Principio de funcionamiento de la grúa de buque: cómo funciona una grúa de buque hidráulica

Una grúa de buque es una grúa fijada a la cubierta de un buque que eleva la carga, los suministros y el equipo entre el barco, el muelle y otras embarcaciones. La mayoría de las grúas de buque pequeñas y medianas que se utilizan hoy en día son hidráulicas: una bomba impulsa aceite a presión a través de una válvula de control hacia los cilindros y los motores hidráulicos, que a su vez elevan la pluma, hacen girar la grúa y accionan el cabrestante. Esta guía explica, paso a paso, cómo funciona una grúa de buque, por qué su capacidad varía en función del alcance y sobre una cubierta en movimiento, y en qué aplicaciones se utiliza habitualmente.

Llevamos fabricando grúas hidráulicas en Xuzhou (China) desde 2003, entre las que se incluyen grúas marinas articuladas y telescópicas con capacidades que van desde las 0,8 t hasta las 25 t. Todas las cifras que se indican a continuación proceden de nuestros propios planos técnicos, por lo que podrá comparar los caudales de aceite, las presiones de funcionamiento y las capacidades de carga reales, en lugar de las afirmaciones generales de marketing.

¿Cómo funciona una grúa de buque?

Una grúa hidráulica de buque funciona como una cadena de conversiones de energía, que comienza con un motor a bordo y termina con la carga suspendida del gancho. Cada eslabón de esa cadena se corresponde con un componente físico que puede identificar en la propia grúa:

1. Fuente de energía. Un motor eléctrico o un motor diésel acciona una bomba hidráulica.
2. Bomba. La bomba extrae aceite del depósito y suministra un caudal constante, medido en litros por minuto.
3. Válvula de control. El operador acciona una palanca o un mando a distancia, y la válvula envía aceite a la función seleccionada.
4. Actuadores. Los cilindros elevan, pliegan y extienden la pluma; un motor hidráulico hace girar la grúa; otro motor hace girar el tambor del cabrestante.
5. Estructura. La base en cubierta, la corona de giro, la columna y la pluma soportan la carga y transmiten sus fuerzas a la cubierta.
6. Retorno. El aceite fluye de vuelta a través de la válvula hacia el depósito, donde se enfría y se asienta antes de que la bomba lo extraiga de nuevo.

Las secciones restantes siguen el mismo orden y, a continuación, explican qué cambia en una cubierta en movimiento. Para conocer los nombres y las posiciones de cada componente, consulte nuestra guía sobre las piezas y la estructura de las grúas de buque.

De dónde viene la energía

A una grúa hidráulica le da igual qué accione su bomba, siempre que esta suministre el caudal necesario a la presión requerida. En un buque, la energía hidráulica suele proceder de una de estas tres fuentes:

• Grupo hidráulico eléctrico en cubierta. Un motor eléctrico, una bomba y un depósito de aceite combinados en una sola unidad y alimentados por el generador del buque. Es relativamente silencioso, se puede colocar con flexibilidad y funciona independientemente del motor principal.
• Bomba accionada por el motor (PTO). Una bomba montada en una toma de fuerza del motor principal o auxiliar. Utiliza la potencia que ya está disponible a bordo; sin embargo, el motor debe estar en marcha, y las variaciones en el régimen del motor afectan directamente a la velocidad de la grúa.
• El sistema hidráulico existente del buque. Muchos barcos de trabajo y pesqueros ya cuentan con un circuito hidráulico en anillo para los cabrestantes y el sistema de gobierno, y la grúa puede conectarse a él, siempre que haya suficiente caudal disponible.

En nuestras páginas de productos sobre grúas marinas se especifica que el suministro de aceite puede proceder bien del sistema hidráulico del buque, bien de una unidad de potencia eléctrica o diésel que suministramos junto con la grúa. El principio equivalente en los vehículos de carretera, incluida la selección de la toma de fuerza (PTO) y la adaptación de la bomba, se explica en nuestra guía sobre grúas hidráulicas para camiones.

