La construcción depende de que las cosas estén niveladas, a plomo y con el ángulo correcto: la pluma de una grúa, el mástil de un equipo de pilotaje, la regla de una extendedora, la plataforma de una plataforma elevadora, un elemento prefabricado que se coloca en su sitio. Durante generaciones, esos ángulos se comprobaban con niveles de burbuja, plomadas y un ojo experto. Hoy un inclinómetro puede medirlos de forma continua, enviarlos al operador o al controlador de la máquina y detener la máquina antes de que se supere un ángulo seguro.
Qué es un inclinómetro
Un inclinómetro (también llamado sensor de inclinación) mide el ángulo de un objeto respecto a la gravedad. La mayoría de los inclinómetros modernos usan acelerómetros MEMS: diminutas estructuras de silicio que detectan la dirección de la gravedad. A partir de esa dirección, el sensor calcula dos ángulos, comúnmente llamados alabeo (inclinación de lado a lado) y cabeceo (inclinación de delante hacia atrás). Un inclinómetro de un eje mide uno de ellos; uno de dos ejes mide ambos.
El problema de la vibración
Un acelerómetro no puede distinguir la gravedad de la aceleración propia del vehículo. En una estructura estacionaria eso no importa. En una máquina en funcionamiento sí: los motores vibran, las plumas oscilan, las orugas dan sacudidas en terreno irregular y cada movimiento añade una aceleración que el sensor confunde con inclinación. Un inclinómetro sencillo, solo con acelerómetro, en una excavadora en movimiento puede mostrar ángulos que saltan varios grados.
La solución es añadir un giroscopio. Un giroscopio mide la velocidad de rotación y no se deja engañar por la aceleración lineal. Al fusionar los datos del acelerómetro y del giroscopio con un filtrado adecuado, un sensor puede informar de un ángulo estable y preciso mientras la máquina se mueve y vibra. Este es el enfoque que utiliza el Vega TSW-G de Aeron, que combina acelerómetros MEMS con un giroscopio triaxial y un procesador de 32 bits que ejecuta un filtrado estadístico para estimar el alabeo y el cabeceo en condiciones dinámicas.
Dónde se usan los inclinómetros en la construcción
- Grúas: el ángulo de la pluma alimenta el indicador de carga segura, que limita la carga que la grúa puede levantar en cada radio.
- Equipos de pilotaje y perforación: mantener el mástil vertical, o con el ángulo de inclinación proyectado, mantiene los pilotes y los barrenos donde indican los planos.
- Plataformas elevadoras de trabajo aéreo y elevadores de personal: el chasis debe estar nivelado dentro de unos límites fijados antes de elevar la plataforma.
- Camiones volquete y volquetes: el ángulo de la caja y del chasis durante el basculamiento determina si el vehículo se mantiene estable.
- Construcción de carreteras: las extendedoras y las motoniveladoras controlan el bombeo y la pendiente con sensores de inclinación en la regla o en la hoja.
- Estructuras: monitorizar la inclinación de muros de contención, encofrados, torres y edificios existentes junto a una excavación, para detectar pronto cualquier movimiento.
De la medición a la protección: el interruptor de inclinación
Para las funciones de seguridad, una máquina a menudo necesita no un número, sino una decisión: parar cuando el ángulo supera un límite. Un interruptor de inclinación es un inclinómetro con salidas de relé que conmutan cuando se cruza un ángulo umbral. El relé puede cortar la hidráulica, activar una alarma o impedir que se eleve una plataforma. El Vega TSW-G tiene dos relés, de 2 A hasta 250 V CA, con límites de conmutación que el usuario configura hasta ±90° en alabeo y ±60° en cabeceo, y además informa de los propios ángulos por RS232 o RS485, en ASCII o Modbus RTU.
Qué buscar en un inclinómetro
- Rango: los ángulos que necesita medir. El Vega TSW-G mide ±180° en alabeo y ±60° en cabeceo.
- Precisión, estática y dinámica: la precisión en una máquina quieta es fácil; la precisión en una que vibra es la verdadera prueba. El Vega TSW-G se especifica con ±0.5° (1σ) en estático y ±1° (1σ) en dinámico, con una resolución de 0.01°.
- Estabilidad con la temperatura: las obras pasan de mañanas heladas a tardes calurosas. Busque una calibración de fábrica en todo el rango de temperatura y una característica de temperatura declarada.
- Frecuencia de actualización y respuesta: suficientemente rápida para los movimientos de la máquina. El Vega TSW-G se actualiza a 1, 10 o 20 Hz.
- Protección: sellado y resistencia a golpes frente al barro, el agua y los impactos. El Vega TSW-G es IP67, soporta golpes de 20 g y funciona de −40 °C a +71 °C.
- Interfaz: una salida serie o de bus de campo para el controlador de la máquina y relés cuando se necesita un corte de seguridad directo.
Instalación para lecturas precisas
Un inclinómetro mide el ángulo de aquello a lo que está atornillado, así que móntelo de forma rígida sobre una superficie plana y limpia del elemento estructural que le interesa, no en un soporte que pueda flexionar. Alinee sus ejes con los de la máquina, anote su lectura cuando se sepa que la máquina está nivelada y utilícela como cero. Compruebe el cero tras cualquier reparación o impacto cerca del sensor.
Para recibir ayuda para elegir y configurar un sensor de inclinación o un interruptor de inclinación para su equipo, hable con nuestros ingenieros o lea cómo los interruptores de inclinación protegen grúas, elevadores de personal y camiones volquete.