Grúa

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Para otros usos de este término véase Grúa (desambiguación).

Imagen:Grua maquina.svg Imagen:Turmdrehkran-liebherr.jpg

Una grúa es una máquina de elevación de movimiento discontinuo destinado a elevar y distribuir cargas en el espacio suspendidas de un gancho. Cuenta con poleas acanaladas que por medio de contrapesos pueden mover objetos vertical y horizontalmente. Utilizan maquinas simples (que requieren el impulso de una sola fuerza para trabajar) para crear ventaja mecánica para así lograr mover cargas que están mas allá de la capacidad humana.

Las primeras grúas fueron inventadas por los antiguos Griegos, accionadas por hombres o animales de carga, como burros. Estas grúas eran utilizadas para la construcción de edificios altos. Grúas más grandes fueron desarrolladas más adelante, empleando el uso de poleas, permitiendo la elevación de pesos más pesados. En la alta edad media, las grúas en los puertos, fueron introducidas para cargar y para descargar la mercancía los barcos y sirvieron como ayuda en su construcción - algunas fueron construidas en torres de piedra para dar fuerza y la estabilidad adicional. Las primeras grúas se construyeron de madera, pero con la llegada de la revolución industrial, el hierro fundido y el acero asumieron el control.

Por muchos siglos la energía fue suministrada por el esfuerzo físico de hombres y animales, aunque en molinos de agua y de viento se manejaba por energía natural concentrada. La primera energía mecánica fue proporcionada por motores de vapor, la primera grúa de vapor fue introducida en el siglo XVIII al XIX. Las grúas modernas utilizan generalmente los motores de combustión interna o los sistemas de motor eléctrico e hidráulicos para proporcionar una capacidad de elevación mucho mayor que previamente era imposible, aunque las grúas manuales todavía se utilizan donde es poco rentable disponer de energía.

Las grúas existen en una enorme variedad de formas - cada una adaptada a un uso específico. Los tamaños se extienden desde las más pequeñas grúas de horca, usadas en el interior de los talleres, a las grúas de torre, usadas para construir edificios altos, hasta las grúas flotantes, usadas para construir aparejos de aceite y para rescatar barcos encallados.

En este artículo también se mencionan máquinas que no caben en la definición entendida de una grúa, pero se conocen generalmente como grúas, tales como grúas de apilador y cargador.

[editar] Historia

La grúa es la "evolución" del puntal de carga que, desde la antigüedad, se ha venido utilizando para realizar diversas tareas. Sus fundamentos fueron propuestos por Blaise Pascal, sin embargo, luego fue patentada por Daniel Gruaz. Sin embargo, existen documentos antiguos en donde se evidencia el uso de maquinarias semejantes a grúas por los Sumerios y Caldeos, transmitido luego los Egipcios.

[editar] Grúas de la Grecia antigua

La grúa fue inventada para levantar cargas pesadas por los Griegos antiguos en el VI D.C. El expediente arqueológico demuestra que no mucho después los cortes distintivos c.515 de pinzas de hierro en las palancas de elevación comenzaron a aparecer en los bloques de piedra de los templos griegos. Estos agujeros señalan el uso de un dispositivo de elevación, y puesto que se encontraron sobre el centro de gravedad del bloque, o en pares equidistante de un punto sobre el centro de gravedad, los arqueólogos, lo ven, como la evidencia positiva requerida para abalar la existencia de la grúa.

La introducción del alzamiento de torno y de la polea pronto conduce a un reemplazo extenso de rampas como los medios principales del movimiento vertical. Por los siguientes doscientos años, los edificios griegos contemplan un pequeño de los pesos manejados, pues la nueva técnica de elevación necesito el uso de varias piedras más pequeñas por ser mas practico que pocas más grandes. En contraste con el período arcaico y su tendencia a los tamaños de bloque cada vez mayores, los templos griegos de la edad clásica como el Parthenon ofrecieron invariable cantidad de bloques de piedra que podían ser usados para cargar no menos de 15-20 toneladas. También, la práctica de erigir grandes columnas monolíticas fue abandonada prácticamente para luego usar varios ruedas que conforman la columna.

