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Carga del grúa (II): La carga dinámica se genera cuando cambia el estado de movimiento de la grúa. El efecto de la carga dinámica hace que aumente el valor de la carga estática a la que está sometida la grúa debido a la gravedad terrestre (incluyendo su propio peso y la carga que levanta). Al diseñar los componentes y partes de las grúas, realizar pruebas de seguridad, elegir los dispositivos de protección necesarios y analizar los accidentes relacionados con las grúas, es indispensable tener en cuenta la dirección en la que actúan las cargas dinámicas. 1. Carga vertical. Para facilitar los cálculos, los efectos de las cargas dinámicas en la dirección vertical suelen representarse mediante diferentes coeficientes dinámicos φi. Las cargas dinámicas que se generan en diferentes condiciones se calculan multiplicando el coeficiente dinámico correspondiente por la carga estática correspondiente. El coeficiente de potencia se obtiene generalmente de las especificaciones de diseño de la grúa o de los manuales correspondientes; se elige según las condiciones reales de operación. A continuación se describen los coeficientes de potencia más comunes y las condiciones para las cuales son aplicables: (1) El coeficiente de impacto al levantar φ1: cuando la masa que se levanta se eleva o desciende bruscamente, la carga propia de la grúa genera una fuerza de impacto en dirección opuesta a su aceleración. φ1 es el coeficiente de impacto por propio peso, teniendo en cuenta estas condiciones de operación; al calcular la carga, se multiplica únicamente por la carga del propio peso de la grúa. (2) Coeficiente de carga dinámica de elevación φ2: Cuando el mecanismo de elevación está en funcionamiento, y la masa que se eleva se levanta o baja bruscamente, la fuerza gravitacional del objeto elevado provoca un aumento dinámico en esa carga. φ2 es el coeficiente de aumento de la carga de elevación en estas condiciones operativas; al calcular la carga, debe multiplicarse por dicha carga de elevación. El valor de φ2 está relacionado con la velocidad de elevación, la rigidez del sistema y las condiciones de operación. En general, cuanto mayor sea la velocidad de elevación, mayor sea la rigidez del sistema y más intensa sea la operación, mayor será también el valor de φ2. (3) Coeficiente de impacto por descarga repentina φ3: Cuando las grúas con garfios o las grúas con ventosas electromagnéticas realizan la descarga de carga, o cuando ocurren accidentes en los que el gancho o las cuerdas de acero se rompen y la carga cae, esto provoca que una parte o toda la masa elevada sea descargada de forma repentina. Esto genera una reducción dinámica de la carga sobre la estructura. φ3 es el coeficiente de impacto por descarga considerado en estas condiciones operativas. Al realizar los cálculos de estabilidad de las estructuras metálicas y de las grúas contra el vuelco, se debe tener en cuenta el efecto de esta reducción dinámica de la carga. (4) Coeficiente de impacto durante la operación φ4: Cuando la grúa o el carrito de elevación atraviesan superficies irregulares o juntas en los rieles, se genera una carga de impacto en dirección vertical. φ4 es el coeficiente de impacto que tiene en cuenta este efecto. El coeficiente de impacto durante el funcionamiento está relacionado con la velocidad de movimiento de la grúa o del carrito, así como con las condiciones de los rieles o caminos. 2. Carga horizontal. La carga horizontal incluye las cargas de inercia generadas por la masa del propio grúa y por la masa que se eleva, debido a los cambios en la fuerza de accionamiento o frenado en los mecanismos de movimiento horizontal, rotación y ajuste de la altura de elevación. Esta carga solo tiene en cuenta las fuerzas de inercia obtenidas mediante la dinámica de los cuerpos rígidos; no se tienen en cuenta los factores relacionados con las vibraciones elásticas. Las cargas horizontales también incluyen las cargas laterales horizontales que se generan cuando la grúa sobre rieles se desvía mientras se mueve por las vías, así como las cargas de impacto que ocurren cuando supera su alcance de movimiento. Dado que los mecanismos por los cuales se generan las cargas a diferentes niveles son distintos, los métodos de cálculo también varían. (1) Fuerza de inercia en el movimiento horizontal: La fuerza de inercia que se genera cuando el mecanismo de movimiento cambia de velocidad, se calcula como 1,5 veces el producto de la masa correspondiente y la aceleración que generan dicha fuerza de inercia horizontal. El valor 1,5 representa un coeficiente que tiene en cuenta los efectos dinámicos que la fuerza motriz ejerce sobre la estructura metálica de la grúa. Los resultados del cálculo de la fuerza de inercia en funcionamiento deben tomarse como un valor no mayor que la fuerza de adherencia entre las ruedas motrices y los rieles. (2) Fuerzas horizontales generadas por el movimiento de giro y de cambio de amplitud. Cuando los mecanismos de giro y de cambio de amplitud de la grúa se mueven, la masa que se eleva genera fuerzas horizontales. Estas fuerzas se ven influenciadas por una serie de factores, como las fuerzas de inercia que se generan al frenar o acelerar el movimiento de giro y de cambio de amplitud, la fuerza centrífuga que actúa durante el movimiento de giro, así como el método de operación del operador. Todo esto provoca la aparición de fuerzas horizontales adicionales. Por lo general, se calcula a partir de la fuerza horizontal que se genera debido al ángulo de desviación de la cuerda de acero que sostiene el objeto suspendido con respecto a la línea vertical. (3) Fuerza lateral horizontal cuando la grúa funciona de forma inclinada. Cuando una grúa de tipo puente funciona de forma inclinada durante su movimiento, se generan fuerzas laterales horizontales que actúan verticalmente sobre los bordes de las ruedas o sobre las ruedas guía horizontales. Los factores que causan un funcionamiento desviado de la grúa son muy complejos, y resulta difícil realizar un análisis cuantitativo desde el punto de vista teórico. Por lo general, se utilizan fórmulas empíricas obtenidas a través de pruebas y métodos estadísticos para realizar cálculos aproximados. (4) Carga por colisión: Se produce una carga por colisión cuando la grúa o el carrito de elevación supera los límites de su recorrido y choca con los topes situados en los extremos de las vías. También puede ocurrir cuando hay varias grúas en las mismas vías, y estas se chocan entre sí. La carga de impacto se calcula, según el principio de energía, a partir de la energía cinética del impacto asumida y de la energía cinética que es completamente absorbida por los amortiguadores.