Tesis puente grua-iroca industrial-ing. cadet reynold UNIVERSIDAD DEL ZULIA, Maracaibo, Venezuela.- Empresa Iroca Industrial c.a. www.irocaindustrial.com

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
NÚCLEO COSTA ORIENTAL DEL LAGO
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PUENTE GRÚA CON CAPACIDAD DE SIETE TONELADAS PARA EMPRESA
IROCA INDUSTRIAL C.A DE VENEZUELA.
Trabajo Especial de Grado para optar al Título de Ingeniero Mecánico
Autores:
Br. Martinez Alexander
Br. Navas Albert
Tutor Académico:
Profa. Denisse Silva
Tutor Industrial
Ing. Cadet Reynold
Cabimas, octubre de 2013

2. “PUENTE GRÚA CON CAPACIDAD DE SIETE TONELADAS PARA EMPRESA
IROCA INDUSTRIAL C.A DE VENEZUELA.”
AUTORES:
_________________________________
Br. Martínez Martínez Alexander
C.I: 13001816
Telf: 0426-9628011
Dirección: Urb. Ferrelago, Calle 102E Nº102E – 52, Sector Pomona. Maracaibo
Estado Zulia.
E-mail: Alexandermm1978@hotmail.com
__________________________________
Br. Navas Depablos Albert Jesus.
C.I: 16.969.397
Telf: 0416-0618775
Dirección: Avenida 10, calle 89B Nº 89B- 85. Sector Las Veritas. Maracaibo
Estado Zulia.
Email: Albert-navas@hotmail.com
TUTOR ACADÉMICO
___________________________________
Profa. Denisse Silva
C.I: 10.595.675
TUTOR INDUSTRIAL:
___________________________________
Ing. Cadet Reynold
C.I: 82.265.239

3. ALEXANDER MARTINEZ M. Y ALBERT NAVAS. “PUENTE GRÚA CON
CAPACIDAD DE SIETE TONELADAS PARA EMPRESA IROCA INDUSTRIAL
C.A DE VENEZUELA”. Trabajo especial de Grado para optar al Título de Ingeniero
Mecánico, Universidad del Zulia. Programa de Ingeniería Mecánica – Núcleo-COL.
Cabimas, octubre 2013. 166 p.
RESUMEN
La presente investigación tiene como propósito la aplicación de una propuesta de
puente grúa para el galpón de almacenamiento de materiales y equipos de la
empresa IROCA INDUSTRIAL C.A de Venezuela. La idea de desarrollar este
proyecto surge de la necesidad por parte del personal de la empresa de trasportar
con mayor comodidad y seguridad equipos e insumos a través del área del galpón
antes mencionado, está basada en las normas (DIN, ISO, ASTM entre otras) y
conocimientos adquiridos por parte de la empresa, con los cuales se logra estudiar
los parámetros que conllevan a calcular y elaborar la propuesta de diseño del
puente grúa. Esta investigación es de tipo proyectiva y se llevó a cabo mediante el
uso de herramientas científicas y metodológicas con base en el área de diseño
mecánico para determinar las propiedades del elemento en cuestión. La
metodología aplicada está basada según los objetivos específicos en:
Determinación de los parámetros necesarios para el diseño del puente grúa de
siete toneladas (Proceso de Evaluación). Selección del sistema de levantamiento
(polipasto) que se ajuste a las exigencias establecidas por la empresa (Proceso de
Recolección y Procesamiento de Datos). Determinación de los materiales a utilizar
para el diseño de la estructura (Proceso de Recolección y Procesamiento de
Datos). Elaboración de los planos de detalles del puente grúa con una capacidad
nominal de 7 toneladas (Diseño y propuesta mecánica). Mediante el proceso de
entrevistas no estructuradas y observaciones libres se realizó el análisis de
estructura y detección de fallas. También se utilizaron varias técnicas de análisis,
se realizaron los cálculos de los elemento que conforman el puente grúa siguiendo
las normas de fabricación, tales como la elaboración de planos y las etapas del
proceso de implementación del mismo. Obteniendo como resultado un puente grúa
monorriel y con ello se dará solución al problema planteado, proponiendo un diseño
factible desde el punto de vista técnico, económico, de mercado, de fácil operación,
seguro, y que además soporte las condiciones de trabajo requeridas.
Palabras Clave: Puente Grúa, Perfiles Estructurales, Selección de Polipasto.
Correo:
Alexandermm1978@hotmail.com
Albert-navas@hotmail.com.

