Capacitación y tecnología para el éxito en la operación de grúas en fabricación pesada

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Imagínese una mañana agitada. El operador del puente grúa llega tarde. Sabe que está atrasado cuando comienza su turno, por lo que rápidamente prepara una placa que necesita para mover a la siguiente estación de trabajo. El aparejo no está del todo centrado y la carga oscila cuando comienza el levantamiento. El nervioso operador reduce la velocidad del elevador para compensar el balanceo. Luego, chasquea. El cable se rompe y una mala mañana se convierte en desastrosa.

Las grúas siguen siendo la columna vertebral de la fabricación pesada. Operarlos incorrectamente puede obstaculizar la productividad; ejecutarlos de manera insegura puede tener consecuencias devastadoras. Para descubrir cómo evitar esas consecuencias y descubrir las mejores prácticas, The FABRICATOR habló con tres expertos en servicio de grúas de Engineered Material Handling (EMH) Inc, con sede en Valley City, Ohio. Sus consejos se redujeron a varios elementos clave: buena capacitación, excelente inspección y mantenimiento, y la tecnología adecuada. Una operación de grúa eficiente y segura requiere los tres.

Los estándares industriales de la Crane Manufacturing Association of America (CMAA Especificación 78), la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME B30.2) y OSHA (1910.179) detallan los requisitos de inspección y su frecuencia, identificando las grúas según la frecuencia con la que se utilizan. Una grúa en servicio normal realiza aproximadamente cinco elevaciones por hora, y no más de la mitad de esas cargas pueden superar el 50% de la capacidad nominal de la grúa. Una grúa en servicio pesado realiza de cinco a 10 elevaciones por hora, con hasta el 65% de esas cargas a su capacidad nominal. El servicio severo implica recoger casi la capacidad de la mayoría de las cargas y realizar más de 20 elevaciones por hora.

La industria también cuenta con clasificaciones de grúas que ayudan a identificar el espectro de uso. La clase A es para uso poco frecuente o de reserva, B es para servicio ligero, C es servicio moderado, D es servicio pesado, E es severo y F es para servicio severo continuo.

"A menudo vemos grúas que no están clasificadas para el tipo de ciclo de trabajo para el que se utilizan", dijo Joe Piscitello, gerente de servicio de EMH. "Si tiene un almacén de acero y está utilizando una grúa a toda velocidad casi a plena capacidad, no querrá instalar una grúa Clase C".

Esto no significa que sea necesario reemplazar una grúa entera. "Probablemente recomendaríamos modificaciones", dijo David Comiono, vicepresidente de EMH. “Quizás el polipasto sea demasiado rápido o demasiado lento. O podrían necesitar más capacidad. Cuanto más sensible sea el producto, más control de velocidad necesitarás”.

¿Cómo define un fabricante un producto “sensible”? Como explicó Comiono, la definición varía según la aplicación, pero como ocurre con muchas cosas en el manejo de materiales, la decisión implica una buena dosis de sentido común.

“Una grúa para manipular espejos para el nuevo telescopio espacial [James Webb] requería un sistema de grúa con accesorios especiales que permitieran un control muy fino y suave. En el otro extremo del espectro estaría mover un trozo de placa en el que no te importa tanto el daño, siempre y cuando no dañes o desgastes prematuramente la grúa”.

Fuentes de EMH añadieron que la naturaleza de la pieza de trabajo en sí es sólo una pieza del rompecabezas. Seleccionar una grúa requiere una visión holística que incluya la identificación del papel de la grúa dentro de la estrategia general de manejo de materiales de un taller. Una grúa puente podría mover piezas de trabajo económicas y fácilmente reemplazables, pero ¿cuáles son los efectos dominó si un levantamiento sale mal? ¿Las operaciones downstream morirán de hambre o tendrán una reserva de reserva cerca para seguir funcionando?

Además, ¿cuál es la naturaleza de los ascensores? ¿La grúa forma parte de una línea de producción en constante movimiento regida por un tiempo de ciclo constante? ¿O la grúa maneja distintos tamaños de piezas de trabajo en diferentes momentos y frecuencias? ¿Mantiene las piezas de trabajo dentro de los accesorios o ayuda en cambios críticos de herramientas?

Un técnico de servicio de EMH inspecciona el panel eléctrico de un puente grúa.

Las líneas de visión son otro factor. "A veces los operadores que utilizan un colgante tradicional no pueden ver el elevador debido a una obstrucción", dijo Jeff Larouche, gerente de operaciones de EMH. “Por lo tanto, es posible que necesiten caminar con el colgante en algún lugar que los coloque en una posición peligrosa. En este caso recomendamos trabajar con un radiomando en lugar de con una botonera”.

Los factores ambientales también entran en la ecuación. Por ejemplo, algunas operaciones tienen alarmas audibles para alertar a todos que un operador está manejando la grúa. Pero en una atmósfera ruidosa, estas alarmas pueden resultar prácticamente inútiles. En estos casos, las señales luminosas pueden ser una mejor solución.

