Una grúa, también conocida como puente grúa o puente grúa, es un tipo de máquina utilizada para levantar. Las grúas generalmente están equipadas con un enrollador (también llamado tambor de cable), cables o cadenas y poleas, que pueden usarse tanto para levantar y bajar materiales como para moverlos horizontalmente. Utiliza una o más máquinas simples, como un polipasto, para crear una ventaja mecánica y así mover cargas más allá de la capacidad normal de un ser humano. Las grúas se emplean comúnmente en la industria del transporte para la carga y descarga de mercancías, en la industria de la construcción para el movimiento de materiales y en la industria manufacturera para el montaje de equipos pesados.
Las primeras grúas de construcción fueron inventadas por los antiguos griegos y eran impulsadas por hombres o bestias de carga, como los burros. Estas grúas se utilizaron para la construcción de edificios altos. Posteriormente se desarrollaron grúas más grandes, que empleaban ruedas de rodadura humana, lo que permitía levantar pesos más pesados. En la Alta Edad Media, se introdujeron grúas portuarias para cargar y descargar barcos y ayudar en su construcción; algunas se construyeron en torres de piedra para mayor resistencia y estabilidad. Las primeras grúas se construyeron con madera, pero el hierro fundido y el acero se hicieron cargo con la llegada de la Revolución Industrial.
Durante muchos siglos, la energía fue suministrada por el esfuerzo físico de hombres o animales, aunque los polipastos de los molinos de agua y de viento podían ser impulsados por la fuerza natural aprovechada. La primera energía "mecánica" fue proporcionada por máquinas de vapor; la primera grúa de vapor se introdujo en el siglo XVIII o XIX, y muchas permanecieron en uso hasta finales del siglo XX. Las grúas modernas suelen utilizar motores de combustión interna o motores eléctricos y sistemas hidráulicos para proporcionar una capacidad de elevación mucho mayor de lo que era posible anteriormente, aunque todavía se utilizan grúas manuales cuando el suministro de energía no sería económico.
Las grúas existen en una enorme variedad de formas, cada una adaptada a un uso específico. Los tamaños varían desde las grúas de bandera más pequeñas, utilizadas en el interior de talleres, hasta las grúas torre más altas, utilizadas para construir edificios altos. Desde hace un tiempo, las minigrúas también se utilizan para la construcción de edificios altos, con el fin de facilitar las construcciones llegando a espacios reducidos. Por último, podemos encontrar grúas flotantes de mayor tamaño, generalmente utilizadas para construir plataformas petrolíferas y rescatar barcos hundidos.
Hay tres consideraciones principales en el diseño de grúas. En primer lugar, la grúa debe poder levantar el peso de la carga; en segundo lugar, la grúa no debe caer; En tercer lugar, la grúa no debe romperse.
Las grúas ilustran el uso de una o más máquinas simples para crear una ventaja mecánica:
•La palanca:
Una grúa de equilibrio contiene una viga horizontal que gira alrededor de un punto llamado fulcro. El principio de la palanca permite levantar una carga pesada sujeta al extremo más corto de la viga mediante una fuerza menor aplicada en la dirección opuesta al extremo más largo de la viga. La relación entre el peso de la carga y la fuerza aplicada es igual a la relación entre las longitudes del brazo más largo y del brazo más corto, y se denomina ventaja mecánica.
• La polea:
Una grúa de bandera contiene un puntal inclinado que soporta un bloque de polea fijo. Los cables se enrollan varias veces alrededor del bloque fijo y alrededor de otro bloque unido a la carga. Cuando se tira del extremo libre del cable a mano o con una máquina bobinadora, el sistema de poleas aplica una fuerza a la carga que es igual a la fuerza aplicada multiplicada por el número de tramos de cable que pasan entre los dos bloques. Este número es la ventaja mecánica.
• El cilindro hidráulico:
Este se puede utilizar directamente para levantar la carga o indirectamente para mover el foque o viga que lleva otro dispositivo de elevación.
Las grúas, como todas las máquinas, obedecen al principio de conservación de la energía. Esto significa que la energía entregada a la carga no puede exceder la energía introducida en la máquina. Por ejemplo, si un sistema de poleas multiplica la fuerza aplicada por diez, entonces la carga se mueve sólo una décima parte de la fuerza aplicada. Dado que la energía es proporcional a la fuerza multiplicada por la distancia, la energía de salida se mantiene aproximadamente igual a la energía de entrada (en la práctica, un poco menos, porque parte de la energía se pierde debido a la fricción y otras ineficiencias).
El mismo principio puede funcionar a la inversa. En caso de algún problema, la combinación de carga pesada y gran altura puede acelerar objetos pequeños a una velocidad tremenda. Estos proyectiles pueden provocar graves daños a las estructuras y a las personas cercanas. Las grúas también pueden provocar reacciones en cadena; la rotura de una grúa puede, a su vez, destruir las grúas cercanas. Es necesario vigilar atentamente a las grullas.
