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Proyecto Fin de Carrera
Ingeniería Aeronáutica ttt
Proyecto Fin de Carrera
Ingeniería Aeroespacial
Autor: Javier Pérez Valverde
Tutores: María Gloria Del Río Cidoncha
Rafael Ortiz Marín
Dpto. Ingeniería Gráfica
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, JUNIO 2016
Modelado en CATIA V5 R19 de la Grúa de
Piedra de Santander
Proyecto Fin de Carrera
Ingeniería Aeroespacial
Modelado en CATIA V5 R19 de la Grúa de
Piedra de Santander
Autor:
Javier Pérez Valverde
Tutores:
María Gloria del Río Cidoncha
Rafael Ortiz Marín
Dpto. Ingeniería Gráfica
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, 2016
Proyecto Fin de Carrera
Ingeniería Aeroespacial
RESUMEN
El estudio “Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra de Santander” incluye un repaso de la
situación histórica de aquella época, la necesidad de una grúa de estas características y el
proceso de elección que se llevo a cabo.
Este trabajo surge por la carencia de material digitalizado de dicha grúa, usada en el Puerto de
Santander desde comienzos del Siglo XX. Además, pretende dar un impulso a este
monumento, muchas veces dejado de lado por las instituciones públicas.
Incluye la reproducción, en el programa de diseño grafico asistido por ordenador CATIA, de los
diferentes conjuntos de la grúa a partir de los planos aportados por el Archivo del Puerto de
Santander.
ABSTRACT
The "Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra de Santander" study includes a review of the
historical situation of that time, the need for a crane of these characteristics and the selection
process that took place.
This work arises from the lack of digitized material of our crane, used in the port of Santander
from the early twentieth century. It also aims to boost this monument, which has been
neglected by public institutions at times.
It includes playback, in the graphic design program CATIA computer-aided, of different sets of
the crane from the drawings provided by the Archive of Santander`s Port.
AGRADECIMIENTOS
A mi familia y amigos que me han apoyado siempre para sacar adelante esta maravillosa etapa
de mi vida.
INDICE RESUMEN ...................................................................................................................................... 5
ABSTRACT ...................................................................................................................................... 9
AGRADECIMIENTOS..................................................................................................................... 11
INDICE .......................................................................................................................................... 15
INDICE DE FIGURAS ..................................................................................................................... 17
1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 21
a. Marco General ................................................................................................................. 21
b. Estructura del trabajo...................................................................................................... 23
c. Objetivos ......................................................................................................................... 24
2. PROGRAMA UTILIZADO PARA EL MODELADO EN 3D ......................................................... 25
a. Historia de la herramienta .............................................................................................. 25
b. Justificación de uso del CATIA V5 .................................................................................... 27
c. Descripción de términos de CATIA .................................................................................. 28
3. ESTUDIO DE LA GRÚA DE PIEDRA ........................................................................................ 31
a. Contexto histórico ........................................................................................................... 31
b. La grúa de vapor de 30 toneladas ................................................................................... 34
i. Concurso y pliego de condiciones ............................................................................... 34
ii. Descripción técnica de la grúa .................................................................................... 39
c. Terminología de los elementos de la grúa. ..................................................................... 48
4. PLANOS UTILIZADOS ........................................................................................................... 49
5. DISEÑO DE LAS PIEZAS ........................................................................................................ 51
a. Chapa lateral ................................................................................................................... 53
b. Viga lateral en L ............................................................................................................... 56
c. Viga transversal en U ....................................................................................................... 58
d. Viga tirante diagonal en L ................................................................................................ 60
e. Viga transversal de refuerzo en T .................................................................................... 65
f. Polea ................................................................................................................................ 67
g. Sujeción de la polea superior al pescante ....................................................................... 68
h. Refuerzo para la sujeción del poste de la viga guía. ....................................................... 71
i. Poste de la viga guía ........................................................................................................ 72
j. Corredera de la viga guía ................................................................................................. 74
k. Viga guía del pescante ..................................................................................................... 75
l. Elemento de enganche del pescante. ............................................................................. 79
m. Gancho ........................................................................................................................ 83
6. CODIGO QR .......................................................................................................................... 87
a. Origen y evolución........................................................................................................... 87
b. Uso en el proyecto. ......................................................................................................... 88
7. CONCLUSIÓN Y RESULTADOS .............................................................................................. 91
8. TRABAJOS FUTUROS ............................................................................................................ 93
9. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................... 95
INDICE DE FIGURAS
Figura 2: Pirámides de Giza digitalizadas (imagen obtenida de página web oficial de Dassault
Systemes) .................................................................................................................................... 22
Figura 1: Avión Solar Impulse (imagen obtenida de página web oficial de Dassault Systemes) 22
Figura 3: Primera versión de CATIA (imagen obtenida de página web oficial de Dassault
Systemes) .................................................................................................................................... 26
Figura 4: CATIA Versión 5 (imagen obtenida de página web oficial de Dassault Systemes) ...... 26
Figura 5: Ejemplo del uso de CATIA (imagen tomada de la página web Keltia-design.com) ...... 27
Figura 6: Imagen de la grúa durante sus primeros años de funcionamiento (obtenida de
archivos cedidos por el Puerto de Santander) ............................................................................ 32
Figura 7: La grúa descargando una locomotora de vapor (obtenida de archivos cedidos por el
Puerto de Santander) .................................................................................................................. 33
Figura 8: Resumen de las ofertas recibidas por la Junta del Puerto (obtenida de archivos
cedidos por el Puerto de Santander) .......................................................................................... 34
Figura 9: Imagen del Pliego de Condiciones original (obtenida de archivos cedidos por el Puerto
de Santander) .............................................................................................................................. 36
Figura 10: Carta original de los Sres. Sheldon y Gerdtzen con detalles de la estructura (obtenida
de archivos cedidos por el Puerto de Santander) ....................................................................... 38
Figura 11: Plano de detalle del Sistema de Fundición (obtenida de archivos cedidos por el
Puerto de Santander) .................................................................................................................. 39
Figura 12: Plano de detalle del cuerpo principal y la corona superior de rodillos (obtenida de
archivos cedidos por el Puerto de Santander) ............................................................................ 41
Figura 13: Plano de detalle de la máquina de vapor y el aparato de izar (obtenida de archivos
cedidos por el Puerto de Santander) .......................................................................................... 42
Figura 14: Plano de detalle de la caldera (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de
Santander) ................................................................................................................................... 44
Figura 15: Plano de detalle del contrapeso (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de
Santander) ................................................................................................................................... 45
Figura 16: Plano detallado del pescante de la grúa (obtenida de archivos cedidos por el Puerto
de Santander) .............................................................................................................................. 46
Figura 17: Plano de detalle de los esfuerzos sufridos por la estructura (obtenida de archivos
cedidos por el Puerto de Santander) .......................................................................................... 47
Figura 18: La Grúa de Piedra (imagen obtenida de la página Wikipedia) ................................... 50
Figura 19: Detalle del sketch utilizado para la chapa. ................................................................. 53
Figura 20: Detalle de los agujeros en la zona central de la chapa. ............................................. 54
Figura 21: Detalle del agujero en la chapa necesario para el eje de la polea. ............................ 55
Figura 22: Detalle de la viga superior, con la simetría incluida ya. ............................................. 56
Figura 23: Detalle de la viga inferior, con la simetría incluida. ................................................... 57
Figura 24: Viga en U con sus dos orificios para los remaches. .................................................... 58
Figura 25: Detalle del recorte de la superficie de la viga. ........................................................... 59
Figura 26: Detalle en el plano de la forma determinada de las vigas. ........................................ 60
Figura 27: Detalle de la esquina recortada. ................................................................................ 61
Figura 28: Detalle de la viga inferior para evitar la interferencia. .............................................. 61
Figura 29: Detalle de ensamblaje de la chapa con la viga lateral en L. ....................................... 62
Figura 30: Detalle 1 del ensamblaje de las diferentes piezas para la estructura principal del
pescante. ..................................................................................................................................... 63
Figura 31: Detalle 2 del ensamblaje de las diferentes piezas para la estructura principal del
pescante. ..................................................................................................................................... 63
Figura 32 : Detalle de la conjunción de vigas laterales, con las transversales y diagonales. ...... 64
Figura 33: Detalle del ensamblaje de la viga diagonal interior con el resto. .............................. 64
Figura 34: Pieza en T de refuerzo del pescante. ......................................................................... 65
Figura 35: Detalle del ensamblaje de la viga de refuerzo con el resto. ...................................... 66
Figura 36: Polea acanalada tanto del extremo del pescante como la que acompaña al gancho.
..................................................................................................................................................... 67
Figura 37: Barra de sujeción con diferentes diámetros para encajar distintos elementos. ....... 68
Figura 38: Placa para sujetar el mecanismo de polea al pescante. ............................................ 69
Figura39: Detalle del ensamblaje de la barra en la estructura del pescante. ............................. 70
Figura 40: Detalle del ensamblaje del conjunto de la polea superior. ........................................ 70
Figura 41: Pieza de refuerzo para las vigas laterales en L. .......................................................... 71
Figura 42: Pieza de poste para sujetar la viga guía. .................................................................... 72
Figura 43: Detalle del ensamblaje del refuerzo y el poste al resto de los elementos. ............... 73
Figura 44: Pieza corredera perteneciente al poste de la viga guía. ............................................ 74
Figura 45: Detalle de una de los extremos de la viga que se unirá al conjunto de la polea
superior. ...................................................................................................................................... 75
Figura 46: Viga guía auxiliar del pescante. .................................................................................. 76
Figura 47: Barra de sujeción de la viga guía y unión con otros elementos. ................................ 76
Figura 48: Detalle del montaje de la viga guía con el resto de la estructura. ............................. 77
Figura 49: Detalle de ensamblaje de las piezas correderas con la viga guía y el poste. ............. 78
Figura 50: Pieza de unión del pescante con la zona interior. ...................................................... 79
Figura 51: Barra de sujeción del enganche del pescante y unión con otros elementos. ............ 80
Figura 52: Detalle del montaje del elemento de unión del pescante. ........................................ 80
Figura 53: Viga auxiliar ensamblada junto al resto de elementos. ............................................. 81
Figura 54: Detalle de la unión de la viga guía junto a la viga auxiliar, comentado en el apartado
anterior. ....................................................................................................................................... 81
Figura 55: Detalle de la unión de la pieza de enganche a la viga auxiliar. .................................. 82
Figura 56: Detalle de la ejecución del gancho, con la parte superior ya generada. ................... 83
Figura 57: Una de las piezas de atraviesan tanto a la polea como al gancho. ............................ 84
Figura 58: Pieza de unión de ambas barras. ............................................................................... 84
Figura 59: Conjunto final del gancho, que conecta al resto de la estructura mediante cables. . 85
Figura 60: Imagen final de la Grúa de Piedra. ............................................................................. 86
Figura 61: Código QR ligado a la página web creada para este propósito .................................. 89
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
21
1. INTRODUCCIÓN
a. Marco General
La evolución tecnológica de los últimos tiempos ha permitido un gran desarrollo en el ámbito
de la recuperación del patrimonio histórico. A pesar de no ser uno de los temas más llamativos
para la sociedad actual, el reciente crecimiento y popularización de la impresión en 3D ha
ayudado a su difusión ya que ambas ideas están íntimamente ligadas.
