Revista de Ciencias del Mar y Acuicultura “YAKU”: Vol. 4 (Núm. 7) (ene – jun 2021). ISSN: 2600-5824.  
Análisis estructural en ingeniería en mecánica naval.  
ANÁLISIS ESTRUCTURAL EN INGENIERÍA EN MECÁNICA NAVAL  
STRUCTURAL ANALYSIS IN NAVAL MECHANICS ENGINEERING  
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Macías-Chancay Víctor Andrés ; Paredes-Mera Francisco  
1
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí. Manta, Ecuador.  
Correo: e1313095869@live.uleam.edu.ec.  
2
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí. Manta, Ecuador.  
Correo: francisco.paredes@uleam.edu.ec.  
Resumen  
El presente proyecto técnico tiene como fin realizar un análisis estructural de la pluma hidráulica que se  
encuentra en la Carrera de Mecánica Naval. Esta grúa fue diseñada y construida por estudiantes de la  
Carrera como proyecto de previo a la obtención de su título. En dicho trabajo se centran básicamente en  
determinar el tipo de pluma necesario para ser utilizada en la carrera para clases demostrativas y pruebas  
de los estudiantes, así además se centran en el diseño hidráulico de la misma, y por último detallan y  
realizan la construcción de este.  
Palabras claves: Análisis estructural, Ingeniería, mecánica naval.  
Abstract  
The purpose of this technical project is to carry out a structural analysis of the hydraulic boom found in the  
Naval Mechanics Career. This crane was designed and built by students of the Career as a project prior to  
obtaining their degree. In this work they basically focus on determining the type of boom necessary to be  
used in the race for demonstration classes and student tests, as well as focusing on its hydraulic design,  
and finally they detail and carry out the construction of this.  
Keywords: Structural analysis, Engineering, naval mechanics.  
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Fecha de recepción: 17 de agosto de 2020; Fecha de aceptación: 23 de noviembre de 2020; Fecha de  
publicación: 08 de enero de 2021.  
Revista de Ciencias del Mar y Acuicultura “YAKU”: Vol. 4 (Núm. 7) (ene – jun 2021). ISSN: 2600-5824.  
Macías-Chancay & Paredes-Mera (2021)  
parte superior de una pasarela  
telescópica de tipo columna y/o tipo  
torre).  
1
. Introducción  
El presente estudio determinará el  
comportamiento mecánico de la  
estructura de la pluma grúa hidráulica  
de la carrera de Mecánica Naval. Se  
evaluará principalmente la deformación  
de los cuerpos, los puntos críticos en su  
máximo esfuerzo y la capacidad de  
carga permisible, construyendo una  
tabla de valores reales para el buen  
manejo de las cargas evitando fallos que  
afecten a la integridad física de quienes  
la operan.  
Están equipadas con diferentes  
accesorios o rangos de alcance. También  
pueden contar con una amplia variedad  
de accesorios.  
Las grúas de brazo nivelado o grúas  
luffing son estructuras fijas capaces de  
desplazar la carga suspendida hacia  
atrás o hacia adelante, mientras el  
gancho de suspensión se mantiene a  
una altura fija de forma automática.  
A través del modelo tridimensional de la  
pluma hidráulica y su análisis estructural  
mediante el uso de un software Ansys  
de elementos finitos, permitirá  
caracterizar la grúa de la carrera de  
Ingeniería Mecánica Naval a fin de  
contar con parámetros mecánicos  
Son  
las  
grúas  
motorizadas  
características de la mayoría de puertos,  
con una gran variedad de usos y donde  
sus imponentes estructuras, de hasta 30  
metros, se pueden ver desde varios  
kilómetros de distancia.  
importantes  
tales  
como:  
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. Grúas de Barcos  
deformaciones, puntos críticos, carga  
máxima y carga permisible.  
Una de las infraestructuras básicas para  
la manipulación de mercancías y barcos  
en todo tipo de puertos son las grúas de  
carga y descarga portuarias, sobre todo  
en los puertos comerciales donde la  
carga, descarga, estiba y desestiba son  
acciones clave para el desarrollo y  
funcionamiento de estos puertos.  
2
. Infraestructuras básicas de los  
puertos  
Estas últimas, según las actividades que  
deban desarrollar espacios  
y
disponibles, pueden ser instaladas en  
distintas estructuras (por ejemplo, en la  
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Análisis estructural en ingeniería en mecánica naval.  
Las grúas se utilizan para la carga entre  
el puerto y el buque, con el fin de  
organizarla y apilarla, pero también para  
la varada de barcos, almacenaje en seco,  
reparación de buques u operaciones  
auxiliares.  
los formatos más reducidos, capaces de  
trabajar en espacios aún más pequeños  
como la grúa rech stacker o apiladora de  
container.  
La primera de estas grúas es la apiladora  
de alcance, conocida también como  
montacargas.  
Las grúas pórtico portacontenedores  
también son estructuras de gran  
tamaño que pueden llegar hasta los 140  
metros de altura y más de 20.000  
toneladas de carga, pero que se mueven  
a lo largo del muelle mediante raíles o  
neumáticos.  
Es un tipo de equipamiento móvil  
destinado para la carga intermodal,  
donde un vehículo equipado con un  
brazo mecánico de distinto alcance y  
altura es capaz de transportar, cargar,  
descargar y apilar contenedores en  
diferentes terminales del puerto. El  
modelo más común es el que incluye la  
pinza especial para los contenedores  
TEU, spreader en inglés, en su parte  
superior, aunque también existe el  
modelo con la pinza en el lateral de este  
equipamiento.  
