Este estudio de caso documenta un proyecto de grúa pórtico de 500 toneladas para astillero, ya finalizado, que fue entregado a una importante instalación de construcción naval en la ribera del río Changjiang (Yangtsé) de Shanghái.
Desde el informe técnico inicial del comprador hasta la entrega final y la puesta en marcha, este artículo cubre el alcance del proyecto, las decisiones técnicas, Certificación CCS el proceso, los desafíos de entrega y los resultados operativos que logró el astillero.
Si está evaluando una adquisición similar, ya sea para una instalación en Shanghái o para cualquier astillero chino, este proyecto le proporciona una referencia práctica de cómo es un proyecto de grúa pórtico bien ejecutado.
Antecedentes del proyecto de la grúa pórtico de astillero de 500 toneladas
El cliente y sus instalaciones
El cliente es una empresa de construcción naval de tamaño mediano ubicada en la zona de la isla de Chongming, en Shanghái, especializada en graneleros, buques tanque y buques de carga general con un tonelaje de entre 15.000 y 50.000 TPM. El astillero ocupa un terreno ribereño de aproximadamente 35 hectáreas con dos muelles de construcción y un dique seco.
Su infraestructura de grúas existente estaba obsoleta —un par de grúas pórtico antiguas, cada una con una capacidad de 200 toneladas— y se había convertido en el cuello de botella de la producción. Las secciones de bloques, que debían pesar entre 400 y 500 toneladas para ajustarse a su programa de producción, tenían que subdividirse en secciones más pequeñas, lo que aumentaba el número de juntas de atraque que debían soldarse y ralentizaba el ciclo de producción. Una sola grúa de alta capacidad era la inversión estratégica necesaria para impulsar la siguiente etapa del desarrollo del astillero.
El astillero contaba con un programa de producción activo y buques en construcción. La instalación debía minimizar las interrupciones en la producción en curso, una limitación de plazos que influyó en cada aspecto de la planificación del proyecto.
¿Por qué 500 toneladas era la capacidad adecuada?
La decisión de especificar una capacidad de elevación principal de 500 toneladas se debió a la sección de bloque más pesada planificada para el astillero: una sección de tanque de doble fondo para un granelero de 35.000 TPM, con un peso objetivo del bloque de 420 toneladas, incluyendo la estructura de acero de instalación temporal y las vigas de elevación.
La justificación de la selección fue la siguiente: el peso máximo previsto del bloque (420 T) multiplicado por un factor de seguridad de 1,15 para la incertidumbre en el pesaje y la flexibilidad de planificación futura, más un margen de 30 T para vigas de elevación y aparejos, dio como resultado un peso total levantado de 513 T. La capacidad de carga segura (SWL) de 500 T con una capacidad de sobrecarga verificada de 110% (550 T) en la prueba de aceptación en fábrica proporcionó la cobertura requerida.
Este método de cálculo —que parte de la elevación más pesada prevista, en lugar de seleccionar un número redondo— es la metodología correcta para cualquier decisión sobre la capacidad de las grúas pórtico de un astillero.
Especificaciones técnicas de la grúa pórtico para astilleros de 500 toneladas
Parámetros principales de la grúa
| Parámetro | Valor especificado |
|---|---|
| Capacidad del polipasto principal | 500T |
| Capacidad del polipasto auxiliar | 100T |
| Tramo (de eje ferroviario a eje ferroviario) | 126 metros |
| Voladizo — Muelle | 18 metros |
| Voladizo — Lado interior | 12 metros |
| Ancho total de trabajo | 156 metros |
| Altura de elevación del gancho principal | 62 metros por encima del nivel de la vía férrea. |
| Altura de elevación del gancho auxiliar | 68 metros por encima del nivel de la vía férrea. |
| Velocidad del polipasto principal (carga completa) | 1,2 m/min |
| Velocidad del polipasto principal (sin carga) | 8 m/min |
| Velocidad del polipasto auxiliar (carga completa) | 4 m/min |
| Velocidad de desplazamiento del carrito | 25 m/min |
| Velocidad de desplazamiento del pórtico | 18 m/min |
| Clase de servicio laboral | A6 (ISO 4301) |
| Peso total de la grúa (aprox.) | 2400 toneladas |
| Tipo de riel | Riel para grúa pesada QU120 |
| Fuente de alimentación | Suministro de patio de 10 kV, transformador del lado de la grúa a 6 kV. |
La viga principal utiliza una estructura de sección cajón, fabricada con chapa estructural Q345B con soldaduras de penetración total en todas las uniones principales. La sección transversal de la viga cajón mide 4,2 m de altura × 2,8 m de ancho, lo que proporciona la rigidez a la flexión necesaria para el tramo de 126 m, manteniendo la estructura dentro de los parámetros de diseño de la cimentación del ferrocarril.