Dicha progreso ha facilitado la metodología para la digitalización pasando de los antiguos
sistemas, poco atractivos por diversas causas tales como el alto precio o la baja calidad de los
resultados, a novedosos medios mucho más asequibles que permiten enseñar de una forma
totalmente visual cualquier cosa imaginable.
Tal es este crecimiento que los diferentes programas de diseño por ordenador se han hecho un
hueco imprescindible en la industria, siendo la base actual de todos los diseños de los
productos desde las piezas más simples hasta las más complejas, como las aeronaves.
Simplemente con echar un rápido vistazo a la página web de Dassault Systemes, página oficial
del programa Catia v5, se descubre la amplia gama de posibilidades que tienen este tipo de
sistemas. Destacan un par de proyectos interesantes, el primero por su relación con la
industria aeroespacial, el avión solar Impulse (ver Figura 1) totalmente diseñado con
herramientas de digitalización que es capaz de volar únicamente con energía solar y el
segundo por su relación con la recuperación del patrimonio histórico, la recreación virtual de
las Pirámides de Giza (ver Figura 2) que permite una visita virtual hiperrealista gracias a estos
métodos.
En este caso se llevara a cabo el modelado de la Grúa de Piedra, importante patrimonio
histórico de la ciudad de Santander.
Figura 2: Pirámides de Giza digitalizadas (imagen obtenida de página web oficial de Dassault Systemes)
Figura 1: Avión Solar Impulse 1 Figura 1: Avión Solar Impulse (imagen obtenida de página web oficial de Dassault Systemes)
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
23
b. Estructura del trabajo
Este proyecto sigue una disposición lógica y simple, para conseguir una explicación clara del
camino recorrido en la ejecución del mismo.
En primer lugar se comenta el programa de diseño por ordenador elegido para nuestro
objetivo, el CATIA V5 R19, dando una ligera justificación de su uso tanto en este trabajo como
en la industria Aeroespacial.
A continuación, se presentara el objeto de estudio de esta memoria, la Grúa de Piedra de
Santander. Se dará tanto una visión histórica como un análisis más actual de la misma para
conseguir trasmitir la importancia que tuvo en aquella época y la necesidad actual de su
proyección digital.
Tras este epígrafe se entrara en el núcleo del estudio, la parte más técnica del mismo, el cual
se puede dividir en dos secciones totalmente diferentes pero no independientes. Por una
parte, la presentación y análisis de los planos, destacando la gran fuente de información en
que se convierten tanto en cantidad como en calidad. Y por otro lado, el diseño de las piezas
explicando su modelado, su integración y la utilidad de las mismas así como ofreciendo una
visión de lo buscado en este trabajo.
Por último, se presentara las conclusiones y resultados del proyecto y los posibles caminos a
seguir a partir del mismo. Sin olvidar el apartado de la bibliografía utilizada.
c. Objetivos
Las metas de este proyecto se diferencian claramente en dos vertientes: la Grúa y el CATIA V5.
Conseguir un archivo digitalizado de la grúa que permita disfrutar de ella en cualquier
momento. Aunque dicha estructura está situada muy cerca del centro de la ciudad, los
proyectos de modernización del puerto de Santander han amenazado su continuidad.
Y es que la importancia y el cariño que profesan los santanderinos por ella ha quedado
plasmado claramente y ha evitado dicha situación.
Plasmar la situación social y económica de la ciudad a finales del siglo XIV y principios
del XX, para entender la importancia que tuvo la decisión de adquirir una grúa de 30
toneladas para el comercio en el Puerto de Santander.
Ampliar el conocimiento de la herramienta CATIA V5 R19 e intentar dar una visión de
los métodos seguidos para la construcción de las piezas y su ensamblaje.
Justificar el uso de la herramienta CATIA en el ámbito aeroespacial, y por tanto,
evidenciar la elección dicho programa para el desarrollo del proyecto.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
25
2. PROGRAMA UTILIZADO PARA EL MODELADO EN 3D
a. Historia de la herramienta
El desarrollo de programas gráficos en 3D es un paso crucial dado para sobreponerse a la
cantidad de problemas y, sobretodo, limites que imponía los dibujos en 2D. Desde su comienzo
el sector del diseño asistido por computador CAD ha tenido un gran peso en la industria, ello
queda plasmado en las importantes inversiones que grandes empresas han llevado a cabo en
dicho sector. Todo esto ha hecho que esta área relativamente reciente haya sufrido una
extraordinaria evolución.
Para hablar de la historia de cualquier sistema es necesario comenzar situándonos en la
“prehistoria” de dicho medio. En nuestro caso el precursor de las tecnologías de diseño por
ordenador es, sin duda, el sistema gráfico SAGE (Semi Automatic Ground Enviornment) que
fue impulsado por el ejército norteamericano en la década de los 50.
La verdadera revolución llego con el sistema Sketchpad, que cimienta las bases de los actuales
sistemas gráficos por ordenador. Con dicho sistema, que se apoyaba en una serie de
descripciones de relaciones de las diversas partes en las que se componía el objeto, se definía
una separación entre lo que se veía por pantalla y la estructura de datos. Las limitaciones de
los ordenadores de la época fueron el mayor obstáculo al que tuvo que enfrentarse el sistema,
pues el concepto planeaba mucho más.
A partir de este momento comienzan a surgir diferentes CAD, sobre todo promovidos por la
industria aeronáutica y automovilística.
Hay que esperar hasta 1981 para que Dassault Aviation cree una división, Dassault Systemes,
con la misión específica de diseñar productos tridimensionales.
De esta sección saldrá el primer CATIA (1982) (ver Figura 3) y comenzará la meteórica
ascensión de este programa con contratos mundiales y convenios con prestigiosas marcas
como IBM o Mercedes-Benz.
Tras esto, se llega a acuerdos con Boeing, que asume su uso en 1984.
A partir de 1994, la marca CATIA y sus versiones amplían el mercado hasta siete grandes
industrias que incluyen las construcciones navales o la alta tecnología entre otras.
Figura 3: Primera versión de CATIA (imagen obtenida de página web oficial de Dassault Systemes)
En el año 1999 se produce el lanzamiento inicial de la Versión 5 (V5), destinada al mercado de
la gestión de ciclo de vida de los productos(ver Figura 4). Se da un paso decisivo en el 2000
con el acuerdo con Airbus para el desarrollo del CATIA V5. Desde ese momento hasta la
actualidad la evolución del CATIA ha seguido su camino con diferentes versiones.
Hoy en día, como ya se ha mencionado, esta herramienta es una de las más utilizadas en
diferentes sectores de la industria, especialmente en el aeroespacial. En concreto, tanto Airbus
como Boeing, por mencionar dos de los ejemplos más conocidos, utilizan CATIA en los diseños
de todos sus aviones.
Figura 4: CATIA Versión 5 (imagen obtenida de página web oficial de Dassault Systemes)
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
27
b. Justificación de uso del CATIA V5
La principal razón para la elección de esta herramienta dentro del gran abanico de programas
de CAD disponibles es el extendido y asentado uso en la industria aeroespacial. Como ya se ha
comentado anteriormente, las grandes compañías de este sector utilizan CATIA en durante sus
desarrollos.
Otra razón de peso para escoger CATIA es que dicho programa es el utilizado durante el grado,
en la asignatura de diseño asistido por ordenador. Por tanto, ese conocimiento adquirido se
puede mejorar y profundizar en los detalles.
Únicamente queda destacar el enorme potencial que tiene la herramienta, la gran cantidad de
módulos de que dispone hace que las opciones de diseño, construcción y ensamblaje sean
muy grandes. Y como tal, su complejidad de uso es también alta, necesitándose una
familiarización inicial para su uso superficial.
Es por estas grandes prestaciones por lo que es un pilar básica en el diseño del sector
aeroespacial (ver Figura 5).
Figura 5: Ejemplo del uso de CATIA (imagen tomada de la página web Keltia-design.com)
c. Descripción de términos de CATIA
Para el desarrollo de este trabajo se considera fundamental tener un conocimiento básico del
programa CATIA, y por tanto, para facilitar la comprensión de los apartados siguientes se va a
llevar a cabo una pequeña explicación de los términos más usuales de este programa.
Se va a describir los diferentes elementos de mayor dimensión a menor, es decir, comienza
con los distintos módulos de CATIA utilizados para ir descolgándonos en sus respectivas ramas
hasta llegar a los pequeños detalles de cada herramienta.
