecutivas.

Tiempo de bajada (t(i) o tiempo que tarda cl ascensor cn bajar. Se calcula multiplicando el n° dc paradas probables

cn bajada (75%) por cl tiempo dc bajada entre dos paradas probables consccutivas.

El tiempo dc marcha sc calcula mediante la expresion :

d ? ) = < g + < g

El tiempo toial sc delermina por :

( t) = ( t . ) + (U

La capacidad horaria, HC vicne dada por:

HC = n° ascensores x n° pasajeros cn subida y bajada por viaje x 3600 / (t)

La capacidad cn cinco minutos. 5C vicne dada por:

5C = n° ascensores x n° pasajeros en subida y bajada por viaje x 300 / (t)

y finalmcnte cl intcrvalo, »:

i = (t) / n° ascensores

C 7.4. Escaleras mecanicas y rampas moviles

Las escaleras mecanicas constituyen sin duda cl medio dc transportc entre plantas mas cficicnte cn terminos dc

trafico. Por este motivo, estan prcsenies cn praciicamenie todos los edificios modcrnos donde este tipo de trafico es

importante. Normalmente, no aparece solo, sino quc se combina con cl asccnsor y la escalera traditional, con objeto de

distribuir cl flujo y dar al usuario diversas allemativas.

En la Tabla C /.4 se establece la relation entre el ancho de la escalera mecanica y el HC. o numero de pasajeros quc

cs capa/ dc transportar por hora

- 463 -

C <S. BIBLIOGRAFIA

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- 465 -

I) 1. ELEVADORES SIMPLES

I) 1.1. Elevadores de Cangilones

Los elevadores son aquellos disposi(ivos transportadores que desplazan material en direction vertical o prOxinia a

la vertical (figura D 1.1). A este conjunto de dispositivos de elevaeidn pertenecen los elevadores de cangilones. Los

elevadores vcrticales son scncillos por su construction y no neccsitan una envoltura de forma compleja o dispositivos de

apoyo espcciales para cl ramal libre, lo cual cs indispensable en los elevadores inclinados

Como organo de traccion de los elevadores se utilizan cadenas o bandas transportadoras. La electiOn del tipo de

organo de traccion se condiciona por la caractenstica del elevador y de la carga. Asi pues, para transportar materialcs

facilmente movedizos se emplea la banda transportadora que admite mayores velocidades de desplazamicnto (hasta

2,5 m/s). Las bandas prcsentan un revestimiento dc caucho antiabrasivo, ignifugo, apropiado para productos grasos, la

carcasa estd formada por lonas de tejido cruzado de nylon no desgarrable, siendo el numero de lonas y la calidad de

las misinas funciOn de las necesidadcs. Para grandes tensiones sc utilizan bandas con carcasa de tejido metdlico.

Para una gran altura de elevacion y cargas de tamano elcvado o a alta temperatura, se utiliza cadena. La velocidad

de movimiento, siendo el Organo de traccion de cadena, es menor o igual a 1,25 m/s. Las cadenas csUin formadas por

eslabones de rodillos, calibradas segun DIN. o |)or mallas forjadas. construidas a partir de aceros espcciales aleados,

tcmpladas o cementadas, seleccionadas convcnicntemente de acuerdo con el material, tipo de elevador y durcza dc

scrvicio.

El desplazamicnto dc la carga a grand sc efectua jx>r medio de cangilones. Eistos cstan normalizados segun DIN,

cxisticiulo varios disenos y pcrfilcs para cada tipo de material, se construyen en acero laininado, inoxidable o nylon. Los

elevadores de cangilones sc aplican cn dcpOsitos dc grano y production alimcnticia, production de materialcs dc

construction, en industria quimica, etc. Dichos elevadores son de dimensiones relativamente pequeiias en seccion

transversal, garantizan la entrega de la carga a gran altura (hasta 60 m) con gran gama de flujo de material (dcsde 5

hasta 600 mJ/h).


- 468 -

dcsviarel ramal libre del elevador (figura D 1.4,b) para que sea posible la uhicacion tie una artesa receptora bajo la carga

desprcndida o haccr cl elevador inclinado.

Los cangilones estan montados muy proximos entre si, sobre ramales dobles de cadena.

El llcnado de los cangilones se efectua gencralmcntc dragando o directamente. dcspucs de pasar estos bajo las

ruedas de la caja tensora inferior.

Debido a la rcducida velocidad de la cadena, la descarga se realiza vaciandosc los cangilones por gravedad a su

paso sobre las ruedas motriccs. facilitada por la inversion for/ada que provocan las ruedas cenidoras.

Estos elevadores son apropiados para manipular materialcs pulverulcntos. ligeros y fragilcs, o para aqucllos otros

de naturalcza pegajosa que fluyen con dificultad.

a) Figura D 1.4. Descarga de un elevador de cangilones: a. por Umzamiento; b, por derrame: c, por

derrame a troves de cangilones de escama.

3) Cangilones de escama montados sobre banda o cadena

Si es nccesario cfcctuar la descarga derramando cl material desde cl elevador vertical sin inclinar los cangilones. se

pueden emplcar cangilones de escama (figura D 1.2.b), cuya pared anterior sirve de canalon para la carga que se

derrama desde cl siguiente cangilon (figura D 1.4,c). Este tipo de descarga se aplica en los elevadores de marcha lenla,

a una velocidad de movimicnto menor o igual a 0,8 m/s.

4) Cangilones montados sobre cadena con descarga central

Los cangilones son fijados a ramales dobles de cadena, encontrlndose distanciados entre si' a intervalos regulares.

El llenado de los cangilones se efectua generalmente dragando o directamente, despues de pasar esios bajo las

ruedas de la caja tensora inferior.

- 469 -

Debido a la reducida velocidad de la cadena y a la especial disposition de los cangilones, la descarga sc realiza

hacia el interior del elevador, vaciandose estos por gravedad al quedar invertidos a su paso por las ruedas motrices.

Se recomienda este tipo de elevadores para un funcionamienlo continuo sometido a duras exigencias y para

niateriales pulverulentos, frdgiles. pesados o abrasivos, de muy variada granulometria.

