El uso del Cabrestante (o Winch)

En esta entrada vamos a darle un repaso a las características y al uso de este material con el que habitualmente trabajamos en los cuerpos de bomberos. Se trata del cabrestante, o winch, o winche como algunos lo llaman. En principio puede parecer que este equipo es muy sencillo, y que apenas se debe recibir formación al respecto, pero a lo largo de esta entrada veremos que no es precisamente una formación que debamos menospreciar, tanto desde el punto de vista técnico-operativo como de PRL.

En primer lugar vamos a ver gráficamente las diferentes PARTES QUE LO COMPONEN (pincha en la imagen para ampliarla):


 

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Partes de un cabrestante

También se suministran mandos a distancia inalámbricos para losmando-wireless-winch

cabrestantes, que proporcionan mayor autonomía al operador.

Además, el cabrestante debe ir provisto de un desconectador de alimentación (que se utiliza como llave de emergencia en caso de fallo del control remoto) emplazado en el salpicadero de nuestro camión, y que además deja sin suministro eléctrico el sistema cuando el camión se encuentra en cochera.

Si en una maniobra se avería el botón de recogida (tirar), o debes parar la maniobra debido a que puede producirse un accidente y no te da tiempo a avisar al operador ¿Cómo detienes el cabrestante?… 

Para ello es interesante operar desde la cabina con el control remoto; porque además estaremos más protegidos, y en caso de emergencia tener dicho botón a nuestro alcance.

También podríamos desconectar el cable de la caja de control en caso de no darnos tiempo a llegar o no disponer de dicho elemento de seguridad.

TIPOS DE CABRESTANTES


Existen cabrestantes eléctricos e hidráulicos, predominando los eléctricos debido a la sencillez de instalación en un camión, y a la posibilidad de accionarlo sin tener que tener la toma de fuerza y el motor en marcha. También existen cabrestantes portátiles a batería, dotando de mayor versatilidad a los equipos de intervención.

CABLES:


Los cabrestantes se pueden instalar con cable de acero o con cable a base de fibra sintética o kevlar, lo cual aligera de peso el equipo y modifica las longitudes de tracción. En concreto, a mayor longitud de cable suelto, mayor capacidad de arrastre tiene el cabrestante, los que llevan cable a base de Kevlar, al haber aligerado el peso del tambor, a igual longitud de trabajo que el de acero, vamos a tener un poco más de capacidad de tracción.

vueltas-cable

Vueltas en el tambor y capacidad de arrastre

Los cables de fibra sintética pesan alrededor de 1/5 de los de acero, y son más flexibles, sin embargo, la tolerancia a la fricción, al rasgado y al calor es menor. Además, requieren que se sustituyan los rodillos por una guía de aluminio.

Por cada vuelta de cable de acero en el tambor se pierde aproximadamente un 10% de la fuerza de arrastre. Sin embargo, si se trata de un cable de fibra se pierde menos capacidad de arrastre por cada vuelta en el tambor (ya que pesa menos), con lo cual, con menos cable suelto igualamos la capacidad de tracción.

La longitud de cable más habitual es de 30 m, pero debemos dejar al menos 5 vueltas en el tambor para trabajar con seguridad).

winches

Existen versiones de cabrestante portátil para equipos de rescate, como el PullzAll Rescue Kit de la casa Warn, que ofrece una mayor versatilidad, rapidez de uso en situaciones donde necesitemos estabilizar, traccionar (hasta 454 Kg)  que incluye mando inalámbrico, dos baterías, dos grilletes de cable, varias eslingas, una polea y una bolsa de mano de nylon:

PullzAll Rescue de Warn

pullzall

Usos del PullzAll de Warn

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS


Los cabrestantes instalados en nuestros vehículos son del tipo “rescate”, es decir, pensados para el uso en servicios de emergencia. Normalmente son de la casa Warn (la marca que inventó este aparato hace más de 60 años). Y se suelen montar de tipo eléctrico a 12 V.

