Protección contra el descenso descontrolado del pilote
Un descenso descontrolado del pilote es su caída repentina cuando el suelo bajo él cede durante la hinca. Explicamos sus efectos sobre la grúa, cómo detenerlo y los resultados de un amortiguador POLARIS en un estudio comparativo de un descenso con 1,500 t.

- Un descenso descontrolado del pilote ocurre cuando su punta alcanza una capa de suelo débil cuya resistencia es inferior al peso del pilote y del martillo apoyado en él. Ambos pueden caer varios metros en uno o dos segundos.
- Si la grúa sigue sosteniendo el martillo, el cable debe detenerlo y también al pilote si ambos están sujetos entre sí. Con una conexión rígida, solo la deformación de la grúa, el cable y los aparejos los frena, por lo que la fuerza alcanza un pico elevado.
- En nuestro estudio comparativo con CONSTELLATION de un pilote y un martillo con una masa conjunta de 1,500 t a 5.0 m/s, la carga en el gancho alcanzó 37.7 MN con una conexión rígida, 2.28 veces la carga estática en el gancho (un factor de amplificación dinámica, DAF, de 2.28) y el 154 % de la carga de trabajo segura (SWL) de la grúa. Con un POLARIS de 2,000 t alcanzó 23.6 MN (DAF 1.43, 96 % de la SWL) y utilizó 4.98 m de sus 6.0 m de carrera.
- El amortiguador se dimensiona para el descenso más desfavorable que sea creíble: la energía de la masa en movimiento, la fuerza máxima que puede soportar la grúa y la carrera necesaria para detenerla.
Durante la hinca, el martillo se apoya en el pilote y la grúa solo lo sigue, con las eslingas destensadas. Si el pilote cae, la holgura desaparece en un instante y el cable de la grúa debe detener lo que sostiene: el martillo y también el pilote si ambos están sujetos entre sí.
Qué es un descenso descontrolado del pilote
Los pilotes marinos se colocan en un bastidor guía o una pinza de pilotes y se hincan en el lecho marino con un martillo hidráulico. Entre golpes, la fricción a lo largo del fuste y la resistencia en la punta sostienen el pilote. Cuando la punta pasa de una capa más resistente a otra débil, como arena suelta o arcilla blanda bajo una capa más firme, esa resistencia puede quedar por debajo del peso del pilote y el martillo. Entonces, ambos aceleran por su propio peso. Los sondeos y los ensayos de penetración de cono (CPT) permiten localizar esas capas; un análisis del descenso descontrolado compara la resistencia del suelo con ese peso y calcula hasta dónde y a qué velocidad podría descender el pilote.
La carrera del amortiguador no es la distancia que recorre el pilote a través del suelo. Es el desplazamiento entre las propias conexiones del amortiguador mientras se detienen el pilote y el martillo; el modelo de izado relaciona ambas distancias.
Efecto sobre la grúa
Una masa en movimiento m a una velocidad v tiene una energía \tfrac{1}{2} m v^2. El pilote y el martillo del estudio, con una masa conjunta de 1,500 t, a 5.0 m/s, tienen una energía de 18.75 MJ. Si los detiene una conexión con rigidez k que se tensa a esa velocidad, la energía cinética y el trabajo realizado por el peso mientras la conexión se estira se emplean en deformarla; la fuerza máxima es
donde W es el peso de la masa en movimiento. Cuanto más rígida sea la trayectoria de carga, mayor será el pico. El cabrestante de la grúa, su cable y los aparejos son rígidos; por ello, una detención rígida exige a la grúa mucho más que la carga estática (un valor elevado de DAF), y el cable puede destensarse y volver a tensarse bruscamente mientras se amortiguan las oscilaciones de la carga. Un amortiguador introduce un elemento flexible en esa trayectoria: su resorte de gas eleva la fuerza hasta un valor ajustado y la válvula la mantiene cerca de él mientras detiene la carga.