5) Cangilones montados sabre banda am doble eolumna

Los cangilones estan montados sobre una banda de goma en una o varias hileras, pareados o al tresbolillo y

distanciados entre sf a intcrvalos regulares.

HI vaciado dc los cangilones sc efeetua por proyeccion del material, originada por la fuerza centrffuga. como

consccuencia de la elevada velocidad de la banda.

El tambor motriz es dc mayor diametro que el tensor, manteniendo la estabilidad de la banda un rodillo de

inflexion proximo a la caja tensora inferior.

Su estructura esta formada pordos conductos. uno para cl ramal ascendente v otro para cl descendente.

Estan especialmente indicados para importantes alturas de elevacion y grandes capacidades, util i/indose para

materialcs de gran fluencia y resistenies a la fragmentation y que scan capaces dc admitir clevadas velocidades.

D 1.1.2. Determination del flujo de un elevador de cangilones

1:1 peso de ia carga en un cangilon es:

G = i yj (kg) (Ec. D 1.1)

donde : / es cl volumen del cangilon. expresado en litros;

y, la densidad de dc la carga a grand, exprcsada en kg/I;

j, cl coeficiente dc relleno del cangilon. el cual depende del tipo dc material. Estc valor posee valores

que se cncuentran en el siguiente rango : j = 0,6 •=■ 0,9 (los valores menores corresponden a

niateriales de pedazos grandes).

El flujo Q (T/h) de material transportado por un elevador de cangilones a una velocidad v (m/s) y con un paso /

(m) entre cangilones consecutivos. se detcrmina scgun la siguiente ecuacion :

Q = 3.6 —v(T/ hi (Ec. DI.2) t

Habitualmente, cl paso entre cangilones se toma segun la siguiente expresion : / = (2 t 3)h (para los cangilones

dc escama t = /?), donde h es la altura del cangilon (figura D 1.2). Para los elevadores de cadena el paso; dcbc ser

muliiplo del paso de cadena.

- 4 7 2 -

a)

/y \i, los cocficientes de rozamienlo tornados segun las lablas siguienles. «. el

angulo de inclinacion del camino de rodillos.

Dividiendo cl primer y el segundo miembros de la ecuacidn por cos a y tomando cos a = I :

(, Gi\f d * “ T ~QHT> < E c D 1 - 8 >

Para disminuir el dngulo de inclinacion del camino de rodillos sc reduce el peso de los rodillos y se aumenta cl

didmetro de dstos, de cara a disminuir cl rozamiento en sus munones. El dngulo a se encuenira entre 2°-7°. pero al

transportar fardos desiguales de material blando puede alcanzar 12° - 14°.

Con objeto de disminuir el angulo de inclinacion y aumcntar por tanto la longitud dc transporte, el piano

inclinado se construyc con rodillos instalados cn un bastidor (a).

Figura. D 1.6. Esquema de una rampa de rodillos (a) y action en esta de las fuerzas (h) Tabla I> 1.2. Coefldente de friccion (J)

entre eje de rodillo y soporte

(

Denomination /

Cojinete de contacto piano : de tipo abierto 0,10

Buje de eje con lubricante Hquido 0,08

Cojinetes de contacto rodantc : de bolas v de rodillos cilmdricos 0,015

Conicos 0,02

'I'abla D 1.3. Coeficiente de friceidn (ji) entre carga y rodillos Diametro de rodillo 200-300 400-560 630-710 800 900-1000 ;

con riel piano 0,03 0,05 0.06 0,06 0,07

con rail con cabeza convexa 0,04 0,06 0.08 0,10 0,12 !

Si cl piano poscc una gran altura y no cs posible construirlo cn recta, sc hace helicoidal

- 473 -

En los talleres de lamination de las plantas metalurgicas, los transportadores de rodillos son accionados por un

motor con objeto de faciiitar el transporte. En la mayoria dc estos casos, cl despla/amiento de la carga por los

caminos de rodillos accionados sc reali/.a sin inclination.

I) 1.3. Transportadores vibratorios

En numerosos sectores industrials sc utilizan los transportadores vibratorios, con objeto de transportar cargas

a alia tcmpcratura, t6xicas o agrcsivas quimicamcnle, ascgurando su hcrmelicidad completa. asf como para

transportar viruta metalica, mojada con emulsiones y aceite. tierra ealiente extrafda de los moldes para fundicirin,

pie/as de fundicion de redueido tamano, etc.

Con este movimiento la carga no sc deshace, no levanta polvo y no se desgasta practicamentc cl eanalon. El

transportc de la carga mas eficaz tiene lugar cuando al final del microvuelo la partfcula se dctienc en el eanalon al

principio del siguicnte periodo de sus oscilaciones.

En estos transportadores, cl tubo o el eanalon abierto reali/a una oscilacion dc pequeiia amplitud y alta

frccucncia (hasta 3000 ciclos por minuto). Los excitadores dc las oscilaciones son vibradores de

inertia. electromagneticos, dc extdntrita y de embolo (hidraulicos y ncumaticos). Los vibradores del tipo mas adeeuado

son los electromagneticos (figura D 1.10) que sirven como generador de oscilaciones armOnicas. Estos

Figura. I) 1.7. Rampa helicoidal de rodillos.

- 4 7 4 -

noexpcrimentan frote ni tienen piezas de rapido desgaste, permiten efectuar la rcguiaciOn sin cesar el trabajo de la

instalaciOn, la conexiOn de varios vibradores cn paralelo para un objeto crea la directividad lineal dc las oscilaciones.