Sea cual sea la fuente de energía, el plano técnico de la grúa especifica exactamente cuáles son sus requisitos. El caudal de aceite determina la rapidez con la que se realiza cada movimiento, mientras que la presión del sistema determina la fuerza que pueden generar los cilindros y los motores hidráulicos. La tabla resume las cifras correspondientes extraídas de los planos de seis de nuestras grúas marinas.

Modelo	Tipo de pluma	Carga máxima	Potencia recomendada	Caudal de aceite	Presión	Depósito de aceite	Giro
SQ08ZA3TJ+1	Articulada, con cabrestante	800 kg	3,5 kW	8 L/min	18 MPa	20 L	330°
SQ3.2ZA3TJ	Articulada, con cabrestante	3200 kg	15 kW	25 L/min	25 MPa	60 L	360°
SQ5ZA3TJ	Articulada, con cabrestante	5000 kg	22 kW	35 L/min	28 MPa	100 L	360°
SQ8ZA4TJ	Articulada, con cabrestante	8000 kg	25 kW	40 L/min	28 MPa	160 L	360°
SQ10ZA6TJ	Articulada, con cabrestante	10 000 kg	30 kW	40 L/min	30 MPa	160 L	360°
SQ10SA4T	Telescópica	10 000 kg	37 kW	63 L/min	26 MPa	200 L	360°

Puede verificar estas cifras con una sencilla regla de ingeniería: la potencia hidráulica en kilovatios es, aproximadamente, el caudal en L/min multiplicado por la presión en MPa, dividido por 60. Por ejemplo, el modelo SQ8ZA4TJ requiere 40 × 28 ÷ 60, es decir, aproximadamente 18,7 kW de potencia hidráulica, y el plano recomienda un accionamiento de 25 kW, lo que proporciona un margen para las pérdidas de eficiencia de la bomba y el motor. Por consiguiente, si su embarcación no puede suministrar tanta potencia, la grúa funcionará lentamente o se calará a plena carga.

La válvula de control convierte el accionamiento de una palanca en movimiento

La válvula de control direccional es el cuadro de mando hidráulico de la grúa. Contiene una sección, o corredera, para cada función: pluma principal, pluma exterior, extensiones, giro y cabrestante. Cuando el operador mueve una palanca, la corredera correspondiente se desliza y abre un paso desde la bomba hacia un lado de un cilindro o motor y, simultáneamente, desde el lado opuesto de vuelta al depósito. Al mover la palanca en la otra dirección, se invierte el flujo, de modo que la pluma desciende o la grúa gira en sentido contrario.

El recorrido de la palanca también regula la velocidad. Un pequeño movimiento abre la corredera solo parcialmente y permite el paso de una parte del caudal, lo que proporciona el control preciso necesario para depositar una carga suavemente sobre una cubierta que se balancea. Con todas las palancas en posición neutra, el aceite vuelve al depósito y todas las funciones permanecen inmóviles. Nuestras grúas marinas pueden manejarse con palancas manuales, desde un asiento elevado o mediante control remoto inalámbrico, y el principio hidráulico es idéntico en cada configuración.

Cilindros: basculamiento, plegado y telescopaje

Los cilindros hidráulicos realizan la mayor parte del trabajo de elevación. La presión del aceite actúa sobre la superficie del pistón y, dado que la fuerza es igual a la presión multiplicada por el área, un cilindro con un diámetro interior grande convierte una presión moderada en una enorme fuerza de empuje. Hay tres movimientos principales que dependen de los cilindros:

• Basculamiento. El cilindro de la pluma principal sube y baja la pluma interior alrededor de su pivote en la columna. Al bascularla hacia arriba, el gancho se acerca a la grúa y se eleva más.
• Plegado. En una grúa articulada, un segundo cilindro pliega la pluma exterior alrededor de la articulación. Esto permite a la grúa alcanzar por encima de una amurada o dentro de una bodega, para luego plegarse en un conjunto compacto en cubierta.
• Telescopaje. Los cilindros de extensión situados en el interior de la pluma empujan las secciones hacia fuera para aumentar el alcance. Las grúas telescópicas ganan alcance de esta manera; las grúas articuladas también lo utilizan en la pluma exterior.