También se deben tener en cuenta la temperatura, la humedad y la calidad del aire del entorno (es decir, la cantidad de partículas y polvo). Si, digamos, un gran taller de trabajos de chorro de agua invierte en una grúa, lo ideal sería que los gabinetes eléctricos de la grúa (y el régimen de mantenimiento preventivo) deberían tener en cuenta ese exceso de humedad.

Fuentes de EMH agregaron que las clasificaciones de grúas estándar de la industria sirven solo como base. El truco consiste en pensar de manera integral y considerar los efectos dominó del mal manejo de materiales dentro de todo el flujo de valor. Es posible que se utilice una grúa con poca frecuencia (por ejemplo, para cambiar un troquel crítico en una prensa), pero si la posición de ese troquel es crítica, la propia grúa se beneficiaría al poder moverse a velocidades precisas.

"En los viejos tiempos, las grúas solo tenían una sola velocidad, por lo que los operadores experimentados presionaban mucho los botones", dijo Piscitello, refiriéndose a la acción de "plumaje" que realizan los operadores para acelerar y desacelerar suavemente y minimizar el balanceo durante un levantamiento. "Hoy, sin embargo, con la llegada del control de dos velocidades y los variadores de frecuencia [VFD], puede invertir en un sistema que proporcione exactamente el control que necesita para el producto que está moviendo".

Larouche comparó las características de algunos VFD modernos con el frenado automático de algunos automóviles modernos. La ingeniería detrás de ambos es diferente, por supuesto, pero la idea general es la misma: cambiar la velocidad de la manera más segura y eficiente posible. De esta manera, un nuevo operador de grúa no necesita aprender las complejidades del calado y otras idiosincrasias de trabajar con colgantes tradicionales de dos botones.

"El equipo se ha vuelto lo suficientemente inteligente como para ayudar a evitar que personas menos experimentadas cometan un error", afirmó.

Esos errores pueden provocar importantes ineficiencias y desgastar prematuramente los componentes de la grúa. Por ejemplo, el balanceo puede agregar segundos o incluso minutos al tiempo de un ciclo de elevación. El balanceo del exceso de movimiento puede causar que los motores del polipasto se sobrecalienten.

"Si inicias un levantamiento y tienes mucho balanceo, necesitarás acelerar nuevamente", dijo Piscitello. “Te detendrás, luego irás, luego te detendrás y luego volverás a avanzar para controlar esa influencia. Todo eso genera mucho calor. En última instancia, eso puede quemar un motor”.

Los VFD modernos corrigen esto y ayudan a evitar que se produzca dicha oscilación. Sin embargo, fuentes de la EMH añadieron que la tecnología no puede eludir las leyes de la física ni prevenir todos los contratiempos, y eso no hace que una formación adecuada sea menos importante.

Los operadores aún deben saber cómo montar correctamente y cómo encontrar el centro de gravedad de una pieza de trabajo. Después de todo, independientemente de la tecnología de la grúa, una elevación que implique una carga muy descentrada está destinada a oscilar. También necesitan saber cuán perjudiciales pueden ser las cargas de choque. Especialmente en un taller fabuloso, los operadores pueden usar una grúa para sostener una pieza de trabajo durante una operación, o se les puede pedir que giren una placa o una viga.

"Si un operador no se toma el tiempo para tensar la eslinga antes de alcanzar una velocidad alta, puede generar un desgaste prematuro en la cuerda, en el freno y en toda la estructura", dijo Larouche. "Se pueden crear grietas en la propia viga".

Un técnico inspecciona los componentes de un carro de puente grúa.

Otras veces, los operadores introducen los carros en los topes finales de una grúa puente, “y las ruedas siguen girando”, dijo Piscitello. “Haga esto lo suficiente y las ruedas podrán cavar hendiduras en el riel. Y golpear continuamente los topes finales puede romper los cojinetes del eje [del carro]”.

"OSHA exige que todos los operadores estén capacitados antes de operar una grúa", dijo Larouche, y agregó que los estándares de la industria como ASME B30.2, grúas aéreas y pórtico, entran en detalles sobre quién está y quién no está calificado para operar una grúa.

La norma exige que los gerentes se capaciten y proporcionen un certificado u otro registro formal que indique que han sido capacitados y están autorizados para operar la grúa. Esto implica información fundamental aplicable a cualquier operación de grúa, así como capacitación específica de la aplicación que involucre las tareas que deberá realizar el operador de la grúa. Un operador principiante con sólo unas pocas horas de capacitación probablemente no estará listo para voltear una placa o viga grande y asimétrica en su primer día.

CMAA publica una lista de puntos que los operadores deben inspeccionar al comienzo de cada turno (y, por supuesto, tener tiempo en el plan de producción para hacerlo). La lista de inspección diaria en sí debe publicarse y ser accesible de inmediato para el operador, como en una etiqueta montada directamente en el colgante o transmisor de radio.

