Plan de mantenimiento de un puente grúa con capacidad de diez toneladas

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(1)ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA. PLAN DE MANTENIMIENTO DE UN PUENTE GRÚA CON CAPACIDAD DE DIEZ TONELADAS. PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO. JENNIFER GISELA GALARZA JARAMILLO [email protected]. DIRECTOR: MDI. Ing. Carlos Baldeón [email protected]. Quito, Octubre 2012.

(2) i. DECLARACIÓN. Yo, Jennifer Gisela Galarza Jaramillo, declaro bajo juramento que el presente trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado todas las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.. A través de la presente declaración cedo mi derecho de propiedad intelectual correspondiente a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad vigente.. Jennifer Gisela Galarza Jaramillo.

(3) ii. CERTIFICACIÓN. Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Jennifer Gisela Galarza Jaramillo, bajo mi supervisión.. ______________________________ Ing. MDI. Carlos Baldeón. DIRECTOR DEL PROYECTO.

(4) i. AGRADECIMIENTOS. Agradezco a Dios y a mis padres quienes son los pilares fundamentales en mi vida. A todos quienes conforman la Escuela Politécnica Nacional, de manera especial a la Facultad de Ingeniería Mecánica, a todo su personal administrativo. A todos y cada una de las personas que contribuyeron en nuestra formación, de manera particular a la Sra. Gloria Castellanos quien muchas veces hizo el papel de madre en la Facultad. Al Ingeniero Carlos Baldeón por su acertada dirección en la elaboración del presente proyecto..

(5) ii. DEDICATORIA. A mis padres que siempre estuvieron guiándome con sus consejos cariño y experiencia durante toda mi vida y tuvieron la paciencia y el amor para educarme, sin su apoyo incondicional no podría haberlo logrado, a ellos que con infinito entusiasmo esperaban este momento. A mi hermano por siempre estar ahí. A mis ángeles que velan por mí desde el cielo. A mis compañeros, y grandes amigos que en el trascurso de la carrera pude cosechar.. Jennifer.

(6) iii. INDICE. CAPÍTULO 1 1. FUNDAMENTOS TEORICOS GRÚA ______________________________________________1. 1.1. ESTRUCTURA _______________________________________________________________________ 1. 1.1.1. DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA ______________________________________________________ 1. 1.2. APARATOS DE ELEVACIÓN INDUSTRIAL __________________________________________________ 1. 1.3. GRÚAS ____________________________________________________________________________ 2. 1.3.1. DEFINICIÓN DE GRÚA ____________________________________________________________ 2. 1.3.2. GLOSARIO _____________________________________________________________________ 2. 1.3.2.1. EMPLAZAMIENTO DE LA GRÚA _______________________________________________ 2. 1.3.2.2. CONDICION DE SERVICIO ____________________________________________________ 2. 1.3.2.3. CONDICION DE FUERA DE SERVICIO ___________________________________________ 2. 1.3.2.4. PUESSTA EN SERVICIO ______________________________________________________ 3. 1.3.2.5. GRUISTA Y OPERADOR DE GRÚA ______________________________________________ 3. 1.3.2.6. CARGA NOMINAL __________________________________________________________ 3. 1.3.2.7. CARGAS MÁXIMA __________________________________________________________ 3. 1.3.2.8. APAREJO _________________________________________________________________ 3. 1.3.2.9. CABRESTANTE _____________________________________________________________ 3. 1.3.2.10. ESLINGA__________________________________________________________________ 3. 1.3.2.11. POLIPASTO _______________________________________________________________ 4. 1.3.3. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LA GRÚA _____________________________________________ 4. 1.3.3.1. DESCRIPCIÓN DE LOSS DISTINTOS TIPOS DE GRÚAS _______________________________ 5. 1.3.3.2. MÓVILES _________________________________________________________________ 5. 1.3.3.3. GRÚAS PÓRTICO ___________________________________________________________ 7. 1.3.3.4. GRÚAS PUENTE ____________________________________________________________ 7. 1.3.3.5. GRÚAS DERRICK ___________________________________________________________ 8. 1.3.3.6. GRÚAS HORQUILLA_________________________________________________________ 9. 1.3.3.7. GRÚA TORRE ______________________________________________________________ 9.

(7) iv. 1.1. 1.3.3.8. GRÚA TELESCÓPICA _______________________________________________________ 10. 1.3.3.9. GRÚA LUFFING O TRANSTAINERS ____________________________________________ 11. PARTES DE UNA GRUA ______________________________________________________________ 12. 1.1.1. MÁSTIL ______________________________________________________________________ 12. 1.1.2. FLECHA ______________________________________________________________________ 12. 1.1.3. CONTRA FLECHA _______________________________________________________________ 12. 1.1.4. CONTRA PESO _________________________________________________________________ 12. 1.1.5. LASTRE Y ESTABILIZADOR ________________________________________________________ 13. 1.1.6. CARRO _______________________________________________________________________ 13. 1.1.7. CABLES ______________________________________________________________________ 13. 1.1.8. GANCHOS ____________________________________________________________________ 13. 1.1.9. MOTORES ____________________________________________________________________ 15. 1.1.10. AGUILÓN __________________________________________________________________ 16. 1.1.11. GUARNICIONES _____________________________________________________________ 16. 1.1.12. POLIPASTO _________________________________________________________________ 16. 1.1.13. TIRANTE ___________________________________________________________________ 16. 1.1.14. GRILLETES__________________________________________________________________ 16. 1.2. PRESTACIONES DE LA GRÚA __________________________________________________________ 17. 1.2.1. VIDA ESPERADA PARA LA GRÚA __________________________________________________ 17. 1.2.2. CAPACIDAD DE CARGA __________________________________________________________ 17. 1.3. CLASIFICACIÓN DE LAS GRÚAS ________________________________________________________ 18. 1.3.1. 1.3.1.1. NÚMERO DE CICLOS DE MANIOBRA __________________________________________ 18. 1.3.1.2. ESTADO DE CARGA DE UNA GRÚA ____________________________________________ 19. 1.3.2. 1.4. CLASIFICACIÓN DEL APARATO ____________________________________________________ 18. CLASIFICACIÓN MECANISMOS ____________________________________________________ 21. 1.3.2.1. CLASE DE UTILIZACIÓN _____________________________________________________ 21. 1.3.2.2. ESTADO DE CARGA DEL MECANISMO _________________________________________ 22. CARGAS QUE ACTUAN SOBRE UNA GRÚA _______________________________________________ 23. 1.4.1. CARGAS PRINCIPALES ___________________________________________________________ 23. 1.4.2. CARGAS DEBIDAS A LOS MOVIMIENTOS PRINCIPALES _________________________________ 23. 1.4.2.1 1.4.2.1.1 1.4.2.2 1.4.2.2.1. CARGAS DEBIDAS A MOVIMIENTOS VERTICALES ________________________________ 24 SOLICITACIONES DEBIDAS A LA MANIPULACIÓN DE LACARGA DE SERVICIO _______ 24 CARGAS DEBIDAS A MOVIMIENTOS HORIZONTALES _____________________________ 25 EFECTOS HORIZONTALES DEBIDOS A MOVIMIENTOS DE DIRECCIÓN ______________ 25.

(8) v. 1.4.2.2.2. EFECTOS HORIZONTALES DEBIDOS A MOVIMIENTOS DE ORIENTACIÓN Y. RECUPERACIÓN DE FLECHA ________________________________________________________ 26. 1.4.3 1.5. 1.4.2.2.3. REACCIONES TRANSVERSALES DEBIDAS A LA RODADURA_______________________ 26. 1.4.2.2.4. EFECTOS DE CHOQUES DE TOPES __________________________________________ 27. CARGAS DEBIDAS A EFECTOS CLIMÁTICOS __________________________________________ 27. GRÚAS Y SUS ELEMENTOS ___________________________________________________________ 28. 1.5.1. ELEMENTOS DE SUSPENSIÓN_____________________________________________________ 28. 1.5.1.1. GANCHOS _______________________________________________________________ 28. 1.5.1.1.1. GANCHO SIMPLE _______________________________________________________ 29. 1.5.1.1.2. GANCHO DOBLE ________________________________________________________ 29. 1.5.1.1.3. GANCHO DE HOJAS _____________________________________________________ 30. 1.5.1.1.4. GANCHO DE SEGURIDAD _________________________________________________ 31. 1.5.1.1.5. DIMENSIONES DE LOS GANCHOS SEGÚN LA NORMATIVA ______________________ 32. 1.5.1.2. CUCHARAS ______________________________________________________________ 34. 1.5.1.3. SPREADERS ______________________________________________________________ 34. 1.5.1.4. ELECTROPORTADORES _____________________________________________________ 35. 1.5.1.5. GARRAS _________________________________________________________________ 36. 1.5.1.6. PINZAS __________________________________________________________________ 37. 1.5.2. CABLES ______________________________________________________________________ 37. 1.5.2.1. ELEMENTOS _____________________________________________________________ 38. 1.5.2.2. SOLICITACIONES DE LOS CABLES EN EL SERVICIO ________________________________ 38. 1.5.2.2.1. ENCURVACIÓN _________________________________________________________ 38. 1.5.2.2.2. APLASTAMIENTO _______________________________________________________ 39. 1.5.2.2.3. ESTREPADA ___________________________________________________________ 39. 1.5.2.3 1.5.3. POLEAS ______________________________________________________________________ 39. 1.5.3.1 1.5.4. PARTES PRINCIPALES DE UNA POLEA _________________________________________ 40. APAREJOS ____________________________________________________________________ 41. 1.5.4.1 1.5.5. ESFUERZOS DE GIRO _______________________________________________________ 39. PARTES PRINCIPALES DE UN APAREJO _________________________________________ 41. TAMBORES ___________________________________________________________________ 42. CAPÍTULO 2 2. PUENTE GRÚA ____________________________________________________________ 43. 2.1. INTRODUCCIÓN ____________________________________________________________________ 43.