El plano de nuestra grúa marina telescópica SQ10SA4T muestra cómo el ángulo de la pluma influye en la capacidad de elevación. Con la pluma extendida hasta 9,02 m y colocada horizontalmente a 0°, el gancho se sitúa a un radio de 9,0 m y la capacidad nominal es de 2200 kg. Basculada hasta 60°, la misma pluma sitúa el gancho a 4,4 m, mientras que la capacidad nominal aumenta hasta los 4300 kg; a 75°, las cifras son 2,3 m y 7000 kg. La grúa no se ha vuelto más fuerte; simplemente, la carga se ha acercado al centro de giro.

Qué configuración de pluma es la más adecuada para un buque concreto es otra cuestión. En nuestro artículo sobre los tipos de grúas utilizadas en los buques se comparan estas opciones, y en las páginas de categorías se enumeran nuestras grúas marinas articuladas y grúas marinas de pluma telescópica.

Giro: cómo gira la grúa

El giro es la rotación de toda la grúa alrededor de su pedestal. Un motor hidráulico, normalmente conectado a través de un reductor, acciona un piñón pequeño que engrana con una corona dentada grande situada en la corona de giro. La corona de giro soporta el peso de la grúa y el momento de vuelco de la carga, al tiempo que permite que la estructura superior gire.

El rango de giro viene determinado por el diseño: los planos especifican 330° para el modelo compacto SQ08ZA3TJ+1 y 360° para los modelos más grandes de la tabla anterior. Cuando se detiene el giro, el freno del motor o la válvula de retención mantienen la grúa en su posición, lo cual es especialmente importante en el mar, ya que la escora de la cubierta hace que la carga suspendida tire de la pluma hacia el lado bajo. Nuestra guía sobre mecanismos de giro para grúas explica con más detalle las disposiciones de la corona dentada, el tornillo sinfín y el piñón.

Elevación: cabrestante, cable metálico y reenvío del cable

Una grúa sin cabrestante eleva la carga únicamente moviendo su pluma, por lo que la altura del gancho solo varía cuando se mueve la pluma. Una grúa equipada con un cabrestante puede subir y bajar el gancho de forma independiente, razón por la cual la mayoría de las grúas de buque cuentan con uno: permite a la tripulación bajar una carga hasta lo más profundo de una bodega o hasta una embarcación abarloada y, a continuación, izarla verticalmente.

El cabrestante consta de un tambor accionado por un motor hidráulico a través de un reductor, junto con un freno que retiene el tambor cada vez que el motor se detiene. El cable discurre desde el tambor a lo largo de la pluma, pasa por una polea situada en la cabeza de la pluma y desciende hasta el gancho. Cuando el cable se pasa por un motón de gancho con varios ramales, como se muestra en la fotografía de portada de esta guía, cada ramal adicional comparte la carga, por lo que el cabrestante requiere menos fuerza de tracción, aunque el gancho se mueve, en consecuencia, más lentamente.

La normativa estadounidense sobre estiba para grúas que forman parte del equipamiento permanente de un buque, 29 CFR 1918.55, establece tres requisitos prácticos para el sistema de elevación. En primer lugar, deben quedar al menos «tres vueltas completas de cable en los tambores sin ranuras, y dos vueltas completas en los tambores con ranuras». En segundo lugar, los frenos «deberán supervisarse durante su uso» y, si no pueden retener la carga, no se deberá utilizar la grúa. En tercer lugar, cuando una grúa esté equipada con capacidad de descenso motorizado, «no deberá producirse caída libre del aparejo cuando haya una carga acoplada».

