Tabla de carga de grúa
Lea la tabla. Después compruebe la base de la carga.
Localice la celda correcta de la tabla, identifique la hipótesis del factor dinámico y separe la carga suspendida bruta de la carga útil neta.
Lea una celda de la tabla, paso a paso.
EJEMPLO A · Tabla ilustrativa de gancho principal offshore. La intersección marcada corresponde a 20 m de radio y la banda Hs ≤ 2.5 m.
| Radio de izado | Capacidad nominal — mínimo ψ 1.30 | Hs ≤ 2.0 m — ψ ≈ 1.5 | Hs ≤ 2.5 m — ψ ≈ 1.7 | Hs ≤ 3.0 m — ψ ≈ 1.95 |
|---|---|---|---|---|
| 12 m | 10.0 t | 8.7 t | 7.6 t | 6.7 t |
| 16 m | 8.4 t | 7.3 t | 6.4 t | 5.6 t |
| 20 m | 6.9 t | 6.0 t | 5.3 t | 4.6 t |
| 24 m | 5.6 t | 4.9 t | 4.3 t | 3.7 t |
- Localice su fila de radio. Utilice el radio de trabajo en el punto más desfavorable de la trayectoria de izado: el radio aumenta a medida que la pluma se despliega, y la capacidad disminuye con él.
- Elija la columna de estado de mar. Tome la altura de ola significativa prevista Hs para la operación y redondee a la banda siguiente de la tabla: entre columnas, se aplica la más desfavorable.
- Lea la intersección. Esa celda es la carga suspendida admisible bruta para el caso, no la carga neta. Reste el gancho, el guarnido, el aparejo, el separador, el equipo bajo gancho y otra tara suspendida para obtener la carga útil neta admisible.
- Compruebe la base. El salto entre columnas es un factor dinámico ψ fijo incorporado en esta tabla ilustrativa. Si ψ se calcula a partir de la masa suspendida efectiva total, resuelva el factor y esa masa concentrada de forma conjunta, como se muestra a continuación. El artículo sobre el DAF explica de dónde procede el factor, y cómo la compensación lo reduce.
¿Cambia el factor con la masa?
EJEMPLO B · Un caso resuelto independiente: una celda de referencia de tabla de 10 t con un factor mínimo de 1.30. Estas ramas utilizan hipótesis distintas; no se trata de una comparación con/sin compensación.
Aplique la regla de proporción.
El factor se proporciona de forma independiente y no cambia con la masa suspendida.
Resuelva la masa y el factor de forma conjunta.
En la fórmula de velocidad, el factor aumenta a medida que disminuye la masa suspendida efectiva.
Datos de entrada publicados del ejemplo: vr = 1.25 m/s y k = 400 kN/m.
Lea el cálculo acoplado ↗Confirme la tabla aprobada y la base del proyecto antes de aplicar cualquiera de las dos ramas. Estos son los ejemplos resueltos del artículo, no valores certificados de tabla de carga para un proyecto.
La asignación bruta no es la carga neta.
Reste el gancho, el guarnido, el aparejo, el separador, el equipo bajo gancho y otra tara suspendida de la asignación bruta.
¿Qué provoca la carga máxima?
Utilice la guía de equipos existente para distinguir un evento de impacto único de un movimiento repetido por ciclo de olas.
Ecuaciones, hipótesis y orientación de apoyo.
A continuación figura la explicación técnica completa, con sus cifras originales, referencias y cálculos resueltos.
Una tabla de carga de grúa especifica la carga de trabajo segura máxima (SWL) que una grúa puede izar a distintos radios, longitudes de pluma y ángulos. En offshore, la capacidad disponible de la tabla debe verificarse frente a la carga dinámica, porque el gancho, la carga útil, la cubierta y la superficie del mar pueden moverse entre sí.