(9) vi. 2.2. NORMATIVA REFERENTE_____________________________________________________________ 44. 2.3. DEFINICIÓN _______________________________________________________________________ 45. 2.3.1. MONTAJE ____________________________________________________________________ 45. 2.3.2. PUESTA EN SERVICIO ___________________________________________________________ 46. 2.3.2.1. ENSAYO ESTÁTICO ________________________________________________________ 46. 2.3.2.2. ENSAYO DINÁMICO _______________________________________________________ 47. 2.3.3 2.4. VERIFICACIONES DE PUENTE GRUAS _______________________________________________ 47. CLASIFICAIÓN DE LOS PUENTES GRÚAS SEGÚN LAS NORMAS_______________________________ 48. 2.4.1. CLASIFICACIÓN SEGÚN LAS NORMAS FEM. __________________________________________ 48. 2.4.2. CLASIFICACIÓN SEGÚN LAS NORMAS BRITÁNICAS ____________________________________ 49. 2.5. PARTES DE UN PUENTE GRÚA ________________________________________________________ 50. 2.5.1. MECANISMO DE ELEVACIÓN _____________________________________________________ 51. 2.5.1.1. EL POLIPASTO MONORRAIL _________________________________________________ 51. 2.5.1.2. EL CARRO POLIPASTO ______________________________________________________ 52. 2.5.1.3. EL CARRO ABIERTO ________________________________________________________ 52. 2.5.1.4. LÍNEAS DE ALIMENTACIÓN __________________________________________________ 53. 2.5.1.5. GANCHOS _______________________________________________________________ 54. 2.5.2. VIGA PRINCIPAL _______________________________________________________________ 55. 2.5.2.1. VIGA EN CELOSIA _________________________________________________________ 54. 2.5.2.2. VIGA DE VIERENDEEL ______________________________________________________ 54. 2.5.2.3. VIGA CAJON _____________________________________________________________ 55. 2.5.3. VIGA TESTEROS ________________________________________________________________ 55. 2.5.4. CAMINO DE RODADURA ________________________________________________________ 56. 2.5.5. MANDOS _____________________________________________________________________ 56. 2.6. CARACTERISTICAS DE LOS PUENTES GRÚA ______________________________________________ 57. 2.6.1. VELOCIDAD DE TRASLACIÓN _____________________________________________________ 57. 2.6.2. MOTORES DE ACCIONAMIENTO __________________________________________________ 57. 2.6.2.1. MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA _________________________________________ 57. 2.6.2.2. MOTORES TRIFÁSICOS ASÍNCRONOS DE ANILLOS ROZANTES ______________________ 58. 2.6.2.3. MOTORES TRÍFASICOS ASÍNCRONICOS DE JAULA DE ARDILLA ______________________ 58. 2.6.3. 2.7. TIPOS DE MANDO DE PUENTES GRÚA ______________________________________________ 58. 2.6.3.1. OPERACIÓN DESDE CABINA _________________________________________________ 58. 2.6.3.2. OPERACIONES DESDE EL SUELO ______________________________________________ 59. PARÁMETROS _____________________________________________________________________ 61.

(10) vii. 2.7.1. ALTURA MÁXIMA DE RECORRIDO DEL GANCHO______________________________________ 61. 2.7.2. LUZ _________________________________________________________________________ 61. 2.7.3. DISTANCIA ENTRE EJES DE LAS RUEDAS DE LOS TESTEROS _____________________________ 61. 2.7.4. VOLADIZO TOTAL ______________________________________________________________ 62. 2.7.5. VOLADIZO ÚTIL ________________________________________________________________ 62. 2.7.6. BRAZO ÚTIL ___________________________________________________________________ 62. 2.7.7. BRAZO TOTAL _________________________________________________________________ 62. 2.7.8. CARGA NOMINAL O MÁXIMA ____________________________________________________ 62. 2.7.9. CARGA ÚTIL___________________________________________________________________ 63. 2.7.10. PLACA DE CARACTERÍSTICAS ___________________________________________________ 63. CAPÍTULO 3 3. MANTENIMIENTO _________________________________________________________ 65. 3.1. DEFINICIÓN DE MANTENIMIENTO _____________________________________________________ 65. 3.2. OBJETIVO DEL MANTINIMIENTO ______________________________________________________ 65. 3.2.1. MÁXIMA PRODUCCIÓN _________________________________________________________ 66. 3.2.2. MÍNIMO COSTO _______________________________________________________________ 66. 3.2.3. CALIDAD REQUERIDA ___________________________________________________________ 66. 3.2.4. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA __________________________________________________ 67. 3.2.5. CONSERVACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE ____________________________________________ 67. 3.2.6. HIGIENE Y SEGURIDAD __________________________________________________________ 67. 3.2.7. IMPLICACIÓN DEL PERSONAL ____________________________________________________ 67. 3.3. FINALIDAD DEL MANTENIMIENTO _____________________________________________________ 67. 3.3.1. AVERÌAS _____________________________________________________________________ 68. 3.3.2. PREPARACIÒN Y AJUSTE _________________________________________________________ 68. 3.3.3. PARADAS MENORES ____________________________________________________________ 68. 3.4. VARIABLES DEL MANTENIMIENTO _____________________________________________________ 69. 3.4.1. FIABILIDAD ___________________________________________________________________ 69. 3.4.2. MANTENIBILIDAD ______________________________________________________________ 69. 3.4.3. CONFIABILIDAD _______________________________________________________________ 69. 3.4.4. DISPONIBILIDAD _______________________________________________________________ 69. 3.5. EVOLUCIÓN DEL MANTENIMIENTO ___________________________________________________ 70.

(11) viii. 3.6. ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO ____________________________________________________ 71. 3.6.1. MANTENIMIENTO CORRECTIVO __________________________________________________ 71. 3.6.2. MANTENIMIENTO PREVENTIVO __________________________________________________ 71. 3.6.3. MANTENIMIENTO PREDICTIVO ___________________________________________________ 71. 3.6.4. MANTENIMIENTO PROACTIVO ___________________________________________________ 71. 3.6.5. MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL ____________________________________________ 72. 3.6.6. MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD _________________________________ 72. 3.6.7. MANTENIMIENTO CERO HORAS (OVERHAUL) _______________________________________ 72. 3.6.8. MANTENIMIENTO EN USO _______________________________________________________ 72. 3.6.9. MANTENIMIENTO PRODUCTIVO __________________________________________________ 73. 3.6.10. MANTENIMIENTO SELECTIVO __________________________________________________ 73. 3.6.11. RECONSTRUCCIÓN___________________________________________________________ 73. 3.6.12. REMPLAZO _________________________________________________________________ 73. 3.6.13. REPARACIÓN _______________________________________________________________ 74. 3.7. GESTIÓN Y PLANIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO _______________________________________ 74. 3.7.1. PLANIFICACIÓN ________________________________________________________________ 74. 3.7.2. HERRAMIENTAS ASOCIADAS AL MANTENIMIENTO ___________________________________ 75. 3.7.2.1. CICLO PDCA ______________________________________________________________ 75. 3.7.2.2. PRINCIPIO DE PARETO _____________________________________________________ 76. 3.7.2.3. FORMACIÓN Y MOTIVACIÓN DE LOS EMPLEADOS _______________________________ 76. CAPÍTULO 4 4. MANTENIMIENTO PUENTE GRÚA ____________________________________________ 77. 4.1. NORMAS GENERALES DEL MANTENIMIENTO DE LOS PUENTES GRÚAS _______________________ 77. 4.2. CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD Y RIESGO EN EL MANTENIMIENTO DE UN PUENTE GRÚA ____ 78. 4.3. INTRODUCCÍON ____________________________________________________________________ 78. 4.4. CONSIDERACIONES GENERALES _______________________________________________________ 78. 4.5. NORMAS GENERALES DE MANTENIMIENTO DE LOS PUETNES GRUAS ________________________ 79. 4.6. FACTORES DE SEGURIDAD EN EL MANTENIMIENTO DE PUENTES GRÚAS _____________________ 79. 4.6.1. RIESGOS _____________________________________________________________________ 80. 4.6.1.1. RIESGOS DERIVADOS DEL TRANSPORTE DE CARGAS _____________________________ 81.