/El

transportador vibratorio (figura D 1.8,a) posec un canalon I suspendido o apoyado en un bastidor, por medio

de los clementos elasticos 2. Un vibrador 3 hace que el canalon realice oscilaciones debido a lo cual la carga sc

desprende del canalon avan/ando, efecto que se rcpite de forma continua debido al caracter oscilante del

movimiento del tubo (figura D 1.9). ______ _____ ______________________________ ____ ______________________________________________ ______________________________________

Las grandes ventajas de los transportadores vibratorios residen en cl poco desgaste del elcmento portador (tubo o

canalon), incluso cn el transporte de cargas abrasivas; ia construction relativamcntc sencilla de la maquina; la

posibilidad de carga y descarga intermedias y el pequeno consumo de energi'a a un trabajo de rdgimen. Las

desventajas de estos transportadores consisten en la reduction considerable del flujo dc material al desplazar cargas

por pendiente asccndente (a exception dc los transportadores verticales espctiales), puesto que de forma aproximada,

en cada grado dc dngulo de elevation, cl rendimiento del transportador baja un 3-5 % (al desplazar carga por una

inclination dcstendcnte, cl flujo dc material aumenta aproxintadamente segun la misma relaciOn), otra desventaja a

tener en cuenta eonsiste cn un cono piazo dc servicio dc los elementos elasticos y de los cojinetes de empuje de

accionamiento, puesto que el plazo de funcionamiento no suclc sobrepasar un ano.

Ullimamcnte. se han difundido los transportadores vibratorios horizontalcs ejecutados de acuerdo con cl esqucma

de rcsonancia cquilibrada (figura D 1.8,b). Este transportador consta de dos tubos o canalones que representan un

sistema dinamicamentc equilibrado. HI movimicnto dc los tubos sc el'ectua con desfasc de 180°.

Figura I) 1.8. Esquema de transportadores vibratorios: a, de una masa; b. de dos masas equilibrado

Figura D 1.9. Movimiento de las particulas de la carga en el transportador vibratorio: I, particula; 2. direction de las oscilaciones del canalon;

J, trayectoria del microsalto; •/. canalon.

- 4 7 5 -

Este sistema en un movimiento oscilatorio cstacionario, nccesita s(Slo csfucrzos insignificantes y poca potencia del

accionamiento. debido a las reducidas perdidas de energia.

La determinacion exacta de la potencia del accionamiento del transportador vibratorio se realiza en base a la

generalization de resultados experimcntales. que tienen en cuenta el caractcr de la Ifnea, las propiedadcs ffsico-

mecanicas y la magnitud de sus particulas.

Junto con los transportadores vibratorios horizontales sc emplean cada vez mas los transportadores vcrticalcs que

clectuan el desplazamiento de las cargas por medio de un eanalon vibratorio localizado en una Imca helicoidal hacia

arriba. Para lograrlo, se imprimc un movimiento de vaiven al eanalon en tomo al eje longitudinal y un movimiento

oscilatorio a lo largo de este mismo cje.

La aliura maxima dc los transportadores vibratorios vcrticalcs es 8 in; la relation de la altura frente al diamctro

exterior del eanalon helicoidal llega hasta 10. La limitation de altura es funcion del peso de la masa a elcvar.

La vclocidad dc transportc de las cargas a granel por cl transportador vibratorio dcpendc, en considerable grado, de

sus propiedades ffsico-mecanicas. del peso volumctrico, del tamano y forma de las particulas, dc la humedad. de las

propiedades elastieas del rozamiento interior y de la adhesion de las particulas. Con mayor vclocidad se transportan las

cargas en pedazos y granulosas (arena, bulla, cseoria, mena); mientras que las cargas en polvo (chamota. dolomita,

cemento) se transportan a velocidades considerablememe mas bajas. Las velocidades de desplazamiento dc las cargas

con transportadores vibratorios horizontales

Figura D / .10. Vibrador elect romagnetico: /, estator; 2, bobina del imdn electrico; 3, itiducido; 4,

enlaces eldsticos (nineties).

- 4 7 7 -

donde X es el coeficiente dc rellcno de la seccion del canalon, cl cual es menor que la unidad, para eviiar el

amontonamiento de material cerca de Ins cojinctes intermedios.

Se Ionian los siguientes valores de K para las distiuias cargas:

Pesadas y abrasivas ................................................................................... 0,125

Pesadas poco abrasivas ............................................................................... 0,25

Ligeras poco abrasivas ................................................................................. 0.32

Ligeras no abrasivas ....................................................................................... 0.4

Este transportador consla del canalon inmovil 7, cuya parte inferior tiene la forma de un scmicilin- dro,

cerrado por la parte superior con una tapa 3. del arbol impulsor 8 con las espiras sujctas a el. del tomillo

transportador de los apoyos extrcmos 2 y 6 y del intermedio 4. del accionamicnto I. de los dispositivos

cargador 5 y descargador La descarga dc este transportador horizontal puede realizarsc cn cualquicr punto

a travcs dc los agujcros descargadorcs de chapa dc fondo. Las espiras del tomillo se fabrican de chapa de

acero dc 4 a 8 mm de cspcsor y posteriormcntc son soldadas at arbol.

Tabla I) 1.4. Coeficiente de disminucion de flujo en funcion del angulo de inclinacion p

La velocidad dc desplazamiento (f) por el transportador de tornillo sin fin es :

v= ~ (Ec. D 1.10) 60


Figura I) 1.11. Transportador horizontal helicoidal.

B en grades 0 5 10 15 20

k 1 0,9 0,8 0,7 0.6

- 480 -

e) Las mixtas, quc trabajan como resuliado dc crcar una dcpresion cn una parte dc la luberia y presi6n elevada cn

la otra (figura 2.13.c). Fistos aparatos pcrmilen recoger la carga desde varios puntos de carga y acarrearla a diversos

puntos de descarga.

El transporte estable de la carga en mezcla con airc es posible solo cn presencia de una velocidad suficiente del aire

transportador. Para crcar el indispensable salto de presiones del airc cn dicha tubcrfa, cn los sistemas de inyeccion se

utilizan compresores y ventiladores, y en los sistemas aspirantes, bombas de vacfo y ventiladores.

6)

Figura D f.U. Fsquemas de las instalaciones neumaiicos de transportt„: a, aspiradora: b, compresoras, c. mixtas: I, lobera; 2, luberia: 3,

separador; 4. obturadores de compuerta; 5. filtro; 6, soplador; 7, compresor; H, colector de airc; 9, separador de agua; 10, alimentador.

