Revista de Ciencias del Mar y Acuicultura “YAKU”: Vol. 5 (Núm. 9) (ene  jun 2022). ISSN: 2600-5824.  
Análisis estructural de la pluma hidráulica mediante software de elementos finitos.  
ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA PLUMA HIDRÁULICA MEDIANTE SOFTWARE  
DE ELEMENTOS FINITOS  
STRUCTURAL ANALYSIS OF THE HYDRAULIC BOOM USING FINITE ELEMENT  
SOFTWARE  
1
2
Macías-Chancay Víctor Andrés ; Paredes-Mera Francisco  
1
2
Resumen  
En este trabajo, muestran todos los parámetros hidráulicos para los cual la pluma es capaz de trabajar en  
función de la potencia de su motor hidráulico. Mas, sin embargo, este estudio no cuenta con un análisis  
estructural para ver si este resiste las cargas que se van a transmitir a cada uno de los elementos. Es por  
esto por lo que en el presente trabajo se va a determinar los esfuerzos y deformaciones que ocurren en los  
principales elementos estructurales de la pluma. El proceso para determinar estos esfuerzos y  
deformaciones consist en un método numérico para relacionar estos parámetros mediante un mallado  
de la geometría de la estructura, este se conoce como elementos finitos, el cual luego relacionara toda esta  
malla mediante interacciones de sus nodos a través de las ecuaciones de la mecánica lineal elástica. Nos  
vamos a apoyar mediante un Software CAM/CAE como lo es SolidWorks, en el cual se desarrollará la  
geometría y luego la simulación basada en el método de los elementos finitos, para obtener todos los  
esfuerzos y deformaciones a los cuales va a estar sometida la pluma de acuerdo con los parámetros  
presentados en el trabajo previo, para una vez así poder determinar si la estructura es lo suficientemente  
rígida para soportar los pesos deseados.  
Palabras claves: Análisis estructural, pluma hidráulica, software.  
Abstract  
In this work they show all the hydraulic parameters for which the boom is capable of working based on the  
power of its hydraulic motor. However, this study does not have a structural analysis to see if it resists the  
loads that will be transmitted to each of the elements. This is why in the present work the stresses and  
deformations that occur in the main structural elements of the boom will be determined. The process to  
determine these stresses and strains consisted of a numerical method to relate these parameters by  
meshing the geometry of the structure, this is known as Finite Elements, which would then relate this entire  
mesh through interactions of its nodes through the equations of linear elastic mechanics. We are going to  
support ourselves through a CAM/CAE Software such as SolidWorks, in which the geometry will be  
developed and then the simulation based on the Finite Element method, to obtain all the efforts and  
deformations to which the structure will be subjected. boom according to the parameters presented in the  
previous work, in order to determine if the structure is rigid enough to support the desired weights.  
Keywords: Structural analysis, Hydraulic boom, software.  
2
Fecha de recepción: 13 de agosto de 2021; Fecha de aceptación: 29 de noviembre de 2021; Fecha de  
publicación: 10 de enero de 2022.  
Revista de Ciencias del Mar y Acuicultura “YAKU”: Vol. 5 (Núm. 9) (ene  jun 2022). ISSN: 2600-5824.  
Macías-Chancay & Paredes-Mera (2022)  
1
. Introducción  
2. Las fallas en los elementos  
estructurales de plumas grúas  
La pluma grúa instalada en la carrera de  
mecánica, es una máquina de elevación  
de funcionamiento discontinuo, elevan  
y distribuyen las cargas mediante un  
gancho suspendido de un cable. Es  
orientable y su soporte giratorio se  
encuentra empotrada sobre una base  
de hormigón, cuya parte inferior se une  
a la base de la grúa o elemento  
estructural. Suele ser de instalación  
Es importante conocer que a lo largo de  
la historia los fallos estructurales han  
causado varias muertes y heridos,  
aparecen noticias, de manera habitual,  
relacionadas  
estructurales de grúas. Es importante  
conocer las prohibiciones más  
relevantes para el funcionamiento de las  
grúas estandarizadas bajo las  
normativas UNE 58-101:  
con  
accidentes  
temporal, está concebida para  
y
soportar frecuentes montajes  
y
Utilizar los elementos de elevación  
para hacer tracciones oblicuas de  
cualquier tipo.  
desmontajes, así como traslados entre  
distintos emplazamientos. Este tipo de  
grúa se encuentra conformada  
Arrastrar o arrancar objetos fijos del  
suelo o paredes, así como cualquier  
otra operación extraña a las propias  
de manutención.  
principalmente  
por  
un  
trípode  
estructural que simula una torre  
metálica, con un brazo horizontal  
giratorio, y los motores de orientación,  
elevación y distribución o traslación de  
la carga (Giménez, 2010). La pluma grúa  
fue instalada y dimensionada a nivel de  
Elevar una carga superior a las  
indicadas en las especificaciones de  
la grúa.  
cálculos  
hidráulicos,  
mecánicos.  
para  
omitiéndose  
Balancear  
las  
cargas  
para  
cálculos  
Éstos  
son  
el  
depositarlas en puntos donde no  
llega normalmente el aparejo de  
elevación.  
importantes  
conocer  
comportamiento en su estructura a la  
hora de soportar esfuerzos (Giler, 2016).  
3
Revista de Ciencias del Mar y Acuicultura “YAKU”: Vol. 5 (Núm. 9) (ene – jun 2022). ISSN: 2600-5824.  
