En Construcción.

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Montaje con Pórticos de Elevación (Gantry Cranes): Una Solución para la Manipulación de Cargas Pesadas en la Construcción Metálica

El montaje con pórticos de elevación, también conocidos como grúas pórtico o "gantry cranes" en inglés, es un método utilizado en la construcción de estructuras metálicas y en otras industrias para la elevación y el movimiento de cargas pesadas, especialmente en situaciones donde se requiere cubrir un área rectangular y no se justifica o no es viable el uso de grúas torre o grúas móviles convencionales. Un pórtico de elevación consiste en una viga horizontal (puente) soportada por dos o más patas (columnas), que se desplazan sobre rieles o sobre ruedas. El mecanismo de elevación (polipasto o cabrestante) se ubica en un carro que se mueve a lo largo de la viga puente.

Los pórticos de elevación se utilizan en una variedad de aplicaciones en la construcción de estructuras metálicas, como:

• Montaje de vigas y columnas de gran tamaño: Los pórticos pueden levantar y colocar vigas y columnas de gran longitud y peso en su posición final.
• Montaje de paneles prefabricados: Los pórticos pueden izar y colocar paneles prefabricados de fachada, paneles de cubierta o módulos completos.
• Montaje de puentes: Los pórticos se utilizan para el montaje de vigas de puentes y otros elementos estructurales.
• Construcción de naves industriales: Los pórticos pueden cubrir toda el área de una nave industrial, facilitando el montaje de la estructura y el movimiento de materiales.
• Astilleros: Para la construcción y reparación de barcos.
• Puertos: Para la carga y descarga de contenedores.

En Colombia, el uso de pórticos de elevación en el montaje de estructuras metálicas es menos común que el uso de grúas torre o grúas móviles, pero se puede encontrar en proyectos específicos, como la construcción de grandes naves industriales, puentes o instalaciones industriales. El montaje con pórticos de elevación debe cumplir con los requisitos de seguridad establecidos en la legislación colombiana y con las normas técnicas aplicables.

Tipos de Pórticos de Elevación (Gantry Cranes)

Existen varios tipos de pórticos de elevación, que se clasifican según su configuración, su capacidad de carga y su aplicación:

1. Según su Configuración

• Pórtico completo (full gantry crane): Tiene dos patas que se desplazan sobre rieles o sobre ruedas. Es el tipo más común de pórtico de elevación.
• Semipórtico (semi-gantry crane): Tiene una pata que se desplaza sobre un riel y el otro extremo de la viga puente se apoya sobre una estructura existente (por ejemplo, una viga carrilera en una nave industrial).
• Pórtico monorraíl (single leg gantry crane): Similar al semipórtico, pero con una sola pata.
• Pórtico ajustable en altura (adjustable height gantry crane): La altura de la viga puente se puede ajustar para adaptarse a diferentes alturas de trabajo.
• Pórtico portátil (portable gantry crane): Es un pórtico más pequeño y ligero que se puede mover y montar fácilmente en diferentes lugares.

2. Según su Capacidad de Carga

Los pórticos de elevación se clasifican según su capacidad máxima de carga, que puede variar desde unas pocas toneladas hasta cientos o incluso miles de toneladas.

3. Según su Aplicación

• Pórticos para construcción: Se utilizan en la construcción de edificios, puentes y otras estructuras.
• Pórticos para naves industriales: Se utilizan para el movimiento de materiales y equipos dentro de naves industriales.
• Pórticos para astilleros: Se utilizan para la construcción y reparación de barcos.
• Pórticos para puertos: Se utilizan para la carga y descarga de contenedores.

Componentes Principales de un Pórtico de Elevación

• Viga puente (bridge girder): Es la viga horizontal principal que soporta el carro y el mecanismo de elevación. Puede ser una viga simple o una viga doble (dos vigas paralelas).
• Patas (legs): Son las estructuras verticales que soportan la viga puente. Pueden ser fijas o telescópicas (para ajustar la altura).
• Testero (end truck/end carriage): Son los mecanismos ubicados en los extremos de la viga puente, que permiten el desplazamiento del pórtico sobre los rieles o sobre las ruedas.
• Rieles (rails): Son los carriles sobre los que se desplaza el pórtico (en el caso de pórticos sobre rieles).
• Ruedas (wheels): Son las ruedas sobre las que se desplaza el pórtico (en el caso de pórticos sobre ruedas).
• Carro (trolley): Es el mecanismo que se desplaza a lo largo de la viga puente y que lleva el polipasto o cabrestante.
• Polipasto/Cabrestante (hoist): Es el mecanismo de elevación que levanta y baja la carga. Puede ser eléctrico, hidráulico o neumático.
• Gancho de elevación: Es el elemento que se utiliza para sujetar la carga.
• Cabina del operador (si aplica): En algunos pórticos, el operador se ubica en una cabina que se desplaza junto con el carro. En otros casos, el operador controla el pórtico desde el suelo, mediante un control remoto.
• Motores y mecanismos: Incluyen los motores eléctricos o hidráulicos que accionan los diferentes movimientos del pórtico (desplazamiento del pórtico, desplazamiento del carro, elevación de la carga), los frenos, los reductores y los sistemas de control.
• Sistemas de seguridad: Incluyen limitadores de carga, limitadores de recorrido, sistemas de parada de emergencia, etc.