El vídeo de 55 segundos que figura a continuación muestra estos componentes en nuestra SQ8ZA4TJ, una grúa marina articulada de 8 t con cabrestante: el motor de giro, la válvula de control y las guías de mangueras en la columna, el tambor del cabrestante hidráulico y el soporte de palancas del operador.

Momento de carga: por qué la capacidad disminuye con el alcance

El momento de carga es el peso que soporta el gancho multiplicado por su distancia horizontal respecto al centro de giro, y todas las grúas están, en última instancia, limitadas por él. La estructura de acero, la corona de giro y la base en cubierta deben resistir ese momento; por lo tanto, cuanto más se aleja el gancho hacia el exterior, menor es la carga que la grúa puede levantar.

La tabla de cargas de nuestra grúa marina SQ5ZA3TJ de 5 toneladas ilustra esta relación. Levanta 5000 kg a 2,1 m, lo que se corresponde con su momento nominal de 10,5 t·m. A 4,45 m, la capacidad nominal es de 2350 kg; a 6,2 m, de 1600 kg; y al alcance máximo de 8,05 m, de 1100 kg.

Escenario de ejemplo (a título ilustrativo, no se trata de un registro de cliente): una tripulación tiene previsto levantar un palé de provisiones de 1500 kg desde el muelle con una grúa SQ5ZA3TJ, y el palé se encuentra a 6,2 m de la grúa. La tabla permite 1600 kg en esa posición. Si el gancho, las eslingas y los grilletes pesan 60 kg, el total es de 1560 kg, lo que está dentro de la capacidad nominal, pero deja muy poco margen. Si el buque se escora alejándose del muelle, la carga se desplaza hacia fuera y el radio aumenta. El plan más seguro es acercar el buque o depositar el palé más cerca de la grúa.

Nuestras guías sobre el momento de elevación de una grúa y cómo interpretar la tabla de cargas de una grúa explican el cálculo con mayor detalle.

¿Qué cambia cuando la grúa está en un buque?

El principio hidráulico es idéntico al de una grúa sobre camión o de muelle; sin embargo, un buque está en constante movimiento, y ese movimiento modifica la forma en que las fuerzas actúan sobre la estructura de la grúa:

• Escora y asiento. Cuando la cubierta se inclina, la carga sigue colgando en vertical. En el lado más bajo, el gancho queda más alejado de la grúa que el radio indicado en la pluma, y esta soporta una carga lateral para la que no está preparada.
• Balanceo, cabeceo y oleaje. El movimiento del buque hace que la carga se balancee y añade fuerzas dinámicas cada vez que el cable se tensa bruscamente. La elevación desde una embarcación que sube y baja a un costado es el caso más complicado.
• La grúa escora el buque. Una carga girada por fuera de la borda desplaza el centro de gravedad de la embarcación, y en una embarcación pequeña o una barcaza la escora puede ser considerable. Nuestra guía sobre grúas para barcazas muestra una estimación sencilla de la escora.
• La cubierta debe soportar la grúa. El pedestal transmite todo el momento a la estructura de la cubierta. La norma 6 del Reglamento de elevación de la Marina Mercante del Reino Unido exige que los equipos de elevación tengan la resistencia y estabilidad adecuadas, «teniendo en cuenta, en particular, la tensión inducida en su punto de montaje o fijación».

Normalmente, la tabla de cargas se calcula para una base de grúa nivelada. A menos que el proveedor de la grúa facilite datos específicos sobre la escora, mantenga un margen claro por debajo de los valores de la tabla, reduzca la velocidad de todos los movimientos y suspenda la elevación siempre que el movimiento del buque dificulte el control de la carga. Su arquitecto naval debe confirmar la resistencia de la cubierta y la estabilidad con la grúa en su alcance máximo.