La grúa pórtico del astillero, con capacidad para 500 toneladas, utiliza una pata rígida en el carril del muelle y una pata flexible (articulada) en el carril interior. La pata flexible emplea una conexión articulada en la unión entre la viga y la pata, lo que permite una rotación de ±35 mm para compensar la dilatación térmica diferencial entre las dos vías a lo largo de los 126 m de longitud. Esta característica de diseño evita que la tensión térmica acumulada provoque fatiga en las conexiones estructurales principales.
Sistema antivibración y de posicionamiento
A una altura del gancho principal de 62 metros y una velocidad de desplazamiento del carro de 25 m/min, el balanceo pendular incontrolado en el gancho puede alcanzar los 2-3 metros en el recorrido máximo, lo que genera un error de posicionamiento inaceptable al bajar una sección de bloque de 420 T sobre los bastidores de atraque del edificio. El sistema de control incluye:
- Sistema electrónico antivibración mediante perfilado del movimiento de accionamiento en el eje del carro.
- Sensor de distancia láser en el bloque del gancho que proporciona información de posición en tiempo real a la pantalla de la cabina.
- Modo de aproximación lenta: el carro y el pórtico reducen automáticamente su velocidad a paso de tortuga (3 m/min) cuando el gancho se aproxima a menos de 5 m de la coordenada de aterrizaje programada.
- Oscilación residual en la posición de aterrizaje: menos de 150 mm a velocidad de funcionamiento estándar.
Este sistema permite que un equipo de dos operarios (operador de grúa + señalero) deposite una sección de bloque de 400 toneladas con una precisión de 50 mm respecto al objetivo en condiciones estándar, cumpliendo así con los objetivos de precisión de producción que exige la planificación del ensamblaje de bloques del astillero.
Sistema de protección contra la corrosión
La ubicación en el muelle de Changjiang presenta un entorno corrosivo complejo: alta humedad durante todo el año, aire salino proveniente del estuario y variación de las mareas en la zona del muelle. El sistema de recubrimiento especificado para este proyecto supera nuestras especificaciones estándar de astillero.
| Capa | Material | DFT |
|---|---|---|
| Preparación de la superficie | Explosión Sa 2.5 (ISO 8501-1) | — |
| Cebador | Epoxi rico en zinc (zinc 65%) | 75 micras |
| Capa media | Epoxi de alto espesor | 150 micras |
| Sobretodo | poliuretano alifático | 80 micras |
| Abrigo a rayas | Aplicable a todas las soldaduras, bordes y cabezas de pernos. | Capa adicional |
| DFT total | 305 micras mínimo |
Todos los elementos de fijación expuestos al exterior utilizan pernos galvanizados en caliente y arandelas de acero inoxidable. Los armarios eléctricos tienen una clasificación IP65 en toda su extensión.
Proceso de certificación CCS
¿Por qué se requería CCS?
La certificación CCS (Sociedad de Clasificación de China) es el estándar para los equipos de elevación en los astilleros chinos clasificados. Las instalaciones del comprador poseen una licencia de construcción naval clasificada por CCS, y los requisitos de seguro y gestión de calidad de sus principales clientes —las navieras estatales chinas— especifican grúas con certificación CCS para sus astilleros designados.
La certificación de grúas CCS abarca la revisión del diseño estructural, la trazabilidad de los materiales, la cualificación de los procedimientos de soldadura, las auditorías de calidad de fabricación y las pruebas de carga supervisadas. El inspector de CCS está presente en las etapas clave de la fabricación y en las pruebas de aceptación en fábrica.
¿Por qué se requería CCS?