(12) ix. 4.6.1.2. RIESGO DE ESTABILIDAD DEL ESLINGADO ______________________________________ 82. 4.6.1.3. RIESGO DE GOLPES POR DESPLAZAMIENTO DE CARGAS SUSPENDIDAS ______________ 82. 4.7. MONTAJE DE PUENTES GRÚA _________________________________________________________ 83. 4.8. INSPECCIÓN DE LOS PUENTES GRÚAS __________________________________________________ 84. 4.9. ELEMENTOS PRINCIPALES DE SEGURIDAD DE LOS PUENTES GRÚA __________________________ 85. 4.9.1. LIMITADORES DE CARGA ________________________________________________________ 85. 4.9.1.1. LIMITADOR DE CARGA ELÉCTRICA. ___________________________________________ 85. 4.9.1.2. LIMITADOR DE CARGA TENSIOMÉTRICO _______________________________________ 85. 4.9.2. FINALES DE CARRERA ___________________________________________________________ 86. 4.9.2.1 4.9.3. DINAMÓMETRO __________________________________________________________ 86. NORMAS BÁSICAS DE SEGURIDAD ________________________________________________ 87. 4.10. OPERADORES GRUISTA, SEÑALISTAS Y EL MANTENIMIENTO _____________________________ 88. 4.11. PLANIFICACIÓN DEL MANTENIMIETNO PREVENTIVO ___________________________________ 88. 4.11.1. PLAN DE MANTENIMIENTO ____________________________________________________ 89. 4.11.1.1. FORMATOS PLAN DE MANTENIMIENTO _______________________________________ 89. 4.11.1.2. CALENDARIO DE ACTIVIDADES _______________________________________________ 92. 4.11.1.3. LISTA DE REVISIÓN Ó CHECK LIST _____________________________________________ 92. 4.11.2. EJECUCIÓN Y CONTROL DEL MANTENIMIENTO ____________________________________ 94. 4.11.2.1. OPERACIÓN ______________________________________________________________ 94. 4.11.2.2. DOCUMENTACIÓN DE MANTENIMIEMTO ______________________________________ 95. 4.11.2.2.1. HISTORICO ____________________________________ ¡Error! Marcador no definido.. 4.11.2.2.2. INVENTARIO Y CODIFICACIÓN ____________________________________________ 96. 4.11.2.2.3. BITÁCORA ____________________________________________________________ 98. 4.11.2.2.4. ORDEN DE TRABAJO ____________________________________________________ 98. 4.11.2.2.5. REPORTE DE AVERÍAS __________________________________________________ 100. 4.11.2.2.6. REFRACCIONES CRÍTICAS _______________________________________________ 100. 4.11.2.2.7. MANUAL DE MANTENIMIENTO __________________________________________ 101. 4.11.2.2.8. SEGUIMIENTO _______________________________________________________ 101. 4.11.2.2.8.1. MONITOREO DEL DESEMPEÑO ______________________________________ 102. 4.11.2.2.8.2. ACCIONES CORRECTIVAS ___________________________________________ 102. 4.12. PROGRAMACIÓN DEL MANTENIMIETNO PREVENTIVO _________________________________ 102. 4.13. OPERACIONES DE MANTENIMIENTO _______________________________________________ 103. 4.13.1. INSPECCIÓN VISUAL ________________________________________________________ 103.

(13) x. 4.13.2. INSPECCION Y RUTINAS DE MANTENIMIENTO ____________________________________ 103. 4.13.2.1. INSPECCIÓN Y ACCIONES PREVENTIVAS ______________________________________ 104. 4.13.2.2. INSPECCIÓN DE LA ALINEACIÓN_____________________________________________ 104. 4.13.2.3. INSPECCIÓN DEL AUMENTO DE TEMPERATURA. _______________________________ 105. 4.13.2.4. INSPECCIÓN DE RUIDOS MECÁNICOS ANORMALES _____________________________ 105. 4.13.2.5. INSPECCIÓN DE LA VIBRACIÓN ANORMAL ____________________________________ 106. 4.13.2.6. INSPECCIÓN DE LAS GRIETAS O FISURAS. _____________________________________ 106. 4.13.2.7. INSPECCIÓN DE LOS RIELES ________________________________________________ 108. 4.13.2.8. LIMPIEZA _______________________________________________________________ 110. 4.13.2.9. INSPECCIÓN DE LAS RUEDAS _______________________________________________ 112. 4.13.2.10. INSPECCIÓN DE LAS POLEAS _____________________________________________ 114. 4.13.2.11. INSPECCIÓN DE LOS GANCHOS ___________________________________________ 116. 4.13.2.12. INSPECCIÓN DE LOS FRENOS DE DISCO ____________________________________ 117. 4.13.3. LUBRICACIÓN O ENGRASE ____________________________________________________ 117. 4.13.3.1. DESCRIPCIÓN GENERAL ___________________________________________________ 117. 4.13.3.2. MONITORIZACIÓN DEL ACEITE ______________________________________________ 118. 4.13.4 4.13.4.1. CABLES DE ACERO __________________________________________________________ 118 CAUSAS DE LOS FALLOS DE LOS CABLES ______________________________________ 118. 4.13.4.1.1. CORROSIÓN _________________________________________________________ 119. 4.13.4.1.2. DESGASTE POR ABRASIÓN ______________________________________________ 119. 4.13.4.1.3. ROTURA DE LOS CABLES _______________________________________________ 119. 4.13.4.1.4. DEFORMACIONES DE LOS CABLES ________________________________________ 120. 4.13.4.2. TIPO DE FRACTURAS O ROTURAS DE LOS CABLES _______________________________ 121. 4.13.4.3. INSPECCIÓN DE LOS CABLES DE ACERO _______________________________________ 121. 4.13.5. PINTURA __________________________________________________________________ 123. 4.13.5.1. PREPARACIÓN DE LAS SUPERFICIES __________________________________________ 123. 4.13.5.2. APLICACIÓN DE LA PINTURA _______________________________________________ 123. 4.13.6. MANTENIMIENTO MECÁNICO ________________________________________________ 124. 4.13.6.1. ESTRUCTURA ____________________________________________________________ 124. 4.13.6.2. TESTEROS ______________________________________________________________ 124. 4.13.6.3. CARRO _________________________________________________________________ 125. 4.13.6.4. GANCHO _______________________________________________________________ 125. 4.13.6.5. FRENO DE IZAJE _________________________________________________________ 126. 4.13.6.6. CABLE _________________________________________________________________ 126. 4.13.6.6.1. EN LAS POLEAS _______________________________________________________ 127. 4.13.6.6.2. TAMBORES __________________________________________________________ 127. 4.13.6.6.3. OTROS ______________________________________________________________ 128.

(14) xi. 4.13.7. MANTENIMIENTO ELÉCTRICO _________________________________________________ 128. 4.13.7.1. CONTROLES _____________________________________________________________ 128. 4.13.7.2. TABLEROS ______________________________________________________________ 129. 4.13.7.3. MANDOS _______________________________________________________________ 129. 4.13.7.4. RESISTENCIA DE LOS MOTORES _____________________________________________ 129. 4.13.7.5. CONTROL DE MOTORES ___________________________________________________ 130. 4.13.7.5.1. RETIRAR TAPAS_______________________________________________________ 130. 4.13.7.5.2. CONTROLAR COLECTOR ________________________________________________ 130. 4.13.7.6. FRENOS ________________________________________________________________ 131. 4.13.7.7. LIMITADORES FIN DE CARRERA Y CARGA _____________________________________ 131. 4.13.7.8. CUADROS MANIOBRA-FUERZA Y PROTECCIÓN _________________________________ 131. 4.13.7.9. RELÉS TÉRMICOS_________________________________________________________ 132. 4.13.8 4.14. MANTENIMIENTO ELÉCTRICO GENERAL_________________________________________ 132. OPERACIONES ESENCIALES DE MANTENIMIENTO _____________________________________ 132. CAPÍTULO 5 5. COSTOS ASOCIADOS AL MANTENIMIENTO ____________________________________ 135. 5.1. INTRODUCCIÒN ___________________________________________________________________ 135. 5.2. COSTOS ANTES DEL MANTENIMIENTO ________________________________________________ 135. 5.2.1. ARRANQUE __________________________________________________________________ 135. 5.2.1.1. TIEMPO EXTRA. __________________________________________________________ 135. 5.2.1.2. TIEMPO DE AYUDANTES. __________________________________________________ 136. 5.2.1.3. MANO DE OBRA. (TÉCNICOS DE MANTENIMIENTO) _____________________________ 136. 5.2.2. ALMACENES _________________________________________________________________ 136. 5.2.3. ENTRENAMIENTO _____________________________________________________________ 137. 5.3. COSTOS __________________________________________________________________________ 137. 5.3.1. COSTOS DIRECTOS ____________________________________________________________ 137. 5.3.1.1. MANO DE OBRA DIRECTA __________________________________________________ 137. 5.3.1.2. EQUIPOS _______________________________________________________________ 138. 5.3.1.3. MATERIALES ____________________________________________________________ 138. 5.3.1.4. TRANSPORTE ____________________________________________________________ 138. 5.3.1.5. MONTAJE ______________________________________________________________ 138. 5.3.2. COSTOS INDIRECTOS __________________________________________________________ 139.

