Equipos de elevación y transporte por cable

Por equipos de elevación y transporte por cable se entienden aquellos medios de transporte de personas o de material, o de elevación de cargas, cuyo funcionamiento se basa en la tracción o la suspensión mediante uno o varios cables, asociados a una cabina, barquilla, vagoneta o carretón. Esta disposición permite establecer conexiones rápidas entre dos puntos que resultarían difíciles de comunicar mediante otros sistemas, o bien izar y desplazar cargas dentro de una misma zona de trabajo. Dentro de esta familia, la distinción fundamental radica en la disposición del vehículo, en la configuración del trazado y en la función que desempeña el sistema. Cuando el sistema es aéreo y transporta entre dos puntos se denomina teleférico; cuando el vehículo circula sobre una vía o guía en pendiente, se trata de un funicular; cuando la carga o los viajeros se transportan en una barquilla o vagoneta suspendida de un carro que se desplaza sobre una estructura fija para salvar un obstáculo, se habla de puente transbordador o puente colgante transbordador; y cuando el cable no sirve para trasladar entre dos puntos extremos, sino para izar y desplazar lateralmente cargas dentro de un vano de trabajo, de forma análoga a una grúa, se habla de blondín o cable-grúa.

El funicular es, por tanto, un ferrocarril de fuerte pendiente en el que los vehículos se desplazan sobre raíles y son arrastrados por un cable. En numerosos casos, dos vehículos actúan de forma coordinada, de modo que el descenso de uno contribuye al ascenso del otro mediante un contrapeso parcial o total. Esta solución resulta particularmente adecuada para pendientes pronunciadas, recorridos relativamente cortos y situaciones en las que se requiere un guiado firme sobre una plataforma estable.

Ascensor El Peral, tipo funicular, año 1902, Valparaíso (Chile). https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ascensor_El_Peral,_tipo_funicular,_a%C3%B1o_1902,_Valpara%C3%ADso,_Chile.jpg

El teleférico, en cambio, es un sistema de transporte aéreo. Sus cabinas permanecen suspendidas del cable y se desplazan sin apoyo continuo sobre el terreno, lo que les permite franquear grandes desniveles, barrancos, valles o áreas de difícil acceso. Su aplicación es especialmente frecuente en estaciones de montaña o de esquí, así como en emplazamientos donde la ejecución de una infraestructura continua sobre el terreno resultaría costosa, compleja o poco viable.

Teleférico de Benalmádena (Málaga). Por Werner Wilmes – https://www.flickr.com/photos/wewi-creative/52344570581/, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=123382364

El puente transbordador representa una tipología singular dentro del transporte por cable. Su barquilla, destinada al transporte de viajeros, vehículos o mercancías, queda suspendida de un carro que se desplaza a lo largo de una estructura superior fija, generalmente una cercha o armadura, lo que permite el cruce de rías, canales o cursos de agua sin necesidad de un tablero continuo a cota de paso. Se trata, por tanto, de recorridos cortos y esencialmente transversales, en los que la infraestructura superior asume la función resistente principal y el sistema de cable permite el traslado puntual entre ambas márgenes.

Puente de Vizcaya (1893), el primer puente transbordador del mundo, todavía está en uso. Por Javier Mediavilla Ezquibela, Wikipedia.

El blondín, por su parte, también denominado cable-grúa, grúa funicular o andarivel, no se emplea para trasladar cargas entre dos puntos fijos, sino para izar, desplazar lateralmente y depositar cargas dentro de la zona de trabajo de una obra, de forma conceptualmente análoga a un puente grúa en el que la viga rígida se sustituye por un cable portante. Su carretón se desliza sobre dicho cable, tendido entre dos mástiles o torres, mientras un cable tractor lo desplaza horizontalmente y un cable elevador gobierna la carga en sentido vertical. Esta solución resulta especialmente adecuada para la construcción de grandes presas, puentes de gran luz y obras situadas en valles profundos, donde es necesario manipular con precisión cargas pesadas sin recurrir a una infraestructura de transporte continua.