Part design Module: Es uno de los módulos de CATIA empleados en este trabajo. Es el
módulo básico, a partir del cual podemos crear sólidos ‘CatPart’ a través de múltiples
funciones, algunas de las cuales vamos a describir a continuación.
o CatPart: Es el termino con el cual se conoce a la pieza realizada en el ‘Part
design module’.
o Sketch: Herramienta básica de este modulo. Nos permite crear un boceto en
dos dimensiones, con múltiples opciones para realizar dichos dibujos.
o Mirror: Es una función que existe tanto en el modulo en el que nos
encontramos ‘Part design Module’ como en ‘Assembly design Module’. Por
tanto, solo la explicaremos para este apartado. En el primero se crea material
simétrico en la pieza a partir de la geometría tridimensional generada por otra
función respecto un plano de simetría (en el caso de que estemos en un Sketch
se crea la geometría bidimensional respecto una determinada línea). En el
segundo modulo se genera un pieza idéntica a la anterior, en una posición
simétrica respecto al plano de simetría elegido.
o Pad: Es una de las funciones principales para crear material cuando estamos
modelando un ‘CatPart’. Consiste en extrusionar un ‘Sketch’ dando como
resultado un sólido determinado por los diferentes parámetros que se pueden
variar dentro de esta función tales como la dirección de la extrusión, la
distancia o limite (por ejemplo, hasta la siguiente superficie ‘Up to next’ o
hasta la última ‘Up to last’) o incluso que se genera en direcciones opuestas.
o Pocket: Podemos considerar esta función como la opuesta a la anterior, ya que
partiendo de un Sketch genera un volumen por extrusión que será eliminado.
Tiene sentido para eliminar material de un objeto ya creado. Tiene las mismas
opciones que la función Pad.
o Hole: Al igual que la anterior, es un función para eliminar material. En este
caso esta función nos permite hacer agujeros en nuestro ‘CatPart’, pudiendo
seleccionar tanto el plano donde comenzara dicho agujero así como su
posición en el ‘Sketch’, su dimensión y forma, entre otros.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
29
o Rib: Otra función de generación de material importante de este modulo.
Consiste en seleccionar un ‘Sketch’ y hacer que recorra una curva generada
previamente, modelando así el elemento. Lo normal es mantener el sketch
perpendicular a la curva. Una de las opciones destacadas de esta función es
‘Merge rib’s end’, la cual permite que el sólido crezca más allá de la dimensión
de la línea guía, hasta el encuentro con una superficie, manteniendo la
dirección.
o Shaft: Es una función con la que se crea material durante el modelado de un
‘CatPart’. Consiste en hacer rotar un ‘Sketch’ alrededor de un eje y el resultado
es el sólido que se forma, por lo que es una función muy útil cuando tratamos
con piezas de revolución. Como en anteriores funciones se puede poner
límites a esta revolución, así como realizar piezas huecas con pequeño
espesor.
o Multisections solid/surface: Es una función que aparece tanto en el modulo
de ‘Part design Module’ como en el ‘Wireframe and surface design Module’ y
es, como ya hemos dicho anteriormente, la responsable de que el uso de
CATIA sea más llamativo que otras herramientas de CAD. Esta herramienta nos
permite crear un sólido o una superficie a partir de distintas secciones, ya que
esta función se encarga de generar el material intermedio de manera
automática para rellenar el espacio entre las secciones de la manera más
adecuada.
‘Assembly design Module’: El segundo módulo de CATIA utilizado para realizar el
modelado. Su función consiste en establecer relaciones geométricas entre distintos
‘CatPart’, fijando o permitiendo el movimiento de unas piezas respecto de otras. En
otras palabras, permite realizar el ensamblaje de las piezas. En este apartado tenemos
que tener muy presente el árbol durante todo el ensamblaje.
o Constraint: Es una restricción, dicha función aparece en los módulos
anteriormente comentados. Es un requisito de algún tipo que la pieza,
ensamblaje o boceto debe cumplir. Generalmente en el modulo ‘Part design
Module’ la restricción es puramente geométrica, establecer un valor para la
medida de alguna de las líneas o planos. En cuanto al modulo ‘Assembly design
Module’, donde esta función adquiere un importancia vital, entendemos una
‘constraint’ como la relación entre las piezas de un ensamblaje. Dentro de este
último concepto, hay múltiples opciones de las cuales describiremos algunas a
continuación.
o Coincidence: Es una ‘constraint’ mediante la cual se establece una relación de
coincidencia entre los ejes de dos piezas.
o Contact: Es una ‘constraint’ mediante la cual dos piezas entran en contacto a
través de superficies seleccionadas.
o Offset: Es una ‘constraint’ mediante la cual se establece una relación de
distancia entre las superficies de dos piezas.
o Fix together: Es una ‘constraint’ mediante la cual se fija la posición de una
pieza respecto a otra tal y como se encuentra en el momento en que se
establece el orden
o Angle: Es una ‘constraint’ mediante la cual se establece una relación de
orientación entre dos piezas del ensamblaje.
o Manipulation: No es propiamente un ‘constraint’ , permite mover libremente
la piezas en cualquier dirección y rotar respecto cualquier línea seleccionada.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
31
3. ESTUDIO DE LA GRÚA DE PIEDRA
a. Contexto histórico
A lo largo de este epígrafe se tratara brevemente la situación histórica de Santander en la
época de la adquisición de la grúa de 30 toneladas, así como el entorno relacionado al puerto y
la grúa, información obtenía del libro “Ciudad e imagen: Un estudio geográfico sobre las
representaciones sociales del espacio urbano de Santader”.
Situados en el tiempo, ya sabemos que el final siglo XIV fue un época dura para España con la
perdida de las colonias, hecho que afecto en gran medida al comercio marítimo. Como no
podía ser de otra manera, Santander ciudad marinera y comerciante vio como un gran parte
de sus rutas comerciales desaparecían.
A pesar de ello, el puerto siguió siendo un punto de referencia para el comercio, recepción de
embarcaciones y barcos de vapor de cualquier otra condición.
En general, el nivel de vida de la población obrera era bajo con altos niveles de analfabetismo,
para contrarrestar esto, se comenzaron agrupar para luchar por unas condiciones mejores.
Todo ello estuvo acompañado de números huelgas por la zona portuaria durante varios años.
El 17 de Mayo de 1900 sucedía en Santander un acontecimiento decisivo para el comercio y la
economía de la ciudad. Este hecho también iba a transformar por completo la organización del
puerto y de la bahía en general. Se inauguraba una grúa de 30 toneladas de potencia colocado
sobre un basamento de piedra que procedía de los antiguos sillares del muelle de la Ribera
(ver Figura 6).
Fue instalada en una saliente del muelle de Maura, durante la presidencia de la Junta de Obras
del Puerto por Vicente Aparicio, estando Jesús Grinda Forner al frente del cargo de ingeniero
director.
La ciudad de Santander, junto con el Puerto de Santander, arreglaron adquirir dicha grúa por
74820 pesetas (más adelante se desglosara este valor). Este precio actualmente puede parecer
irrisorio pero no lo era para aquella época
Figura 6: Imagen de la grúa durante sus primeros años de funcionamiento (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
La pregunta ahora es obligada, ¿que llevó al Puerto de Santander a realizar semejante
inversión en una grúa?
Según la “Nueva guía de Santander y la Montaña” :
El material general del puerto esta compuesto por una grúa Priestman de 12 de
caballos y fuerza de ocho toneladas montada sobre vía, dos grúas excavadoras de las
misma marca, montadas sobre flotadores, una auxiliar de dos toneladas para la
extracción de piedra y lodo y otra de cuatro para el mismo fin. También hay una
gabarra con una grúa de una tonelada y media.
Conocido el inventario del que disponía el Puerto se entiende que acometieran dicha compra,
además de forma urgente. Esta falta de medios para verificar la descarga de bultos que
pesaran más de tres toneladas motivaba que los buques se dirigieran a otros puertos cercanos.
Se ejemplifica un caso que recoge la “Memoria del Concurso para la Adquisición de una Grúa
de vapor de 30 toneladas”:
Se avecinaba al puerto de Santander un barco de vapor con cargamento para la casa
Sheldon y Gerdtzan, que ante la imposibilidad de descargar en nuestro puerto tuvo
que dirigirse al puerto de Bilbao para descargar allí maquinaria que tenía como destino
final Santander, lo cual es un completo despropósito.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
33
Por tanto, con esta nueva grúa el puerto de Santander podía competir con el resto de puertos
de la costa norte, aumentando sus posibilidades de carga y descarga de cargamento atrayendo
a si a posibles embarcaciones que antes rechazarían dicho enclave (ver Figura7).
Figura 7: La grúa descargando una locomotora de vapor (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
Esta adquisición tuvo una gran repercusión en los habitantes de Santander de principios del
siglo XX, popularmente conocida “grúa monstruo” o “grúa de piedra”, como hoy en día se la
conoce, ha pasado a ser un símbolo de la ciudad de Santander portuaria, clásica y añeja.
b. La grúa de vapor de 30 toneladas
En este apartado se trata varios aspectos referentes a la Grúa de Piedra, como ya se ha dicho
que se conoce popularmente a dicha estructura. Por ello se va a dividir en dos subapartados,
por una parte el concurso para la adquisición de la grúa y el pliego de condiciones que debían
cumplir los aspirantes y por otra parte una explicación más técnica de la grúa elegida para su
montaje.
i. Concurso y pliego de condiciones
La Junta de Obras del Puerto de Santander invirtió 70.500 pesetas en la adquisición de la Grúa
de Piedra, o algo más de 74.000 si contamos con el aparato de engranajes para elevar a mano
cargas de menos de 10 toneladas que se le incorporo fuera de las bases del concurso.
La Junta llevó a cabo un concurso para la adquisición de una grúa de vapor de 30 toneladas de
fuerza en el año 1896. Dentro de dicho concurso se recibieron 5 propuestas, la más cara de
ellas fue la presentada por Sperling et Williams, con un coste de 114.770 pesetas y un peso
total de 62 toneladas, presumiblemente demasiado para el muelle saliente de madera.
Finalmente, se eligió la oferta de Sheldon y Gerdtzen, que además de ser la más barata era la
más ligera de todas con unas 48 toneladas (ver Figura 8).
Figura 8: Resumen de las ofertas recibidas por la Junta del Puerto (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
35
La fundación, que era una parte costosa porque se debía construir en macizo de fabrica de
catorce metros de altura siendo siete de ellos bajo el mar, estaba incluida en el proyecto del
muelle de la Monja, lugar donde se instalara la grúa, y consistía en una pilar de hormigón
hidráulico y mampostería de seis metros por seis de sección horizontal y catorce de altura
hasta el piso del muelle. Sobre este pilar se apoyaba otro cuerpo de fábrica más estrecho de
un metro de alto. Al plantear este proyecto se suponía que la grúa habría de sujetarse al
macizo general por grandes pernos verticales de cinco a seis metros de longitud.