(15) xii. 5.4. ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS _____________________________________________________ 139. 5.4.1. RUBROS DE MANTENIMIENTO __________________________________________________ 139. 5.4.1.1. ESTRUCTURA DE LA GRÚA. _________________________________________________ 139. 5.4.1.2. CABLE DE LA GRÚA. ______________________________________________________ 141. 5.4.1.3. MOTORES. ______________________________________________________________ 142. 5.4.2. FORMATO DE ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS _____________________________________ 143. 5.4.3. DESGLOSE DE COSTOS DIRECTOS ________________________________________________ 144. 5.4.4. CRONOGRAMA VALORADO DEL TRABAJO _________________________________________ 144. 5.4.5. APLICACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS DE MANTENIMIENTO Y ANALISIS DE COSTOS ______ 144. CAPÍTULO 6 6. REPOTENCIACIÓN ________________________________________________________ 149. 6.1. OBJETIVO ________________________________________________________________________ 149. 6.2. INTRODUCCIÒN ___________________________________________________________________ 149. 6.3. ESTRUCTURA _____________________________________________________________________ 149. 6.3.1. PROCEDIMIENTO DE REPARACIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ____________________ 151. 6.3.1.1. RECOMENDACIONES PRÁCTICAS PARA REPOTENCIACIÓN EN LA ESTRUCTURA _______ 151. 6.4. GANCHO _________________________________________________________________________ 152. 6.5. CABLE ___________________________________________________________________________ 152. 6.6. POLEAS __________________________________________________________________________ 154. 6.7. APAREJO _________________________________________________________________________ 156. 6.8. SISTEMA DE ELEVACIÓN ____________________________________________________________ 160. 6.8.1. ELECCIÓN DE LAS VELOCIDADES DE ELEVACIÓN _____________________________________ 160. 6.8.2. ELECCIÓN DE LAS VELOCIDADES DE TRASLACIÓN ___________________________________ 161. DATOS:_____________________________________________________________________________ 161 6.9. CÁLCULO VIGA PRINCIPAL __________________________________________________________ 162. 6.9.1. ELECCIÓN DE LA VELOCIDAD DE TRASLACIÓN DE LA GRÚA ____________________________ 163. DATOS:_____________________________________________________________________________ 163 6.10. POTENCIA DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS ___________________________________________ 166.

(16) xiii. 6.10.1. MOTORES DE ELEVACIÓN ____________________________________________________ 166. 6.10.2. MOTORES DE TRASLACIÓN ___________________________________________________ 166. 6.11. SISTEMA DE MANDO DE LA GRÚA _________________________________________________ 167. CAPÍTULO 7 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES _______________________________________ 169. 7.1. CONCLUSIONES ___________________________________________________________________ 169. 7.2. RECOMENDACIONES _______________________________________________________________ 170. 8. BIBLIOGRAFIA ___________________________________________________________ 172.

(17) xiv. ÍNDICE DE FIGURAS. FIGURA 1.1.- VISTA GENERAL DE LA GRÚA AUTOMONTABLE _____________________________4 FIGURA 1.2.- GRÚA MÓVIL SOBRE RUEDAS ___________________________________________6 FIGURA 1.3.- GRÚA MÓVIL SOBRE ORUGA____________________________________________6 FIGURA 1.4.- GRÚA PÓRTICO ______________________________________________________7 FIGURA 1.5.- GRÚA PUENTE _______________________________________________________8 FIGURA 1.6.- GRÚA DERRICK _______________________________________________________8 FIGURA 1.7.- GRÚA HORQUILLA ____________________________________________________9 FIGURA 1.8.- GRÚA TORRE ______________________________________________________ 10 FIGURA 1.9.- GRÚA TELESCÓPICA _________________________________________________ 11 FIGURA 1.10.- GRÚA LUFFING O TRANSTAINERS _____________________________________ 11 FIGURA 1.11.- PARTES DE UNA GRÚA______________________________________________ 14 FIGURA 1.12.- MOVIMIENTOS DE LA GRÚA _________________________________________ 15 FIGURA 1.13.- REPRESENTACIÓN DE LOS VALORES DE _______________________________ 24 FIGURA 1.14.- VALORES DE. ____________________________________________________ 26.

(18) xv. FIGURA 1.15.- ESQUEMA DE CARGAS DEBIDAS AL VIENTO (GRÚA EN SERVICIO) ___________ 27 FIGURA 1.16.- ESQUEMA DE CARGAS DEBIDAS AL VIENTO (GRÚA FUERA SERVICIO) ________ 28 FIGURA 1.17.- GANCHO SIMPLE DE CARGA _________________________________________ 29 FIGURA 1.18.- GANCHO DOBLE DE CARGA __________________________________________ 30 FIGURA 1.19.- GANCHO DE HOJAS ________________________________________________ 31 FIGURA 1.20.- GANCHO DE SEGURIDAD ____________________________________________ 32 FIGURA 1.21.- GANCHO SIMPLE Y DOBLE ___________________________________________ 33 FIGURA 1.22.- ELEMENTOS PRINCIPALES DE UNA CUCHARA ___________________________ 34 FIGURA 1.23.- PARTES PRINCIPALES DE UN SPREADER. _______________________________ 35 FIGURA 1.24.- ELECTROPORTADORES. _____________________________________________ 36 FIGURA 1.25.- GARRAS _________________________________________________________ 36 FIGURA 1.26.- PINZAS __________________________________________________________ 37 FIGURA 1.27.- CONSTITUCIÓN DE UN CABLE ________________________________________ 38 FIGURA 1.28.- REPRESENTACIÓN DE UNA POLEA ____________________________________ 40 FIGURA 1.29.- PARTES PRINCIPALES DE UNA POLEA __________________________________ 40 FIGURA 1.30.- PARTES PRINCIPALES DE UN APAREJO _________________________________ 41 FIGURA 1.31.- TAMBOR DE CABLE SOLDADO ________________________________________ 42 FIGURA 2.1.-PUENTE GRÚA ______________________________________________________ 45.

(19) xvi. FIGURA 2.2.-MONTAJE _________________________________________________________ 46 FIGURA 2.3.- PARTES DE UN PUENTE GRÚA _________________________________________ 50 FIGURA 2.4.- PARTES DE UN POLIPASTO MONORRAÍL ________________________________ 51 FIGURA 2.5.- PARTES DE UN CARRO POLIPASTO _____________________________________ 52 FIGURA 2.6.- PARTES DE UN CARRO ABIERTO _______________________________________ 53 FIGURA 2.7.- LINEAS DE ALIMENTACIÓN ___________________________________________ 54 FIGURA 2.8.- GANCHO __________________________________________________________ 54 FIGURA 2.9.- (A) VIGA PRINCIPAL SIMPLE, (B) VIGA PRINCIPAL DOBLE ___________________ 55 FIGURA 2.10.- VIGA PRINCIPAL DE TIPO CELOSÍA. ____________________________________ 54 FIGURA 2.11.- VIGA PRINCIPAL DE TIPO VIERENDEEL _________________________________ 54 FIGURA 2.12.- VIGA PRINCIPAL DE TIPO CAJÓN ______________________________________ 55 FIGURA 2.13.- VIGA TESTERO ____________________________________________________ 55 FIGURA 2.14.- CAMINO DE RODADURA ____________________________________________ 56 FIGURA 2.15.- MANDOS ________________________________________________________ 57 FIGURA 2.16.- MANDOS DE CABINA _______________________________________________ 59 FIGURA 2.17.- MANDOS MODALIDAD BOTONERA COLGANTE __________________________ 60 FIGURA 2.18.- TELEMANDOS_____________________________________________________ 61 FIGURA 2.19.- PARÁMETROS ____________________________________________________ 64.

(20) xvii. FIGURA 3.1.- ESQUEMA OBJETIVOS DEL MANTENIMIENTO ____________________________ 66 FIGURA 3.2.- DIAGRAMA CICLO PDCA _____________________________________________ 75 FIGURA 3.3.- DIAGRAMA DE PARETO ______________________________________________ 76 FIGURA 4.1.- LIMITADOR DE CARGA ELÉCTRICA _____________________________________ 85 FIGURA 4.2.- LIMITADOR DE CARGA TENSIOMÉTRICO ________________________________ 86 FIGURA 4.3.- DINAMÓMETRO ____________________________________________________ 87 FIGURA 4.4. ORGANIZACIÓN PLANIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO ____________________ 94 FIGURA 4.5. RUEDA DE LLANTA CÓNICA __________________________________________ 112 FIGURA 4.6.- ESQUEMA, LÍMITE DE DESGASTE DE POLEAS ____________________________ 114 FIGURA 4.7.- GANCHOS ________________________________________________________ 116 FIGURA 4.8.- DAÑOS DE LOS CABLES _____________________________________________ 120 FIGURA 4.9.- TIPOS DE FRACTURAS O ROTURAS ____________________________________ 121 FIGURA 6.1.- VALORES DE H2 PARA DIFERENTES DISPOSICIONES _______________________ 156 FIGURA 6.3.- REPRESENTACIÓN DE UNA APAREJO DE DOS POLEAS _____________________ 157 FIGURA 6.4.-VELOCIDAD DE TRASLACIÓN DE MECANISMO DE ELEVACIÓN. ______________ 161 FIGURA 6.5.-ESQUEMA DE VIGA PRINCIPAL ________________________________________ 162 FIGURA 6.6.-VELOCIDAD DE LA TRASLACIÓN DE LA GRÚA ____________________________ 163 FIGURA 6.7.-DEFINICIÓN DE VARIABLES PARA DIMENSIONES GENERALES DE UN PUETNE GRÚA CON POLIPASTO ______________________________________________________________ 164.