Blondín. Presa Ibiur, Baliarrain, España. http://www.ulmaconstruction.es

Esta diferencia constructiva también explica sus ámbitos de aplicación. El transporte de personas se emplea habitualmente en estaciones de montaña, áreas turísticas y en accesos a lugares aislados; el transporte de material se utiliza con frecuencia en minería, obras públicas e industria pesada, donde resulta necesario desplazar cargas entre puntos separados por obstáculos topográficos. Del mismo modo, los puentes transbordadores se desarrollaron históricamente para resolver cruces sobre rías o canales cuando la construcción de un puente convencional a nivel resultaba inviable, interfería con la navegación o exigía soluciones estructurales más complejas. Los equipos de elevación, como el blondín, se reservan, en cambio, para obras de ingeniería civil de gran volumen —presas, puentes de gran luz, astilleros—, en las que lo determinante no es trasladar cargas entre dos puntos, sino manipular con precisión cargas pesadas dentro de un mismo emplazamiento.

Desde el punto de vista técnico, el funicular, el teleférico, el puente transbordador y el blondín no deben confundirse, aunque los cuatro pertenecen al ámbito de los equipos de elevación y de transporte por cable. El funicular funciona como un sistema guiado sobre vía, con vehículos que apoyan en tierra y son traccionados por un cable. El teleférico opera como un sistema suspendido, con cabinas que cuelgan del cable y recorren el trayecto en el aire. El puente transbordador, por su parte, combina la suspensión de la barquilla respecto de una estructura superior fija con un desplazamiento lateral controlado mediante un cable. El blondín, por último, no transporta cargas entre dos puntos fijos, sino que eleva y posiciona cargas dentro de un vano de trabajo, de forma análoga a una grúa. Esa diferencia básica condiciona la obra civil, la explotación, la seguridad y la adaptación al terreno y obliga a considerar cada tipología conforme a sus propias exigencias técnicas y funcionales.

En esta tabla se resumen las diferencias fundamentales entre estos equipos.

Equipo Disposición del vehículo Configuración del trazado Función principal Modo de funcionamiento Aplicaciones habituales
Funicular Vehículos apoyados sobre raíles y traccionados por un cable. Vía o guía en fuerte pendiente. Transporte de personas o de material entre dos puntos. Los vehículos circulan sobre raíles; con frecuencia dos vehículos trabajan coordinadamente, de modo que el descenso de uno contribuye al ascenso del otro mediante un contrapeso parcial o total. Pendientes pronunciadas, recorridos cortos y situaciones que requieren un guiado firme sobre una plataforma estable.
Teleférico Cabinas suspendidas del cable, sin apoyo continuo sobre el terreno. Trazado aéreo entre dos puntos. Transporte de personas o material. Las cabinas permanecen suspendidas y se desplazan por el aire, lo que permite salvar grandes desniveles y obstáculos. Estaciones de montaña o de esquí, áreas turísticas, accesos a lugares aislados y emplazamientos donde una infraestructura continua sobre el terreno resulta costosa o inviable.
Puente transbordador (o puente colgante transbordador) Barquilla suspendida de un carro que se desplaza sobre una estructura superior fija. Recorrido corto y transversal para salvar un obstáculo (rías, canales o cursos de agua). Transporte de viajeros, vehículos o mercancías entre dos márgenes. El carro se desplaza sobre una estructura superior fija (generalmente una cercha o armadura) y el cable permite el traslado puntual de la barquilla. Cruces sobre rías, canales o cursos de agua cuando un puente convencional resulta inviable, interfiere con la navegación o exige soluciones estructurales más complejas.
Blondín (cable-grúa, grúa funicular o andarivel) Carretón que se desliza sobre un cable portante, con cable tractor y cable elevador para mover la carga. Vano de trabajo entre dos mástiles o torres; no constituye un recorrido entre dos puntos extremos. Izado, desplazamiento lateral y posicionamiento de cargas en una zona de trabajo. El carretón se desplaza horizontalmente sobre el cable portante mediante un cable tractor, mientras que un cable elevador gobierna el movimiento vertical de la carga. Construcción de grandes presas, puentes de gran luz, obras en valles profundos, astilleros y otras grandes obras de ingeniería civil en las que se requiere manipular con precisión cargas pesadas.