Con y sin POLARIS
En nuestro estudio comparativo con CONSTELLATION CS-2026-005, un pilote de 1,200 t con un martillo de 300 t sujeto a su cabeza se mueve a 5.0 m/s, mientras el cable ya sostiene el peso de ambos. El modelo se ejecuta dos veces con el mismo conjunto de parámetros: una con una conexión rígida y otra con un POLARIS de 2,000 t y 6.0 m de carrera.
| Resultado | Conexión rígida | Con POLARIS |
|---|---|---|
| Carga máxima en el gancho, frente a la SWL de 24.5 MN de la grúa | 37.7 MN (154 %) | 23.6 MN (96 %) |
| DAF en el gancho, sobre la carga estática de 16,553 kN | 2.28 | 1.43 |
| DAF bajo el amortiguador, sobre la carga útil de 14,710 kN | 2.41 | 1.31 |
| Rebotes con destensado completo después de la detención | 2 | 0 |
| Carrera utilizada | sin amortiguador | 4.98 m de 6.0 m (83 %) |
El descenso amortiguado se contrastó con un solucionador independiente. Como el cable ya sostiene el peso, la expresión analítica para este caso es W + v\sqrt{k m}; y sitúa el pico de la conexión rígida entre 34.2 MN, considerando la deformación de la propia grúa, y 44.8 MN, con una grúa rígida. Si las eslingas empezaran destensadas, el pico sería mayor; si el martillo estuviera apoyado libremente sobre el pilote, el cable solo frenaría el martillo. Leer el estudio de detención del descenso del pilote →
Dimensionamiento del amortiguador
Hay que cumplir tres requisitos para el descenso más desfavorable que sea creíble, no solo para el esperado:
- Energía. La energía cinética de la masa en movimiento cuando el cable la recoge: 18.75 MJ en el estudio. El peso sigue tirando mientras el amortiguador recorre su carrera, por lo que solo la fuerza que supera ese peso desacelera la carga.
- Fuerza máxima. La fuerza que pueden soportar la grúa, el cable, los aparejos y el martillo. El ajuste de la válvula queda entre el peso y ese límite: en el estudio, 18.0 MN, entre 14.7 MN y la SWL de 24.5 MN de la grúa.
- Carrera. El recorrido necesario para que la fuerza por encima del peso absorba la energía cinética, con margen al final. Si el amortiguador llega al tope de carrera, deja de proteger la grúa.
En los 4.98 m de carrera utilizados en el estudio, el amortiguador absorbió los 18.75 MJ de energía cinética más unos 73 MJ de trabajo realizado por el peso. Nuestro artículo sobre amortiguación de impactos en grúas ofrece una primera estimación de la carrera a partir de la energía y el pico permitido; con el DAF de 1.43 alcanzado en el estudio, indica 5.85 m, y la unidad de 6.0 m utilizó 4.98 m. Después, un modelo en el dominio del tiempo de la grúa, los aparejos, el amortiguador, el martillo y el pilote confirma el pico.
Planificación del riesgo de descenso descontrolado del pilote
El riesgo de descenso descontrolado del pilote se evalúa al planificar la hinca. Un análisis basado en los datos del suelo determina los escenarios de descenso creíbles, cada uno con una distancia y una velocidad. Las masas del pilote y del martillo permiten calcular su energía, y la tabla de cargas de la grúa establece la fuerza que puede soportar. Estos datos determinan la energía, la fuerza y la carrera necesarias para el amortiguador.
Los aparejos importan tanto como el amortiguador. POLARIS cuelga en línea en el aparejo de la grúa y unas eslingas flexibles unen el extremo de su vástago al martillo. Durante la hinca cuelgan destensadas y el vástago permanece retraído; así, el peso y los golpes del martillo nunca pasan por el amortiguador y toda su carrera queda disponible si el pilote desciende de forma descontrolada.
El peso del propio amortiguador también cuenta para la tabla de cargas de la grúa durante el izado. POLARIS integra un pequeño volumen de gas y válvulas diseñadas mediante CFD en un único cilindro hidráulico, sin acumuladores externos ni válvulas de aguja, por lo que tiene poco peso para su capacidad: de 75 a 4,000 t, con una carrera de 1.0 a 8.0 m.