El transporte neumatico de cargas licnc las siguientes ventajas que condicionan la amplia introduction dc este tipo

dc iransportc en distinias ramas dc la industria: la posibilidad de manejar materiales por un esquema complcjo

tridimensional y la comodidad de disponcr las tuberias en cualquicr dircccion. la posibilidad dc simulianear e! iransportc

dc la carga con operaciones teenologicas (sccado, succion de pequenas fracciones, etc.). la posibilidad de transportar la

carga desde varios lugares a diversos puntos; el alio grado de hcrmcticidad dc las tuberias y la ausencia de pcrdidas de

carga y la automati/aci6n casi complcta del proceso dc iransporic. El transporte neumatico puede adaptarse con

facilidad tamo a las instalaciones de production existentes como a las nucvamcnte proyectadas. Sus desventajas son: el

alto consumo de energia que alcanza 1-4 kWh/T y que sobrepasa 10-15 veces cl consumo de energia en el transporte

mecanico, el elevado dcsgaste de los elementos de los dispositivos neumaiicos, particularmente al iransportar cargas

abrasivas; la ncccsidad de puritlcar minuciosamente el aire usado del polvo antes de expulsarlo a la atmosfera y la

imposibilidad dc iransportar cargas humedas, apelmazantes y pegajosas.

Una varicdad del transporte neumatico en mezcla con aire es la saturation con aire de los materiales sccos y en

polvo, por ejemplo cemenio, carbon molido, liarina, polvo. eic., debido a lo cual estos obtienen la propiedad dc la

lluide/ y pucden desplazarse bajo la acci<3n de la fuerza de la gravedad por canalones especiales que tengan la

inclinacion muy pequena (igual a 0.04-0.05).

Una condition importanle para que el flujo del material sea ininierrumpido reside cn que se manlcnga saturada la

carga con airc en todo el secior de movimiento. Para asegurar un movimiento de este lipo basta variar cl peso

volumeirico del material en un 15-35 % salurandolo con aire, y el rozamiento de las

-481 -

.

particulas (o el acumulamiento de las particulas) la una sobre la oira sc sustiiuye por el rozamiento dc las particulas

sobre el aire. La posibilidad de transportar cargas saturadas con aire permite construir instalaciones hermdticas muy

sencillas y baratas sin partes y elevado flujo de material. La desventaja de estos aparatos reside en la disposicion del

canalon con inclinacion descendente, lo cual es necesario para e! transportc. Esto limita la posiblc longitud del

transportc.

La saturation del material con aire sc cfcctua cn el canalon neumatico (figura D 1.14), dividido por un tabiquc

poroso 2 en dos partes longitudinales. El aire sc suministra a la parte inferior I del canalon y atravesando el

tabiquc en la parte superior 4 del canalon. con lo cual cl material comienza a fluir por el piano inclinado.

Postcriormentc el aire. atravesando cl material, sale del canalon a la atmosfera a traves dc los filtros de tejido 5

situados cn los canaloncs. El consumo dc aire para el transportc es dc 100 a 130 m Vh por I m~ de superficie del

tabiquc poroso.

En cl transporte hidraulico, la carga a grand se desplaza en mezcla con agua por los tubos. Esia mezcla de la carga

con agua sc llama pasta o lodos. El desplazamiento dc lodos sc cfcctua por presion ca.ada por diferencia de niveles o

por instalaciones mccdnicas. Este transporte comunmente se cmplca en cxtracci6n dc minerales con cl posterior

cnriquccimicnlo humedo, como cn trabajos de desmonte.

En el transporte hidraulico sc emplean distintos esquemas de desplazamiento: I) cl esquema de curso natural o por

gravedad, en el que los lodos se desplazan por los canalones con pequeria inclinacion (0,02- 0,06); 2) el esquema por

presion (figura D 1.16,a), en el cual los lodos se aspiran con la draga de succion

3 desde cl recipientc I y por la tubena 4 se cntregan al tamiz dcshidralador 6. desdc el cual cl material pasa a la tolva de

recepcion 7 y cl agua corre hacia cl sedimcntador 8. Con la bomba 5. el agua vuclve al recipientc 1 por la tuben'a 2: 3) el

esquema mixto (figura D I.l6,b). cn el cual los lodos. dcntro de los limitcs del taller sc desplazan por gravedad |x>r el

canal6n 10 y sc dirigcn al dispositivo dc recepcion 12 del elevador hidraulico dc eyector 13, validndose de la bomba de

alta presion 11, se suministra el agua que junto con los lodos pasa por el difusor a la tubena 9.

Las venlajas del transporte hidraulico residen en la posibilidad de desplazar a grandes distancias. sin transbordos,

por una h'nea compleja con ascensiones bajo cualquier angulo y por la vertical, un llujo considerable de material, sin

nccesidad de equipo mecanico en la Imca de la tubcria, la sencillez de cxploiacion y la posibilidad dc automatization

complcta. asi como la posibilidad de simultancar cl transporte

Figura I) 1.14. Canalon neumatico

- 4 8 2 -

con ciertos procesos tecnologicos. Sin embargo, la limitation por la naturalez-a y caracteristicas de los maierialcs a

dcspla/ar segiin su tamano. el iniensivo desgaste de las luberias y de las piezas de los mecanismos que eniran en

contacio con los lodos, y elevado consumo de energia disminuyen el cainpo de aplicacidn de esie lipo de transporte.

Bajo la presion del aire, por los tubos se transportan cargas por unidades alojadas en cartuchos calibrados

especiales (a) de 60 a 200 mm de diamctro, dotados de empaquetadura para disminuir la fuga del aire entre el

cartucho y la pared del tubo. Este tipo dc aparato transportador sc utiliza mucho en correos y tclegrafos, y en

los bancos y almacenes (b).

Figura I) 1.15. Transporte nemndtieo de cartas por unidades: a, cartucho para las cargos por

unidades; b. esquema de reparto de las luberias

- 483 -

10 I II 9

Figura I) 1.16. F.squenuis del transporte hidraulico: a. por presion; b. mixto

D 1.6. Disposiiivos auxiliares en los transportadores

Al

practicar la

mecanizacion completa del proceso iecno!6gico, el trabajo de los

transportadores que suministran la carga

en forma de flu jo continuo, a menudo sc

coordina con cl funcionamiento de

aparatos de action periodica. Para

acumular cl material que se dcsplaza

por cl transportador. se

emplcan tolvas dc metal cn chapa. madcra

u hormigon. envases dc distinta

forma, cuyo volumen se eligc de

inodo quc mediante el material

acumulado en la tolva. se evitc la posible irrcgularidad cn el suministro y consumo dc la carga sin amontonamicnto del

mismo en la tolva.