Referencia:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

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Ecuación de un cable suspendido sometido a su propio peso: La catenaria

En el ámbito de la construcción, los cables constituyen un elemento de gran importancia. Baste recordar su uso en grúas, blondines, venteado de estructuras, etc. Los cables se consideran, en la práctica, como sólidos prismáticos cuya rigidez a flexión, torsión y cortadura es despreciable. Tampoco trabajan a compresión, por lo que son elementos que solo resisten esfuerzos de tracción.

Cuando un cable se encuentra suspendido entre dos puntos y solo está sometido a su propio peso, adopta una curva llamada catenaria. No obstante, la forma de la curva adoptada dependerá del tipo de cargas que actúen sobre el cable.

Os paso a continuación la demostración de la ecuación de la catenaria. Este tema era un clásico de la asignatura Procedimientos Generales de Construcción y Organización de Obras, aunque en muchos planes de estudios actuales se aborda en asignaturas relacionadas con el cálculo de estructuras.

Pincha aquí para descargar

Referencias:

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

¿Qué es un cable-grúa o blondín?

Vía @HercRentalsInc

También denominado cable-grúa, grúa funicular o andarivel, es una instalación similar a los puentes-grúa, en la que la viga-puente se reemplaza por un cable portante sobre el que se desliza el carretón del que se suspende la carga. Tanto el accionamiento del carretón como los movimientos de izado o de descenso se realizan mediante cables accionados desde el suelo. Su aplicación es habitual en la construcción de presas, puentes, astilleros, etc. El nombre de «blondin» proviene del funámbulo y acróbata francés Jean François Gravelet-Blondin (1824-1897).BLONDIN

Esquema de funcionamiento del blondín
Esquema de funcionamiento del blondín

Se distinguen los siguientes cables en el blondín:

  • Cable vía o cable carril: cable atirantado sobre el que se desplaza el carretón o bicicleta. Está fijo a dos mástiles o torres, actuando a modo de dintel de pórtico.
  • Cable tractor o de vaivén: desplaza al carretón.
  • Cable elevador: sirve para izar la carga y fijar la posición vertical del gancho.
Sistema de cables del blondín
Sistema de cables del blondín

Los tipos de blondines más habituales, en función de los grados de libertad de los soportes, son los siguientes:

  • Fijos: si los mástiles son completamente inmóviles.
  • Basculantes: cuando un mástil es fijo y el otro es abatible alrededor de la base.
  • Radiales: con un mástil fijo y el otro desplazable sobre carriles.
  • Paralelos: si ambos mástiles pueden deslizarse paralelamente entre sí sobre carriles.
Blondín de cable fijo
Blondín de cable fijo
Blondín de cable basculante
Blondín de cable basculante
Blondín de cable radial
Blondín de cable radial

Los blondines han permitido alcanzar luces de hasta 1000 m y una capacidad de carga de hasta 50 t. Sin embargo, las características habituales de estas instalaciones se recogen en la tabla. Sin embargo, estos equipos requieren una instalación compleja y, por tanto, resultan difícilmente amortizables si la obra no es de gran volumen.

Tabla.- Características normales de los blondines

Luz entre torres 300 – 1,000 m
Capacidad de carga 10 – 25 t
Altura de las torres 10 – 30 m
Velocidad de traslación del carretón 2 – 8 m/s
Velocidad de elevación del gancho 0.3 – 1.5 m/s
Velocidad de traslación de las torres 0.1 – 0.3 m/s

 

Os dejo un vídeo de un blondín utilizado en la construcción de la presa de Ibiur.

En este otro vídeo podéis ver cómo se vacía hormigón con un blondín.

Referencia:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

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