Como explicó Larouche, “los operadores deben hacer funcionar el polipasto completamente hacia arriba y hacia abajo. Necesitan asegurarse de que los interruptores de límite funcionen. Deben mover el puente hacia adelante y hacia atrás, asegurarse de que los frenos funcionen y realizar una inspección visual del cable metálico para asegurarse de que no haya dobleces ni daños”.

"Estas listas de verificación [que proporcionan CMAA y otras publicaciones] son ​​muy específicas", agregó Piscitello, explicando que los detalles describen cuántos cables tiene cada hilo y cuántos hilos rotos se permite una operación por segmento específico de cable en situaciones de elevación específicas. Estas publicaciones también describen otras discontinuidades del cable, como la formación de jaulas de pájaros, que ocurre cuando los hilos externos se separan del núcleo, algo común cuando el cable se somete a una carga importante. Los operadores también deben buscar un diámetro de alambre cada vez más estrecho, lo que podría ser una señal de que el núcleo interno ha perdido soporte.

Si los operadores ven un problema, deben sacar la grúa de servicio y llamar a su supervisor. "Ese cable metálico es uno de los componentes más críticos", dijo Piscitello. “Si el cable se rompe, tienes un problema grave. Y cuando ve problemas, es probable que tenga daños que no ve. Realmente no se puede ver cuánto está dañado el núcleo interno”. Añadió que esta es la razón por la que a menudo la mejor práctica es simplemente reemplazar el cable metálico.

Otro punto de control es el propio gancho. Un gancho agrietado, doblado, deformado o deformado puede convertir lo que de otro modo sería una carga perfectamente montada en un peligro grave. Si un gancho no está apto para el servicio, el operador debe tomar nota y reemplazarlo.

"Otros puntos incluyen escuchar ruidos inusuales del motor o la caja de cambios", dijo Comiono, y agregó que otros ruidos a escuchar (incluidos chirridos o golpes) podrían indicar que una grúa está torcida o desalineada, especialmente si está arrastrando ciertos posiciones. Esto puede provocar a su vez un desgaste prematuro de las ruedas del carro de grúa. Si las ruedas se desgastan con más frecuencia de lo debido, es posible que la grúa tenga problemas de seguimiento.

“Además, a veces los paneles de las puertas de los paneles eléctricos están rotos o no están bien sujetos”, dijo. “Eso deja entrar el polvo del medio ambiente. Y en un entorno de fabricación de metales polvorientos, tener un panel abierto puede causar estragos en sus dispositivos electrónicos. Lo mismo ocurre con la humedad”.

Fuentes de EMH reiteraron que estos puntos de inspección, aunque comúnmente se pasan por alto, deberían ser solo una parte de la inspección previa al turno de un operador. Otros puntos de inspección incluyen los aparatos de aparejo, pasarelas y pasamanos, bloques, enhebrados, plumas, comprobaciones de fugas alrededor de la carcasa de la maquinaria... y la lista continúa.

Además de las inspecciones previas al turno, las publicaciones de la CMAA especifican los artículos que deben someterse a inspecciones frecuentes y periódicas. Los intervalos de inspección frecuentes pueden ocurrir diariamente, semanalmente, mensualmente o en otros intervalos dependiendo de la aplicación y las circunstancias. Las inspecciones periódicas generalmente se realizan trimestralmente, dos veces al año o anualmente, según el uso y la clase de servicio de la grúa.

Aun así, los estándares de la industria son sólo puntos de partida. Como parte del programa de servicio de EMH, Piscitello y su equipo visitan varias instalaciones de fabricación para realizar inspecciones periódicas, lo que implica una inspección y un análisis en profundidad de todo el sistema de grúas de un taller.

¿Con qué frecuencia lo visitan? Eso depende. "Normalmente nos sentamos con el cliente y discutimos las aplicaciones de sus grúas, su nivel de uso y cuán críticas son para la operación", dijo Piscitello. Cuanto más crítica es la grúa, con mayor frecuencia se realizan inspecciones minuciosas.

Un operador registra la entrada, agarra el colgante y hace subir el polipasto de la grúa: eso, dijeron las fuentes, crea un escenario riesgoso. La seguridad y eficacia del operador de la grúa, o la falta de ellas, genera repercusiones en todo el taller. Operar una grúa que no ha sido inspeccionada y cuidada adecuadamente pone en riesgo todo el taller.

Como reiteraron fuentes de EMH, todo comienza con darle al operador las herramientas adecuadas para tener éxito: la tecnología adecuada para el trabajo, la capacitación adecuada y una rutina de inspección y mantenimiento integrada en la cultura del taller. Un operador de grúa sin formación y sin apoyo es un operador peligroso. Cuanto más sepan los operadores, más seguros y eficaces podrán ser.

Para obtener más información sobre el mantenimiento e inspección de grúas, consulte el Manual del operador de grúa, así como la Especificación CMAA No. 78-4, Servicios profesionales, inspección y mantenimiento de grúas, publicada por la Asociación de Fabricantes de Grúas de América; y ASME B30.2, Grúas aéreas y pórtico, publicado por la Asociación Estadounidense de Ingenieros Mecánicos.