Aunque las circunstancias exactas de la cambio de la rampa a la tecnología de la grúa siguen siendo confusas, se ha discutido que las condiciones sociales y políticas volátiles de Grecia hacían más convenientes al empleo de los equipos pequeños para los profesionales de la construcción que de los instrumentos grandes para el trabajo de inexpertos, haciendo la grúa preferible a los polis griegos que la rampa que requería mucho trabajo, esta había sido la norma en las sociedades autocráticas de Egipto y Assyria.

La primera evidencia literaria inequívoca para abalar la existencia del sistema compuesto de poleas aparece en los ejercicios mecánicos (Mech. 18, 853a32-853b13) atribuido a Aristoteles (384-322 D.C.), pero quizás elaborado en una fecha poco posterior. Alrededor del mismo siglo, los tamaños de bloque en los templos griegos comenzaron a parecerse a sus precursores arcaicos otra vez, indicando que se debe haber encontrado la forma de usar polea compuesta más sofisticada en las obras griegas mas avanzadas para entonces.

[editar] Grúas de la antigua Roma

Imagen:Roemerkran.jpg El apogeo de la grúa en épocas antiguas llego antes del imperio romano, cuando se incremento el trabajo de construcción en edificios que alcanzaron dimensiones enormes. El Romanos adoptaron la grúa griega y la desarrollaron.

La grúa romana más simple, el Trispastos, consistió en una horca de solo una viga, un torno, una cuerda, y un bloque que contenía tres poleas. Teniendo así una ventaja mecánica de 3:1, se ha calculado que un solo hombre que trabajaba con el torno podría levantar 150 kilogramos (3 poleas x 50 kilogramos = 150), si se asume que 50 kilogramos representan el esfuerzo máximo que un hombre puede ejercer sobre un período más largo. Tipos más pesados de grúa ofrecieron cinco poleas (Pentaspastos) o, en el caso más grande, un sistema de tres por cinco poleas (Polyspastos) con dos, tres o cuatro mástiles, dependiendo de la carga máxima. El Polyspastos, cuando era trabajado por cuatro hombres en ambos lados del torno, podría levantar hasta 3000 kilogramos (3 cuerdas x 5 poleas x 4 hombres x 50 kilogramos = 3000 kilogramos). En caso de que el torno fuera substituido por un acoplamiento, la carga máxima incluso dobló a 6000 kilogramos con solamente la mitad del equipo, puesto que el acoplamiento posee una ventaja mecánica mucho más grande debido a su diámetro más grande. Esto significó que, con respecto a la construcción de las pirámides egipcias, donde eran necesarios cerca de 50 hombres para mover un bloque de piedra de 2.5 toneladas por encima de la rampa (50 kilogramos por persona), la capacidad de elevación del Polyspastos romano demostró ser 60 veces más alta (3000 kilogramos por persona).

Sin embargo, los edificios romanos ofrecen numerosos bloques de piedra mucho más pesados que ésos, dirigidos por el Polyspastos indican que la capacidad de elevación total de los Romanos iba mucho más allá que la de cualquier grúa sola. En el templo de Júpiter en Baalbek, los bloques pesan hasta 60 toneladas cada uno, y las cornisas de la esquina bloquean incluso sobre 100 toneladas, todas levantadas a una altura de 19 m sobre la tierra. En Roma, el bloque capital de la columna de Trajan pesa 53.3 toneladas que tuvieron que ser levantadas a una altura de 34 m.