Figura I) 1.17. Cargador de cinta con alimenlador helicoidal.

- 4 8 4 -

- 485 -

Para la apertura y cicrrc de los orificios de salida dc las tolvas y la rcgulacion del flujo de la carga, se aplican compucrtas

de distinto tipo con accionamiento mecanico o manual. En las compuertas planas (a y b) el orificio de salida a la tolva sc

cierra con una corrcdcra plana; al caer pedazos dc la carga en la compuerta* cl cierre dc tal corrcdcra cxige grandes

esfuerzos. Las compucrtas de sector (c), cn comparacion con las planas se abren y cierran con menor esfuerzo. Una de

sus versiones constructivas es el obturador dc pesadas palaneas (d). Al descender las cadenas las palancas dc puntas

afiladas penetran en el material y cierran el orificio dc salida de la tolva.

higura D J. 18. Compucrtas dc tolva: a, plana; b. plana vertical; c. de sector; d. de palancas

Para cl suministro uniformc e ininierrumpido de la earga al aparato transportador se emplean alimcntadores

espcciales que represenian con frecuencia los transportadores, corto de cinta o dc cadena de laminas, por inercia,

vibratorios. de tornillo sin fin (figura I) 1.17). No obstante, cncuentran aplicacion tambien las construcciones

espcciales de alimentadores, de los cuales pueden distinguirsc los siguicntes:

a) el alimentador de artesas vibratorio (figura D 1.19.a) que representa la artesa I con vibrador 2 suspendido

con muelles debajo del orificio de salida de la lolva. Por la regulacion de los tornillos tensores

puede ajustarse el angulo indispensable de inclinacion a que corresponde al flujo de material requerido. b) el alimentador de cmbolo buzo (llgura D I. I9,b) con el chupon 4 que tiene un movimiento alternative;

c) cl alimentador oscilante (figura D 1.19, c) que rcaliza la entrega del material.dcbido al movimiento

alternativo del canalon 5:

d) el alimentador de cadena (figura I) 1.19, d) que tiene varias cadenas sin fin soldadas que envuelven las

poleas 6 o tambor de impulsion; las cadenas aprietan por el propio peso el material haeia la artesa y obstaculizan el

movimiento del mismo. Al girar las poleas, la cadena motriz arrastra cl material. Este alimentador se emplea

fundamental me nte para materiales en pedazos de gran tamano.

- 4 8 7 -

D 2. BANDAS TRANSPORTADOR AS

I) 2.1. Introdueeion

Los transporiadores dc banda son los aparatos dc transporte mas utilizados para el desplazamicnto de objetos

solidos y material a granel a gran vclocidad y cubriendo grandes disiancias.

F.I transportador de banda consta del organo dc traction 2 ejccutado cn forma dc banda sin fin quc es ' a la vez

cl clcmcnto portador del (ransportador; de la estacion accionadora que pone en movimiento el tambor impulsor

I; de la estacion tensora con el tambor tensor cxtrcmo 6 y cl dispositivo tensor 7: de los rodillos de apoyo en el

ramal de trabajo 4 y libre 8; del dispositivo cargador 5 y descargador 3; del tambor desviador 10 y del

dispositivo 11 para limpiar la banda y de un bastidor metalico 9.

I£l drgano de tracci6n se equipa con cangilones, artesas o dispositivos para la recepcion de las cargas. La gama

de la productividad de los transportadores cs cxtraordinariamente amplia y alcanza 20.(HX) T/h. La extension de

los transportadores de banda alcanza 10 km, con una Imca en el piano horizontal que puede ser muy compleja.

Figura D 2.1. Esquema de un transportador estacionario de banda horizontal.

-488-

Figura D 2.2. Fsquemas de transportadores: a, horizontal: b. inclinado: c, horizontal-inclinado-

horizontal: d. horizontal-inclinado.

Figura D 2.3. Seccion de una carga a granel en una banda plana y abarquillada.

c) d)

- 4 8 9 -

I) 2.2. Calcuio de la capacidad leoriea de transporte

La capacidad teorica de transporte se calcula en base al area de la section de la carga sobre la banda del

transportador. Dicha seccidn dependc de la anchura de la banda. dc la forma condicionada por la disposition dc los

rodillos dc apoyo y de la pendiente de la niisma. Como hipdtesis se asumc que en una banda plana, la section dc la

carga liene forma de tridngulo, con una base dc longitud : b=0,9B-0,05 (m), Jonde B cs la anchura de la banda en

metros. De cara a aumentar la capacidad de transporte de la banda. para una anchura y velocidad dc la niisma

dadas, los rodillos de apoyo se disponen de modo que bajo la action del propio peso y del peso del material que se

encuentra cn la banda, £sta tome forma dc canaldn. De modo que para cualquier tipo de banda, se puede calcular

cl flujo volumdtrico dc material transportado como:

V=C(0.9B-0,05)2v (m'/h), (Ec. D 2.1)

O bicn el flujo masico, tambien llamado productividad del transportador, como :

Q=C(0,9B-0.05)2vy (T/h). (Ec. D 2.2)

Donde Ces el coeficiente geom&rico que dcpende de la forma de la seccidn de la banda; los valores de dicho

coeficiente se muesiran en la Tabla D 2.1. Tambiln dependc de la disposicidn de los rodillos, el dngulo de

inclinacion natural (<p) del material sobre la banda, la velocidad de la banda (v), y de la densidad del material (fl.

Tabla I) 2.1. Coeficiente geomltrico C

Parametros de consir. CINTA CINTA ACANALADA SOBRE APOYOS

y dc la carga PLANA dc 2 rodillos dc 3 rodillos de 5 rodillos

Angulo de inclinaci6n dc los

rodillos en grados (ver fig.