4. ALEXANDER MARTINEZ M. AND ALBERT NAVAS. "BRIDGE CRANE WITH
SEVEN TONS CAPACITY FOR COMPANY IROCA INDUSTRIAL C.A. DE
VENEZUELA". Special Work Degree to qualify for the title Mechanical Engineer,
Universidad del Zulia. Mechanical Engineering Program - Core-COL. Cabimas,
octubre 2013. 166 p.
ABSTRACT
The purpose of this research is the implementation of a proposed overhead crane
for warehouse storage of materials and equipment company IROCA INDUSTRIAL
C.A. de Venezuela. The idea of developing this project arises from the need for the
company personnel to transport with comfort and safety equipment and supplies
through the aforementioned area of the house is based on the rules and knowledge
is achieved studying the parameters that lead to calculate and develop the design
proposal crane. This research is projective type was performed by using the
scientific tools and methodologies based on mechanical design area to determine
the properties of the element. The methodology is based according to the specific
objectives: Determination of the parameters necessary for the design of seven-ton
crane (Evaluation Process). Lifting System Selection (hoist) that meets the
requirements set by the company (Process Data Collection and Processing).
Determination of the materials used for the design of the structure (Process Data
Collection and Processing). Preparation of detail drawings of the bridge crane with a
rated capacity of 7 tons (Design and mechanical proposal). Through the process of
unstructured interviews and observations were conducted free of structure analysis
and troubleshooting. We also used several analytical techniques; we performed
calculations for items that make up the following crane manufacturing standards,
such as the development of plans and stages of implementation. Which resulted in
a monorail crane and thereby give solution to the problem, proposing a feasible
design from the point of technical, economic, market, easy operation, safe, and also
support work required conditions.
Keywords: Bridge Crane, Structural Shapes, Hoist Selection.
Email:
Alexandermm1978@hotmail.com
Albert-navas@hotmail.com

5. INDICE
Pág.
Frontispicio
Veredicto
Dedicatorias
Agradecimientos
Resumen
Abstract
Resume
Índice
Lista de Figuras
Lista de Tablas
Lista de Ecuaciones
Introducción
CAPITULO I: EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema 21
Formulación de Problema 23
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Objetivos Específicos
Justificación de la Investigación 24
Delimitación de la Investigación 25
CAPITULO II: FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Antecedentes de la investigación 27
Bases teóricas
Diseño
Diseño en ingeniería mecánica
Fases del diseño
Consideraciones del diseño
Criterios a Considerar para el diseño de un puente grúa
Grúa
Clasificación de grúas según sus características y prestaciones
 Grúas móviles
 Grúa tipo pórtico
 Grúa tipo semipórtico
 Grúas pluma
 Grúa tipo torre
 Puente grúa
30
31
32
33
34
35
36
 Puente Grúa monorriel 37
 Puente Grúa birriel 39
 Movimientos característicos de un puente grúa
 Partes que constituyen un puente grúa monorriel de viga simple
40

6. Pag.
 Viga de carga 40
 Testeros 41
 Motores de movimiento o desplazamiento longitudinal
 Conjunto de ruedas de testeros 42
 Topes de goma 43
 Placa de apoyo para vigas
 Rodillos guía 44
 Viga carrilera
 Riel 45
 Clips retenedores de riel
 Pad amortiguador de riel 46
 Mandos del puente grúa 47
 Polipasto
 Línea de alimentación eléctrica 48
 Ganchos 49
 Trole o carro
 Luz del puente grúa 50
 FEM
 RCSC
 ASD
 ASTM
 LRFD 51
 ISO
 DIN
 Altura máxima de recorrido del gancho 52
 Carga nominal o máxima
 Cargas vivas
 Cargas muertas
 Carga a soportar 53
 Carga de seguridad
 Reacciones
 Fuerza cortante
 Fuerza axial
 Momento 54
 Momento flector
 Carga por centímetro lineal
 Modulo de elasticidad
 Centroide 55
 Esfuerzo permisible
 Perno
 Grip
 Soldadura

7. Pag.
 Factor de seguridad 56
CAPITULO III: MARCO METODOLOGICO
Tipo de Investigación 58
Diseño de la Investigación 59
Población, muestra y unidades de análisis 60
Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos 61
Procedimiento de la investigación 63
Revisión bibliográfica
Determinación de los parámetros necesarios para el diseño del puente
grúa de siete toneladas (Proceso de Evaluación)
64
Selección del sistema de levantamiento (polipasto) que se ajuste a las
exigencias establecidas por la empresa (Proceso de Recolección y
Procesamiento de Datos)
Determinación de los materiales a utilizar para el diseño de la
estructura (Proceso de Recolección y Procesamiento de Datos)
Elaboración de los planos de detalles del puente grúa con una
capacidad nominal de 7 toneladas (Diseño y propuesta mecánica)
65
CAPITULO IV: RESULTADOS
Resultados de la investigación 69
Objetivo 1: Determinar los parámetros necesarios para el diseño del
puente grúa de siete toneladas.
Sitio de trabajo 70
Criterios de selección
Características del puente grúa monorriel 72
Objetivo 2: Selección del sistema de levantamiento (polipasto) que se
ajuste a las exigencias establecidas por la empresa.
73
Objetivo 3: Determinar los materiales a utilizar para el diseño de la
estructura.
74
Objetivo 4: Elaborar los planos de detalles del puente grúa con una
capacidad nominal de 7 toneladas.
78
CAPITULO V: PROPUESTA
Beneficios 80
Misión y visión 81
Planos
Estimación de costos 82
Manual de operación del puente grúa monorriel 83
Condiciones de seguridad 84
Guía de mantenimiento para el puente grúa 85