Fuentes y supuestos
- Nuestro estudio con CONSTELLATION es el CS-2026-005 (revisión A, 4 de agosto de 2026): un pilote de 1,200 t con un martillo de 300 t sujeto a su cabeza a 5.0 m/s, con el cable sosteniendo ya el peso de ambos, una grúa con una SWL de 24,517 kN y un POLARIS de 2,000 t con 6.0 m de carrera y un ajuste de válvula de 18,000 kN. El DAF en el gancho se calcula sobre la carga estática de 16,553 kN en el gancho. Es un estudio de simulación, no un análisis certificado para un proyecto.
- La relación de fuerza máxima se obtiene del balance energético de una masa en caída detenida por un resorte lineal que se tensa a la velocidad del descenso. Las trayectorias de carga reales no son lineales y prevalece el resultado del modelo en el dominio del tiempo.
- Las distancias y velocidades del descenso se obtienen de los datos del suelo de cada emplazamiento; los 5.0 m/s del estudio corresponden a un caso, no a un valor típico.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un descenso descontrolado del pilote?
Es la caída no controlada de un pilote durante la hinca cuando su punta llega a una capa de suelo débil cuya resistencia es inferior al peso del pilote y del martillo. Ambos pueden caer varios metros en uno o dos segundos; entonces, el cable de la grúa debe detener el martillo y también el pilote si están sujetos entre sí.
¿Qué peligro supone un descenso del pilote sin protección?
En nuestro estudio comparativo de un pilote de 1,200 t y un martillo de 300 t a 5.0 m/s, una conexión rígida transmitió 37.7 MN al gancho (DAF 2.28), el 154 % de la SWL de la grúa, y el cable quedó completamente destensado dos veces mientras se amortiguaban las oscilaciones de la carga. El pico en otro caso depende de la masa en movimiento, su velocidad y la rigidez de la trayectoria de carga.
¿Cómo protege un amortiguador ante un descenso descontrolado del pilote?
Cuelga en línea entre el aparejo de la grúa y el martillo. Cuando el pilote desciende y las eslingas se tensan, recorre su carrera: su resorte de gas eleva la fuerza hasta el ajuste de la válvula, que la mantiene cerca de ese valor mientras detiene la carga. En el estudio, POLARIS mantuvo la carga en el gancho en 23.6 MN (DAF 1.43), dentro de la SWL de la grúa.
¿Cómo se dimensiona la protección ante el descenso del pilote?
A partir del descenso más desfavorable que sea creíble. Los sondeos y los CPT alimentan un análisis que determina la distancia y la velocidad del descenso; la masa en movimiento y la velocidad determinan la energía; la tabla de cargas de la grúa establece la fuerza que puede soportar; y la carrera debe permitir que la fuerza por encima del peso absorba esa energía, con margen al final. Nuestro artículo sobre amortiguación de impactos en grúas ofrece una primera estimación de la carrera.
¿Por qué están destensadas las eslingas antes de un descenso del pilote?
Durante la hinca, el martillo se apoya en el pilote y la grúa solo lo sigue. Las eslingas flexibles destensadas impiden que el peso y los golpes del martillo pasen por el amortiguador; así, su vástago permanece retraído y toda su carrera está disponible si el pilote cae.
¿Es pertinente esta protección para la eólica marina?
Sí. Los monopilotes se hincan a través de suelos estratificados, y puede producirse un descenso descontrolado si una capa débil bajo otra más resistente no soporta el peso del pilote y el martillo. El peso del propio amortiguador también cuenta para la tabla de cargas de la grúa, de ahí la ventaja de una unidad ligera.
¿Quiere proteger una grúa ante el descenso descontrolado de un pilote?
Envíenos:
- las masas del pilote y del martillo
- los datos del suelo o los escenarios de descenso, con distancia y velocidad
- la grúa, su tabla de cargas y la disposición de los aparejos
- la carga máxima o el DAF admisible
Le enviaremos una evaluación preliminar con POLARIS y los datos necesarios para verificarla.
Envíe los datos de su izado →