5.3):

P

15 20 30 36 18

Pi - - - — - 54

Angulo de inclinaci6n natural

<j‟ cn grados

15 20 15 20 15 20 15 20 15 20 15 20

Valor del coeficiente C 240 325 450 535 470 550 550 625 585 655 600 675

- 4 9 0 -

La productividad de un transportador inclinado se determinade acuerdo con la formula Q = kC (0,9B - 0,5)-

\7 (T/h). (Ec. L) 2.3) iwrl

donde k es el coeficiente que tiene en cuenta la disminucitfn de la productividad del transportador, debido al

derramamiento de la carga en una banda inciinada (tabla D 2.2).

Tabla D 2.2. Coeficiente k dc reduccion de la productividad del transportador en relacion al

angulo de inclinacion del transportador.

(Para transportar carga a granel con gran angulo dc inclinacion sc usan transportadores dc doblc banda

El angulo limite de inclinacion respeeto a la horizontal del transportador con banda que tiene la superficic dc

trabajo lisa, se toma segun scan las propiedades lYsicas dc la carga a transportar (angulo de inclinacion natural,

humedad. tamafto de los trozos, etc.) y cl angulo de inclinacion de los rodillos latera-

Tipo de la banda Angulo de inclinacion del trans/xirtador

respeeto a la horizontal (grados)

Valores de1

coeficiente k

10-15 0.95

Lisa 16-20 0.90 20-22 0.85

Con salientes en 20-25 0.85

la superficie 26-30 0.80

de trabajo 31-35 0.75

figura I) 2.4. Transportador de doble cinta para transportar carga a grand a gran dngulo de

inclinacion

les. Mientras que si la banda es acanalada sc acrecienla este angulo.

-491 -

°)

(Ec. D 2.4)

!> 2.3. La Banda transportation*

En eslos transportadores se emplean distintos tipos de bandas:

- Tela cauchotada con tejido de algodon.

- Sintcticas (de tlbra).

- De acero, lotalmente laminadas o fabricadas de alambre.

- De tela cauchotada con cuerdas de acero vulcanizadas en su interior

La banda transportadora debe rcunir los siguientes requisitos:

- Alla resistencia mecdnica longitudinal.

- Flexibilidad en direccion longitudinal (en tambores) y transversal (en apoyo de rodillos).

- Elevada resistencia al desgaste y a la destratificacion a reiterados dobleces.

- Poca clasticidad y alia resisiencia a la humedad.

Las ventajas de las bandas transportadoras consisten en su escaso peso propio, ausencia de articula- cioncs dc

rdpido dcsgaste y posibilidad de despla/ar la carga a grandes velocidadcs. Al mismo tiempo, las bandas de tela

cauchotada se dcsgastan rapidamente al iransportar materiales ealientes, abrasives y cons- tiiuidos j>or trozos de

gran lamano.

. - X

( La banda transportadora de tela cauchotada consta de varias capas dc tejido de algodon impregnado con

caucho, sc uncn entre si por vulcanization. La superficic dc la banda sc cubrc con caucho 2 que protege la

tela del rozamiento con la carga. contra los detcrioros mccanicos y el efecto dc la humedad. Los parametros

fundamentales de las bandas transportadoras dc tela cauchotada se insertan en la norma GOST 20-62. Estas

bandas posecn una anchura dc 300 a 2000 mm y 2 a 12 capas de tela.

b)

Figura D 2.5. Bandas transportadoras: a, con juntas; b, con cables vulcanizados.

Teniendo en cuenla la complejidad de la determination precisa de la tension efectiva en las capas de banda de Ida

cauchotada por la action conjunta de traccion y flexion, su c&lculo se efectua solo frente a traction. La influencia que de

la flexion dc la banda cn los tambores y en los apoyos en rodillos, la irregularidad de la distribution de la carga entre

distintas juntas, la influencia de la fatiga por los pliegues y el debilitamiento de las extremidades dc la banda en cl lugar

de union sc tienen en cucnta introduciendo elevados margenes de seguridad y eligiendo el diametro del tambor segun

la rclacion normalizada de D/z. La carga lineal admisible es :

IKI = K/n (Igf/an)

donde : K es el h'mite de rotura de la tela de la banda y n el coeficiente de seguridad.


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1) 2.5. Rodillos de apoyo

Dc cara a quc la banda no se flexione bajo la influencia del propio peso y del dc la carga cntrc los tambores se

colocan rodillos de apoyo. El diametro del rodillo se elige segun sea la anchura de la banda, su velocidad de

movimiento, tipo de la carga y, en particular, las dimensiones de los trozos.

El paso de los rodillos en el ramal de trabajo es t = 1,0 4- 1,5 m. En la zona de carga de la banda el paso de los

rodillos se toma dos veces menor. En el ramal libre. el paso de los rodillos se suelc haccr dos veces mayor que cl paso

en el ramal de trabajo. El diametro dc los rodillos, cn la banda dc acero, sc toma en los Ifmites de 40 a 350 mm, y el

paso de los rodillos, de 1 a 4 m.

{ Los rodillos dc apoyo para banda dc acero se suelcn ejccutar compucstos dc varios rodillos estrechos.

Figura D 2.10. Seccidn transversal de un transportador con banda de acero.

En la figura (a) sc muestra un apoyo de rodillo de disco dc goma y dotado tie un muellc amortiguador 1. Para la

banda de accro se cmplean comunmente los apoyos de rodillos de muellc (b) que permiten flexionar la banda

proporcionalmcnte al peso dc la carga a dcsplazar y formar una seccion abarquillada.

- 493 -

Figura D 2.11. Apoyos de rodillos amortiguadores: a, con rodillos de goma; b, de muelle.

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- 502 -

- Disposicidn del impulsoodc los impulsos

- Coeficiente dc friccidn enire polea >■ banda

- Vclocidad dc la banda

Una tension menor de banda permitc la utilization de bandas mas debiles y por tanto mas economicas. En el

proyecto de una banda debe examinarse que clase de impulsor ofrece la minima tension dc banda para la velocidad

lineal mas favorable.