La certificación CCS (Sociedad de Clasificación de China) es el estándar para los equipos de elevación en los astilleros chinos clasificados. Las instalaciones del comprador poseen una licencia de construcción naval clasificada por CCS, y los requisitos de seguro y gestión de calidad de sus principales clientes —las navieras estatales chinas— especifican grúas con certificación CCS para sus astilleros designados.
La certificación de grúas CCS abarca la revisión del diseño estructural, la trazabilidad de los materiales, la cualificación de los procedimientos de soldadura, las auditorías de calidad de fabricación y las pruebas de carga supervisadas. El inspector de CCS está presente en las etapas clave de la fabricación y en las pruebas de aceptación en fábrica.
Entrega e instalación
Envío desde la fábrica a Shanghái
La grúa se fabricó en nuestra planta de producción en la provincia de Liaoning y se envió a Shanghái por vía marítima y fluvial (transporte en dos etapas). La viga principal se fabricó en tres secciones para su transporte: la sección central (58 m de longitud, 480 T) y dos secciones de los extremos, incluyendo los voladizos (cada una de aproximadamente 49 m de longitud, 320 T). Las patas, el carro y el tren de rodaje se enviaron como unidades separadas.
Envío total: 4 secciones estructurales principales + 2 conjuntos de carros + tren de rodaje y paquetes eléctricos: 8 cargas de buques en un plazo de entrega de 3 semanas.
El transporte por carretera desde el punto de desembarque fluvial hasta el astillero fue la fase logísticamente más compleja. La sección central de la viga requirió un transportador modular de 96 ruedas y una coordinación previa con la autoridad portuaria de Shanghái y la administración municipal de tráfico para la ruta de acceso al astillero, que abarcaba 8 km. Esta coordinación comenzó seis semanas antes de la fecha de entrega prevista.
Secuencia de montaje del sitio
La instalación en el sitio se planificó para minimizar las interrupciones en el programa de producción activa del astillero. La secuencia de instalación fue la siguiente:
- Instalación de rieles (Antes de la llegada de la grúa): Se instaló un nuevo riel QU120 sobre los cimientos prefabricados. Se realizó un levantamiento topográfico y se verificó la alineación del riel antes de la entrega de la grúa.
- erección de la pierna: Ambas patas de la grúa montadas y apuntaladas temporalmente — 12 días.
- Elevación de la sección de la viga central (utilizando las grúas de 200 toneladas existentes en el astillero en tándem): la sección central se elevó a su posición y se atornilló a las conexiones superiores de las patas; 4 días, incluyendo la alineación.
- Instalación de sección en voladizo: dos secciones de extremo en voladizo atornilladas a la viga central — 3 días cada una.
- Ensamblaje del carro: Carro de elevación principal ensamblado sobre los rieles de la viga en su lugar — 8 días.
- Instalación eléctrica: riel conductor, bandeja portacables, paneles de control y cabina — 15 días.
- Puesta en marcha: pruebas sin carga, pruebas con carga y capacitación del operador — 12 días.
Tiempo total de montaje en obra: 58 días. El muelle n.° 1 del astillero no se vio afectado durante el montaje. El muelle n.° 2 estuvo fuera de servicio durante 22 días mientras se realizaba el izado de la viga central, la única operación que requirió despejar la zona del muelle.
Puesta en marcha y entrega
Formación de operadores
Tres de los operadores de grúas del astillero recibieron capacitación durante 8 días al finalizar la puesta en marcha. La capacitación abarcó:
- Procedimiento completo de operación de la grúa, incluido el uso del sistema antivibración.
- Lista de verificación de inspección previa al turno
- Procedimientos de emergencia: fallo de alimentación, parada de emergencia, descenso manual de la carga.
- Uso del modo de aproximación lenta y la posición de aterrizaje programable
- Controles de mantenimiento diarios
Los tres operadores completaron el programa de capacitación y fueron evaluados como competentes para operar sin supervisión antes de la entrega. Se proporcionó un manual del operador en chino simplificado junto con la documentación de la grúa.
¿Por qué elegir HT Crane para su proyecto de grúa pórtico en astillero?
Henan Haitai Heavy Industry Co., Ltd. es una empresa certificada a nivel nacional. Fabricante de equipos especiales de clase A Especializados en grúas pórtico y de andén para astilleros en China, con una trayectoria de proyectos de exportación en el sudeste asiático, Asia Central, Oriente Medio, África y Europa.
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