Planificación del Montaje con Pórticos de Elevación

El montaje de estructuras metálicas con pórticos de elevación requiere una planificación cuidadosa y detallada, que debe considerar los siguientes aspectos:

• Selección del pórtico de elevación: Seleccionar el tipo y tamaño de pórtico adecuado para el proyecto, considerando la capacidad de carga requerida, el alcance (luz de la viga puente), la altura de elevación, las condiciones del terreno, la disponibilidad de equipos y el costo.
• Ubicación de los rieles o la base: Determinar la ubicación de los rieles (en el caso de pórticos sobre rieles) o la base del pórtico (en el caso de pórticos sobre ruedas), considerando la cobertura del área de trabajo, la estabilidad del terreno, el acceso para el montaje y desmontaje del pórtico, y las interferencias con otros elementos.
• Cimentación de los rieles (si aplica): Diseñar y construir una cimentación adecuada para los rieles, que sea capaz de soportar las cargas transmitidas por el pórtico.
• Plan de izaje: Elaborar un plan de izaje detallado para cada elemento o subconjunto a izar, que especifique el pórtico a utilizar, las eslingas y accesorios de izaje, los puntos de izaje en el elemento, la carga máxima, el radio de giro, la altura de elevación, la secuencia de izaje y las medidas de seguridad.
• Secuencia de montaje: Definir la secuencia de montaje de la estructura metálica, considerando la estabilidad de la estructura durante el montaje, la accesibilidad, la disponibilidad del pórtico de elevación y la minimización de los riesgos.
• Plan de seguridad: Elaborar un plan de seguridad específico para el montaje con pórtico de elevación, que identifique los riesgos asociados y establezca las medidas de prevención y control necesarias.
• Programa de montaje: Elaborar un programa de montaje detallado que establezca las fechas de inicio y finalización de cada actividad, los recursos necesarios y las dependencias entre actividades.
• Permisos: Obtener los permisos necesarios para la instalación y operación del pórtico de elevación.
• Coordinación: Coordinar con el proveedor del pórtico, el montador, el operador y otros.

Operación del Pórtico de Elevación

La operación del pórtico de elevación debe ser realizada por un operador calificado y certificado, que tenga la experiencia y los conocimientos necesarios para manejar el equipo de forma segura y eficiente. El operador debe:

• Conocer las características y limitaciones del pórtico: Debe estar familiarizado con el manual de operación del pórtico, la tabla de cargas, los sistemas de seguridad y los procedimientos de emergencia.
• Realizar inspecciones diarias: Antes de iniciar la operación, debe realizar una inspección visual y funcional del pórtico para verificar que todos los componentes estén en buenas condiciones y que los sistemas de seguridad funcionen correctamente.
• Planificar los movimientos del pórtico: Debe planificar cuidadosamente los movimientos del pórtico para evitar colisiones con obstáculos u otras estructuras.
• Comunicarse con el señalero (si aplica): Si se utiliza un señalero, debe mantener una comunicación constante con él, utilizando señales manuales o radiales estandarizadas.
• Controlar la carga: Debe asegurarse de que la carga esté correctamente eslingada y equilibrada antes de izarla. Debe controlar la velocidad y la suavidad de los movimientos del pórtico para evitar oscilaciones o movimientos bruscos de la carga.
• Monitorear las condiciones climáticas: Debe estar atento a las condiciones climáticas, especialmente a la velocidad del viento, y suspender la operación si las condiciones son inseguras.
• Cumplir con las normas de seguridad: Debe cumplir con todas las normas de seguridad aplicables y con los procedimientos de trabajo seguro establecidos por la empresa.
• Registrar las operaciones: Debe registrar las operaciones en un libro de registro o bitácora.

Seguridad en el Montaje con Pórticos de Elevación

El montaje con pórticos de elevación es una actividad que presenta riesgos, por lo que la seguridad debe ser una prioridad absoluta. Algunas medidas de seguridad importantes incluyen:

• Plan de izaje: Elaborar y seguir un plan de izaje detallado para cada operación.
• Equipos certificados: Utilizar pórticos de elevación y accesorios de izaje (eslingas, estrobos, grilletes) que estén certificados y en buenas condiciones. Realizar inspecciones periódicas.
• Operadores y señaleros calificados: Asegurar que el operador del pórtico y el señalero (si aplica) estén debidamente calificados y certificados.
• Comunicación: Mantener una comunicación clara y constante entre el operador del pórtico, el señalero y el personal en tierra.
• Delimitación de áreas: Delimitar y señalizar las áreas de operación del pórtico y las zonas de riesgo. Restringir el acceso a personal no autorizado.
• Condiciones climáticas: Monitorear las condiciones climáticas y suspender la operación en caso de fuertes vientos, lluvia intensa, tormentas eléctricas u otras condiciones adversas.
• Estabilidad del terreno: Asegurar que el terreno donde se instalarán los rieles o la base del pórtico esté nivelado, compactado y tenga la capacidad de soporte adecuada.
• Cargas: No exceder la capacidad de carga del pórtico.
• Protección contra caídas: Implementar medidas para prevenir caídas de altura, tanto para el personal que trabaja en el pórtico como para el personal que trabaja en la estructura.
• Protección contra caída de objetos: Utilizar redes de seguridad, barreras o cubiertas para proteger a los trabajadores y al público de la caída de objetos desde el pórtico o desde la estructura en construcción.
• Capacitación: Capacitar a todo el personal involucrado en el montaje con pórticos de elevación sobre los riesgos y las medidas de seguridad.
• Inspecciones previas: Antes de cada jornada, realizar una inspección del pórtico y los accesorios.

Control de Calidad en el Montaje con Pórticos de Elevación

El control de calidad en el montaje con pórticos de elevación debe abarcar los siguientes aspectos:

• Inspección del pórtico de elevación: Verificar que el pórtico esté en buenas condiciones de funcionamiento, que tenga la certificación y el mantenimiento al día, y que cumpla con los requisitos de seguridad.
• Inspección de los accesorios de izaje: Verificar que las eslingas, estrobos, grilletes y otros accesorios de izaje estén en buenas condiciones y sean adecuados para la carga a levantar.
• Verificación del plan de izaje: Asegurar que se haya elaborado un plan de izaje para cada operación y que se cumpla durante el montaje.
• Verificación de la estabilidad del pórtico: Asegurar que el pórtico esté correctamente instalado y nivelado, y que los rieles o la base estén firmemente apoyados.
• Control de la carga: Verificar que la carga esté correctamente eslingada y equilibrada antes de izarla.
• Control de los movimientos del pórtico: Verificar que los movimientos del pórtico sean suaves y controlados, evitando oscilaciones o movimientos bruscos de la carga.
• Comunicación: Verificar que exista una comunicación clara y constante entre el operador del pórtico, el señalero y el personal en tierra.
• Documentación: Registrar todas las actividades de control de calidad, incluyendo las inspecciones del pórtico y los accesorios de izaje, la verificación del plan de izaje, los resultados de las mediciones y cualquier no conformidad detectada.

Ventajas del Uso de Pórticos de Elevación

• Gran capacidad de carga: Los pórticos de elevación pueden levantar cargas muy pesadas, que serían imposibles de manejar con otros tipos de grúas.
• Amplio alcance: Los pórticos pueden cubrir una gran área de trabajo, especialmente si se desplazan sobre rieles.
• Versatilidad: Se pueden utilizar para una variedad de aplicaciones en la construcción de estructuras metálicas y en otras industrias.
• Estabilidad: Los pórticos de elevación son muy estables, especialmente los que se desplazan sobre rieles.
• Eficiencia: Pueden mejorar la eficiencia del montaje al permitir el movimiento rápido y preciso de cargas pesadas.
• No requieren gran espacio libre superior: A diferencia de las grúas torre, los pórticos no requieren un gran espacio libre superior, lo que los hace adecuados para su uso en interiores o en áreas con restricciones de altura.

Desventajas del Uso de Pórticos de Elevación

• Costo: Los pórticos de elevación pueden ser más costosos que otros tipos de grúas, especialmente los de gran capacidad.
• Movilidad limitada: Los pórticos de elevación tienen una movilidad limitada, especialmente los que se desplazan sobre rieles. Su desplazamiento requiere la instalación de rieles, lo que puede ser costoso y llevar tiempo.
• Requieren espacio para los rieles o la base: Los pórticos de elevación requieren un espacio considerable para la instalación de los rieles o la base.
• Montaje y desmontaje: El montaje y desmontaje de los pórticos de elevación puede ser complejo y requerir tiempo y equipos especializados.

Consideraciones para Colombia y Bogotá

• Normas técnicas: Aplicar las normas técnicas colombianas (NTC) y las normas internacionales (como las de ASME para pórticos de elevación) que sean relevantes.
• Disponibilidad de equipos: La disponibilidad de pórticos de elevación de gran capacidad puede ser limitada en Colombia, en comparación con otros tipos de grúas.
• Condiciones del terreno: En Bogotá y otras zonas de Colombia, se deben considerar las características del suelo (algunas zonas tienen suelos blandos o expansivos) y la posible presencia de nivel freático alto.
• Espacio limitado: En muchas zonas de Bogotá, el espacio disponible en obra es limitado, lo que puede dificultar la instalación y operación de pórticos de elevación.
• Regulaciones locales: Cumplir con las regulaciones locales de la Alcaldía de Bogotá en cuanto a permisos, horarios de trabajo, ruido, etc.

Tabla: Tipos de Pórticos de Elevación

Tabla: Componentes de un Pórtico de Elevación

Ejemplo de Lista de Verificación para Montaje con Pórtico de Elevación (Simplificada)

Tabla: Consideraciones de seguridad con pórticos