Nomenclatura empleada:

a = Arco abra/ado en la polea motriz (°) C = Coeficiente de longitud dc banda

5 = Angulo dc inclination dc la banda (°) e = Base dc logaritmo = 2.718 x\ = Rendimiento

f = Coeficicnie dc rozamicnto dc los cojinctes de los rodillos (0,022 - 0,025)

P = Peso del material a transportar por metro de banda = (kg/m)

PQ = Peso por metro de la banila (kg/m) B • •

P = Peso de las partes moviles por metro en el ramai superior (kg/m)

P' = Peso de las partes moviles por metro en el ramal inferior (kg/m)

H = Altura de transporte (m)

L = Longitud de transporte (m) H = Coeficiente de friccidn entre banda y polea

N = Potencia de la polea motriz (CV)

F = Fuerza desarrollada en la polea motriz (kg)

F = Tension debida al tripper (kg)

0 = Capacidad de transporte (T/h)

T = Tension de la banda (kg)

= Vclocidad de la banda (m/seg)

R = Resistencia al movimicnto en el ramal superior (kg) R = Resistencia al movimicnto cn el ramal inferior (kg) i

R =C f L (P +P +P)

Rs= C f L (P °+Pf F=R

+ R " '

F = C s f L (P + 2 P +P +P) Q It S i

Tabla I) 2.5. Coeficiente C de longitud de banda. Longitud (m) 3 4 5 6 8 10 13 16 20 | 25 32 40

C 9 5.6 6.6 5.9 5.1 4.5 4 3.6 3.2 1 2.9 2.6 2.4

Longitud (m) 50 1 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500

C 2.2 1 2 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.05

l> 2.9.2.1. Iran sport i‟ horizontal

- 505 -

F = e M j a ‟ x eM,u‟ - I

T =T -F

T2 = T ' - R

T3 = T1 ' 4 }

Aqui como para transportc horizontal, cl impulso en cabeza es mejor que cn cola.

Polea rnotriz en cabeza y cola Cdlculo para

tensiones mfnimas: eM , a ? - I

x [F+ - l)x R,]

cuando u = p y a = a resulta: 1 2

1 2 .MO I

7 R I

F2= epa +1 F

= F - F I 2

F + eM + I

I + T = F i i . M i°. - I

T = T - F

1 + e*l,a« - I

T = T -F 4 3 2

Calculo para un reparto dcterminado de potencia:

——1 .»»»■* -1 J

I 1 + cuando F <F - R

- I

I + resulta: T = F J 2

T = T -F T*

= T ' - R2 T2

= TJ + F' I 2 1

CM,«,

I I + Cuando F: , eM'°' -1 > -R M

;«»!

1 + Resulta: T = F i i u,«,

T = T - F

r = T' + R'

T3 = T3 - F'

En instalaciones con acusado dngulo dc inclinacion no sc produce disminucion dc la tensidn de la banda por la eleccion

dc accionamiento en cabeza o cola. No obstante, no sc puede aportar como I unite un detcrminado angulo de inclinacion. sino

que hay que buscar la soluci6n mds vcntajosa.

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- 556 -

book.

P = peso a poner en movimiento (N)

AT = Incremento de la tension en el arranque (N)

P y P = Peso por metro con carga y en vacio (N/m) a = aceleracion (m/s') m = masa a poner en movimiento

(Kg)

P = (P • L + P • L) (Ec. D 5.37) c V

AT = m • a (Ec. I) 5.38) &

P(N) (m AT = m • a = ------ a j — | (Ec. f> 5.39)

9.8 U

Normalmcnte la instalacion se calcula para quc arranque en 20 seg. por lo tanto la aceleraci6n sera:

donde v = v

D 5.9.3. Pares resistentes de la estacion

Se han de determinar los pares resistentes que han de vencerse para cl funcionamiento de la estacion. Para cllo

se tendrdn en cucnta dos situaciones; en regimen permanente y en arranque.

A) En rdgimen dc arranque M = (AT + AT ) • 0/2 (Ec. D 5.40) a .»

B) En regimen pcrmancntc M = AT • <|>/2 (Ec. D5.41) P

siendo: 0 = didmctro del volantc motriz r = radio del volantc motriz

tcniendo en cucnta quc velocidad lineal v = o) • r D 5.9.4. Potencia necesaria

Para el dimensionamiento de la potencia se utiliza el caso numero I. que es cl mas desfavorable, es decir subida

cargado y rctorno vacio.

Trabajo . espacio Potencia = —: ----- —= Fuerza* — -------- = Fuerza • velocidad

tiempo tiempo

Potencia = Par. vclocidad angular = M • OJ

Temcndo en cuenta que el rendimiento del conjunto motor-rcductor seria i ) = X ] • 11, la potencia necesaria en

nSgimen pennanente serd:

- 558 -


- 560 -

book.'

X '

y - d = f = — (Ec.D5.S6)

y d=f 4 P

ll. JL = ?LJL = f (He. D 5.57, 4 2 T 8 r

Calculo de la linen. a2 p f=— •— (Ec.D5.58) n O I

m

T = T + h • P + L • P • 0.028 (Ec. D 5.59) n n I

0,028 - Pcrdida dc tension por rozamienio.

T +T T = -0 ------- L (He. D 5.60)

Sea P cl peso de la carga por metro del cable, I la proyeccion horizontal dc la longitud de un vano cualquiera,

Tm la tension media del cable en esie vano oblenida como la media aritmetica dc las tensiones cfectivas en las

extremidades del vano y a la inclinacion del vano respeeto a la horizontal, entonces sc puede cxprcsar la flecha

como :

P L ! P \! P (l J + h ;)

f = X T „ , = 8 T , / c W « = H T , „

I) 5.9.6. Desviadoncs del cable en los apoyos

Como para calcular la reaccion R o presion sobre la pilonaes necesario conocer el angulo de inflexion (p. y este

depende dc 8 + [i y ambos son la tangcnte a la parabola en el punto de inflexion, aunque no es exacto se

asimilan a los siguientes valores.