Esta disposición permitiría colocar una grúa de pivote haciendo que el peso de la fábrica
contribuyera a equilibrar el momento de giro, es decir, sometiendo al macizo a esfuerzos de
tracción.
Sobre el macizo de fabrica se coloca la pletina circular en que se apoyan los rodillos que
sostienen las plataforma de la grúa, y este solo queda sometido a esfuerzos de compresión.
Este sistema era ya bien conocido y aplicado en otros puertos.
Además el Ingeniero Jefe opinaba que debían evitarse siempre que fuese posible las
construcciones enlazadas de hierro y mampostería, con mayor motivo cuando han de estar
sometidas a los choques y vibraciones continúas que producen el manejo de las grúas y el
servicio de un muelle.
Los datos principales fijado para el concurso son los siguientes:
Grúa de plataforma movida a vapor para treinta toneladas con movimiento giratoria
sobre corona de rodillos.
El pescante alcanzará un radio de once metros. Cuatro metros y medio deben contarse
desde el eje de la plataforma hasta la banda del buque, y seis y media para la
semimanga del mismo. La altura debe ser de doce metros a lo menos sobre el piso del
muelle.
El cable tendrá longitud suficiente para elevar bultos desde una cota de 23 metros
bajo la polea del pescante, o sea, once bajo el piso del muelle.
La Junta fijo un presupuesto aproximado pidiendo modelos y precios a diversas fabricas, con
estos datos contrastados se calculo un presupuesto de 71.000, de los cuales 60.000 estaban
destinados a la compra de la grúa incluyendo la máquina de vapor y los accesorios siendo el
resto para el coste del montador y los fletes y derechos de Aduana.
A continuación se detallan de forma resumida las condiciones tanto facultativas como
económicas que debían cumplirse en el concurso que se celebró para la adquisición de una
grúa de 30 toneladas.
Teniendo en cuenta que el peso máximo de 30 toneladas se presentará en rara ocasión, y que
serán frecuentes los de 5 a 20 se piden varios juegos de engranajes para emplear en aumento
de velocidad la potencia que no se utilice en levantar peso.
Por tanto el guindaste deberá tener los juegos de engranaje necesarios para elevar las cargas
con tres velocidades diferentes para pesos máximos de 10,20 y 30 toneladas respectivamente
(ver Figura 9).
Figura 9: Imagen del Pliego de Condiciones original (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
La velocidad mínima o sea la correspondiente a la carga de 30 toneladas no será inferior a un
metro por minuto. El giro se verificara también con dos velocidades diferentes siendo la
mínima de una vuelta en cuatro minutos. Los constructores podían mejorar estos tipos.
Se pide cable de acero probado a sesenta toneladas y un manómetro indicador en el aparato
de suspensión para pesos de cuatro toneladas en adelante con la aproximación que sea
posible.
En cuanto a los frenos, estarán dispuestos de modo que aseguren contra todo peligro de
escape o de descenso rápido y que pueda detenerse el movimiento en cualquier instante sin
peligro para el manejo y conservación de la maquina.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Se exige que todos los materiales que entren en la construcción de la grúa, serán de la mejor
calidad que se emplean en construcciones análogas, y su mano de obra será lo más
cualificados posibles.
Continua detallando los planos a presentar y las pruebas a realizar en la grúa para la
comprobación de su correcto funcionamiento, así como una seria de exigencias en cuanto al
montaje, la forma de pagos, la recepción de la grúa y demás accesorios, los documentos y
fianza necesarios a entregar, los plazos a cumplir y la forma de adjudicación. Se podría
extender más esta explicación, pero carece de sentido abarcar estos temas de carácter
legislativo y económico.
Para cerrar con este apartado, se presenta un pequeño resumen de la resolución del concurso
del cual salió ganador la grúa de los Sres. Sheldon y Gerdtzen.
La proposición de los Sres. Krupp (Nº5) no fue aceptada al concurso, ya que solo se
comprometía a entregar la grúa en el puerto de Santander. Las proposiciones de los Sres.
Spaling(Nº1) y Williams y Don Carlos Jenson(Nº4) no se adaptan al pliego de condiciones
porque no presentan los planos de detalle. Además, la segunda de ellas excedía por mucho el
presupuesto acordado. Algo parecido ocurría con la proposición de Don Anibal
Colongues(Nº2), que también fue desechada.
La única proposición que entra dentro de lo exigido es la de los Sres. Sheldon y Gerdtzen(Nº3)
(ver Figura 10), que costaba 500 pesetas menos que el presupuesto asignado y 18.500 menos
que la siguiente mas económica. Además, es la que mejor se adaptaba a las complejas
exigencias técnicas, económicas y legales del pliego de condiciones.
Figura 10: Carta original de los Sres. Sheldon y Gerdtzen con detalles de la estructura (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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ii. Descripción técnica de la grúa
Se realiza,a continuación, una síntesis de la memoria descriptiva de las diferentes partes de la
grúa obtenida de los documentos cedidos por el Archivo del Puerto de Santander.
La grúa tendrá una potencia máxima de 30 toneladas con un radio de acción de 11
metros.
La grúa será apoyada sobre un macizo de fábrica de hormigón. Este deberá tener una
superficie útil para el montaje de 60477 metros cuadrados y una profundidad de un
metro. Por encima del macizo habrá un anillo circular de hormigón, de un altura de 0.6
(ver Figura). En esta obra de fábrica se recibirán cuatro vigas de acero de sección H de
355 mm por 152 mm y de 5.486 metros de largo. Para ensamblar estas vigas habrá una
gran pieza maciza, de fundición a la cual se unirán las vigas por medio de ocho pernos
de inyección de 50 mm de diámetro. Esta pieza de función será taladrada para recibir
el eje central de inyección.
Figura 11: Plano de detalle del Sistema de Fundición (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
Encima del macizo de fábrica ira sujeta una viga circular de acero de sección H. Esta
viga será construida de acero de las siguientes dimensiones: los nervios de 10 mm de
grueso, los ángulos de 102 por 102 mm, por 13 mm de grueso y a ella será sujeta la
corona de rodillos. Dicha corona será de acero, achaflanada y será de 152 mm de
ancho por 38 mm de grueso en el centro. Por encima de esta corona habrá 32 rodillos
de acero que serán torneados con exactitud a la misma inclinación que el chaflán de la
corona. Estos rodillos serán de 350 mm de diámetro al centro y retenidos en su
posición por medio de 16 barras radiales de 35 mm de diámetro. Estas barras irán
unidas a una pieza giratoria de que esta taladrada para girar sobre una superficie
torneada de la pieza central de fundación.
Unida a la pieza superior de la viga circular habrá una cremallera circular de hierro
fundido para el movimiento giratorio. Esta cremallera tendrá 228 dientes
espaciándolos a 76 mm entre centros.
Por encima de los rodillos de acero tendrían que girar dos vigas segmentadas de la
misma sección que la viga circula de fundación. En la parte inferior de estas vigas
segmentadas va remachada una vía de rodillos de acero, de la misma inclinación,
ancho y grosor que la corona de rodillos inferior.
Por encima de las vigas segmentadas estara colocado el cuerpo principal giratorio de la
grúa. Este cuerpo se compone de dos vigas de acero, laterales compuestas, siendo los
nervios de planchas de acero de 13 mm de grueso y los ángulos superiores e inferiores
de 102 mm por 102 mm por 16 mm de grueso.
Por entre estas dos vigas, se fijan las vigas necesarias de hierro fundido para llevar las
maquinas y movimientos, y además una pieza maciza de hierro fundido central para
recibir el eje central de acero. Este que será de 191 mm de diámetro y sirve para tener
el cuerpo inferior de la grúa en su posición (ver Figura 12).
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Figura 12: Plano de detalle del cuerpo principal y la corona superior de rodillos (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
Las máquinas de vapor estarán construidas con dos cilindros, cada uno de 229 mm de
diámetro por 305 mm de curso. El guindaste o aparato de elevar de simple, doble y
triple velocidad con la combinación de ruedas y piñones está completamente
detallado (ver Figura 13).
La velocidad de elevación con las maquinas dando 150 revoluciones por minuto será:
Carga en toneladas Velocidad en metro/segundos
30 2 20 3 10 6
Además se podrá izar, bajar y girar a mano pesos que no excedan las 10 toneladas.
Figura 13: Plano de detalle de la máquina de vapor y el aparato de izar (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
El aparato giratorio también será de tres velocidades y el primer movimiento está
actuado por medio de conos dobles de fricción de manera que la grúa podrá girar en
cualquier dirección sin para las máquinas.
Carga en toneladas Velocidad en revolución/minuto
30 0.25 20 0.375 10 0.75
El tambor para el cable será de construcción muy solida, de función y tendrá 940 mm
de diámetro, y será acanalado en espiral, a derecha e izquierda, para recibir dos partes
del cable, los extremos de los cuales estarán atados a extremos opuestos del tambor.
De este modo se consigue que el esfuerzo del cable este distribuido igualmente sobre
los dos cojinetes del tambor y la carga mas igualmente repartida. El cable se arrollara
en el tambor sin que se sobrepongan dos vueltas.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
43
Engranado en la cremallera principal del tambor a elevar habrá un piñón de acero, al
eje del cual está fijado un anillo de freno alrededor del cual pasara la llanta del freno,
provisto de bloques de madera, y será de proporciones tan amplias que la carga
máxima de 30 toneladas podrá estar parada en cualquier punto de si descenso sin
causar daño en ninguna parte de la máquina. De este modo mientras se esté arriando
la carga toda las demás partes de la maquinaria están desacopladas y fuera de acción
por consiguiente a salvo de la rotura.
Todas las palancas para actuar los diferentes movimientos, es decir, las tres
velocidades de izar y girar, la palanca de cambio de marcha de las maquinas, y la
palanca de pie para el freno, todas estarán reunidas en una caja conveniente situada a
un lado de la plataforma, de modo que el maquinista podrá manejar
convenientemente la grúa y tener una vista plena de la carga que esté elevando.