Las normativas que han de cumplir son las directivas CE 98/37 / CE y 2006/42 / CE y en cuanto a compatibilidad electromagnética la CE 2004/108 / CE.

La fuerza de tracción de estos cabrestantes para camiones de  bomberos oscila entre las 9000 lbf (4.082 Kgf) a las 15.000 lbf (6.800 Kgf). Existiendo normalmente tres series o modelos en función de la fuerza de tracción. Aquí puedes ver los folletos de warn para cada uno:

Serie 9000  – Serie 12.000  –  Serie 15.000

La resistencia a la rotura del cable se encuentra entre los 7.200 Kgf (winch 9000 lbf) y los 16.300 Kgf (winch 15.000 lbf).

El Kgf (Kilogramo fuerza o kilopondio) equivale a 9,8 Newton y no equivale directamente a Kg de masa, sino que se trata de una unidad de fuerza (1Kg x 9,8m/s2). Por lo que no es correcto realizar una simple conversión de Kgf a Kg de peso de aquello que vayamos a mover con él.

4.000 Kgf equivale a la fuerza necesaria para arrastrar 4.000 Kg a una velocidad de 9,8 m/s2 (el estándar de la gravedad). Es decir, sería capaz de arrastrar una carga de 4.000 Kg de peso a una velocidad bastante considerable.

Por otro lado, no es lo mismo mover ese peso en vacío (colgando del cabrestante), que hacerlo sobre cuatro ruedas, puesto que la fuerza necesaria para mover esos 4.000 Kg rodados es muy inferior (es como empujar un coche, no estamos aplicando una fuerza de 1.000 Kgf equivalente a los 1.000 Kg de peso del coche, sino una fuerza mucho menor). Para calcularlo deberíamos tener en cuenta la masa del vehículo, el coeficiente de rodadura de las ruedas con el tipo de suelo (el cual oscila entre 0,006 y 0,3).

Por ejemplo, un automóvil de 1000 kg sobre una carretera asfaltada (en llano) necesita una fuerza o empuje de aproximadamente 300 N para rodar (1000 kg × 9,81 m/s2 × 0,03 = 294,30 N), es decir,unos 30 Kgf para mover ese vehículo sobre sus cuatro ruedas en llano. Si nuestro winch tiene una fuerza de 4.000 Kgf imaginad el margen de trabajo que tenemos. Para mover un camión de unos 16.000 Kg sobre sus ruedas en llano necesitaríamos aplicar unos 480 Kgf.

1.000 Kg sobre sus ruedas en llano = 30 Kgf

1.000 Kg suspendido = 1.000 Kgf.

Ahora bien,si no existe coeficiente de rodadura alguno, es decir, la carga está suspendida, la fórmula para mover ese mismo coche quedaría así: 1000 kg × 9,81 m/s2  =  9.810 N, es decir, 1.000 Kgf.  Pero si se tratara del mismo camión anterior, y estuviera suspendido, necesitaríamos aplicar una fuerza de 16.000 Kgf para moverlo, y estaríamos completamente fuera del rango de trabajo de nuestro winch.

16.000 Kg sobre sus ruedas en llano = 480 Kgf

16.000 Kg suspendido = 16.000 Kgf

Caso distinto es cuando no existe rodadura sino rozamiento, en tal caso deberíamos introducir en la fórmula el correspondiente coeficiente de rozamiento dinámico entre los dos materiales (chapa y asfalto, por ejemplo).

Todo esto sin haber introducido en la fórmula planos inclinados, lo cual modificaría la fuerza a aplicar para movilizar las cargas. Y siempre con camiones en funcionamiento.

Arrastrar camiones averiados y a su vez encallados en firmes inestables, planos inclinados o con obstáculos, puede modificar considerablemente la fórmula de cálculo de la fuerza necesaria (planos inclinados, coeficientes de rozamiento y deslizamiento…), alcanzando en determinados momentos las tensiones de rotura en el cable o recalentar el winch y quemarlo. 

