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Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras (Descripción y Rendimiento)

LAMAQUINARIA PESADA EK MOVIMIENTO DETIERRAS (DESCRIPCIÓN YRENDIMIENTO)

Roberto Vargas Sánchez

ITC INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN

TITULO "LaMaquinaria Pesada enMovimiento deTierras (Descripción y Rendimiento)"

TESIS QUE SUSTENTA RobertoVargas Sánchez

Para obtener el título de: Licenciatura en Ingeniería de Construcción

Diciembre de 1999

Conreconocimiento devalidez oficial de estudios dela S.E.P. según acuerdo No.952359 defecha 15deNoviembre de 1995

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A mis padres: HÉCTORVARGAS ESCAMILLA ANGELA SÁNCHEZ MUÑOZ

Amis hermanos: LUIS HÉCTOR VARGAS SÁNCHEZ MARÍA ESTELA VARGAS SÁNCHEZ RAÚLVARGAS SÁNCHEZ

Por su apoyo incondicional



ÍNDICE


Tesis:La Maquinaria Pesada enMovimientos deTierras (Descripción y Rendimiento)

ÍNDICE LAMAQUINARIA PESADAENMOVIMIENTODETIERRAS (DESCRIPCIÓN YRENDIMIENTO). 1.-OBJETIVO

2

2.-JUSTIFICACIÓN

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3.-INTRODUCCIÓN.

3

4.-ETAPASDELTRABAJODEMOVIMIENTODETIERRAS. 4a.-Seleccióndeequipo

6 6

4b.-Descripcióndelostrabajos ejecutados.

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4c- Ángulodereposodelmaterial.

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4d.-Movimientodetierras.

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4e.-Listado delamaquinariaempleada.

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-Tractores. -Compactadores. -Excavadorasycargadores. -Motos:NiveladorasyEscrepas. -Produccióndeagregados. -Volteos. -Pavimentadoras.

5.- CONCEPTO DEL RENDIMIENTO DEMAQUINARIA Y MÉTODOS PARA SUCALCULO. 34 5a.-Métodográfico.

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5b.-Métodomediantefórmulas.

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5c- Métodoporobservacióndirecta.

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6.-CONCLUSIONES.

RobertoVargas Sánchez

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OBJETIVO YJUSTIFICACIÓN


1.-OBJETIVO: Exponer los diferentes métodos para rendimientos de maquinaria pesada en movimientodetierras.

2.-JUSTIFICACIÓN: Todo objetivo que la empresa constructora realiza tiene un cierto grado de dificultad, este problema lo ocaciona la falta de documentación respecto a rendimientosdemaquinariapesada. La finalidad de este documento, es contribuir a la escasa bibliografía existenteencuantoarendimientos demaquinariapesadautilizada enlaindustriade la construccción, a travez de esto se ha podido definir tipo, capacidad, marca y demás características de la maquinaria, que debe emplearse para la ejecución especifica deunaobra. Cuandolosrendimientosdelamaquinariaestándocumentados, desarrollados e implantados, es posible ejecutarlos confiadamente y llevarlos a cabo en el presente, así como medir el rendimiento actual y establecerlos conforme se desarrollanenelcampo. De está manera, cada empresa constructora establecerá de acuerdo a sus necesidades y prioridades el tipo, marca, capacidad, tamaño etc., para un mejor rendimientoyejecución delostrabajos.


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INTRODUCCIÓN


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MOVIMIENTODETIERRAS: Las obras que realiza la ingeniería civil mediante el movimiento de grandes volúmenes detierra son logros deimportancia trascedental puesvienen a constituir lainfraestructura deunpaís,talescomo: A)CAMINOS. B)FERROCARRILES. C)PRESAS. D)AEROPUERTOS. E)SISTEMASDEIRRIGACIÓN. F)TÚNELES. G)SISTEMADEAGUAPOTABLE. H)ALCANTARILLADO. Cuando una actividad industrial en su proceso de desarrollo impacta la esfera económica dela sociedad, enforma permanente y convariadas manifestaciones en su seno, estamos frente a un sector productivo que, al identificarse con los propósitos del Estado, a corto, mediano y largo plazo, está promoviendo el bien común.Esteeselcasodelaindustriadelaconstrucción. Así como es lógico que en tiempos de recesión, al frenarse la construcción, se reduzcalainversiónysedetengaeldesarrollo,deparecida maneraeldinamismode la economía ha de traducirse en dinamismo de la industria constructora, esto redunda en fuente de generación de empleos que canaliza favorablemente la migracióndelcampoalasciudadesyelsubempleourbano. Laindustria delaconstrucción, columnadeapoyodela estructura dedesarrollodel país, se ha visto sujeta a grandes fuerzas de desequilibrio, provocadas principalmente por la situación económica mundial y por la que está pasando nuestropaís,consecuencia de factores quepordiversascircunstancias se tornaron imponderablesydeconsecuenciasgravosasparalaindustria, lacualhasoportadola cargamayor, queestáponiendoapruebasufuerza


