Un mal segundo decide la carga máxima — una carrera y un amortiguador transforman el pico en un empuje.
Absorción de impactos en grúas
Balance energético
Los amortiguadores de impactos se utilizan para reducir a cero la velocidad de una carga útil desde una velocidad relativa inicial entre el amortiguador y la carga útil. Para especificar los ajustes correctos del amortiguador, debemos indicar una distancia de caída libre o una velocidad relativa. La relación entre ambas se obtiene del balance energético:
Aplicación práctica: Para una aplicación práctica de este tema, consulte el amortiguador de impactos para grúas POLARIS y estudios y análisis de ingeniería.
\frac{1}{2} m v^2 = m g hDonde v es la velocidad relativa, g es la gravedad y h es la distancia de caída libre.
Para obtener más información sobre el cálculo de la velocidad relativa a partir del movimiento de la embarcación, consulte la sección sobre tablas de cargas.
Los amortiguadores de impactos absorben energía según la siguiente ecuación:
E_{SA} = \mu \eta S m g (\psi – 1)Donde \mu es un factor de seguridad establecido en 0.9 (para evitar utilizar por completo toda la carrera), \eta es la eficiencia del amortiguador de impactos, S es la longitud de carrera del amortiguador de impactos y \psi es el factor dinámico (peso estático =1).
La figura siguiente muestra una representación visual de la energía absorbida por el amortiguador de impactos.
Como ejemplo sencillo, supongamos un amortiguador de impactos con una carrera de 1 metro y una eficiencia del 50 %. ¿Cuál es la caída libre máxima que puede tener la carga útil si la amplificación dinámica admisible es del 30 %?
A continuación, utilizamos el balance energético para estimar:
m g h = \mu \eta S m g (\psi – 1)Lo que se simplifica a:
h = \mu \eta S (\psi – 1) = 0.9 \cdot 0.5 \cdot 1 \cdot (1.3-1) = 13.5\ \text{cm}Determinación de la carrera correcta
Es relativamente sencillo determinar la carrera correcta a partir de los balances energéticos anteriores, ilustrados en el gráfico (simplificado) siguiente, que indica la velocidad relativa máxima admisible en función del factor dinámico (DAF, \psi y la carrera del amortiguador de impactos.
Ejemplo resuelto: de la velocidad relativa a una carrera que limita la carga
- El evento. Tome el ejemplo de izado desde cubierta de la página de la tabla de cargas de grúa: velocidad relativa vr = 1.25 m/s en la recogida. Caída libre equivalente: h = v²/2g ≈ 8 cm.
- El margen. Una carrera de 1 m con una eficiencia del 50%, con una reserva de carrera de μ = 0.9 y el pico dinámico limitado a ψ = 1.3, absorbe el equivalente de h = 0.9 × 0.5 × 1 × 0.3 = 13.5 cm de caída libre.
- La comprobación. 8 cm ≤ 13.5 cm — la unidad mantiene el pico por debajo de 1.3× de peso estático, con margen. Los eventos más rápidos requieren más carrera o mayor eficiencia: S = h / (μ η (ψ−1)).
El mismo balance energético anterior, aplicado a la inversa — el gráfico de la sección anterior representa exactamente esta relación entre velocidad, carrera y factor dinámico admisible.
Tipos de amortiguadores de impactos
Existen dos tipos principales de amortiguadores de impactos en el mercado:
- Amortiguadores de impactos convencionales, que no difieren sustancialmente de los PHC básicos y utilizan un resorte de gas combinado con una restricción de flujo (que puede diferir entre la extensión y la retracción) ajustable o no.
- Amortiguadores de impactos ligeros, un producto patentado suministrado únicamente por Norwegian Dynamics, elimina eficazmente el resorte de gas y utiliza amortiguamiento dinámico que aumenta la eficiencia del amortiguador de impactos. Las principales ventajas para el cliente son menor coste, menor peso, menor espacio ocupado y una instalación más rápida.
| Amortiguador de impactos convencional | Amortiguador de impactos ligero | |
|---|---|---|
| Principio de funcionamiento | Resorte de gas + restricción de flujo (como un PHC básico) | Sin resorte de gas — el amortiguamiento dinámico realiza el trabajo |
| Ajustabilidad | La restricción puede ser ajustable o no | Amortiguamiento diseñado para el evento |
| Peso y espacio ocupado | Más pesado, mayor | Más ligero, menor |
| Coste e instalación | Mayor coste, instalación más lenta | Menor coste, instalación más rápida |
| Suministro | Varios proveedores | Patentado — suministrado por Norwegian Dynamics (POLARIS) |
La verdadera línea divisoria es un evento único frente a ciclos repetidos: un amortiguador de impactos gestiona el pico puntual; cuando el ciclo de cable flojo y snap se repite en la zona de oleaje, utilice compensación de heave.
Absorción de impactos en grúas — preguntas frecuentes
¿Qué hace un amortiguador de impactos para grúas?
¿Cómo se dimensiona?
¿Amortiguador de impactos o compensador de heave?
¿Qué tipos existen?
¿Cómo protege la capacidad de la grúa?
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- Tabla de cargas de grúa — Fórmula de velocidad, reducción de capacidad por DAF y ejemplo resuelto.
- Factor de amplificación dinámica (DAF) — Fórmula, ejemplo resuelto y contexto de DNV.
¿Trabaja en un izado que necesita esto?
POLARIS está diseñado específicamente para la absorción de impactos en grúas. Envíe el caso de impacto (carga, velocidad, altura) y lo dimensionaremos.
Véalo en acción
Compensador pasivo de heave utilizado para la absorción de impactos