(21) xviii. INDICE DE TABLAS. TABLA 1.1 DEFINICIÓN DE LA VIDA DEL MECANISMO _________________________________ 17 TABLA 1.2 DEFINICIÓN DE NÚMERO DE CICLOS APARATO _____________________________ 19 TABLA 1.3 DEFINICIÓN DE ESTADO DE CARGA APARATO ______________________________ 20 TABLA 1.4 CLASIFICACIÓN DEL APARATO COMPLETO _________________________________ 20 TABLA 1.5 DEFINICIÓN CLASE DE UTILIZACIÓN MECANISMO _________________ 21 TABLA 1.6 DEFINICIÓN ESTADO DE CARGA DEL MECANISMO ________________ 22 TABLA 1.7 CLASIFICACIÓN DE LOS MECANISMO COMPLETA____________________________ 23 TABLA 1.8 VALORES DE ACELERACIONES ___________________________________________ 25 TABLA 1.8 DIMENSIONES DE GANCHOS SIMPLES DE FORJA SEGÚN LA NORMA DIN 15401 Y 15402 _______________________________________________________________________ 33 TABLA 2.1 NORMAS UNE APLICABLES _____________________________________________ 44 TABLA 2.2 CALSIFICACIÓN DE LOS PUENTES GRÚA SEGÚN LAS NORMAS FEM _____________ 48 TABLA 2.3 CALSIFICACIÓN DE LOS PUENTES GRÚA SEGÚN EL GRUPO ____________________ 49 TABLA 2.4 VELOCIDAD DE TRASLACIÓN DE LOS PUENTES GRÚA ________________________ 49 TABLA 2.5 TIPO DE PUENTE GRÚA SEGÚN LAS NORMAS BRITÁNICAS ____________________ 50.

(22) xix. TABLA 3.1 EVOLUCIÓN DEL MANTENIMIENTO ______________________________________ 70 TABLA 4.1 FORMATO PLAN DE MANTENIMIENTO ____________________________________ 91 TABLA 4.2 FORMATO CALENDARIO DE ACTIVIDADES _________________________________ 92 TABLA 4.3 FORMATO CHECK LIST _________________________________________________ 93 TABLA 4.5 FORMATO HISTORIAL _________________________________________________ 96 TABLA 4.5 FORMATO INVENTARIO Y CODIFICACIÓN__________________________________ 97 TABLA 4.6 FORMATO BITÁCORA __________________________________________________ 98 TABLA 4.7 FORMATO ORDEN DE TRABAJO _________________________________________ 99 TABLA 4.8 FORMATO REFACCIONES ______________________________________________ 101 TABLA 4.9 INSPECCIÓN Y ACCIONES PREVENTIVAS __________________________________ 104 TABLA 4.10 FORMATOS INSPECCIONES ___________________________________________ 107 TABLA 4.11 FORMATOS INSPECCIONES ___________________________________________ 109 TABLA 4.12 FORMATOS INSPECCIONES ___________________________________________ 111 TABLA 4.13 FORMATOS INSPECCIONES ___________________________________________ 113 TABLA 4.14 FORMATOS INSPECCIONES ___________________________________________ 115 TABLA 4.15 FORMATOS INSPECCIONES ___________________________________________ 118 TABLA 4.16 LÍMITES DE CAMBIO DE LOS DISCOS DE FRENOS __________________________ 117 TABLA 4.17 RAZONES PARA CAMBIO DE CABLES ____________________________________ 122.

(23) xx. TABLA 4.18 OPERACIONES ESCENCIALES DE MANTENIMIENTO ________________________ 134 TABLA 5.2 FORMATOS PARA ANÁLISIS COSTOS UNITARIOS ___________________________ 143 TABLA 5.3 DESGLOSE DE COSTOS DIRECTOS _______________________________________ 144 TABLA 5.4 CRONOGRAMA VALORADO DEL TRABAJO ________________________________ 144 TABLA 5.5 RUBROS DE MANTENIMIENTO ESTRUCTURA DE LA GRÚA ___________________ 147 TABLA 5.6 RUBROS DE MANTENIMIENTO CABLE ____________________________________ 148 TABLA 6.1 CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS ________________________________________ 150 TABLA 6.2 GRUPO DEL MECANISMO FEM/DIN 15020 ________________________________ 153 TABLA 6.3 COEFICIENTE ZP Y KC _________________________________________________ 154 TABLA 6.4 RENDIMIENTO DEL APAREJO ___________________________________________ 154 TABLA 6.5 VALORES DEL COEFICIENTE H1 _________________________________________ 155 TABLA 6.6 VALORES DEL COEFICIENTE H2 _________________________________________ 156 TABLA 6.7 DIMENSIONES PRINCIPALES DE UN APAREJO DE DOS POLEAS.________________ 159 TABLA 6.8 VELOCIDADES DE ELEVACIÓN DE UNPUENTE GRÚA DE CLASE DE ELEVACIÓN 2, GRUPO DE CARGA 2. __________________________________________________________ 160 TABLA 6.9 DIMENSIONES GENERALES PARA UNA VIGA CON POLIPASTO.. _______________ 165.

(24) xxi. NOMENCLATURA. Kp. Coeficiente nomunal del espectro de carga.. Ci. Representa el número medio de ciclos de maniobta para cada nivel de carga distinto.. Ct. Ciclos de carga individuales para todos los niveles de carga.. Pi. Representa las magnitudes individuales de las cargas características del servicio del aparato.. Pmax. Carga mayor que el aparato está autorizado a levantar.. km. Coeficiente nominal del espectro de carga.. ti. Duración media de servicio del mecanismo.. tT. Suma de las sumatorias individuales de las cargas.. α. Coeficiente de compensación.. γ. Coeficiente de choque.. Qu. Carga máxima nominal del aparato.. Qes. Peso propio del aparejo o elemento de suspensión de la carga.. i. Relación del aparejo.. Zp. Factor de seguridad. FO. Carga de rotura del cable.. S. Tracción máxima en el cable.. KC. Coeficiente.. D. Diámetro de enrollamiento.. d1. Diámetro del cable..

(25) xxii. h1. Coeficiente dependiente del grupo de clasificación.. h2. Coeficiente de mayo ración del h1.. Vt. Velocidad de traslación.. T. Capacidad de Carga.. f. Fuerza.. P. Carga útil + peso del mecanismo.. L. Longitud.. E. Modulo de elasticidad del material.. I. Momento de inercia.. W. Modulo resistente de la sección.. A. Área de la sección.. Pelev. Potencia de elevación.. G2. Carga a elevar.. Velev. Velocidad de elevación.. ɳ. Rendimiento.. Ptras. Potencia de traslación.. G1. Carga muerta a trasladar..

(26) xxiii. RESUMEN. El presente proyecto de titulación busca ser una guía para el mantenimiento de equipos tan importantes para la industria como los puentes grúas. El objetivo del presente proyecto es brindar un adecuado mantenimiento a la parte estructural y los accesorios de las grúas utilizadas para la elevación y transporte de cargas, y una repotenciación de la misma. Este trabajo contribuirá a desarrollar la vida útil de los puentes grúas, aumentado la confiabilidad en los equipos, eliminando accidentes, disminuyendo daños humanos y materiales. Se presenta un estudio de las grúas en general y un desarrollo a fondo de los puentes grúas, partes, prestaciones y clasificación de las mismas según normas internacionales. Mantenimiento y recomendaciones del mantenimiento aplicable a un puente grúa, y las normas aplicables al mantenimiento de de los puentes grúas, al igual que del mantenimiento preventivo aplicado a la misma, indicando paso a paso la implantación del programa del mantenimiento. Se realiza. un breve análisis de los costos antes del mantenimiento,. directos e indirectos, y los asociados al mantenimiento, también tenemos un capítulo dedicado a los cálculos necesarios y consideraciones a tomarse para realizar la repotenciación del puente grúa. Además en el último capítulo se recopilan las diferentes conclusiones y recomendaciones fruto de cada capítulo desarrollado, sus aciertos, dificultades y las debidas recomendaciones..

(27) xxiv. PRESENTACIÓN El presente proyecto tiene como objeto brindar Mantenimiento a la parte estructural y los accesorios presentes en el puente grúa, para la elaboración del mismo se ha considerado dividirlo en 8 capítulos de manera que se presenta a continuación En el capítulo uno, se presentan los fundamentos teóricos de las grúas en general, es una investigación introductoria de fundamentos teóricos como partes generales. En el capítulo dos, se desarrolla el estudio detallista del Puente Grúa, normas, y clasificaciones de las mismas según las respectivas normas vigentes, sus partes, y generalidades. En el capitulo tres, se desarrolla la teoría del Mantenimiento, variables, estrategias, evolución, gestión y planificación del mantenimiento en forma general. En el capítulo cuatro, se encuentra elaborado el. Mantenimiento. propiamente dicho del Puente Grúa, y seguridad, el desglose del mantenimiento de los elementos principales del la Grúa. En el capitulo cinco, se encuentra el análisis de costos unitarios, además de un desglose de costos directos e indirectos. El capítulo seis, presenta le repotenciación de la grúa y sus principales cálculos. En. el. capitulo. ocho. se. recopilan. las. diferentes. conclusiones. y. recomendaciones fruto de cada capítulo mencionado, sus aciertos y dificultades. En los anexos se incluyen aspectos importantes empleados en la elaboración de los procedimientos de Mantenimiento de Grúas..

