Análisis técnico y financiero de las máquinas de elevación

Resumen

Los nombres que se usan actualmente para las grúas los ponen las empresas fabricantes y muy
frecuentemente no tienen relación con su tipología ni con su capacidad. Por otra parte, es de
uso común en la construcción, llamar a las grúas usando su tonelaje nominal que coincide
normalmente con su capacidad máxima que se obtiene a radio mínimo.
Existe una controversia por el uso de este valor ya que no suele definir bien la capacidad de las
maquinas. En cuanto el radio de trabajo se aleja de sus valores mínimos, las grúas están
limitadas por el momento de vuelco que no tiene porque comportarse de manera
proporcional o ni siquiera relacionada con el valor de la capacidad nominal. Esto hace que
comparar grúas mediante sus capacidades nominales (que son sus denominaciones) pueda
inducir a errores importantes. Como alternativa, se pretende estudiar el uso de momento
máximo de vuelco MLM por sus siglas en ingles (Maximum Load Moment) para intentar definir
la capacidad real de las grúas.
Se procede a realizar un análisis técnico y financiero de grúas con respecto a ambos valores
mencionados con objeto de poder determinar cual de los dos parámetros es más fiable a la
hora de definir la capacidad real de estas maquinas. Para ello, se seleccionan dentro de las tres
tipologías más importantes por su presencia e importancia en la construcción (grúas de celosía
sobre cadenas, grúas telescópicas sobre camión y grúas torre) nueve grúas de distintos
tamaños y capacidades con objeto de analizar una serie de parámetros técnicos y sus costes.
Se realizan de este modo diversas comparativas analizando los resultados en función de las
tipologías y de los tamaños de las distintas maquinas.
Para cada máquina se obtienen las capacidades y los momentos de vuelco correspondientes a
distintos radios de trabajo. Asimismo, se obtiene el MLM y el coste hora de cada grúa, este
último como suma de la amortización de la máquina, intereses del capital invertido, consumos,
mantenimiento y coste del operador.
Los resultados muestran las claras deficiencias del tonelaje nominal como valor de referencia
para definir la capacidad de las grúas ya que grúas con el mismo tonelaje nominal pueden dar valores de capacidad de tres a uno (e incluso mayores) cuando los radios de trabajo son
importantes.
A raiz de este análisis se propone el uso del MLM en lugar del tonelaje nominal para la
denominación de las grúas ya que es un parámetro mucho más fiable. Siendo conscientes de la
dificultad que supone un cambio de esta entidad al tratarse de un uso común a nivel mundial,
se indican posibles actuaciones concretas que puedan ir avanzando en esa dirección como
seria por ejemplo la nomenclatura oficial de los fabricantes usando el MLM dentro del nombre
de la grúa que también podría incluir la tipología o al menos alguna actuación legislativa
sencilla como obligar al fabricante a indicar este valor en las tablas y características de cada
máquina.
El ratio analizado Coste horario de la grúa / MLM resulta ser de gran interés y permite llegar a
la conclusión que en todas las tipologías de grúas, la eficiencia del coste por hora y por la
capacidad (dada por el MLM) aumenta al aumentar la capacidad de la grúa. Cuando los
tamaños de cada tipología se reducen, esta eficiencia disminuye y en algunos casos incluso
drasticamente.
La tendencia del mundo de la construcción de prefabricación y modularización que conlleva
pesos y dimensiones de cargas cada vez más grandes, demandan cada vez grúas de mayor
capacidad y se podría pensar en un primer momento que ante un crecimiento de capacidades
tan significativo, el coste de las grúas se podría disparar y por ello disminuir la eficiencia de
estas máquinas. A la vista de los resultados obtenidos con este análisis, no solo no ocurre este
problema sino que se observa que dicho aumento de tamaños y capacidades de grúas redunda
en un aumento de su eficiencia en cualquiera de las tipologías de estas maquinas que han sido
estudiadas. The crane names that are actually used are given by crane manufacturers and, very frequently,
they do not have any relationship with the crane type nor with its capacity. On the other hand,
it is common in construction to use the nominal capacity (which corresponds in general to the
capacity at minimum radius) as crane name.
The use of this figure is controversial since it does not really reflect the real crane capacity.
When the working radius increases a certain amount from its minimum values, the crane
capacity starts to be limited by the crane tipping load and the moment is not really related to
the value of the nominal capacity. Therefore, comparing cranes by their nominal capacity
(their names) can lead to important mistakes. As an alternative, the use of the maximum load
moment (MLM) can be studied for a better definition of real crane capacity.
A technical and financial analysis of cranes is conducted using both parameters to determine
which one is more reliable in order to define crane’s real capacity. For this purpose, nine
cranes with different sizes and capacities will be selected within the most relevant crane types
(crawler lattice boom cranes, telescopic truck mounted cranes and tower cranes) in order to
analyze several parameters. The technical and economic results will be compared according to
the crane types and sizes of the machines.
For each machine, capacities and load moments are obtained for several working radius as
well as MLM and hourly costs of cranes. Hourly cost is calculated adding up depreciation,
interests of invested capital, consumables, maintenance and operator’s cost.
The results show clear limitations for the use of nominal capacity as a reference value for
crane definition since cranes with the same nominal capacity can have capacity differences of
3 to 1 (or even bigger) when working on important radius.
From this analysis, the use of MLM as crane name instead of nominal capacity is proposed
since it is a much more reliable figure. Being aware of the difficulty of such change since
nominal capacity is commonly used worldwide; specific actions are suggested to progress in
that direction. One good example would be that manufacturers would include MLM in their official crane names which could also include the type as well. Even legal action can be taken
by simply requiring to state this figure in the crane charts and characteristics of every machine.
The analyzed ratio: hourly cost / MLM is really interesting since it leads to the conclusion that
for all crane types, the efficiency of the hourly cost divided by capacity (given by MLM)
increases when the crane capacity is higher. When crane sizes are smaller, this efficiency is
lower and can fall dramatically in certain cases.
The developments in the construction world regarding prefabrication and modularization
mean bigger weights and dimensions, which create a demand for bigger crane capacities. On a
first approach, it could be thought that crane costs could rise significantly because of this
capacity hugh increase reducing in this way crane efficiency. From the results obtained here, it
is clear that it is definitely not the case but the capacity increase of cranes will end up in higher
efficiency levels for all crane types that have been studied.