El factor de carga dinámica (ψ), a menudo tratado junto con el DAF, es el multiplicador que la norma aplicable aplica a la carga suspendida estática total en la referencia de la tabla al verificar frente a esta. Ambos están relacionados, pero no son intercambiables: un DAF es una relación de respuesta medida o calculada para un canal de carga determinado, mientras que ψ sigue el conjunto de reglas propio de la tabla. Un factor de 1.5 significa que la grúa y el aparejo deben soportar un 50% más de carga que la referencia de carga suspendida estática indicada.
De dónde procede la carga adicional
Las mayores reducciones de capacidad suelen proceder de la velocidad relativa y de cambios bruscos de tensión:
- Despegue desde un buque de suministro o gabarra – el gancho de la grúa y la cubierta de carga pueden moverse en direcciones opuestas. Si el gancho sube mientras la cubierta o el contenedor bajan, la eslinga puede pasar de destensada a plenamente cargada casi instantáneamente. Esa carga de impacto puede superar la carga útil estática por un margen amplio.
- Cruces de la zona de salpicadura – la flotabilidad, el arrastre, la masa añadida y la velocidad de las partículas de la ola cambian rápidamente a medida que la carga útil atraviesa la superficie libre. El resultado es una carga en el gancho variable y un factor dinámico mayor.
- Elasticidad de la grúa y el cable – la grúa, el cable, las eslingas y la carga útil se comportan como un sistema masa-resorte, por lo que un movimiento rápido o una mala sincronización pueden amplificar la tensión máxima.
- Despegue, posado y enganches – los eventos breves pueden dominar la carga máxima en el gancho incluso cuando el estado de mar medio parece aceptable.
El factor de carga dinámica recoge estos efectos en un único número aplicado a la tabla de carga de la grúa.
¿Cómo se calcula la velocidad relativa?
Para izados de cubierta, las normas de clasificación suelen estimar la velocidad relativa como:
v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}Donde v_r es la velocidad relativa, v_L es la velocidad de izado de la grúa, v_c es la velocidad vertical de la punta de grúa debida al movimiento del buque, y v_d es la velocidad vertical de la cubierta o la carga útil debida al movimiento de las olas.
Estimamos v_c y v_d a partir de datos de respuesta del buque, movimiento medido, datos metoceánicos o simulación en el dominio del tiempo. Cuando los datos son limitados, pueden emplearse valores conservadores basados en normas.
¿Cómo se calculan el factor dinámico y la carga suspendida admisible bruta?
Para una grúa y un aparejo convencionales, un factor dinámico puede estimarse a partir de la velocidad relativa, la rigidez y la masa total efectiva suspendida concentrada en la referencia de la tabla:
\psi(m) =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}Aquí v_r es la velocidad relativa, g es la aceleración de la gravedad, k es la rigidez efectiva de la grúa y el cable, y m es la masa total efectiva suspendida concentrada en la referencia de la tabla. Muchas verificaciones offshore también aplican un factor mínimo establecido por la norma y la categoría de izado.
Tome el caso resuelto utilizado a continuación: v_r=1.25\,\mathrm{m/s}, k=400\,\mathrm{kN/m}, una celda de tabla de 10 t y un factor mínimo de 1.30. Con una masa total efectiva suspendida concentrada inicial de 10 t:
\psi(10)=1+\frac{1.25}{9.81}\sqrt{\frac{400\,000}{10\,000}}=1.8059Existen dos ramas de cálculo distintas:
- Factor externo, independiente de la masa. Si ψ = 1.8 es un dato fijo de tabla de reglas o de análisis, la regla de proporción da 10(1.30/1.8)=7.2\,\mathrm{t}. La tarjeta comparativa y la Figura 1 siguientes ilustran esta rama de factor fijo.
- Fórmula de velocidad dependiente de la masa. Si ψ procede de la ecuación anterior, aumenta a medida que disminuye la masa total efectiva suspendida. Con m expresada en toneladas, \psi(m)=1+2.54842/\sqrt{m}, y la carga dinámica admisible es 10(1.30)=13\,\mathrm{t}. Por lo tanto:
Redondeado para su comunicación técnica, la carga suspendida admisible bruta acoplada es 6.50 t at ψ ≈ 2.00 — un 35% aproximadamente por debajo de la celda de tabla de 10 t. Esto no es carga neta: reste el gancho, el guarnido, el aparejo, el separador, el equipo bajo gancho y otra tara suspendida. Antes de aplicar la simple regla de proporción, confirme si el factor es independiente de la masa.
