En Construcción.

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Montaje por Elevación Controlada (Heavy Lifting/Engineered Lift): Técnicas Avanzadas para Estructuras Metálicas de Gran Envergadura

El montaje por elevación controlada, también conocido como "heavy lifting" o "engineered lift" en inglés, se refiere a un conjunto de técnicas y procedimientos especializados que se utilizan para izar, desplazar y posicionar elementos estructurales metálicos de gran tamaño, peso o complejidad, que superan las capacidades de los equipos de elevación convencionales (grúas torre, grúas móviles) o que requieren un control extremadamente preciso durante la operación. Estas técnicas involucran el uso de equipos de elevación especiales, como sistemas de elevación hidráulica (strand jacks), grúas de gran capacidad (como grúas sobre orugas de celosía de gran tonelaje), sistemas de deslizamiento, pórticos especiales, y en algunos casos, combinaciones de estos equipos.

El montaje por elevación controlada se diferencia del montaje convencional en varios aspectos clave:

• Escala y complejidad: Se aplica a proyectos de gran envergadura y complejidad, donde se deben manipular elementos estructurales de dimensiones y pesos excepcionales (cientos o miles de toneladas).
• Equipos especializados: Requiere el uso de equipos de elevación especiales y de alta capacidad, que no se utilizan en el montaje convencional.
• Ingeniería especializada: Implica un alto grado de ingeniería especializada para la planificación, el diseño de los sistemas de elevación, el análisis estructural, la simulación de las operaciones y la gestión de riesgos.
• Personal altamente calificado: Requiere personal altamente calificado y experimentado en la operación de los equipos, la supervisión de las maniobras y la gestión de la seguridad.
• Control preciso: Exige un control extremadamente preciso de los movimientos de la carga, con tolerancias muy ajustadas, para asegurar la correcta colocación de los elementos y evitar daños a la estructura.

El montaje por elevación controlada se utiliza en una variedad de proyectos de construcción de estructuras metálicas, como:

• Construcción de puentes: Izaje y colocación de vigas principales, dovelas, tableros completos, arcos y otros elementos de puentes de gran luz.
• Construcción de estadios y arenas: Izaje y colocación de cubiertas completas o secciones de cubiertas de grandes dimensiones.
• Construcción de plantas industriales: Izaje y colocación de equipos pesados (reactores, torres, calderas), módulos prefabricados y estructuras de gran tamaño.
• Construcción de plataformas petrolíferas: Izaje e instalación de módulos y componentes de plataformas offshore.
• Construcción de edificios de gran altura: En algunos casos, se pueden utilizar técnicas de elevación controlada para izar elementos estructurales o módulos prefabricados en edificios de gran altura.
• Proyectos especiales: Cualquier proyecto que involucre el izaje o desplazamiento de cargas excepcionalmente pesadas o voluminosas, o que presente desafíos logísticos o de acceso que impidan el uso de métodos de montaje convencionales.

En Colombia, el montaje por elevación controlada no es una práctica tan común como el montaje con grúas convencionales, debido a la complejidad, el costo y la disponibilidad limitada de equipos y personal especializado. Sin embargo, se ha utilizado en proyectos específicos de gran envergadura, como la construcción de puentes atirantados, plantas industriales y otras estructuras especiales. El montaje por elevación controlada debe cumplir con los requisitos de seguridad establecidos en la legislación colombiana y con las normas técnicas aplicables.

Técnicas y Equipos de Elevación Controlada

Existen varias técnicas y equipos de elevación controlada que se pueden utilizar en el montaje de estructuras metálicas, dependiendo de las características del proyecto, la carga a levantar, las condiciones del sitio y los recursos disponibles. Algunas de las técnicas y equipos más comunes incluyen:

1. Sistemas de Elevación Hidráulica (Strand Jacks)

(Ya se describió en detalle en una sección anterior). Los strand jacks son una de las técnicas más utilizadas en el montaje por elevación controlada de cargas pesadas. Permiten un control preciso del movimiento de la carga y una alta capacidad de elevación.