Hemos de tener en cuenta las sacudidas que pueden suceder durante las labores de arrastre de vehículos averiados en firmes inestables: tensión-distensión-tensión, las cuales pueden originar sobretensiones en el cable y partirlo. El vehículo puede avanzar por inercia por una pequeña rampa y distender el cable momentáneamente, chocar contra un obstáculo para volver a caer después hacia atrás, partiendo entonces el cable.

rotura-cable

Rotura del cable por tensión-distensión-tensión

En general, cuando movilizamos vehículos en llano, tanto sobre sus ruedas como sobre el asfalto, estaremos dentro de los rangos de trabajo y de rotura del cable.

No obstante, en cargas inclinadas sobre sus ruedas, para dar todavía mayor margen a nuestro cabrestante, utilizaremos  una polea móvil, en aras de ampliar el margen de trabajo (se coloca la polea en la carga, se pasa el cable y se ancla el gancho en nuestro vehículo). De esta forma reducimos la necesidad de fuerza en un 50%.

botones-4x4

En caso de utilizarlo para desencallar, lo usaremos conjuntamente con los dispositivos de asistencia TT del camión: Conectaremos 4×4, bloqueo diferencial delante y detrás y la reductora. Además, si es posible trataremos de mejorar el agarre utilizando calzos y asistencia en rampa si dispone de ella.

cable-doble

Instalación de polea móvil para arrastrar una carga

USOS


Algunos ejemplos de uso son los siguientes:

  • Asistencia de vehículos en caso de encallamiento (tanto autosocorro como  a otros vehículos). Se entiende que es una ayuda al motor o arrastre, no se debe usar como grúa para cargas suspendidas.
  • Ayuda en movilización de vehículos accidentados (restaurar el tráfico) o movilización de cargas (que se encuentren dentro del rango de fuerza del winch).
  • Estabilización de vehículos y otras estructuras, materiales o equipos inestables.
  • Ayuda en maniobras de conducción en rampas o terrenos abruptos.
  • Puede hacer las veces de línea de vida para trabajos con riesgo de caída (sistemas de sujeción y retención), ya sea entre vehículo y punto de anclaje u otro vehículo.
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Uso del winch como línea de vida

Para manejar un cabrestante debemos tener en cuenta una serie de principios en cuanto a medidas de seguridad se refiere:

PROTECCIÓN PERSONAL


  • Guantes
  • Casco
  • Gafas de protección
  • Zapato de seguridad
  • Manta de seguridad (Absorbe energía en caso de que se rompa el cable, evitando el efecto látigo.

USO APROPIADO


  • Nunca operaremos con menos de 5 vueltas de cable en el tambor.
  • No lo usaremos para izar cargas suspendidas ni arrastre de camiones averiados (como grúa).
  • Siempre utilizaremos los sistemas de asistencia del camión (4×4, bloqueo diferencial y reductora) de manera conjunta con el cabrestante.
  • No se puede utilizar para movilizar personas.
  • Mantener alejadas las manos de los rodillos al menos 1 metro. A partir de ahí las manos deben situarse en la correa del gancho, hasta completar la maniobra de enrollado.
  • Usaremos protectores para evitar roces del cable con bordes que puedan entrar en contacto con él durante las maniobras.
  • No exceder de la capacidad de arrastre del cabrestante.
  • No intentar desconectar el gancho con el cable en tensión.
  • Alejarse del cable todo lo posible durante las maniobras de enrollado.
  • Mantener el cable del control remoto alejado del área de trabajo del cable de acero.
  • Aplicaremos la carga en el centro del gancho del cable, evitando que quede fijado en la punta.
  • Usaremos una manta de seguridad (emplazada entre el winch y el punto de anclaje).
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Manta de seguridad

CONSEJOS EN EL MANEJO


Instalación:

  1. Ponernos el EPI adecuado
  2. Colocamos el punto de anclaje (utilizando una eslinga con un grillete y, en su caso, con una polea)
  3. Desembragar el winch
  4. Liberamos el gancho y lo asimos con su correa (si no está puesta la colocamos)
  5. Tiramos del cable hasta el punto de anclaje o el reenvío y fijamos el gancho del cable
  6. Colocamos las protecciones para roces y la manta de seguridad
  7. Una vez anclado, bloqueamos el embrague
  8. El vehículo que porte el winch debe estar arrancado
  9. Conectamos el control remoto
  10. Ponemos el cable en tensión traccionando con el mando del control remoto
  11. Nos colocamos en una zona segura, preferiblemente dentro de nuestro vehículo, y teniendo localizado el botón de emergencia del panel de instrumentos
  12. Atención a las señales de nuestros compañeros a la hora de hacer las maniobra
  • Una vez terminada la maniobra procedemos a recoger el cabrestante:
    1. Salimos del vehículo
    2. Una vez estabilizada la carga o el vehículo, soltamos cable.
    3. Recogemos el cable mediante el control remoto, guiándolo manualmente para asegurarnos que el enrollado se realiza en capas uniformes de cable y con el cable tenso.
    4. Cuando el gancho se aproxime al winch lo asiremos de la correa del gancho y mediante pulsaciones suaves terminaremos la maniobra hasta que quede bien recogido y fijado.
    5. Por último fijaremos el gancho con su propia correa u otro elemento para evitar que golpee constantemente el winch durante la conducción.
    6. Por último, desconectamos el control remoto y lo guardamos en un lugar limpio y seco
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Maniobras con el cabrestante

SEÑALES DE MANIOBRA


maniobras

Señales de maniobra

TÉCNICAS DE MANIOBRA


En el siguiente vídeo, unos compañeros nos muestran una forma de utilizar el cabrestante para sacar el vehículo de un posible atasco, sobre todo si la situación implica riesgos (por ejemplo en un incendio forestal con riesgos para la vida de intervinientes u otras personas) y queremos salir de allí cuanto antes, aplicando el sistema de polea fija en una pica.

Ni que decir tiene que este sistema es un tanto peligroso, podría soltarse la pica clavada al suelo e impactar contra alguien o contra el vehículo con una fuerza considerable. Simplemente un apunte, si en lugar de anclar a un solo punto (una sola pica) realizamos una triangulación, o al menos repartimos la tracción en dos puntos (con dos picas colocadas de tal forma que el ángulo de la/s eslinga/s quede a 45º, repartiendo prácticamente al 50% la tensión sobre cada pica), podría mejorar la seguridad de esta maniobra de fortuna sin comprometer apenas el tiempo de instalación.


Aquí os adjunto otro vídeo interesante sobre este equipo con el que habitualmente trabajamos. No obstante, sobre el minuto 2:20 aproximadamente, dice (seguramente se trata de un error del que no se da cuenta) que a mayor longitud de cable menor capacidad de tracción, lo cual es al revés, siendo cierto lo que dice a continuación sobre el cable de fibra ( igual capacidad de tracción que el de acero con menos cable suelto):


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Una Respuesta a El uso del Cabrestante (o Winch)

  1. Firestation dijo:

    Y sobre todo no usarlo para tratar de sacar el camion de un encallamiento debido a un obstaculo, barro o similar.
    Podemos usar el camion como punto de anclaje y mover pesos mas ligeros, pero sacar el camion de un “atascamiento” supone correr un riesgo.
    He visto muchos cables rotos y motores quemados por eso. Normalmente el cabestrante electrico que se monta en los camiones no tiene potencia suficiente para arrastrar el propio vehiculo a poco que tenga resistencia al avance.
    Otra cosa son los cabestrantes hidraulicos que se usan en las gruas de gran tonelaje y rescate de vehiculos pesados, estos tienen unas capacidades mucho mayores.

    Y aunque lo has comentado, remarcar el uso de grilletes y eslingas, nunca usar el mismo cable para “atar” el peso a remolcar. El cable siempre trabaja en linea salvo que pase por una polea.

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