Análisis estructural de la pluma hidráulica mediante software de elementos finitos.  
también para la varada de barcos,  
almacenaje en seco, reparación de  
buques u operaciones auxiliares. Estas  
últimas, según las actividades que  
3
. Método de elementos finitos  
El método de elementos finitos es una  
herramienta útil en la resolución de  
problemas de ingeniería para cálculo de  
elementos estructurales (Azevedo,  
deban  
desarrollar  
y
espacios  
disponibles, pueden ser instaladas en  
distintas estructuras (por ejemplo, en la  
parte superior de una pasarela  
telescópica de tipo columna y/o tipo  
torre), y estar equipadas con diferentes  
accesorios o rangos de alcance; también  
pueden contar con una amplia variedad  
de accesorios, como cabrestantes,  
mecanismo de manejo hidráulico,  
controles a distancia, limitador de carga  
y válvula de contrapeso, entre otros de  
acuerdo a las condiciones técnicas del  
espacio y uso (Prosertk, 2016)  
2
003). El estudio del siguiente proyecto  
se basará en el método continuo, que se  
compone de un número finito de partes  
´
´elementos´´ cuyo comportamiento  
está asociado parámetros  
a
característicos denominado ´´nodos´´.  
Estos nodos son los puntos de unión de  
cada elemento con sus adyacentes  
(Azevedo, 2003).  
Es importante conocer datos reales para  
referenciar en la placa de cada máquina  
los términos de uso, así se evita  
accidentes, ya que los trabajos que se  
someten a cargas pesadas siempre  
tendrán un determinado nivel de riesgo.  
4
. Conclusiones  
En la industria marítima una de las  
infraestructuras básicas para la  
manipulación de mercancías y barcos en  
todo tipo de puertos, son las grúas,  
sobre todo en puertos donde la carga,  
descarga, estiba y desestiba, es el  
La estructura no soporta las cargas para  
la cual hidráulicamente fue diseñada en  
un principio, donde se indica que puede  
elevar cargas de 10 toneladas, si la  
pluma elevara ese peso va a pasar a  
tener una gran deformación de  
aproximadamente 1.50 metros de  
acuerdo al cálculo realizado, por lo que  
ya dejaría de trabajar en el rango  
elástico y pasaría al rango plástico, y a  
accionar  
clave  
para  
el  
buen  
funcionamiento logístico de movilidad  
de la carga. Las grúas se utilizan para la  
carga entre el puerto y el buque, con el  
fin de organizarla y apilarla, pero  
4
Revista de Ciencias del Mar y Acuicultura “YAKU”: Vol. 5 (Núm. 9) (ene  jun 2022). ISSN: 2600-5824.  
Macías-Chancay & Paredes-Mera (2022)  
partir de ahí no tenemos las  
herramientas necesarias para  
Galindo, M. J. (2009). La pluma grúa se  
desplomó al partirse el brazo del  
elevador. Diario Cartagena.  
determinar qué sucederá luego, pero lo  
que si podemos concluir es que la pluma  
se deformara y no se podrá utilizar.  
Giler, P. A. (2016). Diseño, Cálculo,  
Construcción  
y
prueba de  
resistencia de carga con  
variación de presión de un  
sistema hidráulico para el  
movimiento de una pluma con  
winche. Manta: Tesis: Carrera de  
Mecánica Naval.  
Bibliografía  
Azevedo, A. (2003). Métodos de  
elementos  
finitos.  
Lisboa:  
Facultad de ingeniería.  
Giménez, F. R. (2010). Fallo del brazo de  
una grúa torre. Leganéz:  
Universidad Carlos III.  
Barragán, A. (2007). Un caso práctico:  
grúa porta contenedores.  
Revista Iberoamericana de  
Idárraga, M. (2012). Estructura  
organizacional y sus parámetros  
de diseño: análisis descriptivo en  
pymes industriales. Bogotá.  
Automática  
e
Informática  
Industrial RIAI.  
Castillo, F. G. (2007). Método de los  
elementos finitos, preproceso y  
postproceso de resultados.  
Madrid.  
Jiménez, A. P. (2011). Estandarización  
de diseño de estructuras para  
grúas viajeras. Costa Rica:  
Escuela de ingeniería de la  
construcción.  
Cobo, P. (2011). Simulador de grúa  
hidráulica para aplicaciones  
marinas.  
Lizarza, J. T. (2000). Introducción al  
método de elementos finitos.  
San Sebastián: Printed in Spain.  
Correa, G. (1992). Diseño de una pluma  
telescópica para una grúa  
horquilla. Chile: Universidad  
Técnica del Estado de Chile.  
Escuela de ingeniería Mecánica.  
Muñuzuri, J. (2010). In 4th International  
Conference  
Engineering  
On  
and  
Industrial  
Industrial  
Management. Sevilla.  
Días, J. (1983). análisis de su estructura.  
Edition Reichenberge.  
Normalización, C. t. (2020). Normas para  
la construcción de grúas. España:  
UNE.  
Dopico, D. (2011). Simulador de grúa  
Panamax para movimiento de  
contenedores en puerto.  
Oñate, E. (2001). Introducción al  
método de los elementos finitos.  
Cataluña: Departamento de  
Drew, R. (2016). Colapso de enorme  
Grúa en New York. Chicago  
Tribune.  
5
Revista de Ciencias del Mar y Acuicultura “YAKU”: Vol. 5 (Núm. 9) (ene – jun 2022). ISSN: 2600-5824.  
Análisis estructural de la pluma hidráulica mediante software de elementos finitos.  
ingeniería de la Universidad de  
Cataluña.  
Prosertk. (2016). Grúas de carga y  
descarga e infraestructura básica  
de los puertos. Prosertk., 8.  
Rodríguez, J. (2010). Estudio  
y
simulación  
finitos.  
por  
elementos  
6