Modernización de grúas en espacios reducidos

La fábrica de cuerdas Voigt Seil- und Hebetechnik en Bad Düben es un socio certificado de servicio de STAHL CraneSystems y ha reemplazado completamente el sistema de grúa para abrir el mamparo en la salida inferior de la presa de Rappbode. Se utilizó un concepto sofisticado del sistema modular CraneKit. La construcción especial tuvo que pasar por una escotilla estrecha en la presa y ser instalada en los espacios más estrechos dentro del muro de la presa.

Los CraneKits de STAHL CraneSystems contienen todos los componentes necesarios para la construcción de un sistema de grúa: polipastos de cable de acero, cabrestantes, polipastos de cadena, componentes de control y monitorización, convertidores de frecuencia para polipastos, accionamientos de recorrido, portacabezas de grúa, accesorios y muchas opciones, como mandos a distancia por radio. Ahora se ha desarrollado una solución especial a partir de este sistema modular, que podría entrar en funcionamiento en octubre de 2025 en la presa del embalse de Rappbode.

La presa más grande en su naturaleza impresionante

Las montañas del Harz se caracterizan por extensos bosques, valles profundos, ríos salvajes y cascadas, una gran zona protegida en la que deben unirse la gestión del agua, la conservación de la naturaleza y el turismo. El Parque Natural Harz/Sajonia-Anhalt es un ejemplo de cómo esto se puede lograr. Aquí se encuentra uno de los dos mayores embalses de agua potable de Alemania.

El Rappbode, al igual que su afluente el Hassel, está represado por la presa de Rappbode, de 415 m de longitud. El embalse tiene una superficie de casi cuatro kilómetros cuadrados. Con sus aproximadamente 110 millones de metros cúbicos de agua, se considera el mayor embalse de las montañas Harz en cuanto a volumen. Con 106 m, la presa es la más alta de Alemania y, con alrededor de 47 millones de metros cúbicos de agua bruta al año, la mayor fuente de agua potable de Alemania.

Muro gigantesco de presa con tecnología moderna

La presa, construida en 1959, consta de 30 vanos de muro con un ancho máximo de segmento de 16 m, por lo que las juntas de campo proporcionan cierto grado de movilidad y protegen la estructura rígida de gran tamaño de grietas en la medida de lo posible. En el extremo sureste del muro de la presa están la casa de válvulas y cabrestantes junto con el equipo operativo. Debido a sus características estructurales especiales y singularidad, el gigante estructural fue galardonado con el título de "Monumento Histórico de la Ingeniería en Alemania" por la Cámara Federal de Ingenieros en 2022.

Las presas se han convertido ahora en un complejo sistema de gestión del agua. La supervisión, mantenimiento y mantenimiento del edificio es un gran desafío. El operador de un total de 36 presas es la Operación de Presas Sajonia-Anhalt (TSB), con sede en Blankenburg. Es responsable de asegurar que el equilibrio entre el suministro de agua y la protección contra inundaciones funcione cada día.

Todo el sistema de presas de Rappbode, que consiste en prepresas y cuencas de retención, contribuye significativamente a la protección contra inundaciones en el Harz Oriental. Además, una central eléctrica integrada en la presa suministra electricidad a las aldeas circundantes. Sin obras maestras técnicas, el uso óptimo de los recursos en armonía con la naturaleza sería inconcebible. Parte del equipo técnico proviene de STAHL CraneSystems, una empresa del Grupo Columbus McKinnon.

Producir agua potable y energía en armonía con la naturaleza

Las grúas instaladas en el espacio reducido del muro de la presa se utilizan para abrir los mamparos al pie de la presa. Esta llamada salida inferior se encuentra en el lado del agua del muro de la presa. En principio, esta abertura cerrable se utiliza para vaciar el contenido del embalse al nivel de agua más bajo previsto para su funcionamiento normal. Normalmente, la salida inferior se regula mediante una válvula de compuerta. Tras pasar por el desagüe, el agua fluye hacia una cuenca de captación para reducir la velocidad del flujo.

Antes de que la grúa pueda abrir la salida inferior, se lleva un robot buceador a la profundidad adecuada para enganchar el gancho de la grúa al ojal del mamparo. La salida inferior es, como su nombre indica, la instalación de extracción de agua más profunda de una presa. Por eso la grúa depende de la altura de elevación y, debido a la carga de agua, también de la capacidad de elevación. Hay dos pozos correspondientes en la presa de Rappbode, aunque inicialmente solo uno fue modernizado con una nueva grúa de STAHL CraneSystems.

Modernización mediante la sustitución de un sistema de grúa con más de 65 años

El vaciado de la presa no es especialmente rápido, a veces lleva semanas o incluso meses. Por esta razón, la grúa solo se utiliza ocasionalmente para abrir el mamparo a lo largo del año, pero cuando se utiliza, debe asegurarse de que su función esté garantizada. La antigua grúa, que se montó en 1960, estaba suficientemente dimensionada con una longitud de cuerda de 96 m y una capacidad de elevación de 16 t, pero necesitaba cada vez más mantenimiento debido a décadas de funcionamiento. Por lo tanto, se preveía una modernización integral en 2024.

La fábrica de cuerdas Voigt Seil- und Hebetechnik en Bad Düben es especialista en cables de alambre y fibra, así como en todas las soluciones relacionadas con la tecnología de cuerdas y topes. Debido a las múltiples posibles aplicaciones de los productos de cuerdas y tecnología de elevación, casi todas las áreas de la economía están entre los clientes, incluida TSB. Voigt está especialmente comprometida con la protección medioambiental y la sostenibilidad. La fábrica de cuerdas ya ha prestado servicio al cliente TSB en el pasado. Por esta razón, el proyecto de modernización también fue confiado a este especialista en tecnología de cuerdas y elevación.