Se asume que los ingenieros romanos lograron la elevación de estos pesos extraordinarios por dos medidas: Primero, según lo sugerido por Heron, una torre de elevación fue instalada, cuatro mástiles fueron arreglados en la forma de un cuadrilátero con los lados paralelos, no muy diferente a una torre, pero con la columna en el medio de la estructura. En segundo lugar, una multiplicidad de cabrestantes fue colocada en la tierra alrededor de la torre, para, aunque tiene un cociente de una palancada más baja que los acoplamientos, el cabrestantes se podría instalar en números y funcionamiento más altos por más hombres (y por los animales). Este uso de cabrestantes múltiples también fue descrito por Ammianus Marcellinus (17.4.15) con respecto a la elevación del obelisco de Lateranense en el circo Maximus (ANUNCIO ca. 357). La capacidad de elevación máxima de un solo cabrestante se puede establecer por el número de agujeros del hierro en el monolito. En el caso de los bloques del architrave de Baalbek, que pesan entre 55 y 60 toneladas, ocho agujeros sugieren un peso de 7.5 toneladas por el hierro de las empacaduras, que está por el cabrestante. La elevación de tales pesos pesados en un acción concertada requirió una gran cantidad de coordinación entre los grupos de trabajo que aplicaban la fuerza a los cabrestantes.

[editar] Grúas medievales

Imagen:Old crane.jpg

La grúa de acoplamientos fue reintroducida en una escala grande después de que la tecnología hubiera caído en desuso en Europa occidental con el fallecimiento del imperio romano occidental. La referencia más cercana a un acoplamiento reaparece en la literatura archivada en Francia cerca del 1225, seguido por una pintura iluminada en un manuscrito probablemente también de origen francés con fecha de 1240. En la navegación, las aplicaciones más cercanas de las grúas de puerto se documentan para Utrecht en 1244, Amberes en 1263, Brujas en 1288 y Hamburgo en 1291, mientras que en Inglaterra el acoplamiento no se registra antes de 1331.

Generalmente, el transporte vertical era más seguro y más barato hecho por las grúas que por otros métodos comunes para la época. Las áreas de puertos, minas, y, particularmente, los edificio en donde la grúa de acoplamientos desempeñó un papel importante en la construcción de las catedrales góticas altas. Sin embargo, las fuentes archivadas e ilustradas del tiempo sugieren que las máquinas fueron nuevamente introducidas como acoplamientos o carretillas, de manera que no substituyeran totalmente los métodos más dependientes de trabajo como escalas, artesas y parihuelas. Algo que es importante mencionar es que la maquinaria vieja y nueva continuó coexistiendo en los emplazamientos de las obras medievales y en los puertos.

[editar] Aplicaciones y tipos de grúas

Son muy comunes en obras de construcción, puertos, instalaciones industriales y otros lugares donde es necesario trasladar cargas. Existe una gran variedad de grúas, diseñadas conforme a la acción que vayan a desarrollar:

Plumines, habitualmente situados en la zona de carga de los camiones.
Autogrúas, de gran tamaño y situadas convenientemente sobre vehículos especiales.
Grúas pórtico o grúas puente, empleadas en la construcción naval y en los pabellones industriales.
Transtainers o grúas Luffing, grúas móviles empleadas en el transporte y estiba de contenedores.
Grúas torres, destinadas principalmente a la construcción de edificios.
Grúas autodesplegables, pequeñas grúas de construcción de fácil transporte y de montaje más o menos automático.

[editar] Observaciones

Los operarios de grúas están muy bien remunerados debido a la gran responsabilidad que descansa sobre sus manos, no sólo por el peligro que entraña elevar pesadas cargas sobre personas y bienes, sino por el elevado coste de las máquinas y cargas con las que trabajan.

Uno de los principales problemas de una grúa, además de levantar la gran cantidad de peso, reside en mantener el equilibrio. En numerosas ocasiones el único soporte de la grúa reside en su base, con la que, a través de diversos artilugios, se desplaza el centro de gravedad de la máquina y el peso que sostiene. una grua puede ser hidraulica lo cual facilita su uso y es muy practica.