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Dentrodelobscuropanorama quesenospresentaenelpaíscreemos queesposible salir adelante, siempre y cuando las máximas autoridades ocurran en su auxilio, dándole el apoyo necesario que le permita resistir, con lo cual contribuirá en gran medidaalasolidezdenuestraestructuranacional. La situación económica mundial y la nuestra en particular exigen ahora una organización perfecta para triunfar; es necesario que las empresas no solamente ejecuten la obra sinotambién queactualicen y desarrollen una tecnología cadavez más avanzada, que les permita sortear todas las condiciones que actualmente se presentan. La proporción más importante del capital fijo de una empresa constructora está constituidaporlamaquinariayequipoenpoderdeéstas.Lautilización adecuadade esterecursoesdeterminantedelaeficiencia conlaquelapropiaconstructorarealiza laobraindustrial,componentesbásicosdelainfraestructura paraeldesarrollo. Laparticipación deltrabajo mecánico en laconstrucciónpesada es superior al60% yenlaurbanizaciónesdelordendel40%.Laimportanciaqueadquierenmaquinaria yequipoenlaconstruccióny,porende,enlaeconomíadelpaísresultaasíevidente. No esposible esperar utilidades cuando se descuida la utilización adecuada de la maquinaria; es indispensable llevar un control detallado delos avances,parcialesy generales,por máquinas y frentes de trabajo. Es necesario corregir oportunamente lasdesviacionesygarantizarhastadondeseaposibleelapoyoalosprogramas. Unamáquina debe siempreteneruna disponibilidad enobraquenobaje del 70%y debededicárseletoda la atenciónnecesaria para que sueficiencia estémuycercana al80%. Estosemaneja desdeelpuntodevista deun mantenimiento oportunoyeficaz; así como el abastecimiento de refacciones, combustibles, lubricantes y el cuidado constantedelpersonal mecánicopara laprevención yprogramación dereparaciones mayorescomodelnecesariomantenimientoparaquesigantrabajando. Es innegable el valor que representa para la obra, la intendencia de maquinaria y talleres;aunquefrecuentemente ypordesgraciaenlamayorpartedeloscasosnose tomaencuentasuimportancianielvalordeestegrupohumano. Esta maquinaria disponible durante los tiempos programados requiere también órdenes precisas para su aplicación y máxima eficiencia, evitando desperdicios de tiempoygastosprematurosdeequipo.


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La construcción pesada se ocupa de las obras cuyos volúmenes son los más considerables y como consecuencia, requiere maquinaria de mayor costo unitario; consuapoyoseejecutan lasgrandesobras,quesonloselementosdedesarrollo.Un receso de la construcción pesada se refleja en una desaceleración del ritmo de la evolucióndelpaís. En México se fabrican pocos tipos de maquinaria de construcción; por lo tanto el mercado mexicano de maquinaria es relativamente pequeño en términos de volúmenes de producción, además de que la inversión requerida para fabricar la maquinaria de construcción es elevada y tiene rendimientos bajos a corto plazo; la fabricación de maquinaria en México es difícil ya que la infraestructura de proveedores está poco desarrollada y adicionalmente se enfrenta una gran competencia conla importación proveniente delosEstadosUnidos,que enmuchos casosesmásfácil importarquefabricar. Aunqueelmercadointernodenuestropaíshacrecidolosuficientemente comopara permitir la fabricación en forma económica de ciertos tipos de maquinaria de construcción, comoeselcasoporejemplo detractoresdeorugas,retroexcavadoras, cargadores etc. , fundamentalmente construidos por Dina Komatsu Nacional, no es todavía lo suficientemente fuerte como para absorber las demandas del mercado nacional. Hay quedefinir correctamente, losconceptostanto demaquinaria como deequipo. Maquinaria son aquellasunidades quetienen determinado valor y cierta autonomía encuantoasumovimiento;encambio,elequiponotieneestaautonomía ysuvalor atribuibleesmenor. México va a crecer durante los próximos años en una forma extraordinaria. El desarrollo de diversas industrias como la petrolera, la siderúrgica, la minera, entre otras, generara un auge que a suvez sereflejará en laindustria dela construcción, querequieremaquinariaenvolumencreciente.


