Una grua, també coneguda com a pont grua o grua, és un tipus de màquina que s'utilitza per a l'elevació. Les grues generalment estan equipades amb un enrotllador (també anomenat tambor de cable), cables o cadenes i garbes, que es poden utilitzar tant per aixecar i baixar materials com per moure'ls horitzontalment. Utilitza una o més màquines simples com un polipast per crear avantatges mecànics i així moure les càrregues més enllà de la capacitat normal d'un humà. Les grues s'utilitzen habitualment a la indústria del transport per a la càrrega i descàrrega de mercaderies, a la indústria de la construcció per al moviment de materials i a la indústria manufacturera per al muntatge d'equips pesants.
Les primeres grues de construcció van ser inventades pels antics grecs i eren accionades per homes o bèsties de càrrega, com ara els rucs. Aquestes grues s'utilitzaven per a la construcció d'edificis alts. Més tard es van desenvolupar grues més grans, que empraven l'ús de rodes de rodadura humanes, permetent l'aixecament de pesos més pesats. A l'alta edat mitjana, es van introduir les grues portuàries per carregar i descarregar vaixells i ajudar a la seva construcció; algunes es van construir en torres de pedra per obtenir més força i estabilitat. Les primeres grues es van construir amb fusta, però el ferro colat i l'acer es van fer càrrec amb l'arribada de la Revolució Industrial.
Durant molts segles, l'energia va ser subministrada per l'esforç físic d'homes o animals, encara que els polipasts dels molins d'aigua i els molins de vent es podien accionar per l'energia natural aprofitada. La primera potència "mecànica" va ser proporcionada per màquines de vapor, la primera grua de vapor es va introduir al segle XVIII o XIX, i moltes es van mantenir en ús fins a finals del segle XX. Les grues modernes solen utilitzar motors de combustió interna o motors elèctrics i sistemes hidràulics per proporcionar una capacitat d'elevació molt més gran de la que era possible anteriorment, tot i que encara s'utilitzen grues manuals on el subministrament d'energia no seria econòmic.
Les grues existeixen en una enorme varietat de formes, cadascuna adaptada a un ús específic. Les mides van des de les grues de flac més petites, utilitzades a l'interior dels tallers, fins a les grues torre més altes, utilitzades per a la construcció d'edificis alts. Durant un temps, les minigrues també s'utilitzen per construir edificis alts, per tal de facilitar les construccions arribant a espais reduïts. Finalment, podem trobar grues flotants més grans, utilitzades generalment per construir plataformes petrolieres i salvar vaixells enfonsats.
Hi ha tres consideracions principals en el disseny de grues. En primer lloc, la grua ha de ser capaç d'aixecar el pes de la càrrega; segon, la grua no ha de caure; tercer, la grua no s'ha de trencar.
Les grues il·lustren l'ús d'una o més màquines senzilles per crear avantatges mecànics:
•La palanca:
Una grua d'equilibri conté una biga horitzontal que gira al voltant d'un punt anomenat fulcre. El principi de la palanca permet que una càrrega pesada unida a l'extrem més curt de la biga s'aixequi mitjançant una força menor aplicada en sentit contrari a l'extrem més llarg de la biga. La relació entre el pes de la càrrega i la força aplicada és igual a la relació entre les longituds del braç més llarg i el braç més curt, i s'anomena avantatge mecànic.
• La politja:
Una grua de flac conté un puntal inclinat que suporta un bloc de politja fixa. Els cables s'emboliquen diverses vegades al voltant del bloc fix i al voltant d'un altre bloc connectat a la càrrega. Quan l'extrem lliure del cable s'estira a mà o amb una màquina de bobinar, el sistema de politges lliura una força a la càrrega que és igual a la força aplicada multiplicada pel nombre de longituds de cable que passen entre els dos blocs. Aquest número és l'avantatge mecànic.
• El cilindre hidràulic:
Això es pot utilitzar directament per aixecar la càrrega o indirectament per moure el foc o biga que porta un altre dispositiu d'elevació.
Les grues, com totes les màquines, obeeixen el principi de conservació de l'energia. Això significa que l'energia lliurada a la càrrega no pot superar l'energia introduïda a la màquina. Per exemple, si un sistema de politges multiplica la força aplicada per deu, aleshores la càrrega es mou només una dècima de la força aplicada. Com que l'energia és proporcional a la força multiplicada per la distància, l'energia de sortida es manté aproximadament igual a l'energia d'entrada (a la pràctica una mica menys, perquè una mica d'energia es perd per fricció i altres ineficiències).
El mateix principi pot funcionar a la inversa. En cas d'algun problema, la combinació de càrrega pesada i gran alçada pot accelerar objectes petits a una velocitat enorme. Aquests projectils poden provocar danys greus a les estructures i persones properes. Les grues també poden tenir reaccions en cadena; la ruptura d'una grua pot, al seu torn, treure grues properes. Les grues s'han de vigilar amb atenció.