(28) 1. CAPÍTULO 1 1 FUNDAMENTOS TEORICOS GRÚA. 1.1 ESTRUCTURA. 1.1.1 DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA. Es una construcción destinada a soportar su propio peso y la presencia de acciones exteriores, fuerza, momentos, cargas, sin perder las condiciones de funcionalidad para las que fue concebida.. 1.2 APARATOS DE ELEVACIÓN INDUSTRIAL. A lo largo de la historia, la industria siempre ha dependido en mayor o menor medida de la maquinaria pesada para poder llevar a cabo du actividad. A causa de la amplia diversidad de la industria moderna. Existe un sinfín de aplicaciones que requieren procesos y maquinaria específica. Sin embargo existen determinadas máquinas que, por la naturaleza de su funcionalidad, tienen cabida en prácticamente todo el ámbito industrial. Tal es el caso de los aparatos de elevación. La constante necesidad de mover grandes cargas en tiempos pequeños convierte a dichos aparatos en verdaderos protagonistas dentro del mundo industrial.

(29) 2. 1.3 GRÚAS. 1.3.1 DEFINICIÓN DE GRÚA1. Es una máquina elevadora, de movimiento discontinuo, compuesta por un eje vertical giratorio, con una o varias poleas que se accionan mecánicamente, destinado a elevar y distribuir cargas en el espacio suspendidas por un gancho.. 1.3.2 GLOSARIO. 1.3.2.1 EMPLAZAMIENTO DE LA GRÚA Es la zona donde la grúa se ha de situar.. 1.3.2.2 CONDICION DE SERVICIO Es el conjunto de disposiciones tomadas en la grúa y en sus elementos y mecanismos para que, convenientemente instalada en su emplazamiento pueda prestar su cometido. 1.3.2.3 CONDICION DE FUERA DE SERVICIO Es el conjunto de disposiciones tomadas en la grúa y en sus elementos y mecanismos para que, convenientemente instalada en su emplazamiento, pueda permanecer estable sin realizar ningún trabajo.. 1. Word Reference, 2010..

(30) 3. 1.3.2.4 PUESSTA EN SERVICIO Es el conjunto de comprobaciones y maniobras que deben ejecutarse en una grúa instalada para que pueda pasar inmediatamente a la condición de servicio si las circunstancias lo permiten.. 1.3.2.5 GRUISTA Y OPERADOR DE GRÚA Es la persona física que tiene el conocimiento y autorización para manejar y operar directamente la grúa.. 1.3.2.6 CARGA NOMINAL Valor de las cargas indicadas por el fabricante. 1.3.2.7 CARGAS MÁXIMA Valor máximo de la masa a elevar por la grúa según los datos del fabricante. 1.3.2.8 APAREJO Sistema de poleas compuesto de dos grupos, uno dijo y el otro móvil. Una cuerda o un cable, afianzado por uno de sus extremos en el armazón de la primera polea fija, corre por las demás mientras en su otro extremo actúan la fuerza, Polipasto,. 1.3.2.9 CABRESTANTE Torno que se emplea para mover grandes pesos por medio de un cable que se va arrollando en él a medida que gira movido por un motor.. 1.3.2.10 ESLINGA Maroma provista de ganchos para levantar grandes pesos.

(31) 4. 1.3.2.11 POLIPASTO Sistema de poleas montado sobre una traviesa a la que se guía un gancho.. 1.3.3 CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LA GRÚA. Figura 1.1.- Vista general de la grúa auto montable.

(32) 5. 1.3.3.1 DESCRIPCIÓN DE LOSS DISTINTOS TIPOS DE GRÚAS. Existe una gran variedad de grúas, las cuales han sido diseñadas conforme a la acción que vaya a realizar. Estas generalmente se clasifican en móviles y fijas: Móviles Auto grúas. Son de gran tamaño y están situadas convenientemente sobre vehículos especiales. §. Sobre cadenas u orugas.. §. Sobre ruedas o camión.. Fijas Grúas Pórtico Grúas Puente. Grúa Derrick. Grúas Horquilla Grúa Torre Grúa Telescópica Grúa Luffing o Transtainers. 1.3.3.2 MÓVILES. Las grúas móviles están formadas por un vehículo portante, sobre ruedas o sobre orugas, dotado de sistemas de propulsión y dirección propios sobre cuyo chasis se acopla un aparato de elevación tipo pluma. Posee gatos hidráulicos o estabilizadores que evitan el vuelco, funciona a través de un brazo telescópico que se despliega hidráulicamente y un sistema de cables y cabrestante accionado por un motor para el movimiento de elevación de cargas, posee una corona de orientación que permite que esta gire unos 360º..

(33) 6. Figura 1.2.- Grúa móvil sobre ruedas. Figura 1.3.- Grúa móvil sobre oruga. Fijas. Las grúas fijas, poseen bases fijas en suelo que permiten soportar mayor carga..

(34) 7. 1.3.3.3 GRÚAS PÓRTICO. Son Grúas montadas sobre pilares de varias secciones y perfiles que se mueven por ríeles anclados al suelo. Figura 1.4.- Grúa Pórtico. 1.3.3.4 GRÚAS PUENTE. Es una grúa que se desplaza sobre rieles elevados en movimientos horizontales y verticales, generalmente posee una estructura doble..

(35) 8. Figura 1.5.- Grúa Puente. 1.3.3.5 GRÚAS DERRICK. La grúa Derrick consistente en un mástil sujeto en posición vertical mediante un trípode fijo de acero. En el mástil vertical fijo se articula un brazo o pluma que puede trabajar en distintas posiciones y ángulos de orientación.. Figura 1.6.- Grúa Derrick.

(36) 9. 1.3.3.6 GRÚAS HORQUILLA. Es un vehículo de uso rudo e industrial, se utiliza en, la industria, bodegas y almacenes, para transporte de tarimas.. Figura 1.7.- Grúa Horquilla. 1.3.3.7 GRÚA TORRE. Es una grúa empleada para la elevación de cargas, por medio de un gancho suspendido en un cable, y su transporte. Constituida de una torre metálica, con un brazo horizontal giratorio..

(37) 10. Figura 1.8.- Grúa Torre. 1.3.3.8 GRÚA TELESCÓPICA. Es una grúa que consiste en muchos tubos que se encuentran uno dentro de otro, un sistema hidráulico o mecánico extiende o retrae el sistema, es usado en operaciones de rescate o en sistemas en barcos..

(38) 11. Figura 1.9.- Grúa Telescópica. 1.3.3.9 GRÚA LUFFING O TRANSTAINERS. Son grúas móviles empleadas en el transporte y estiba de contenedores, común en puertos.. Figura 1.10.- Grúa Luffing o Transtainers.

(39) 12. 1.1 PARTES DE UNA GRUA. 1.1.1 MÁSTIL. Consiste en una estructura de celosía que ayudan eficazmente al trasporte de la grúa, su principal misión es dotar a la grúa de altura suficiente. En la parte superior se ubica la zona giratoria que aporte a la grúa un movimiento de 360º.. 1.1.2 FLECHA. Estructura metálica de celosía de sección triangular, llamada también pluma, que se encarga de proporcionarle a la grúa el alcance necesario para transportar la carga, posee una estructura giratoria la cual facilita el transporte.. 1.1.3 CONTRA FLECHA. La longitud de la contra flecha oscila entre el 30 a 35% de la longitud de la flecha, al final de esta se colocan los contrapesos. Acoplada al mástil en la zona opuesta a la unión con la flecha, esta posee una especie de pasarela que facilita el paso del trabajador desde el mástil hasta los contrapesos.. 1.1.4 CONTRA PESO. Su función principal es estabilizar la grúa, tanto cuando está en funcionamiento como cuando está en reposo, estas en sí, son estructuras de hormigón que se colocan para estabilizar la inercia y el peso que se produce en la flecha grúa..

(40) 13. 1.1.5 LASTRE Y ESTABILIZADOR. Es la estructura de la grúa frente al viento y al peso que puede trasladar, está compuesta por piezas de hormigón que se colocan en la base de la grúa.. 1.1.6 CARRO. El carro soporta el peso de la carga, este es metálico y se desplaza en la misma dirección de la flecha a través de unos carriles que esta posee.. 1.1.7 CABLES. Este es la parte más sensible y delicada de la grúa, este debe de estar sujeto a un mantenimiento adecuado, ya que debe de estar perfectamente tensado para que no se entrecruce al momento de enrollarlo en el tambor, de lo contrario produciría aplastamientos.. 1.1.8 GANCHOS. Estos sujetarán la carga a través de los cables que están sujetos a la carga, tiene un dispositivo con una fácil entrada de las eslingas y estrobos que automáticamente retiene los cables impidiendo su salida..

(41) 14. Figura 1.11.- Partes de una grúa.

(42) 15. 1.1.9 MOTORES. La grúa torre comúnmente está formada por cuatro motores eléctricos que son: el motor de distribución; que provee el movimiento del carro a lo largo de la pluma, es el movimiento de traslación, el motor de elevación; que permite el movimiento vertical de la carga, es el movimiento de elevación, el motor de orientación; este cede el giro de 360º grado, movimiento de giro, y el motor de translación; que permite el movimiento de la grúa. Dichos movimientos son los grados de libertad necesarios para situar la carga en un lugar apropiado.. Figura 1.12.- Movimientos de la Grúa.