Reducir las cargas de impacto mediante absorción de choque, o el movimiento relativo entre el gancho y la carga útil mediante compensación de heave, puede acercar el izado al factor mínimo y reducir la penalización de capacidad.
Comparación de factor fijo (independiente de la masa)
La tarjeta y la curva siguientes muestran la rama independiente de la regla de proporción, donde ψ es un valor externo fijo que no cambia con la carga útil. Son una comparación simplificada, no una tabla de carga POLARIS certificada ni el resultado acoplado ψ(m) anterior.
Regla de proporción independiente de la masa: carga suspendida admisible bruta = capacidad de tabla × 1.30 / ψ fijo. Si un amortiguador de grúa POLARIS mantiene la carga máxima cerca del factor mínimo, la misma celda de tabla puede permanecer mucho más cerca de la capacidad completa.
Cómo reducir la penalización de la tabla de carga
La cuestión práctica no es solo cuál es el factor dinámico, sino qué lo provoca. Distintos casos de carga requieren distintos equipos.
- Cargas de impacto y recogida en cubierta: utilice un amortiguador de grúa POLARIS. El amortiguador añade carrera controlada y amortiguación entre la grúa y la carga útil, de modo que un único desajuste de velocidad (recogida en cubierta, impacto, sobrecarga) se absorbe antes de convertirse en carga máxima en el gancho. Necesita tiempo para rearmarse entre eventos; cuando los ciclos de destensado-impacto se repiten a través de la zona de olas, la compensación de heave es la herramienta adecuada.
- Cruces de la zona de salpicadura e izados subsea: utilice compensación pasiva de heave para reducir el movimiento relativo entre el gancho y la carga útil. RIGEL y CYGNUS cubren los casos pasivos más sencillos; ANTARES se emplea en izados subsea complejos o de varias fases con flotabilidad cambiante.
- Compensación activa de heave en superficie: utilice compensación activa de heave cuando el movimiento residual deba minimizarse. En la práctica, se reserva para el estrecho grupo de casos en los que el rendimiento justifica el coste y la complejidad; para la mayoría de los casos de tabla de carga, un compensador pasivo adaptativo como ANTARES cierra gran parte de la diferencia sin alimentación externa.
- Controles operativos: utilice una velocidad de izado controlada, planifique un despegue suave, evite el recontacto, evite estados de mar resonantes y utilice ventanas meteorológicas adecuadas. El equipo reduce la carga máxima, pero el procedimiento de izado sigue determinando las condiciones de partida.
Para una primera comprobación de producto, utilice la guía de selección de compensadores de heave. Para una revisión completa, envíe el radio de la grúa, el SWL, la velocidad de izado, la carga útil, el estado de mar, el periodo de ola y la secuencia de izado.
Normas y clasificación
Las tablas de carga de grúa para operaciones offshore se rigen por DNV-ST-0378, DNV-RP-N202, API 2C y EN 13852. Los productos de Norwegian Dynamics se diseñan y clasifican según DNV-ST-0378 cuando resulta aplicable.
Tablas de carga de grúa: preguntas frecuentes
¿Qué es una tabla de carga de grúa?
¿Por qué se penalizan las tablas de carga de grúas offshore?
¿Qué factor dinámico se aplica a un izado offshore?
¿Cómo se calcula la carga suspendida admisible a partir de la tabla de carga?
¿Cómo puede reducirse la penalización de la tabla de carga?
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Si la penalización de la tabla de carga está limitando el izado, envíe el caso de grúa y carga. Podemos diferenciar los casos de carga de impacto, transferencia de izado y zona de salpicadura, y sugerir el siguiente paso práctico.
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