2. Grúas de Gran Capacidad

• Grúas sobre orugas de celosía de gran tonelaje: Son grúas con plumas de celosía (no telescópicas) que se desplazan sobre orugas. Pueden tener capacidades de elevación de varios miles de toneladas y se utilizan para izar elementos muy pesados a grandes alturas.
• Grúas anillo (Ring Cranes): Son grúas de gran capacidad que se montan sobre un anillo circular, lo que les permite girar 360 grados y cubrir un área de trabajo muy amplia.
• Grúas Derrick: Grúas con una pluma (usualmente de celosía) y un mástil, que se pueden configurar de diversas maneras para adaptarse a diferentes necesidades de izaje.

3. Sistemas de Deslizamiento (Skidding Systems)

Estos sistemas se utilizan para mover cargas pesadas horizontalmente sobre rieles o pistas. Pueden utilizar gatos hidráulicos, rodillos, colchones de aire u otros mecanismos para facilitar el deslizamiento. Se utilizan, por ejemplo, para mover puentes completos o secciones de puentes a su posición final.

4. Pórticos Especiales

En algunos casos, se pueden diseñar y construir pórticos especiales a medida para el montaje de un proyecto específico. Estos pórticos pueden tener capacidades de carga y dimensiones mucho mayores que los pórticos de elevación estándar.

5. Torres de Elevación (Lifting Towers)

Son estructuras temporales que se utilizan para elevar cargas a grandes alturas. Pueden utilizar sistemas de elevación hidráulicos o mecánicos.

6. Sistemas modulares de transporte pesado (SPMTs - Self-Propelled Modular Transporters)

Aunque no son de izaje *per se*, se usan para mover los elementos pesados horizontalmente hasta la posición donde se izarán.

Planificación del Montaje por Elevación Controlada

La planificación del montaje por elevación controlada es un proceso complejo y crítico que requiere la participación de ingenieros especializados, operadores de equipos, supervisores de montaje y otros profesionales. La planificación debe abarcar los siguientes aspectos:

• Análisis estructural: Se debe realizar un análisis estructural exhaustivo de la estructura a levantar, de la estructura de soporte (si aplica) y de los equipos de elevación, para asegurar que puedan resistir las cargas durante todas las fases del montaje. Se deben considerar las cargas estáticas (peso propio de la estructura y los equipos), las cargas dinámicas (debidas al movimiento de la carga y a los efectos del viento), y las posibles cargas accidentales.
• Selección de la técnica y los equipos de elevación: Se debe seleccionar la técnica y los equipos de elevación más adecuados para el proyecto, considerando la carga a levantar, la altura de elevación, el alcance requerido, las condiciones del sitio, la disponibilidad de equipos y el costo.
• Diseño de los sistemas de elevación: Se deben diseñar los sistemas de elevación, incluyendo la configuración de los strand jacks, los cables, los anclajes, la estructura de soporte, los puntos de izaje en la carga, etc.
• Plan de izaje detallado: Se debe elaborar un plan de izaje detallado para cada operación de elevación, que especifique la secuencia de izaje, la ubicación de los equipos de elevación, las eslingas y accesorios de izaje, las cargas máximas, los radios de giro, las alturas de elevación, las velocidades de elevación y desplazamiento, las medidas de seguridad y los procedimientos de emergencia.
• Simulación del montaje: En muchos casos, se realizan simulaciones por computadora del proceso de montaje para verificar la estabilidad de la estructura, optimizar la configuración de los equipos de elevación y detectar posibles interferencias o problemas. Se puede usar software especializado para simular las maniobras de izaje y verificar las cargas en los equipos y la estructura.
• Programa de montaje: Se debe 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.
• Plan de seguridad: Se debe elaborar un plan de seguridad específico para el montaje por elevación controlada, que identifique los riesgos asociados y establezca las medidas de prevención y control necesarias.
• Coordinación: Se debe establecer una estrecha coordinación entre todos los involucrados en el proyecto, incluyendo el diseñador estructural, el fabricante de la estructura, el proveedor de los equipos de elevación, el operador de los equipos, el supervisor de montaje, el personal de seguridad y el cliente.
• Permisos: Obtener todos los permisos necesarios.