(43) 16. 1.1.10 AGUILÓN. Es él puntal metálico pivotado en la parte inferior, en lo alto del mástil.. 1.1.11 GUARNICIONES. Es el bloque de poleas dispuestas en un extremo en el cual el cable de izaje es enrollado para bajar o elevar la carga.. 1.1.12 POLIPASTO. Aparejo de dos grupos de poleas, fijas y móviles.. 1.1.13 TIRANTE. Cable usado para asegurar, fijar, el mástil.. 1.1.14 GRILLETES. Accesorios usados para levantar y asegurar peso..

(44) 17. 1.2 PRESTACIONES DE LA GRÚA. 1.2.1 VIDA ESPERADA PARA LA GRÚA. Se puede estimar una vida útil en la que se partirá de una duración de 10 años, con una carga anual de trabajo de 250 días y 8 horas por día de trabajo, dado que no todos los días laborables se presta servicio de 8 horas se reducirá a una jornada de 3 horas. Así la vida esperada de la grúa es de 10 000 horas. Existen varias clasificaciones de acuerdo a la vida útil de un mecanismo, se pone como referencia la definición de la vida del mecanismo de Emilio Larrodé.. Tabla 1.1 Definición de la vida del mecanismo2. 1.2.2 CAPACIDAD DE CARGA. Las. cargas. que. habitualmente. se. elevan. mediante. la. grúa. son. las. correspondientes a la construcción de edificios, traslación de carga, etc. Por lo tanto la capacidad de carga que se le exige depende de la utilidad de la misma en la industria. Sin embargo cuanto mayor sea ésta, menos “viajes” tendrá que realizar la grúa con el consecuente ahorro de tiempo y costo.. 2. LARRODÉ E.; MIRAVETE A.; Grúas; Reverte, Zaragoza – España; 1996; Pág. 276.

(45) 18. 1.3 CLASIFICACIÓN DE LAS GRÚAS. La clasificación de las grúas y aparatos de elevación es el sistema que permite establecer el diseño de las estructuras y de los mecanismos.. 1.3.1 CLASIFICACIÓN DEL APARATO. Presenta las condiciones de servicio del aparato, (Norma 58-112-91/1). 1.3.1.1 NÚMERO DE CICLOS DE MANIOBRA. Un ciclo de maniobra comienza en el momento en que la carga está dispuesta para ser izada y acaba cuando el aparato está dispuesto para izar la carga siguiente. El número total de ciclos de maniobra es la suma de todos los ciclos de maniobra efectuados durante la vida útil del aparato de elevación, este número está ligado al factor de utilización..

(46) 19. Tabla 1.2 Definición de número de ciclos aparato3. 1.3.1.2 ESTADO DE CARGA DE UNA GRÚA. El estado de carga representa el número de veces que es elevada una carga, de un orden de magnitud determinado correspondiente a la capacidad del aparato. Dependiendo de la información disponible sobre el número y masa de las cargas a levantar durante la vida del aparato.. .. 3. UNE 76-201-88; Construcciones metálicas, caminos de rodaduras de puentes grúas. Bases de cálculo..

(47) 20. .. Tabla 1.3 Definición de estado de carga aparato4 La clasificación del aparato entonces depende de el coeficiente nominal de espectro de las cargas Kp y del número máximo de ciclos.. Tabla 1.4 Clasificación del aparato completo5. 4. UNE 76-201-88; Construcciones metálicas, caminos de rodaduras de puentes grúas. Bases de cálculo. 5 UNE 76-201-88; Construcciones metálicas, caminos de rodaduras de puentes grúas. Bases de cálculo..

(48) 21. 1.3.2 CLASIFICACIÓN MECANISMOS. Suministra una base para realizar un estudio de diseño y verificar que se cumplan condiciones de servicio especificadas, (Norma 58-112-91/1).. 1.3.2.1 CLASE DE UTILIZACIÓN. Se determina por la duración del servicio previsto en horas; un mecanismo se considera en servicio, cuando está en movimiento.. Tabla 1.5 Definición clase de utilización mecanismo6. 6. UNE 76-201-88; Construcciones metálicas, caminos de rodaduras de puentes grúas. Bases de cálculo..

(49) 22. 1.3.2.2 ESTADO DE CARGA DEL MECANISMO. El estado de carga indica en qué medida un mecanismo está sometido a una carga máxima, o solamente a cargas reducidas.. .. Tabla 1.6 Definición estado de carga del mecanismo7. 7. UNE 76-201-88; Construcciones metálicas, caminos de rodaduras de puentes grúas. Bases de cálculo..

(50) 23. La clasificación de los mecanismos depende de el coeficiente nominal de espectro de las cargas km y de la utilización del mecanismo. Tabla 1.7 Clasificación de los mecanismo completa. 1.4 CARGAS QUE ACTUAN SOBRE UNA GRÚA. 1.4.1 CARGAS PRINCIPALES. Las cargas principales a tener en cuenta son: Las cargas debidas al peso propio, o peso de todos los elementos que componen la grúa a excepción de la carga de servicio. Las cargas debido a la servicio, o peso de la carga útil más el peso de los elementos accesorios: ganchos, cucharas y demás. 1.4.2 CARGAS DEBIDAS A LOS MOVIMIENTOS PRINCIPALES. Estas cargas son productos de la acción de elevación y traslado de cargas a ser manipuladas..

(51) 24. 1.4.2.1. CARGAS DEBIDAS A MOVIMIENTOS VERTICALES. Estas cargas provienen de la manipulación de la carga de servicio, aceleraciones o deceleraciones sobre el movimiento de elevación y choques verticales debidos al rodamiento sobre las vías. 1.4.2.1.1 Solicitaciones debidas a la manipulación de la carga de servicio. Se obtiene multiplicando la carga de servicio por un factor llamado coeficiente dinámico. Este coeficiente tiene en cuenta la manipulación de la carga de servicio, que es el choque más importante, las solicitaciones debido a la aceleración o deceleraciones sobre el movimiento vertical son despreciables.. Figura 1.13.- Representación de los valores de.

(52) 25. 1.4.2.2 CARGAS DEBIDAS A MOVIMIENTOS HORIZONTALES. Estas cargas producidas por los movimientos horizontales producen los siguientes efectos. 1.4.2.2.1 Efectos horizontales debidos a movimientos de dirección. Este efecto se obtiene calculando el esfuerzo horizontal aplicado en las ruedas motoras, el valor de la aceleración o desaceleración es función de la velocidad a obtener del timpo se aceleración o desaceleración y de las condiciones de explotación del aparato.. Tabla 1.8 Valores de Aceleraciones.

(53) 26. 1.4.2.2.2 Efectos horizontales debidos a movimientos de orientación. y. recuperación de flecha. En este efecto consideramos el momento de aceleración o desaceleración que se ejerce sobre el eje motor, el valor de las aceleraciones o deceleraciones depende del aparato.. 1.4.2.2.3 Reacciones transversales debidas a la rodadura. Se consideran el momento formado por las fuerzas perpendiculares al rail, que forman los rodillos que circulan por ellas, las componentes de este momento se obtienen multiplicando la carga existente por un coeficiente depende de la relación entre p y a. Figura 1.14.- Valores de. . Este coeficiente.

(54) 27. 1.4.2.2.4 Efectos de choques de topes. Estos efectos se producen sobre la estructura o sobre la carga suspendida, cuando se trata del caso de la estructura, se considera cuando la velocidad de desplazamiento es superior a. ; para el caso del choque sobre carga. suspendida, solo son consideradas cuando ésta está rígidamente guiada.. 1.4.3 CARGAS DEBIDAS A EFECTOS CLIMÁTICOS. Por efectos climáticos se presentan las acciones del viento, sobrecarga de nieve, y variación de la temperatura. La sobrecarga de nieve y la variación de la temperatura, solo se calcula en casos particulares.. Figura 1.15.- Esquema de cargas debidas al viento (grúa en servicio).

(55) 28. Figura 1.16.- Esquema de cargas debidas al viento (grúa fuera servicio). 1.5 GRÚAS Y SUS ELEMENTOS. 1.5.1 ELEMENTOS DE SUSPENSIÓN. Los elementos de suspensión tienen como misión fundamental asegurar la carga a elevar. La carga a elevar puede amarrarse a cables o eslingas, estos se sujetarán a un gancho que forma parte del aparejo del aparato de elevación.. 1.5.1.1 GANCHOS. La operación de enganche y desenganche es una parte importante en el aparato de elevación, la normativa vigente, se define completamente en el diseño de los ganchos, por lo que básicamente es seleccionar de forma adecuada el gancho desacuerdo a la normativa..

(56) 29. En el aspecto de seguridad ocupa un aspecto relevante en la forma de enganche de la carga, pero hay que tomar en cuenta las aceleraciones o desaceleración así como los posibles choques que pueden desestabilizar el enlace elemento de suspensión – carga.. 1.5.1.1.1 Gancho Simple. Se utiliza en grúas de capacidad de carga media o baja, estos ganchos son construidos en acero pobre en carbono mediante una operación de forja o estampación.. Figura 1.17.- Gancho Simple de Carga. 1.5.1.1.2 Gancho Doble. Para cargas altas el gancho doble es una solución ya que es favorable por su solicitación simétrica. Se realizan en acero forjado o estampado..