El cable de izar será construido en una sola pieza y será del mejor acero refinado
flexible que es posible obtener, y hecho por el mejor fabricante de esta especialidad.
Será de 102 mm de circunferencia y estará sujetado al tambor de la manera que arriba
se detalla. El cable será guarnido cuatro veces por las cuatro poleas de la cabeza de la
pluma y por las dos roldanas de la polea inferior. La doblez central del cable pasara por
una polea especial que se encuentra por encima de la polea inferior, de cuya manera
se logra que la tensión del cable este dividida igualmente en todas sus seis partes.
El cable será sometido a las pruebas siguientes y una garantía de que se han efectuado
estas pruebas deberá ser remitida al Ingeniero Director de las obras del Puerto.
Numero de cordones: 6
Numero de alambres de cada cordón: 37
Diámetro de cada alambre: 0.061m
Resistencia de rotura de cada alambre: 273 kilos
Numero de torceduras que cada alambre soportara en un pedazo de 0.15 mm
de largo: 33
Numero de torceduras por pie (0.3 mm) de cordón: 2.25
La mecha o corazón de los cordones será de alambre y la del cable será de
cáñamo.
El cable completo podrá soportar 1.2 torceduras por pieza de 0.3 mm de largo.
Resistencia a la rotura del cable: 50 toneladas en cada parte o sea un total de
300 toneladas.
Las poleas de la cabeza de la pluma y las de la polea inferior son de 570 mm de
diámetro siendo de las ranuras cuidadosamente torneadas para el diámetro
del cable.
En la polea inferior ira un indicador de pesos, exigido en el articulo nº5 del pliego de
condiciones, para indicar aproximadamente todos los pesos que excedan de cuatro
toneladas.
La caldera será construida según el plano detallado (ver Figura 14) y será hecha del
mejor acero dulce “Martin Siemens” de una calidad escogida para calderas.
Las planchas tendrán las siguientes resistencias. Las que no han de ser forjadas
soportaran una fuerza de tensión que no baje de 27 toneladas ni sea más de 31
toneladas y ha de sufrir un alargamiento del 20% en una extensión de 200 mm.
Todas las chapas que han de forjarse sufrirán una fuerza en tensión que no ha de bajar
de 25 ni será más de 29 toneladas por pulgada cuadrada, con una elasticidad de 25%
en un pedazo de 200 mm de largo. Cada chapa de la caldera será probada y un
certificado de la prueba suministrado. Todos los agujeros serán taladrados y toda junta
calafateada cuidadosamente, y la resistencia de la caldera probada, después de
concluida, con presión hidráulica de 9.5 atmosferas. Ira provista de todos los
accesorios de costumbre y dos válvulas de seguridad, y bomba independiente para la
alimentación del agua. Tendrá un depósito de agua con arreglo para calentar el agua
de alimentación por medio de vapor de escape, carbonera amplia y juego de hierro
para el fogonero.
Figura 14: Plano de detalle de la caldera (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Los contrapesos se colocaran por debajo de la caldera, de acuerdo al plano detallado
(ver Figura 15).
Figura 15: Plano de detalle del contrapeso (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
La pluma será de proporciones amplias para resistir los esfuerzos que ha de sufrir. Será
formada de dos vigas laterales. Los nervios de estas vigas serán de 10 mm de grueso y
los ángulos superiores e inferiores serán de 77 mm por 77 mm por 10 mm de grueso.
Estas dos vigas laterales serán sólidamente ensambladas por medio de tirantes
transversales hechos de acero de 115 mm de ancho por 51 mm de alto y 11 mm de
grueso, y tirantes diagonales de ángulo de 89 mm por 89 mm por 10 mm de grueso. Al
pie de la pluma van dos zapatos de hierro fundido que están ajustados dentro de cajas
de empuje unidas al cuerpo bastidor principal de la grúa.
Girando sobre un eje de acero de 127 mm de diámetro, a la cabeza de la pluma habrá
cuatro poleas de acero para el cable. El eje trabaja en cojinetes de bronce. Las barras
tirante serán de acero dulce de 152 mm por 35 mm y los ojales de cada extremo serán
taladrados para recibir los pasadores de la pluma (ver Figura 16).
Figura 16: Plano detallado del pescante de la grúa (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
Habrá una plataforma sobre el armazón principal dejando un espacio amplio para
efectuar los varios trabajos y para poder alimentar la caldera de carbón y permitir el
acceso fácil a todas las partes de la maquinaria para lubricarla.
Por encima de todo el cuerpo principal y la caldera habrá una caseta de hierro
galvanizado acanalado con techo curvado, puertas de entrada y ventanilla.
La grúa será completamente montada en los talleres de construcción y probada en
vapor a sus varios requerimientos. Será desarmada, enviada a Santander y armada de
nuevo, y todas las pruebas verificadas según el programa oficial señalado en el pliego
de condiciones.
A continuación se presenta la calidad de los materiales requerida según su uso.
Toda la arquitectura y ejes de acero deberá ser del mejor acero dulce capaz de resistir
las pruebas siguientes: no menos de 27 ni más de 31 toneladas por pulgada cuadrada,
es decir, 4250 kilos por centímetro cuadrado como mínimo y 4875 kilos por centímetro
cuadrado como máximo con una elasticidad por lo menos del 20% en una extensión de
200 mm.
Todo hierro maleable para piezas de forja y ejes será de la clase “doble mejor
Staffordshire”, capaz de resistir no menos de 3000 kilos por centímetro cuadrado y no
más de 3462 kilos por centímetro cuadrado, con una elasticidad de 15% en un pedazo
de 200mm de largo.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
47
Toda pieza de hierro fundido será hecha de lingote escogido cuidadosamente y
perfectamente limpio y libre de todo defecto.
La mano de obra será de la más alta calidad posible; todas las ruedas han de estar
perfectamente ajustadas a sus respectivos, los movimientos cuidadosamente
ajustados y todo en general acabado de la manera más esmerada posible y que se
acostumbra en construcciones de la mejor clase.
La grúa será probada a 40 toneladas y tanto el cable como las poleas, sus ejes y
armaduras serán probados a 60 toneladas según lo estipulado en el pliego de
condiciones facultativas. La fuerza total del cable será de 300.
Queda estipulado que en todas condiciones de carga el centro de gravedad de las
partes giratorias de la grúa, carga y contrapesos, caerán dentro de la corona circular de
rodillos. Se comprueba tal cosa en el plano de esfuerzos.
Figura 17: Plano de detalle de los esfuerzos sufridos por la estructura (obtenida de archivos cedidos por el Puerto de Santander)
Con esta descripción técnica queda perfectamente definido el objeto de estudio de esta
memoria, y sus diversas opciones de trabajo.
c. Terminología de los elementos de la grúa.
A continuación describimos brevemente alguno de los elementos de la grúa anteriormente
mencionados para facilitar, en caso de que sea necesario, su compresión.
Macizo de fábrica de hormigón: Superficie solida, rectangular en nuestro caso, de
hormigón sobre la cual se asienta la grúa.
Viga: Elemento arquitectónico rígido, generalmente horizontal, proyectado para
soportar y transmitir las cargas transversales a que está sometido hacia los elementos
de apoyo. En este caso es usada para dar forma al pescante de la grúa, soportando las
cargas a izar.
Pernos: Pieza larga y cilíndrica con cabeza redonda por un extremo y asegurada con
una tuerca o remache por el otro, generalmente usada para afirmar piezas de gran
volumen.
Remache: Clavo de algún metal dulce con cabeza en uno de sus extremos, que al pasar
por los taladros de las piezas a asegurar se machaca hasta formar otra cabeza en el
extremo opuesto.
Cremallera circular: Barra con forma en plan circular con dientes en uno de sus cantos
para engranar un piñón, y convertir así un movimiento circular en rectilíneo o
viceversa.
Pescante: Brazo de una grúa, utilizado para sostener o levantar cargas. Tiene un
significado similar al de un guindaste.
Tambor: Mecanismo que sirve para enrollar un cable y tirar de él.
Polea: Mecanismo que consiste en una rueda giratoria de borde acanalado, por el que
se desliza la cuerda o cable, y que sirve para levantar o izar cargas.
Caldera: Aparato donde se lleva al agua hasta su temperatura de ebullición para
conseguir vapor, el cual constituye la fuerza motriz de la maquina.
Pluma: Mástil de la grúa.
Cojinetes: Conjunto de piezas de metal sobre las cuales se apoya y gira un cilindro u
otro mecanismo.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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4. PLANOS UTILIZADOS
Antes de comenzar con la explicación de los planos seleccionados para llevar a cabo el objetivo
de este trabajo se va a realizar una pequeña síntesis de la labor de investigación que se llevo a
cabo.
En este caso, fue un periodo corto gracias a la inestimable ayuda de Jose Ramón Solinis, mi
exprofesor de Dibujo Técnico de Bachiller en Santander. Entusiasmado tanto como yo en la
idea de este proyecto, ya que el guarda mucho cariño a Santander y todo lo que la representa,
rápidamente contacto con el responsable del Archivo del Puerto de Santander.
Tras conocer mi iniciativa no hubo ningún problema para obtener de esta institución toda la
información disponible de la grúa, que no ha sido poca. Por lo que, sin mucha dificultad se
pudo obtener una gran cantidad de documentación de gran calidad. Dicha información va
desde la primera nota de prensa en la que se anunciaba el concurso hasta el acta del día de la
instalación de la grúa, pasando por multitud de cartas de las diferentes casas constructoras así
como documentación interna del puerto relacionada con la grúa.
Tras esta breve aclaración, continuamos hablando de las partes de la grúa que se decidieron
dar forma en el CATIA. Para abarcar la competencia que debería tener este proyecto como
trabajo fin de grado se decidió realizar el pescante de la grúa junto con las poleas así como el
armazón exterior y el sistema de fundación donde se apoya la grúa. Todo ello para que el
resultado final sea algo vistoso y cercano a la realidad (ver Figura 18).
Figura 18: La Grúa de Piedra (imagen obtenida de la página Wikipedia)
De esta forma se diseñan una cantidad de piezas acorde con las exigencias, a partir de los
planos presentados con anterioridad. Sobre todo se ha utilizado el plano del pescante de la
grúa (ver Figura 16), a partir del cual se ha montado toda la estructura.