Reducir los costes de mantenimiento y aumentar la fiabilidad operativa

En el proyecto, era crucial asegurar la capacidad de elevación anterior de 16 toneladas con un aumento de altura de elevación a 100 m, ya que los 96 m originales ya no eran suficientes. La grúa de los años 60 tenía desventajas sobre todo en los accionamientos de grúa y tranvía, que seguían equipados con cadenas de carrete anticuadas y molestas. La nueva instalación del sistema de grúa también incluyó la sustitución de estos accionamientos manuales por modernos accionamientos eléctricos de recorrido. La nueva solución ofrece mayor eficiencia, fiabilidad y velocidades de desplazamiento, así como un mantenimiento mínimo, mayor comodidad y máxima seguridad para el usuario.

Debido a desafíos estructurales, la fábrica de cuerdas Voigt tuvo que encontrar una solución que entrara por una escotilla estrecha y en espacios reducidos. La distancia posible entre la pista de la grúa y el borde inferior de la losa era muy pequeña, por lo que fue necesario un producto personalizado, que pudiera diseñarse mejor con el CraneKit de STAHL CraneSystems. Esto significa que estos proyectos pueden planificarse de forma económica y llevarse a cabo rápidamente con un esfuerzo manejable. Otra ventaja es su flexibilidad, que permite adaptar la solución correspondiente a requisitos específicos. STAHL CraneSystems produce todos los componentes de sus CraneKits en su planta de Künzelsau.

Polipastos gemelos con características especiales

Actualmente se utiliza una grúa aérea de doble viga con plataforma de mantenimiento para su aplicación en la presa de Rappbode. El polipasto proviene de la gama de polipastos de cable de acero STAHL AS 7. Los usuarios aprecian el sistema modular por sus componentes probados en el campo y de bajo mantenimiento.

El polipasto doble con reeving 2/2-1 ofrece una altura máxima de elevación de 102 m para capacidades de elevación de hasta 16 t. La guía de cuerda que gira en sentido contrario evita la migración del gancho y permite un desplome muy preciso de cargas pesadas. El polipasto recorre una longitud de 12 m con un vano de 6,3 m para abrir el mamparo de la salida inferior y asumir el trabajo adicional de elevación. Está montado sobre un chasis de cuerda superior y requiere solo una altura baja del techo, lo que lo hace ideal para su uso en la pared de la presa del sistema de presa Rappbode.

Al ser un polipastón doble, solo uno de ellos tiene protección contra sobrecarga. La carga se mide en el brazo de torsión de la caja de cambios mediante un sensor de presión acoplado a la estructura de soporte. Esto significa que las mediciones de carga también pueden realizarse en el rango inferior de carga parcial con una alta precisión del ± 6% de la carga nominal. El multicontrolador SMC22 se utiliza como unidad de control. Está montado directamente sobre el polipasto y registra los datos operativos más importantes en tiempo real. Con su control continuo de carga, puede apagar inmediatamente el policiero en caso de sobrecarga.

El recorrido y el polipasto, así como los tambores de cuerda con longitud adaptada, son todos hechos a medida. Además, la polea cilíndrica fija YALE-VSIII está montada a ambos lados del tranvía para fines de mantenimiento. Los dos polipastos de cadena de mantenimiento tienen una capacidad de carga de 500 kg y una altura de elevación de 4 m para satisfacer de forma óptima los requisitos típicos de mantenimiento y trabajos auxiliares en el muro de la presa. La solución especial se complementa con un gancho de cilindro diseñado para operación submarina.

Montaje difícil en el lugar

Cada CraneKit está preensamblado en la entrega y contiene toda la documentación e instrucciones necesarias. El sistema de grúa se monta in situ según el principio de plug and play fácil de usar. Sin embargo, hubo algunos obstáculos que superar en la implementación de la solución en la presa de Rappbode: debido al espacio limitado disponible, el desmontaje de la grúa antigua y la instalación de la nueva grúa en el interior del muro de la presa fue especialmente difícil.

Los componentes de la grúa debían levantarse de la carretera con una grúa montada en el camión a través de una escotilla estrecha de 2 m x 4 m en la pared de la presa. Esto supone un verdadero reto para componentes que a veces superan los 6 m de largo debido a la vano. También estaba estrecha bajo la escotilla. La distancia posible entre la pista de la grúa y el borde inferior del techo era muy pequeña. Por ello, el proyecto requería un enfoque hábil para el montaje del diseño especial del polipasto.

A pesar de las difíciles circunstancias, el proyecto pudo realizarse en poco tiempo. La planificación, el pedido y la producción comenzaron en julio de 2024, la implementación in situ en septiembre de 2025 y la puesta en servicio tuvo lugar en octubre de 2025. Ya se están planificando nuevos proyectos entre STAHL CraneSystems y Voigt Seilerei.

Autora: Heike Metzger, Especialista Senior, Sales Enablement, STAHL CraneSystems GmbH, Künzelsau

Imágenes y pies de foto:

La presa Rappbode es un "Monumento Histórico de la Ingeniería en Alemania"

Con una abertura de solo 2 m x 4 m, la escotilla es extremadamente estrecha, al igual que el espacio de instalación

Gúa aérea de doble viga con doble policiero y control continuo de carga

Polipasto de cable de acero de STAHL CraneSystems para una altura máxima de elevación de 102 m y capacidades de carga de hasta 16 t