Es maquinaria especializada en carga,  
descarga, estiba  
y
desestiba de  
contenedores, que cuenta con cuatro  
columnas y un voladizo en su parte  
superior, donde se aloja una grúa móvil  
implantada en un carrito.  
Existen distintas medidas dependiendo  
de la capacidad de carga y el tamaño de  
los buques con los que opera,  
4
. Mecánica estructural  
normalmente  
partiendo  
de  
la  
La palabra "estructura" tiene diferentes  
significados. En su acepción más general  
se refiere a la forma en que se organizan  
las partes de un sistema u objeto. Desde  
el punto de vista ingenieril, las  
clasificación Panamax hasta los más  
grandes, denominada así por su  
limitación de carga para barcos que  
cruzan el canal de Panamá.  
"
estructuras" están ligadas  
a
la  
Después de las grandes estructuras que  
suelen ocupar la línea de visión de los  
puertos de todo el mundo, encontramos  
construcción; así, son estructuras los  
puentes, los edificios, las torres, las  
presas, etc. De una forma más  
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específica, y más adaptada a las  
modernas tipologías de construcción,  
entendernos por estructura aquella  
parte de la construcción que soporta un  
conjunto; es decir, que es capaz de  
resistir las diversas acciones que actúan  
sobre ella (peso propio, sobrecargas de  
uso, viento, movimientos cíclicos, etc.)  
dentro de la seguridad de las  
embarcaciones. Es por esto que el  
estudio de las estructuras que están  
acopladas a estas debe ser de vital  
importancia dentro de la vida de un  
ingeniero, ya que no solamente es  
importante conocer la funcionalidad y la  
capacidad de trabajo de los diferentes  
mecanismos  
dentro  
de  
una  
Naturalmente, el hombre ha concebido  
y construido todo tipo de "estructuras"  
desde tiempos muy remotos. En un  
principio, lo hace para satisfacer sus  
necesidades primarias, de cobijo frente  
al medio exterior; más tarde, al crecer y  
diversificarse las relaciones sociales de  
todo tipo, para posibilitar y favorecer su  
desarrollo. La tecnología es, sin duda,  
una de las bases de este desarrollo, y la  
ingeniería, en sus diversas ramas, el  
resultado de su concreción a través de  
los tiempos.  
embarcación, hay que conocer los ciclos  
de vida de todo elemento mecánico  
dentro de esta.  
En un barco esto puede jugar un papel  
importante en la seguridad de sus  
trabajadores, es por esto que con la grúa  
previamente construida queremos darle  
un alcance donde implique el estudio  
del comportamiento con la carga  
diseñada. Es importante que los  
estudiantes que realicen las practicas  
con la pluma mecánica de la carrera  
tengan a su alcance un estudio técnico  
de cuál es el tiempo máximo de  
duración de esta, y también las cargas  
que puede soportar en función de su  
estructura.  
Así, la ingeniería estructural es la rama  
de la ingeniería que trata la concepción,  
el diseño y la construcción de las  
estructuras necesarias para desarrollar  
las actividades humanas. Como tal, la  
ingeniería estructural debe contemplar  
cuatro criterios básicos: funcionalidad,  
seguridad, economía y estética.  
5. Conclusiones  
Una de las infraestructuras básicas para  
la manipulación de mercancías y barcos  
en todo tipo de puertos son las grúas de  
En el campo de la mecánica naval las  
estructuras juegan un papel importante  
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Análisis estructural en ingeniería en mecánica naval.  
carga y descarga portuarias, sobre todo  
en los puertos comerciales donde la  
carga, descarga, estiba y desestiba son  
acciones clave para el desarrollo y  
funcionamiento de estos puertos.  
horquilla. Chile: Universidad  
Técnica del Estado de Chile.  
Escuela de Ingeniería Mecánica.  
Días, J. (1983). análisis de su estructura.  
Edition Reichenberge.  
Dopico, D. (2011). Simulador de grúa  
Panamax para movimiento de  
contenedores en puerto.  
Las grúas flotantes son artefactos  
diseñados y construidos para levantar  
grandes cargas en el medio marino,  
habitualmente realizando tareas de  
Drew, R. (2016). Colapso de enorme  
Grúa en New York. Chicago  
Tribune.  
carga  
y
descarga en buques,  
Galindo, M. J. (2009). La pluma grúa se  
desplomó al partirse el brazo del  
elevador. Diario Cartagena.  
participando en la construcción de  
instalaciones offshore, o ayudando en  
tareas de salvamento de embarcaciones  
hundidas.  
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  
Facultad de Ingeniería.  
finitos.  
Lisboa:  
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  
Industrial RIAI.  
e
Informática  
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  
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Revista de Ciencias del Mar y Acuicultura “YAKU”: Vol. 4 (Núm. 7) (ene – jun 2021). ISSN: 2600-5824.  
Macías-Chancay & Paredes-Mera (2021)  
Muñuzuri, J. (2010). In 4th International  
Conference  
Engineering  
On  
and  
Industrial  
Industrial  
Management. Sevilla.  
Normalización, C. t. (2020). Normas para  
la construcción de grúas. España:  
UNE.  
Oñate, E. (2001). Introducción al  
método de los elementos finitos.  
Cataluña: Departamento de  
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  
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