La principal dificultad que se ha encontrado, a pesar de la gran calidad de los planos, es la falta
de medidas que se encuentran en ellos, teniendo que estimar muchas medidas guardando las
proporciones.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
51
5. DISEÑO DE LAS PIEZAS
Este apartado es el núcleo principal de la memoria, ya que es la parte más técnica donde se
desarrolla el trabajo en CATIA. Como ya se ha dicho, los planos son de gran calidad pero con
escasez de medidas por lo que muchas de ellas se han tenido que estimar.
El modo de explicación será el siguiente: se describirán un conjunto de piezas y, tras ello, se
llevara a cabo la explicación del ensamblaje llevado a cabo en ese conjunto, construyendo así,
poco a poco, el conjunto total de la grúa.
Cada pieza simple que se va a explicar a continuación es un CATPart, como muchas de ellas son
simples variaciones de otras tendrán el mismo CATPart aunque más adelante se diferencien en
el montaje.
Se ha optado por realizar el montaje completo de la grúa alrededor del pescante, elemento
más importante del diseño. El pescante tiene una clara simetría por lo que se describirán las
piezas teniendo en cuenta que serán el doble de las que se hablan en esta memoria.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
53
a. Chapa lateral
Como primer paso en el diseño del pescante, se llevo a cabo el diseño de la chapa lateral que
cubre dos de los laterales de la estructura del pescante, de 10mm de grosor.
Dicha chapa se hizo mediante curvas y sketches unidimensionales, para luego, una vez descrita
toda la geometría, aplicar un rib.
Figura 19: Detalle del sketch utilizado para la chapa.
A priori puede parecer un paso sencillo y sin complicaciones, pero se debe destacar que la
chapa tiene una geometría especial con dos cambios de inclinación y uno de anchura. Además
es la base de todo el trabajo por lo que se puso especial atención.
A continuación describimos los pequeños detalles que posee esta pieza. Todos ellos son
agujeros, creados de la misma manera.
Una vez realizado el montaje sin agujeros en ninguna de las piezas, se dispusieron dichos
orificios en las piezas que se encuentran en contacto directo con la chapa, de forma que
dentro del CATProduct del pescante se realizaron las aberturas mediante Pocket ,
seleccionando el CATPart de la chapa y realizando un sketch de los agujeros mediante Project
3D Elements. De esta forma, los agujeros coinciden de forma exacta.
Este razonamiento fue fruto de un proceso de errores, ya que no fue esta la primera de las
opciones tomada para realizar los orificios, si no que se intento realizarlos por separado para
luego hacerlos coincidir en el montaje.
Por una parte encontramos los necesarios para los remaches de los refuerzos de la zona
central del pescante como de la zona lateral cercana al armazón de la grúa.
Por otra parte, encontramos el relacionado con el eje de acero alrededor del cual se une las
poleas.
Figura 20: Detalle de los agujeros en la zona central de la chapa.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
55
Figura 21: Detalle del agujero en la chapa necesario para el eje de la polea.
b. Viga lateral en L
Esta es la primera pieza en la que sucede lo que comentábamos anteriormente del la CATPart.
Tenemos 4 vigas que están en contacto con la chapa, dos superiores y dos inferiores. Dicho
elemento superior se modela fácilmente con un rib a partir del sketch en forma de L de 77x77
y de 10mm de grosor y de la curva lateral tomada de la chapa.
Con un mirror obtenemos la viga simétrica del lado contrario, y cambiando la curva para
realizar un nuevo rib se obtiene la viga inferior.
Estas piezas tienen pequeños detalles al igual que la anterior, todo orificios mediante Pockets
de sketchs. Estos agujeros han sido calculados directamente de los planos, con 19 mm de radio
y una situación estimada en cada zona.
Figura 22: Detalle de la viga superior, con la simetría incluida ya.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Figura 23: Detalle de la viga inferior, con la simetría incluida.
c. Viga transversal en U
Para reforzar esta estructura, se utilizan las vigas transversales para ensamblar sólidamente
las anteriores descritas. El diseño de estas piezas no entraña mucha dificultad ya que se realiza
con simples Pad a partir de los Sketch en forma de U de 151x51mm.
La dificultad de esta pieza radica en el valor de length que se ha de elegir. Estas vigas van
aumentando de tamaño conforme aumenta la separación de las chapas para conseguir una
estructura final de dimensiones adecuadas. Además se ha de tener en cuenta a la hora del
montaje que no queden esquinas salientes con respecto a las vigas laterales, esto se hace
mediante un Pocket, siguiendo una idea similar a las de los agujeros de la chapa y el Project 3D
Elements.
Figura 24: Viga en U con sus dos orificios para los remaches.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Figura 25: Detalle del recorte de la superficie de la viga.
d. Viga tirante diagonal en L
A continuación vamos a explicar el diseño de estas piezas diagonales, que sirven para
ensamblar las vigas laterales, al igual que el anterior elemento descrito.
Como las piezas anteriores, no tiene gran complejidad su diseño en el CATPart, ya que se
realizan con un rib a partir de un sketch en L de 89x89mm con un grosor de 10mm.
La complicación llega en el momento del ensamblaje, tanto por la localización de los múltiples
agujeros como por los “recortes” en los bordes que hay que llevar a cabo y que se realizan
como se ha ido describiendo con anterioridad. Todo ello teniendo en cuenta la escasez de
medidas en estas secciones, cosa que complica el trabajo teniendo que cuadrar todas las
superficies.
Hay que tener en cuenta que estas vigas diagonales van tanto por fuera como por dentro de la
estructura del pescante, por lo que las vigas interiores deben ser ajustadas recortando parte
de la L para no interferir con las vigas laterales.
Figura 26: Detalle en el plano de la forma determinada de las vigas.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Figura 27: Detalle de la esquina recortada.
Figura 28: Detalle de la viga inferior para evitar la interferencia.
Tras tratar la gestación de este conjunto de piezas, vamos a describir brevemente el
ensamblaje que se ha llevado a cabo.
Lo principal en este punto, es cuadrar bien la chapa con las diferentes vigas, para luego con un
sencillo Symmetry conseguir la estructura completa del pescante.
Primero, mediante un par de Constraint, fijamos la viga lateral a la chapa utilizando para ello
las herramientas Contact Constraint y Offset Constraint, este último con un valor de 0.
Figura 29: Detalle de ensamblaje de la chapa con la viga lateral en L.
Tras esto, realizamos la simetría, para obtener una estructura preliminar sobre la que deberá
montarse el resto de piezas. A partir de este momento, comenzamos a ensamblar las
diferentes vigas transversales y diagonales con distintos Constraint, tal como Coincidence
Constraint y otros ya nombrados anteriormente.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Figura 30: Detalle 1 del ensamblaje de las diferentes piezas para la estructura principal del pescante.
Figura 31: Detalle 2 del ensamblaje de las diferentes piezas para la estructura principal del pescante.
Para ilustrar la complicada situación a la hora de ensamblar las diferentes vigas, de forma que
el resultado final sea estético, se adjuntan las siguientes ilustraciones.
Figura 32 : Detalle de la conjunción de vigas laterales, con las transversales y diagonales.
Figura 33: Detalle del ensamblaje de la viga diagonal interior con el resto.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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e. Viga transversal de refuerzo en T
Para finalizar con las vigas, nos queda por definir las vigas transversales de refuerzo. Como se
indica en el propio nombre dado a este apartado, su función es reforzar la estructura del
pescante. Por su posición, el objetivo principal es mantener aseguradas y estables las vigas
laterales que se ajustan a la plancha de acero.
Son 3 piezas de diferente longitud, pero misma forma en T de 127x64x10 mm. Hay que tener
en cuenta, como ya se ha comentado, que al no tener direcciones paralelas deberemos realizar
pequeños “recortes” para que las piezas ajusten perfectamente.
Para realizar dichas piezas se ha realizado un Rib a partir del Sketch en forma de T descrito
anteriormente y la longitud que se obtiene en función de que viga estemos desarrollando.
Figura 34: Pieza en T de refuerzo del pescante.
Por otro lado, para ensamblar dichas piezas a nuestro montaje debemos aplicar un par de
Constraint, en este caso, un Contact con la superficie de la viga lateral y un Offset entre ellas y
con el extremo de la placa, para colocarlas en su posición.
Figura 35: Detalle del ensamblaje de la viga de refuerzo con el resto.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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f. Polea
Como ya se ha comentado anteriormente, la grúa se basa en una seria de poleas, de las cuales
en nuestro modelado aparecen dos de las mismas dimensiones.
Para diseñar esta pieza, basándonos en el plano, utilizamos la herramienta Shaft a partir de un
sketch en el que hay que tener en cuenta los diámetros tanto de la polea en su perímetro
exterior (915 mm) como el diámetro del canal inferior donde contactara el cable (762 mm).
Una vez obtenida esta polea de un solo canal, realizamos un Rectangular Pattern en la
dirección del eje sobre el que se ha revolucionada anteriormente para obtener la pieza casi
finalizada. En este punto surgió un pequeño obstáculo, ya que en los planos no aparece la
dimensiones en esta dirección, pero al tener el número de canales estimar el espacio que estos
deberían ocupar soluciono dicho problema.
Por último, se realiza un Pocket a partir de un Sketch circular de diámetro 127mm necesario
para su sujeción.
Figura 36: Polea acanalada tanto del extremo del pescante como la que acompaña al gancho.
g. Sujeción de la polea superior al pescante
En este apartado vamos a hablar de dos piezas, ambas tienes el mismo objetivo y como no
representan excesiva importancia en el diseño final se unen aquí por su función. Además,
como ya se ha comentado se ha tenido diversos problemas por falta de dimensiones en los
planos, y aquí sucede algunos de ellos.
Las piezas que se describen a continuación han sido prácticamente dimensionadas según mi
criterio, manteniendo las proporciones y la estética del conjunto.
La primera pieza que tratamos en este apartado se trata de la barra que sujeta la polea
superior al pescante. Para realizar el diseño de esta pieza había que tener en cuenta tanto a la
polea como a las piezas que propiamente forman el pescante, véase la chapa y las diferentes
vigas transversales, y las barras auxiliares a este. Por ello, la pieza que a priori no es de
complicada ejecución se torna difícil desde el punto de vista del ensamblaje final, ya que había
muchos elementos que debían cuadrar.