8. Pag.
Conclusiones 86
Recomendaciones 88
Referencias bibliográficas 89
Anexos 92

9. LISTA DE FIGURAS
Figura Descripción Pág
1 Grúa Móvil 33
2 Grúa pórtico 34
3 Grúa semi pórtico
4 Grúas pluma 35
5 Grúa tipo torre 36
6 Puente grúa monorriel 38
7 Perfil W
8 Vigas: a) Compuesta, b) Celosía, c) Tipo Cajón 39
9 Puente grúa birriel
10 Viga de carga 40
11 Testeros 41
12 Motores de movimiento longitudinal
13 Conjunto de ruedas de testeros 42
14 Topes de goma para testeros 43
15 Placa de apoyo para vigas
16 Rodillos guía 44
17 Viga carrilera
18 Rieles 45
19 Clips retenedores de riel 46
20 Pad amortiguador de riel
21 Controles de mando de puentes grúa 47
22 Polipasto 48
23 Línea de alimentación eléctrica.
24 Gancho 49
25 Trole o carro
26 Características de la grúa 73
27 Boceto inicial de la grúa puente 74

10. LISTA DE TABLAS
Tabla Descripción Pág
1 Metodología de la Investigación 65
2 Criterios de selección 70
3 Características del puente grúa monorriel 72
4 Resultados de los componentes del puente grúa monorriel 76
5 Calculo de costos Totales 82
6 Guía de mantenimiento para los componentes del puente grúa 85

11. LISTA DE ECUACIONES
Ecuación Descripción Pág
1 Tiempo de operación del puente grúa 96
2 Carga de seguridad para el diseño de estructuras 100
3 Área del patín de la viga de carga 102
4 Área del alma de la viga de carga 103
5 Área total de la viga de carga
6 Peso de la viga de carga por centímetro
7 Verificación de sección compacta en los patines de la viga de
carga
104
8 Valor de esbeltez para la viga de carga 105
9 Relación para determinar el esfuerzo permisible a flexión de la
viga de carga
10 Esfuerzo permisible a flexión de la viga de carga
11 Momento máximo de la viga de carga 106
12 Carga muerta
13 Ecuación de velocidad 107
14 Ecuación de fuerza
15 Momento total de la viga puente 108
16 Momento debido al peso propio de la viga 109
17 Momento debido a cargas verticales
18 fb del perfil 110
19 Factor de seguridad
20 Esfuerzo máximo cortante de la viga de carga
21 Ecuación para verificar si el perfil cumple con el esfuerzo
cortante permisible
111
22 Esfuerzo cortante permisible
23 Deflexión para una viga puente con carga distribuida
24 Deflexión para una viga puente con carga puntual 112
25 Deflexión total para la viga de carga
26 Área del patín de los perfiles que forman la viga testera 115
27 Área del alma de los perfiles que forman la viga testera
28 Área total de la viga testera
29 Peso por centímetro de la viga testera
30 Momento total de diseño de la viga testera 117
31 Momento de la fuerza concentrada en el centro del testero 118
32 momento debido al peso propio de la viga testera 119
33 Inercia respecto al eje X del testero 120
34 Sección respecto al eje X
35 Inercia respecto al eje Y del testero 121

12. Pag.
36 Ecuación para verificar si la sección es compacta en patines 121
37 Ecuación para verificar si la sección es compacta en el alma
38 Cálculo de esfuerzo flexionante permisible de la sección
seleccionada
39 Cálculo del valor de sección resistente requerida para resistir el
momento flexionante
122
40 fb del perfil
41 Factor de seguridad
42 Esfuerzo máximo cortante
43 Cálculo del esfuerzo máximo permisible 123
44 Deflexión para una viga testera con carga distribuida
45 Deflexión para una viga testera con carga puntual 124
46 Deflexión total para una viga testera
47 Peso de la viga carrilera por centímetro 130
48 Peso para el tramo bc de la viga carrilera 131
49 Momento en la viga carrilera debido al peso propio 133
50 Momento debido a cargas verticales
51 Momento total de la viga carrilera 134
52 Verificación de sección compacta en los patines de la viga
carrilera
135
53 Verificación de sección compacta en el alma de la viga carrilera
54 Ecuación de esbeltez 136
55 Ecuación de rango de esbeltez
56 Esfuerzo permisible a flexión de la viga carrilera
57 Momento máximo de la viga carrilera 137
58 fb para el perfil
59 Ecuación del factor de reducción de resistencia al aplastamiento 157
60 Ecuación de fuerza de soporte
61 Área requerida de la placa de apoyo 158
62 Espesor de la placa de apoyo
63 Área de contacto 159
64 Carga cortante primaria por perno 161
65 Fuerzas cortantes secundarias por perno
66 Longitud del perno embebida en el hormigón 162
67 Longitud de las placas a unir por el perno
68 GRIP del perno embebido en el hormigón 163
69 Longitud del perno embebido
70 Área del esfuerzo cortante del perno 164
71 Esfuerzo cortante del perno 165