(57) 30. Figura 1.18.- Gancho Doble de Carga. 1.5.1.1.3 Gancho de Hojas. Son ganchos ligeros, que se realizan mediante chapas de acero de fusión, este gancho permite que si una de las hojas se rompa el resto es suficientemente resistente para soportar la plana carga..

(58) 31. Figura 1.19.- Gancho de hojas. 1.5.1.1.4 Gancho de Seguridad. Como su nombre lo dice el gancho de seguridad dispone de una pieza articulada que cierra el espacio existente entre el extremo y la parte recta del gancho, evitando la salida de la eslinga a través del gancho..

(59) 32. Figura 1.20.- Gancho de Seguridad. 1.5.1.1.5 Dimensiones de los Ganchos según la Normativa. Los ganchos corresponden a las normas DIN 15401 y 15402, y estas normas establecen las dimensiones de ganchos simples y dobles de forja..

(60) 33. Figura 1.21.- Gancho Simple y Doble. Tabla 1.8 Dimensiones de ganchos simples de forja según la norma DIN 15401 y 15402.

(61) 34. 1.5.1.2 CUCHARAS. Las cucharas se utilizan en la manutención de cargas a granel, estas son capaces de penetrar en el material, cargarlo y elevarlo.. Figura 1.22.- Elementos Principales de una cuchara. 1.5.1.3 SPREADERS. Los spreaders sujetan la carga en puntos de amarre de la carga, realizan los movimientos de elevación y traslación con rapidez y estabilidad..

(62) 35. Figura 1.23.- Partes principales de un spreader.. 1.5.1.4 ELECTROPORTADORES. Son dispositivos provistos de electro-imanes de gran potencia, son usados en los puentes grúas para el transporte de lingotes, chapas, de laminados virutas metálicas..

(63) 36. Figura 1.24.- Electro portadores.. 1.5.1.5 GARRAS. Figura 1.25.- Garras.

(64) 37. 1.5.1.6 PINZAS. Figura 1.26.- Pinzas. 1.5.2 CABLES. Un cable metálico es un elemento constituido por alambres agrupados formando cordones, que a su vez se enrollan sobre un alma formando un conjunto apto para resistir esfuerzos de extensión. En las máquinas para elevar cargas se los conoce como órganos flexibles..

(65) 38. 1.5.2.1 ELEMENTOS. Figura 1.27.- Constitución de un cable. 1.5.2.2 SOLICITACIONES DE LOS CABLES EN EL SERVICIO. 1.5.2.2.1 Encurvación. Se genera en estos una fatiga por flexión, cuando los cables pasan por las poleas y sus enrollamientos sobre los tambores..

(66) 39. 1.5.2.2.2 Aplastamiento. Se produce cuando los cables se apoyan en las gargantas de las poleas y tambores, produciendo un debilitamiento de los mismos.. 1.5.2.2.3 Estrepada. Son los fuertes estirones que sufre el cable provocando en éste deformaciones respecto a su condición inicial.. 1.5.2.3 ESFUERZOS DE GIRO. El efecto giratorio en los cables se produce en sentido opuesto al del enrollamiento helicoidal de los elementos del cable, y es visible al suspender la carga del extremo del mismo.. 1.5.3 POLEAS. La polea en un elemento de un aparato de elevación cuyo objetivo es cambiar la dirección del cable o servir de elemento de acoplamiento entre aparato y carga como componente de su aparejo..

(67) 40. Figura 1.28.- Representación de una polea. 1.5.3.1 PARTES PRINCIPALES DE UNA POLEA. Llanta Radios Alma Cubo. Figura 1.29.- Partes principales de una polea.

(68) 41. 1.5.4 APAREJOS. En un sistema de elevación la finalidad del aparejo es evitar el aflojamiento del cable y estabilizar el movimiento de descenso del gancho sin carga útil. 1.5.4.1 PARTES PRINCIPALES DE UN APAREJO. Traviesa de gancho Poleas Tuerca Rodamiento axial Traviesa de poleas Carter Placa Superior Placa Inferior. Figura 1.30.- Partes principales de un aparejo.

(69) 42. 1.5.5 TAMBORES. Los tambores de cables ponen el límite ya que en la posición más alta de transportes estos no pueda arrollar mas capas de cable que las previstas.. Figura 1.31.- Tambor de cable soldado.

(70) 43. CAPÍTULO 2 2 PUENTE GRÚA. 2.1 INTRODUCCIÓN. En el campo industrial el manejo de materiales puede presentar ciertas dificultades dependiendo del material y el espacio físico que se maneja. A estas dificultades se presentan ciertas soluciones en la industria, como los montacargas, grúas, carretillas, etc., dependiendo del material a transportarse, para cargas más pesadas, grandes o incomodas de transportar requieren la versatilidad de una grúa.. La grúa es una herramienta de la industria de la construcción, utilizada también para la elevación y transporte de carga, la grúa es una maquina que se encuentra instalada sobre una vía elevada, anclada a la estructura de una nave que permite a través de su sistema de elevación y de su sistema de traslación la movilidad de la carga en cualquier dirección.. La versatilidad que presenta el puente grúa son enormes ya que se puede montar más de uno a una misma nave, en disposiciones en paralelo o en serie, para optimizar su uso, además se encuentran en la industria disposiciones del puente grúa con vigas horizontales corrediza, con disposiciones con pluma giratoria ,o disposiciones con grúas consolas.

(71) 44. 2.2 NORMATIVA REFERENTE. Las normas UNE que se relacionan a la aplicación del caso son UNE 58 - 102 - 74. TEMA Cálculo de la estructura en función de su uso. Cálculo de las uniones (tipos) Ensayos. 58 - 117 – 83 58 - 105 - 76. Cálculo de la estructura en función de solicitaciones (tipos de utilización) Diseño de cabinas (dimensiones, resistencia, ventilación) Alturas, obstáculos Barandillas, pasamanos. Escaleras, escalas, pasarelas, plataformas. Sistemas y dispositivos de Seguridad. Documentación de cada máquina.. Apdo. 6. Instalación. eléctrica:. interruptores,. seccionadores,. circuitos. auxiliares, cables, conductores, protecciones, dispositivos de mando y control, etc. Características generales, ensayos.. 58 – 509 – 79 58 – 515 - 82. Nombres. Ganchos. Dimensiones y características fisicoquímicas en función. 27 – 108 – 74 Orientaciones cables uso general.. 36 - 710 – 73 27 – 169. Cables. 27 – 171 y 72 27 - 176 - 76. Uniones. Terminales. Eslingas. Tabla 2.1 Normas UNE aplicables.

(72) 45. Para el mantenimiento de las mismas según la norma UNE 59-105-76, indica que los constructores deben proporcionar las instrucciones de mantenimiento.. 2.3 DEFINICIÓN. Los puentes grúa son máquinas para elevación y transporte de materiales, tanto en el interior como en exterior, de uso muy común tanto en almacenes industriales, talleres. Básicamente se trata de una estructura elevada formada por una o varias vigas, con un sistema de desplazamiento de ruedas sobre rieles laterales, movidos por uno o más motores eléctricos, con un sistema elevador central mediante polipasto y gancho.. Figura 2.1.-Puente Grúa. 2.3.1 MONTAJE. El montaje de un puente grúa se divide en dos operaciones diferentes: Montaje de las vías de rodadura, su soporte y sus cimentaciones lo realizaran generalmente la empresa receptora de la maquina..

(73) 46. Montaje de la propia máquina, evidentemente posterior, será realizado por el constructor o concesionario autorizado. Es trascendente aquí el trabajo propio de los montadores.. Figura 2.2.-Montaje. 2.3.2 PUESTA EN SERVICIO. Son las comprobaciones y maniobras que deben ejecutarse en una grúa instalada, está debe ser sometida a las solicitaciones establecidas para que pueda pasar inmediatamente a la condición de servicio. Se realizan ensayos como:. 2.3.2.1 ENSAYO ESTÁTICO.

(74) 47. Ensayo de la grúa por aplicación al dispositivo de aprehensión de una carga estática que exceda en un porcentaje fijado a su carga nominal.. 2.3.2.2 ENSAYO DINÁMICO. Ensayo de los movimientos de trabajo de la grúa, realizados con una carga que sobrepase un porcentaje fijado su carga nominal.. 2.3.3 VERIFICACIONES DE PUENTE GRUAS. La verificación o comprobaciones básicas de los puentes grúas esta detallada en la norma UNE EN 12644-1:2001 y 12644-2:20008, con estas pruebas se garantiza el mantenimiento de las condiciones de trabajo y seguridad fijadas por el fabricante. Entre la verificación de la grúa se encuentran las partes interesadas en la misma:. Fabricante: persona física o jurídica responsable de su diseño y construcción. Propietario: persona física o jurídica titular del puente-grúa. Es el responsable de que se realice el adecuado mantenimiento e inspección. Instalador: empresa cualificada, que está autorizada para realizar el montaje y desmontaje del puente grúa, muchas veces es la empresa que realizar operaciones de mantenimiento periódico y reparaciones en la grúa. Gruiste u operador de la grúa: persona física formada y autorizada, para manejar y operar con la grúa.. 8. UNE – EN 12644-1:2001; Aparatos de elevación de carga suspenida. Información para la utilización y el ensayo. Parte 1: Instrucciones UNE – EN 12644-1:2001; Aparatos de elevación de carga suspendida. Información para la utilización y el ensayo. Parte 2: Marcado.