Se llevo a cabo mediante un Shaft a partir de un Sketch, el cual no es de elevada dificultad
desde el punto de vista de CATIA pero si por las diferentes medidas que había que elegir en
función a otras piezas.
Figura 37: Barra de sujeción con diferentes diámetros para encajar distintos elementos.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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La segunda pieza que vamos a describir es una especie de tuerca que nos permite ajustar la
polea al pescante con seguridad.
Al igual que la anterior, la mayoría de las medidas de este elemento no estaban claras en los
planos, por lo que se han ido ajustando con el resto de piezas.
Para realizar esta pieza se ha llevado a cabo un Pad a partir de un Sketch casi rectangular, ya
que, como hemos visto anteriormente, las traviesas del pescante no son paralelas y, por tanto,
se debe ajustar la forma en planta.
Tras esto, con una serie de Pocket se realizan los agujeros necesarios tanto para los remaches
como para que pase la barra de sujeción.
Figura 38: Placa para sujetar el mecanismo de polea al pescante.
Tras presentar este conjunto de piezas, como ya se ha hecho en apartados anteriores,
pasamos a desarrollar el montaje de dichos elementos.
Primero, debemos encajar la barra de sujeción de la polea en el espacio creado para ella,
mediante una Coincidence Constraint.
Figura39: Detalle del ensamblaje de la barra en la estructura del pescante.
Tras ello, añadimos la polea y el otro elemento de cierre, y ajustamos estos elementos
mediante otra Coincidence Constraint y Contact Constraint.
Figura 40: Detalle del ensamblaje del conjunto de la polea superior.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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h. Refuerzo para la sujeción del poste de la viga guía.
Esta pieza tiene una función clara, la de reforzar la zona donde se ensambla el poste que sujeta
la guía del pescante. Es una pieza con la misma forma que las vigas laterales, y con una serie de
agujeros para los remaches que se realizan siguiendo la idea de la chapa. No se alarga más la
explicación por que es prácticamente idéntica a las ideas tratadas anteriormente.
Figura 41: Pieza de refuerzo para las vigas laterales en L.
i. Poste de la viga guía
A continuación vamos a describir el desarrollo de esta pieza. Debemos destacar que, como
ocurre anteriormente, esta pieza carece de medidas por lo que todas están estimadas para
mantener la proporción.
Para llevar a cabo el diseño se parte de varios Pad que se basan en diferentes en Sketch. La
causa por la que no se realiza de un solo Sketch es que en la superficie de contacto con el
pescaste tenemos un geometría variable que hay que ajustar, en cambio la parte superior de la
pieza es mucho más simple.
Tras ello, se llevan a cabo los diferentes agujeros con la misma idea que se ha descrito
anteriormente.
Figura 42: Pieza de poste para sujetar la viga guía.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Por último, observamos el montaje de estas piezas en nuestra estructura.
Con sencillos Constraint, teniendo en cuenta que lo agujeros deben quedar perfectamente
alineados para el posterior montaje de los pernos, conseguimos lo buscado.
Figura 43: Detalle del ensamblaje del refuerzo y el poste al resto de los elementos.
j. Corredera de la viga guía
A continuación vamos a describir la pieza que posibilita el movimiento de carga y descarga de
la grúa con seguridad, ya que su función es deslizarse por la viga guía para permitir el
movimiento del pescante.
Como las anteriores piezas, encontramos una gran dificultad en el diseño de la pieza por la
carencia de dimensiones. Posiblemente esta pieza sea la que más se aleje de la real, a pesar de
ello se ha intentado mantener las proporciones.
Esta pieza se ha planteado como hueca en su mayor parte, con don agujeros pasantes de
forma rectangular creados con dos Pocket, uno para la viga guía y otro para el poste de dicha
viga. También encontramos en dicha pieza agujeros realizados con la misma técnica de
siempre para los remaches que unen esta pieza con las anteriores mencionadas.
Destacar que para realizar los agujeros necesarios para el poste, se utilizo una idea idéntica a la
anteriormente comentada del Project 3D Elements.
Figura 44: Pieza corredera perteneciente al poste de la viga guía.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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k. Viga guía del pescante
Esta pieza es de vital importancia para la estructura y el correcto funcionamiento de la grúa. Se
encarga tanto el movimiento de carga y descarga como de reducir esfuerzos al pescante.
En la parte superior, se ajusta al conjunto de la polea superior, como se ya se comento
anteriormente. En la parte inferior, se una a elementos interiores de la zona del motor.
Para el desarrollo de la pieza lo primero que se tuvo en cuenta era la superficie a la que tenía
que ser paralela dicha viga (recordemos la superficie en planta de la chapa lateral). Por ello se
decidió realizar primero varios Pad en los extremos, donde la pieza debería encajar con los
elementos de sujeción de la polea superior y con la pieza que comentaremos más adelante.
Figura 45: Detalle de una de los extremos de la viga que se unirá al conjunto de la polea superior.
Tras esto, se realiza un Rib, ya que teniendo estas dos partes creadas es sencillo generar
material entre ambas, para dar por finalizada la pieza.
Figura 46: Viga guía auxiliar del pescante.
En este mismo apartado vamos a comentar la pieza a la que se une, en la parte inferior, la viga
guía. Realizamos esto ya que carece de interés dedicar un apartado a esta pieza.
Esta pieza cilíndrica se encarga de la unión entre las dos vigas guías (recordemos que todas
estas piezas tienen simetría el plano intermedio), así como de permitir la unión de esta viga
guía con la estructura del péscate mediante una viga auxiliar.
El desarrollo de esta pieza es sencillo, mediante un Shaft a partir de un Sketch con la única
peculiaridad de una especia de cabeza de tornillo que se encuentra en el extremo para
asegurar el ensamblaje.
Figura 47: Barra de sujeción de la viga guía y unión con otros elementos.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Tras comentar esta serie de piezas, pasamos a ver los diferentes montajes que se han llevado a
cabo respecto a las mismas.
Lo primero que debemos destacar, es que para el montaje de la pieza corredera tenemos que
ensamblar antes la viga guía, ya que se tuvo que retocar para que encajara perfectamente.
Además, como ya se ha comentado, se utiliza para el montaje las Constraint habituales.
Figura 48: Detalle del montaje de la viga guía con el resto de la estructura.
Figura 49: Detalle de ensamblaje de las piezas correderas con la viga guía y el poste.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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l. Elemento de enganche del pescante.
La función de esta pieza es unir la estructura del pescante con el mecanismo de la zona interior
del motor, por ello esta pieza debe asegurar la resistencia a las cargas y una unión precisa.
Es una pieza robusta que se ha desarrollado a través de una serie de Pad en tres zonas
claramente diferenciadas. La primera en la que se realizan los agujeros para los remaches con
el objetivo de unir esta pieza con el pescante, una segunda de transición ya fuera del pescante
hacia la zona de ensamblaje con los elementos interiores de la grúa.
Se puede destacar que al ser una pieza simétrica se ha hecho uso de la función Mirror, y que
para realizar los agujeros de la primera parte se ha utilizado el Rectangular Pattern de forma
que solo se realizo un solo Pocket.
Figura 50: Pieza de unión del pescante con la zona interior.
Vamos a describir un pieza dentro de este mismo apartado, al igual que hicimos en el anterior.
Ya que sucede algo idéntico con la anterior.
Se trata de la barra auxiliar que se encarga de unir las dos partes inferiores del encastre en la
pieza anteriormente descrita, así como con el resto de elemento. Es una pieza idéntica a la
última del anterior apartado pero esta vez en la zona del pescante.
El diseño es exactamente igual que la anterior, con diferentes dimensiones.
Figura 51: Barra de sujeción del enganche del pescante y unión con otros elementos.
Por último, vamos a tratar dentro de este mismo apartado, por el mismo motivo que la pieza
anterior, el desarrollo de la viga auxiliar que une el movimiento de las estructura del pescante
con el de la viga guía.
Su diseño es similar al de la viga guía, cambiando las dimensiones especialmente en uno de los
extremos, ya que el otro es exactamente idéntico al de la guía ya que se ensambla junto a él.
Para mejorar la apreciación de lo que se está comentando se va a tratar el ensamblaje de este
conjunto de piezas.
Para el montaje de estas piezas se han utilizado las Constraint habituales, así como la
herramienta FIx Component.
Figura 52: Detalle del montaje del elemento de unión del pescante.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Figura 53: Viga auxiliar ensamblada junto al resto de elementos.
Figura 54: Detalle de la unión de la viga guía junto a la viga auxiliar, comentado en el apartado anterior.
Figura 55: Detalle de la unión de la pieza de enganche a la viga auxiliar.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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m. Gancho
A lo largo de este apartado vamos a describir el desarrollo de la creación del conjunto del
gancho de la grúa. Es un elemento del que se disponía muy pocas dimensiones, por lo que se
han tenido que estimar.
Está formado por una polea, exactamente a la que ya hemos descrito anteriormente, por un
gancho y una seria de barras que unen estos dos elementos.
Para hacer el diseño del gancho, primero se realiza un Shaft de la parte superior, ya que tiene
simetría de revolución, con su respectivo Pocket que es necesario para la barra con la que se
uniera este elemento a la polea.
Tras ello, se realiza un Pad de lo que es propiamente el gancho.
Figura 56: Detalle de la ejecución del gancho, con la parte superior ya generada.
Tras esta pieza, se llevaron a cabo las barras que atraviesan tanto a la polea como el gancho, y
la pieza que una dichas barra y por tanto, una ambos elementos principales.
Por un lado, las barras se generan con un Shaft y un Mirror, con dimensiones muy parecidas,
con dos especies de cabezas para que el ensamblaje sea lo más ajustado posible.
Por otra parte, la pieza que se encarga de unir estos elementos se realiza mediante varios Pad.
Es una pieza simple, a la que, para darla un aspecto lo más parecido a los planos, se le aplica un
EdgeFillet, redondeando las esquinas unos 30º.