Dispositivos de seguridad en el circuito hidráulico

Dado que el aceite a presión es lo que proporciona la fuerza a la grúa, la mayoría de los dispositivos de protección son válvulas integradas en el circuito hidráulico. Una grúa hidráulica de buque típica incorpora lo siguiente:

• Válvula de alivio principal. Se abre cuando la presión alcanza el límite establecido, de modo que la bomba no puede llevar el sistema por encima de su presión de trabajo.
• Válvulas de retención en los cilindros. Montadas directamente en cada cilindro, retienen el aceite en su sitio para que la pluma no pueda caer si se rompe una manguera o se pierde presión. Nuestro artículo sobre la válvula de bloqueo hidráulico explica cómo funcionan.
• Limitador de momento de carga. En la mayoría de las grúas hidráulicas, detecta la presión en el cilindro de elevación principal y bloquea cualquier movimiento que aumente el momento de carga una vez alcanzado el límite, mientras que los movimientos que lo reducen suelen seguir estando disponibles.
• Freno del cabrestante. Un freno, normalmente accionado por resorte, sujeta el tambor siempre que el motor del cabrestante no esté accionado.
• Interruptores de fin de carrera. Evitan que el gancho choque contra la cabeza de la pluma y que el cable se desenrolle demasiado. La misma normativa estadounidense establece que los sistemas de anulación de los interruptores de fin de carrera «deberán estar asegurados durante todas las operaciones de carga».

Ninguno de estos dispositivos sustituye a un operador formado y competente.

Dónde se utilizan las grúas de buque

Las grandes terminales de contenedores utilizan grúas de contenedores específicas de muelle, mientras que las grúas hidráulicas de buque que aquí se describen se encargan de las operaciones de elevación cotidianas y de menor envergadura que se realizan en los buques y en sus alrededores:

• Provisiones, suministros y piezas de repuesto en buques de carga, que se elevan desde el muelle hasta la cubierta. Nuestra guía de grúas de cubierta aborda el alcance y la estiba.
• Embarcaciones de trabajo y barcos pesqueros, en los que una pequeña grúa articulada maneja redes, cajas de captura, nasas y equipos. Consulte la guía de grúas para embarcaciones.
• Barcazas y pontones que transportan materiales de construcción, tuberías o equipos de dragado. La guía de grúas para barcazas aborda el dimensionamiento y la escora.
• Pedestales fijos en muelles, embarcaderos y plataformas de acero. Consulte la guía de grúas de pedestal.
• Trabajos portuarios y en muelles junto a otras grúas de muelle, comparadas en qué grúas se utilizan en los muelles.

Nuestras grúas marinas hidráulicas están diseñadas para puertos, barcazas, embarcaciones de trabajo y buques de navegación costera, y dimensionamos cada una de ellas para la embarcación en la que va a trabajar.

Normas aplicables a las grúas a bordo de buques

En el Reino Unido, la normativa general sobre elevación no suele aplicarse a bordo. La descripción general de la HSE sobre la normativa LOLER señala que «cualquier equipo de elevación utilizado en buques queda generalmente excluido, ya que existen otras disposiciones relativas a la seguridad de este equipo en la legislación sobre la marina mercante». Dichas disposiciones son el Reglamento de 2006 sobre la Marina Mercante y los Buques Pesqueros (Operaciones de Elevación y Equipos de Elevación).

Dos de las disposiciones de dicha normativa se derivan directamente del principio de funcionamiento. La norma 9 exige que los equipos de elevación transportados en un buque cuya carga de trabajo segura varíe en función del radio cuenten con «un indicador preciso, claramente visible para el operador», que muestre el radio y la carga de trabajo segura correspondiente a dicho radio. La norma 12 exige que los equipos expuestos a condiciones que provoquen su deterioro, como en una cubierta al aire libre, se sometan a un examen exhaustivo al menos cada 12 meses, y cada 6 meses en el caso de los accesorios de elevación y los equipos destinados a la elevación de personas, o bien conforme a un programa de examen.