Seguridad en el Montaje por Elevación Controlada

La seguridad es un aspecto crítico en el montaje por elevación controlada, debido a la magnitud de las cargas involucradas y a la complejidad de las operaciones. Algunas medidas de seguridad importantes incluyen:

• Plan de izaje: Elaborar y seguir estrictamente un plan de izaje detallado para cada operación.
• Equipos certificados: Utilizar equipos de elevación y accesorios de izaje que estén certificados y en buenas condiciones. Realizar inspecciones periódicas de los equipos.
• Personal calificado: Asegurar que todo el personal involucrado en el montaje por elevación controlada (ingenieros, supervisores, operadores, técnicos) esté debidamente calificado y tenga la experiencia necesaria.
• Estructura de soporte: Asegurar que la estructura de soporte de los equipos de elevación (si aplica) sea adecuada y esté correctamente diseñada y construida.
• Anclajes: Verificar que los anclajes de los cables o de los equipos de elevación sean seguros y estén correctamente instalados.
• Monitoreo continuo: Monitorear continuamente la carga en cada punto de elevación, la posición de los equipos, las condiciones climáticas y otros parámetros importantes durante el izaje.
• Comunicación: Mantener una comunicación clara y constante entre todos los miembros del equipo.
• Condiciones climáticas: Suspender la operación en caso de fuertes vientos, lluvia intensa, tormentas eléctricas u otras condiciones climáticas adversas.
• Plan de contingencia: Tener un plan de contingencia en caso de fallas en el equipo o emergencias.
• Inspecciones: Realizar inspecciones antes, durante y después de cada operación de izaje.
• Delimitación de áreas: Delimitar y señalizar las áreas de operación y las zonas de riesgo.

Control de Calidad en el Montaje por Elevación Controlada

El control de calidad en el montaje por elevación controlada debe abarcar los siguientes aspectos:

• Inspección de los equipos de elevación: Verificar que los equipos de elevación (strand jacks, grúas, sistemas de deslizamiento, etc.) estén en buenas condiciones de funcionamiento, que tengan la certificación y el mantenimiento al día, y que cumplan 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 detallado para cada operación y que se cumpla durante el montaje.
• Verificación de la estructura de soporte: Asegurar que la estructura de soporte de los equipos de elevación (si aplica) esté correctamente construida y sea capaz de resistir las cargas.
• Verificación de los anclajes: Asegurar que los anclajes de los cables o de los equipos de elevación estén correctamente instalados y sean seguros.
• Monitoreo de la carga: Verificar que la carga en cada punto de elevación no exceda los límites permitidos. Utilizar celdas de carga o sistemas de monitoreo para medir la carga en tiempo real.
• Control de los movimientos: Verificar que los movimientos de la carga sean suaves y controlados, y que se sigan las trayectorias y velocidades especificadas en el plan de izaje. Evitar oscilaciones, movimientos bruscos o impactos.
• Inspección de la estructura durante el izaje: Verificar que la estructura no sufra deformaciones excesivas o daños durante el izaje.
• Documentación: Registrar todas las actividades de control de calidad, incluyendo las inspecciones de los equipos, la verificación del plan de izaje, el monitoreo de la carga y los movimientos, y cualquier no conformidad detectada. Se deben utilizar formatos de registro específicos y mantener un registro completo y detallado de cada operación de izaje.

Consideraciones para Colombia y Bogotá

• Normas técnicas: Aunque no existe una norma colombiana específica para el montaje por elevación controlada, se deben aplicar las normas internacionales reconocidas, como las de ASME (American Society of Mechanical Engineers) para equipos de elevación, y las normas de los fabricantes de los equipos. Se debe cumplir con los requisitos generales de seguridad y calidad establecidos en la NSR-10.
• Disponibilidad de equipos y personal especializado: La disponibilidad de equipos de elevación controlada (como strand jacks) y de personal especializado en su operación y mantenimiento puede ser limitada en Colombia, en comparación con otros países. Es importante planificar con anticipación y asegurar la disponibilidad de los recursos necesarios.
• Condiciones sísmicas: Bogotá se encuentra en una zona de amenaza sísmica intermedia y alta. Se debe considerar el riesgo sísmico en el diseño de la estructura de soporte de los equipos de elevación y en el plan de izaje.
• Regulaciones locales: Cumplir con las regulaciones locales de la Alcaldía de Bogotá en cuanto a permisos, horarios de trabajo, ruido, etc.
• Importación de equipos: Si se requiere importar equipos de elevación controlada, se deben tener en cuenta los trámites aduaneros y los costos asociados.

Tabla: Comparación de Equipos de Elevación Controlada

Tabla: Ejemplo de Contenido de un Plan de Izaje (Simplificado)

Tabla: Riesgos y Medidas de Control