Figura 57: Una de las piezas de atraviesan tanto a la polea como al gancho.
Figura 58: Pieza de unión de ambas barras.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Por último, representamos el montaje final del conjunto del gancho. Este se ha llevado a cabo
mediante Constraint ya explicadas anteriormente.
Figura 59: Conjunto final del gancho, que conecta al resto de la estructura mediante cables.
Para dar por finalizado este apartado, mostramos el resultado final que se ha obtenido,
aplicando un sencillo renderizado.
Como se observa en la imagen, tenemos un armazón metálico que cubre el sistema motor de
la grúa y el soporte de piedra que no se han explicado anteriormente por su falta de rigor en el
diseño, ya que se propusieron como elementos estéticos en la etapa final del montaje.
Figura 60: Imagen final de la Grúa de Piedra.
Figura 61: Detalle del render de la grúa.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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6. CODIGO QR
A lo largo de este apartado se va a explicar el nacimiento y la evolución del código QR(Quick
Response), así como el uso que se le va a dar para impulsar y dar visión al trabajo realizado en
este proyecto.
a. Origen y evolución.
En la década de 1960, Japón entró en un período de alto crecimiento económico. Los supermercados, que surgieron por todos vecindarios, vendían una amplia gama de productos básicos, tanto de alimentación como de ropa.
Las cajas registradoras que se utilizaban en aquellos tiempos, requerían que el precio estuviera rotulado a mano sobre el envase. Debido a esta tarea, muchos empleados de los establecimientos sufrieron daños en las muñecas y síndromes del túnel carpiano.
La invención de los códigos de barras unida al desarrollo del sistema POS, en el que el precio de un artículo estaba asociado al código de barras y se mostraba a un lector óptico de la caja, dieron una solución al problema. Aunque el uso del códigos de barras se extendido rápidamente, sus limitaciones resultaron patentes casi en seguida. Lo más ineficiente de este sistema es que sólo puede contener 20 caracteres alfanuméricos de información.
Por ello, los clientes de Denso Wave Incorporated, empresa dedicada en aquella época al desarrollo de los lectores de códigos de barras, comenzaron a pedirles un nuevo código mejorado que pudiera contener más información y además que incluyera caracteres del alfabeto japonés.
Por entonces se trabajaba en códigos 2D, buscando comprimir tanta información como fuera posible. En dichos códigos, la información está codificada en dos direcciones: a lo ancho y de arriba hacia abajo. Para alcanzar mayor velocidad en la búsqueda, se añadió información posicional de forma que unas marcas cuadradas ofrecieran una referencia espacial para leer la información. Tras realizar un estudio exhaustivo sobre patrones en imágenes y símbolos impresos en invitaciones, revistas, periódicos, etc. se llego a la conclusión de que la secuencia menos usada con áreas blancas y negras era 1:1:3:1:1. De esta forma, al utilizar esta secuencia se aumenta la velocidad de lectura ya que solamente debería buscarse la orientación del código completo sin importar el ángulo de exploración. Así se creó el código QR, capaz de codificar 7.000 caracteres alfanuméricos incluyendo elementos del alfabeto japonés y de leer 10 veces más rápido la información.
Actualmente su uso se ha extendido por todo el mundo, en gran medida gracias a la decisión de Denso Wave de hacer las especificaciones del código QR libres y disponibles al público en general. A medida que se definieron sus reglas de construcción y se estandarizó el código, su utilidad se
extendió aún más. Lo más destacable en cuanto a las estandarizaciones es la aprobación por
parte de la ISO (International Organization for Standardization) en el año 2000) como uno de
sus estándares internacionales.
b. Uso en el proyecto.
El uso de este tipo de códigos se basa en la utilización de los dispositivos móviles tales como smartphones o tablets. A través de ellos, escaneando el patrón se puede acceder, a través de Internet, a más información de establecimientos en sus sitios web, a contenidos multimedia o incluso a tu billete de avión evitando así tener que imprimirlo. En este caso, se busca aumentar la información disponible de este monumento histórico. De forma que el turista o el ciudadano curioso, con un simple movimiento con su smartphone pueda tener una visión espacial de cómo era la grúa.
A continuación se presenta el código QR que, a través de la aplicación del móvil, nos permite
entrar en la página web lagruadepiedra.wordpress.com donde aparecen diferentes imágenes
de la grúa digitalizada así como información extra a la que se podría encontrar en el panel de
información.
Dicho código es proporcionado de forma gratuita por la pagina web códigos-qr.com, con solo
enviar la pagina a la que se quiere enlazar dicha imagen y datos de contacto básicos.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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Figura 62: Código QR ligado a la página web creada para este propósito
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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7. CONCLUSIÓN Y RESULTADOS
Antes de comenzar con las conclusiones del trabajo, se va a presentar un pequeño resumen de
todo lo descrito anteriormente, para tener así una visión reciente y global del proyecto.
Se ha descrito brevemente, sin entrar en excesivos detalle, el contexto del Puerto de
Santander a partir del cual surgía la necesidad de una evolución o mejora en el mismo. Dentro
de este proceso de modernización, se ha presentado el concurso que realizo la Junta del
Puerto para la adquisición de la nueva grúa, con las diferentes posibilidades, y una descripción
más detallada de la grúa seleccionada.
También se ha descrito brevemente la historia de la herramienta de CAD utilizada, así como
una descripción técnica básica de la misma. Todo ello necesario para la parte más importante
del trabajo, el desarrollo en CATIA de las piezas y el montaje final de la Grúa de Piedra.
Por último, también se ha descrito brevemente la herramienta digital QR para poder ampliar la
cobertura del trabajo.
Tras el pequeño resumen, se pasa a comentar las conclusiones y resultados que se desgranan
del trabajo realizado para la realización del proyecto.
Lo primero que se quiere presentar es una conclusión a nivel personal, el esfuerzo realizado
para superar el reto que supone enfrentarse a un trabajo de esta magnitud, y la sensación de
superación que se siente una vez superado. Se han desarrollado capacidades variadas como la
búsqueda de información, la toma de decisión con respecto a la dirección del trabajo y el
tiempo empleado en él y la mejora del conocimiento, aunque de forma básica aún, de un
programa trabajado en la universidad.
El segundo hecho más reseñable es el enorme proceso de aprendizaje que se ha llevado a
cabo, tanto desde el punto de vista del modelado en CATIA como por la interpretación de los
planos. Principalmente, se ha mejorada en ambos aspectos a base de cometer errores y
corregirlos, aprendiendo de ellos y apuntalando todo el conocimiento previo que se tenía en
ambas áreas.
Por una parte, es visible la diferencia entre las primeras piezas diseñas y las ultimas, es decir,
se han rehecho diversas piezas porque con el trabajo se fue adquiriendo conocimientos que
hubieran sido de gran utilidad en otras piezas anteriores.
Por otra parte, en el último punto, el de la interpretación de los planos, se quiere comentar la
dificultad en el diseño de las diferentes piezas, muchas de las cuales carecían prácticamente de
alguna dimensión, teniendo que estimar y modificar sobre la marcha la mayoría de ellas. Ante
este problema, una solución adecuada y viable fue propuesta por la tutora, tomar fotografías
de la grúa y obtener así información mucho más detallada, pero no se pudo llevar a cabo por
motivos ajenos al autor (la grúa fue desmontada por su deterioro debido a condiciones
climatológicas adversas y conservada en instalaciones donde no se permite el acceso).
Además, muchas de estas dimensiones aparecían con una estructura de cotas antigua y en
desuso, por lo que se ha tenido que confirmar lo que se suponía que indicaban.
Para terminar con este apartado, se cree que se ha hecho un buen trabajo pero, como todo, se
presume que este puede ser mejorable y por ello, se añade el siguiente apartado.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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8. TRABAJOS FUTUROS
En este apartado se quieren aportar diferentes ideas o direcciones que se puedan realizar en
un futuro. También se pretenden describir ciertas mejoras que se podrían llevar a cabo para
mejorar el trabajo ya realizado.
Modelar en CATIA V5 la parte interna de la grúa, donde encontramos el motor, con
todo el conjunto de rodillo, la caldera, la corona circular y demás piezas necesarias
para el funcionamiento del mismo. De este modo se podrá llevar a cabo un ensamblaje
al completo de toda la grúa.
Mejorar el renderizado del modelo final en CATIA, para hacerlo más atractivo y visual,
así como mejorar el diseño de la pagina con la que enlaza el código QR.
Rehacer ciertas piezas o montajes, con herramientas más avanzadas dentro del propio
CATIA, de forma que se facilite el ensamblaje y ,por tanto, el trabajo final del proyecto
Se podrían realizar unos planos de la grúa actualizados, como forma de mejorar la
información ya existente de la misma, con las diferentes modificaciones sufrida por la
misma desde el día de su montaje en la bahía de Santander.
Realizar un estudio en profundidad de las grúas a principios del Siglo XX, y compararlas
con la adquirida por el Puerto de Santander. Haciendo hincapié en la importancia que
ello suponía para el comercio de las ciudades portuarias.
La posibilidad de realizar una impresión en 3D del modelo. Ello conllevaría modificar el
modelado, para adaptarlo a las necesidades de la impresora 3D, así como realizar una
descripción de la ya presente tecnología de impresión en 3D.
Por último, tras realizar alguna de las mejoras o proyectos futuros mencionados, se
podría llevar a cabo una simulación de la máquina, donde se pudiera ver los diferentes
movimientos de los mecanismos y conjuntos que se suceden para llevar a cabo el
transporte de las cargas.
Modelado en CATIA V5 de la Grúa de Piedra
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9. BIBLIOGRAFIA
Publicación interna y archivos cedidos por el responsable del Archivo del Puerto de
Santander.
Pagina web de fotografías de la Grúa: http://eltomavistasdesantander.com/?s=grua
Pagina web oficial del programa CATIA: http://www.3ds.com/es/
Gil De Arriba, C., Ciudad e imagen: un estudio geográfico sobre las representaciones
sociales del espacio urbano de Santander, Editor Universidad de Cantabria, Santander,
2002.
Quintanilla, JM. (pero firma con el pseudónimo de Pedro Sánchez)., Nueva guía de
Santander y la Montaña, Editor L. Blanchard, Santander 1892