Ahn - 4fn 0 = arctg j (Ec. D 5.62) n 1 n

+ 4fn

[5 = arctg j (Ec. D 5.63) " n

El angulo de inflexion total <p del cablc sobre un apoyo considerado N es la diferencia algebraica dc los

angulos (1 yfl. n - l n

<p = - e (Ec. D 5.64) II !»‟ I II


- 563 -

0.21 m2

0,25 nr

0,30 nr'

pilonas: 12.8

3. - Longilud vano anierior

4. - Altura dc la pilona cablc tractor = h

linea de seguridad = h + 1,93

6. - Diametro dc los cables tractor

linca de seguridad

7. - Seccion expuesta al viento por un vehiculo; (S. Exp. V.S.)

biplaza; triplaza; cuatri plaza;

8. - Distancia en metros entre vehiculos.

9. - Diametro de las poleas en balancines.

10. - Superficic expuesta al vienio por polea; 0 x 0,0005.

11. - Superficie expuesta al viento por balancines;

-1 ado de subida (n° poleas • S.Exp. V.P.)

- lado de bajada ( n ° poleas - S.Exp. V.P.)

Media de 8 poleas

POLEAS DIAMETRO 320 mm = 0.15 nr„ / polea. POLEAS

DIAMETRO 360 mm = 0,17 in2 / polea. POLEAS

DIAMETRO 400 mm = 0,19 nr / polea. POLEAS

DIAMETRO 460 mm = 0,27 m2 / polea.

12. - Superficie expuesta al viento por mensula y caballetc elevador.

13. - Altura de la pilona.

14. - Superficie dc pilona expuesta al viento:

- sentido transversal de la linea

- sentido longitudinal de la linea

15. - Carga vertical lado de subida.

16. - Carga vertical lado de bajada.

17. - Carga horizontal lado de subida.

18. - Carga horizontal lado dc bajada.

19. - Ancho de via.

20. - Peso de los balancines.

21. - Peso de la mensula y caballetc elevador.

22. - Cargas de v iento

22.1Carga del viento sobre los cables.

22.2. - Carga del viento sobre los vehiculos.

22.3. - Carga del viento sobre los balancines.

22.4. - Carga del viento sobre la mensula.

22.5. - Carga del viento sobre el caballcte elevador.

22.6. - Carga del viento sobre el cable de la linea de seguridad.

22.7. - Carga del viento sobre la pilona.

Cv

- 566 -

Figura I) 5.17. Esfuerzos longiludinales sobre la pilona y distancias.

Momenta de vuelco total en sentido longitudinal XX

Ml' = M + M + M + M + M + M + M + M + M (Ec. D 5.93)

X I 2 3 4 5 6 7 M 9

Posteriormenie se calculan las tensiones maximas cn la ?ona mas solicilada de las pilonas, poleas, volantcs,

vehiculos, etc.



- 577-

I) 7. BLONDINES I) 7.1. GENERA IJDADES

El uso de IDS blondines esla especialmenle indicado cuando sc dchcn transportar cargas a disiancias largas, para

lo cual la maquinaria clasica rcsulta insuficicnte o no cs rentable en terminos cconomicos. El blondin ejerce las

funciones de un funicular y una maquina de elevacion al mismo tiempo.

Sc situan dos torrcs fijas y se tiendcn uno o varios cables portadores para un carro. El carro esta provisto dc

un movimiento de vaivcn gracias a oiro cable llamado cable de traslacion. Con cl cable de elevacion sc eleva o

dcscicndc la crag. Tanto cl cable de elevacion como cl de traslacion estan accionados por un tomo sitado al

pie de una de las torrcs y guiados desde una cabina.

Con objeto dc no tener unas flcchas elevadas cn los cables se sujetan los cables de elevacion y traslacion cada

cierto intcrvalo de una longitud de unos 50 metros, con unos ganchos o caballetes que son arrastrados por cl carro y

que los va abandonando durante su desplazamiento, y los cuales los va recogiendo durante su retorno. Para asegurar

un reparto uniforme de los caballetes, se liende un cable especial entre las torres, el cual va dotado de unos nudos

cuyo espesor aumenta de forma continua dc forma tal que los caballetes qucdan enganchados uno despuds de otro.

Para cllo los caballetes se disponen con orificios de un diametro progresivamentc menor corrcspondiente a los nudos.

La operation dc colocation y recuperacion dc los caballetes supone unos choques quc ocasionan molcstias sobretodo

a grandes velocidades dc traslacion. Es porello que tambien se utilizan otro tipode caballetes. que estan fijos al cablc

portador y quc cnsanchan su brazo para permitir cl paso del carro.

Sc utili/an blondincs fijos o dc lipo radial o movil cn funcion dc la forma y extension dc la zona dc trabajo quc

quicra cubrirsc. Los blondincs fijos solo pueden cubrir una Ifnca recta. Esta banda se puede cnsanchar un poco si las

torres sc construyen en forma dc mastiles inclinablcs a un lado y otro dc la misma, denoniinan- dosc entonces

blondines oscilantes. Sc consigue un campo de trabajo mas amplio quc tiene forma dc un triangulo mediante el blondin

lorrt tlr lu inuiiuinaria

,»,.«•«> eubiituton ilr in U>rre '"1 totnoi

Figura I) 7.1. F.sqttema tic componentes tie tin blontlm

- 578 -

radial (figura 1) 7.3). Los blondincs moviles con railcs paralelos en ambas tones cubren una superficie tic trabajo

rectangular (figura D 7.4).



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Figura I) 7.2 Blondin fijo.

Figura I) 7.3 Blondin radial

(2) Corrcsponde a la red eubierla por cl Plan Nacional de Aforos (del orden dc 70.000 km)

(3) Comprende solamente el trafico efectuado por oleoducto

(4) Incluye los traficos con las provincias insulares

(5) Incluye mercancias y correo de IBERIA y AVIACO. En junio de 1985 AVIACO ha dejado de hacer operaciones de carga

Fuente: Direccion General de Carreteras. Enie Publico Pucrios del Estado. Iberia. Aviaco, CLHSA. FEVE. CCAA. Repsol Petroleo. S.A. y RENFE

190788306 libro-d-transportadores

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