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ETAPAS DETRADAJO DEMOVIMIENTO DETIERRAS


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Esobvioque latecnología, modelos,peculiaridades ytamañosdela maquinaria se hanmodificado sustancialmente enelúltimocuartodesiglo,debidoen granmedida alacrisisdelpetróleoylosavanceslogradosenlosmotoresdiesel. Seenfatiza la importancia dela construcción pesada, la cual emplea maquinaria en forma intensiva principalmente en las obras de infraestructura que representan el 26%delademandatotaldeconstrucciónenlosEstadosUnidos,el33% enJapón,el 28% enlospaíses dela Comunidad Económica Europea y alrededor deun34%en Venezuela,ColombiayMéxico. 4a.-SELECCIÓN DEEQUIPO. Aunque de hecho existe un equipo adecuado para cada tipo de trabajo, los contratistasno siempre disponen deél y encaso detenerlo, eltamaño y estadodel mismonoresultaenocasioneseldeseable. Porotroladosetienelaopciónderentarenelmercadodearrendamientos elequipo necesario, en especial en épocas recesivas, cuando hasta incluso resulta más económicohacerloqueemplearlamaquinariapropia. Un ingeniero de costos "sin computadora", en el pasado sólo se concretaba a analizar unitariamente cada concepto de obra, dejando al futuro superintendente y residentes,latareadeproponertamañosdeequipo. Elnúmero dehoras requeridas en cada maquinaria, puede obtenerse multiplicando 200horasmensualesporelnúmerodemesesdelaobracomoprimertentativa. Otra forma práctica y cada vez más difundida, para obtener los requerimientos de equipo, su balance y selección de tamaño, es el empleo de sistemas de redes de actividades,comoelderutacrítica. Como atinadamente se dice: "un contratista no paga el equipo; éste debe pagarse solo",hadeprocurarsequeelequiporeditúealgomásquesucosto. Adicionalmente, cada obra, proceso constructivo, tiempo y condicionesfísicas,nos señalalanecesidaddeemplearunamáquina,unapotencia,unmediodetracción,un largo de pluma o brazo, un tamaño de cucharón y hasta especificaciones de fabricante.


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4b.-DESCRIPCIÓN DELOSTRABAJOSEJECUTADOS. Los trabajos de construcción pesada, involucran por lo general de manera preponderanteel"MovimientodeTierras",endondelaoperaciónbásicaconsisteen aflojar (voladura orippeo), remover o excavar, procesar(triturado, criba, mezcla o incorporación de agua o asfalto), acarrear, colocar y compactar. Las operaciones descritashacenquelosmaterialesmanejados cambiendecaracterísticas encuantoa suspropiedades físicas. Debe quedar claro que los factores aquí manejados sólo sirven para convertir el rendimiento expresado en un estado a otro (factor "e"), o bien para afectar un rendimientocomoresultadodelafacilidad odificultadparamanejarlos (factor"m"), yaqueloscriteriosdemediciónyporendepago,delasunidades deobraterminada difieren declienteaclienteynosedigadepaísapaís. La Secretaria de Comunicaciones y Transportes (SCT) de México, encargada de normar la construcción de la infraestructura del transporte, establece en sus especificaciones quelos conceptos deobradeexcavación semidan enbanco,ylos de acarreo, sobreacarreo y formación de terraplenes, bases y subbases, se midan compactados. Generalmente se manejan los materiales en términos de volumen, pero algunas máquinascomolastrituradorastienensuproducciónporpeso/hora,yenotrascomo lasmotoescrepasyvolteos,setienenqueconsiderarlasdoscapacidadesenvolumen yenpeso,parausarlamisma. Comoejemplo deladensidadtenemosque: Un camiónfuera decarretera CAT789de 1800hp.cuyavelocidad tope cargadoes de 51 Kph. , tiene como capacidades máximas de su caja 85 m3 y 102 m3 con copeteo; si acarreara roca bien tronada con un peso volumétrico de 1800ton/m3, obviamentesuelta,lacapacidadequivalenteenambasmodalidadessería: 102m3(1.8)ton/m3= 184ton. Aquíseligatambiénlapropiedad deángulodereposo odefricción interna,puesto quelaconsideracióndecapacidadcopeteadasegúnlanorma,esde2:1.


