Grúas portacontenedores de ménsula abatible: grúas STS

Grúa portacontenedores, en el Puerto de Cádiz, España. Imagen: V. Yepes

Las grúas portacontenedores de ménsula abatible son aparatos de grandes dimensiones instalados en zonas portuarias y diseñados específicamente para cargar y descargar buques portacontenedores. En la terminología del sector también se conocen como grúas pórtico de muelle o grúas STS, siglas de Ship-to-Shore. Pueden presentar la forma de un simple pórtico o incorporar una ménsula abatible en el lado del agua. Esta ménsula se eleva cuando la grúa no está en servicio para liberar el gálibo del buque. Desde el punto de vista estructural, suelen incorporar un pórtico o una celosía con carro de translación. Sus mecanismos de elevación están preparados para soportar ciclos de trabajo intensivos. Su altura puede alcanzar varias decenas de metros, en función del buque y de la terminal a los que presta servicio.

Su funcionamiento sigue un ciclo de precisión que se repite con cada contenedor. Para posicionarse, la grúa se desplaza sobre los rieles del muelle mediante su carro de translación. Así se alinea con la bahía del buque en la que debe trabajar. A continuación, desciende desde la grúa un cabezal especial llamado spreader. Este cabezal se engancha automáticamente a las esquinas del contenedor, ya sea de 20 o de 40 pies. Una vez sujeto el contenedor, la grúa lo iza desde la bodega del buque. Después, lo traslada horizontalmente a lo largo de la ménsula, por encima del muelle. Finalmente, baja el contenedor con cuidado y lo deposita sobre un vehículo de transporte interno, como una straddle carrier o un camión chasis. Todo este ciclo lo realiza un operador especializado desde una cabina situada a gran altura. Desde allí dispone de una vista panorámica de toda la operación.

El dimensionamiento de cada grúa depende del rango de buques que debe atender. También depende del alcance requerido, conocido como outreach, y de la altura de paso necesaria sobre la cubierta del buque. Por ello, el proyecto de cada grúa STS es siempre específico para la terminal en la que va a operar. En su explotación destacan tres aspectos especialmente relevantes. El primero es la resistencia de la grúa al viento cuando permanece inactiva. El segundo es la fatiga de los elementos estructurales. El tercero es la compatibilidad geométrica de la grúa con el buque, con el sistema de guiado y con el patio de contenedores.

Los buques portacontenedores aumentan progresivamente de tamaño, por lo que crece la demanda de grúas capaces de operar con los buques ultragrandes actuales. En consecuencia, los puertos invierten en equipos con mayor alcance y mayor capacidad de elevación. Un ejemplo representativo de las dimensiones que alcanzan las grúas modernas de este tipo son las grúas Megamax que Liebherr suministró a la terminal Maher. Esta terminal se encuentra en el puerto de Nueva York y Nueva Jersey. Estas grúas tienen un alcance de 69,5 metros y una altura de elevación sobre el raíl de 53,34 metros. Liebherr describe sus grúas STS como equipos personalizados para cada terminal. Ofrece alcances de tipo Megamax superiores a 53 metros y capacidades de elevación de hasta 120 toneladas, en configuraciones simples, dobles o tándem. Además, incorporan sistemas auxiliares como la automatización parcial, el sistema anticolisión y el posicionamiento preciso del spreader.

Datos técnicos de una grúa portacontenedores de ménsula abatible.

Os dejo unos vídeos de estas grúas portuarias. Espero que os sean interesantes.

Abatimiento controlado de la STS Grúa 907 en APM Terminals Barcelona

Referencias:

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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Grúas pórtico transtainer: RTG, RMG y el sistema spreader

Grúa pórtico sobre neumáticos RTG. https://www.daleeeel.com/en/article/9599/konecranes-puts-the-battery-in-big-container-handling-machines

Las grúas portacontenedores transtainer son grúas pórtico de un solo vano que se desplazan sobre neumáticos o sobre carriles. Se emplean para la manipulación de contenedores y otras mercancías. Un carro de traslación recorre la viga principal de la grúa. El nombre transtainer proviene de una marca registrada por el fabricante estadounidense Paceco para sus primeras grúas pórtico sobre neumáticos. Estas grúas se fabricaron en colaboración con la empresa japonesa Mitsui a finales de los años sesenta. Con el tiempo, el término se generalizó en el sector portuario para referirse a este tipo de grúas empleadas en la zona de almacenamiento de contenedores.

En la terminología habitual se distinguen dos tipos. Las grúas pórtico sobre neumáticos se denominan RTG, siglas en inglés de Rubber Tyred Gantry. Las grúas pórtico sobre carriles se denominan RMG, siglas de Rail Mounted Gantry. Ambas son muy utilizadas en las zonas de almacenamiento de las terminales, donde organizan y apilan los contenedores en bloques de almacenamiento. Las RTG ofrecen mayor flexibilidad de movimiento y no requieren una inversión inicial en infraestructura de vías. Por ello, son habituales cuando se prioriza la adaptabilidad de la zona de almacenamiento de los contenedores. Las RMG, en cambio, presentan mayor eficiencia energética y mayor precisión en operaciones automatizadas. Cuando una grúa RMG está completamente automatizada, se denomina ARMG, siglas de Automated Rail-Mounted Gantry. También se conoce como grúa apiladora automática (ASC). Estos sistemas automatizados son frecuentes en las zonas de almacenamiento por su buena integración con la automatización. En la práctica, además, las RTG modernas incorporan cada vez más la electrificación parcial o total, la asistencia inteligente y funciones de guiado automático. Todo ello permite reducir el consumo y mejorar la productividad. Así, junto a los modelos diésel convencionales, ya existen RTG híbridas con baterías de litio y RTG eléctricas conectadas a la red eléctrica. Incluso ya hay prototipos propulsados por pila de combustible de hidrógeno.

Grúa pórtico montada sobre raíles RMG. https://www.voittocrane.com/es/blog/grua-rtg-frente-a-grua-rmg-comprenda-las-diferencias-entre-ambas

El contenedor tiene forma de paralelepípedo rectangular. Por ello, a la grúa pórtico se le añade un dispositivo con el mismo contorno que la cara superior de la grúa. Este dispositivo, denominado spreader, se acopla al contenedor por sus cuatro esquinas. En sentido técnico estricto, los elementos de las esquinas del spreader no son ganchos, sino cierres giratorios, también llamados twist-locks. Estos cierres engranan con las cantoneras normalizadas del contenedor, también llamadas herrajes de esquina, y permiten su elevación de forma segura. Las cantoneras y los twist-locks están normalizados según la norma ISO 1161, lo que garantiza que cualquier spreader compatible pueda acoplarse a cualquier contenedor ISO. Esto es así con independencia del fabricante o del país de origen. El acoplamiento puede ser automático o semiautomático, lo que mejora la seguridad y reduce los tiempos de operación. En los spreaders modernos, el cierre de las cuatro esquinas suele ir acompañado de sistemas de interbloqueo. Estos sistemas impiden un cierre indebido cuando el equipo no está correctamente asentado sobre el contenedor. Curiosamente, el propio twist-lock es una invención anterior a estas grúas, desarrollada en los años cincuenta por el ingeniero estadounidense Keith Tantlinger. Tantlinger cedió libremente su patente, lo que permitió la estandarización mundial del transporte en contenedores.

Spreader y detalle del mecanismo de fijación (twist-lock). https://www.europages.es/empresas/italia/bari%20y%20apulia/construccion-de-gruas.htm

Os dejo unos vídeos ilustrativos de este tipo de grúa.

Referencias:

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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