En EE. UU., el 29 CFR 1918.51 establece que «no se deberá superar» la carga de trabajo segura indicada en el equipo y que el equipo de carga debe inspeccionarse antes de cada uso.

Algunos buques también necesitan la aprobación de una sociedad de clasificación para sus grúas de cubierta. Nuestras grúas marinas hidráulicas no están certificadas por ninguna sociedad de clasificación, por lo que, si su buque o proyecto lo requiere, consúltelo con nosotros antes de realizar el pedido.

Preguntas frecuentes

¿Cómo funciona una grúa de buque, en términos sencillos?

Un motor acciona una bomba hidráulica, y la bomba envía aceite a través de una válvula de control a los cilindros y motores. Los cilindros elevan, pliegan y extienden la pluma; un motor hace girar la grúa y otro acciona el cabrestante que sube y baja el gancho.

¿Qué alimenta una grúa hidráulica de buque?

Un grupo hidráulico eléctrico en cubierta, una bomba accionada por el motor principal o auxiliar, o el propio sistema hidráulico del buque. En el plano de la grúa se indican el caudal y la presión de aceite que necesita; por ejemplo, 35 L/min a 28 MPa para nuestra SQ5ZA3TJ.

¿Por qué una grúa de buque levanta menos con el alcance máximo?

Porque el límite es el momento de carga, que es la carga multiplicada por el radio. Nuestra SQ5ZA3TJ levanta 5000 kg a 2,1 m, pero solo 1100 kg a 8,05 m. La escora del buque puede hacer que el radio real supere el previsto, por lo que hay que dejar margen.

¿Cuál es la diferencia entre el basculamiento y el giro?

El basculamiento sube o baja la pluma en un plano vertical, lo que modifica el radio y la altura del gancho. El giro hace girar toda la grúa alrededor de su pedestal, lo que desplaza el gancho en círculo.

¿Con qué frecuencia debe examinarse una grúa a bordo de un buque?

Según la normativa británica sobre elevación en la marina mercante, una grúa expuesta a la intemperie debe someterse a un examen exhaustivo al menos cada 12 meses, y los accesorios de elevación, cada 6 meses, a menos que un programa de examen establezca otros intervalos. Consulte también la normativa de su Estado de abanderamiento y el manual de la grúa.

Cómo hemos elaborado esta guía

Hemos recopilado los caudales, las presiones, las capacidades de los depósitos de aceite, los ángulos de giro y las capacidades de carga a partir de los planos técnicos de BOB-LIFT de los modelos SQ08ZA3TJ+1, SQ3.2ZA3TJ, SQ5ZA3TJ, SQ8ZA4TJ, SQ10ZA6TJ y SQ10SA4T, así como de la tabla de cargas de la SQ5ZA3TJ. Las opciones de alimentación, los modos de funcionamiento y la respuesta sobre la aprobación de clase proceden de nuestras páginas de producto de grúas marinas publicadas. Las citas proceden del texto oficial del eCFR de los 29 CFR 1918.51 y 1918.55, así como de legislation.gov.uk y hse.gov.uk. Achord Chan, Product Operations Director, revisó la guía en noviembre de 2026. Esta guía no sustituye al manual de su grúa, al asesoramiento de su arquitecto naval ni a la normativa de su Estado de abanderamiento.

Obtenga una grúa de buque adaptada a su embarcación

Envíenos su carga más pesada, el alcance que necesita, el espacio disponible en cubierta y cómo puede el buque suministrar energía hidráulica. Le recomendaremos una grúa marina articulada o telescópica y le enviaremos su plano y la tabla de cargas, para que su arquitecto naval pueda comprobar la cubierta y la estabilidad. Todas las grúas cuentan con una garantía de 12 meses para toda la máquina; las piezas de recambio habituales salen de fábrica en un plazo de 48 horas, y nuestro equipo de servicio responde en un plazo de 12 horas. Póngase en contacto con nosotros para solicitar un presupuesto.