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4c-ÁNGULODEREPOSODELMATERIAL. Esta propiedad tiene una especial importancia en el cálculo de excavaciones en zanjas, ya que la mayoría de los clientes especifica su medición según líneas de proyecto, la cual es casi siempre teórica y aunque se ademe muy bien, habrá sobreexcavaciónyestoesdebidoalángulodereposodelmaterial. Losvaloresparalosmaterialesmascomúnmentemanejadosenexcavacionesson: Tierracomún

húmeda saturada suelta compacta

Arcilla

seca húmeda

Grava Arena

seca húmeda saturada

2.1:1 -1.7:1 2.8:1 - 1:1

25-30grados 20-45grados 37-45grados 45 grados 35-45 40-54

1.7:1• -0.9:1

30-50

2.8:1 -• 1.7:1 1.8:1--1:1 2.8:1 -•1:1

20-30 30-45 20-45

Para realizar estas obras de movimientos de tierra, el ingeniero puede disponer prácticamente detodo el material que constituye la corteza terrestre con excepción de aquellos que tengan un alto contenido de arcilla o materia orgánica por no presentarestabilidaddebidoalamodificación naturalensuestructura. Hay también algunos materiales que para utilizarlos requieren algún tratamiento quepermitasuestabilización,clasificándose como: SuelosExpansivos. SuelosDispersivos. SuelosColapsables. SuelosCorrosivos.


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PROCEDIMIENTOSMECÁNICOS. -Mezcladoconotrossuelos. -Modificando sugranulometría. MEJORAMIENTOY ESTABILIZACIÓN DE SUELOS. PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS. -Adicióndecal. -Adicióndecementoportland. -Conproductosasfálticosde sodio. -Conclorurosdecalcioyde potasio. -Conresinasypolímeros. Lossuelospueden ser atacadosenforma manual oconmaquinaria. Segúnel grado dedificultad quepresentenalseratacados,seclasifican entresgrupos: MATERIAL AoI MATERIAL B o í l MATERIAL Colli


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La definición de cada grupo será, de acuerdo con la forma de ataque, como se muestraenlatablasiguiente: TIPO

FORMADEATAQUE

NOMBRE

AoI

Palaytalacho.

Tierra.

BoII

Palaypicoozapapico.

Tepetate.

CoIII

Cuña,marro,compresoryexplosivo

Roca.

Cuando el material es atacado con maquinaria se define, según las normas de construccióndelaSCT,enlaformasiguiente: El material "A" es el blando o suelto que puede ser extraído con escrepa de capacidadapropiadaparaserjalada contractor detipooruga,de90a 110HP.enla barra, sin ayuda de arados o tractores empujadores. Por lo general, se consideran dentro deestetipolossuelospocoonada cementados con componentes detamaño de(7.5cm.)=a(3pulg.). El material "B"es el que, debido ala dificultad quepresenta para su extracción y carga, sólo puede extraerse mediante tractor de orugas con cuchilla de inclinación variable, de 140 a 160 HP. en la barra, o bien, mediante pala mecánica con capacidad de un metro cúbico, por lo menos, sin el uso de explosivos, independientemente deque éstos seutilicenpara obtener mayoresrendimientos. Se incluyetambiénelmaterialquepuedeaflojarse mediantearadode6ton.,jaladopor untractordeorugasde140a 160HP.enlabarra. El material que más comúnmente se clasifica como "B",es el formado por rocas muy alteradas, conglomerados medianamente cementados, areniscas blandas y tepetates. El material "C" es el que, para ser extraído requiere el uso de explosivos. Este material incluye rocas basálticas, areniscas y conglomerados fuertemente cementados, calizas,riolitas,granitosyandesitas sanas;también laspiedras sueltas ; mayoresde75cm. Ademásdeestasclasificaciones, sedeben establecer otrasdosintermedias,segúnlo requiera el caso. Por ejemplo: Si para extraer y cargar un material, éste presenta mayor dificultad que el descrito como tipo "A", pero menor que el "B", se determinará asignándole los porcentajes que contenga de estos materiales, en


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proporciónconlascaracterísticas mediasdelmaterial dequesetrate;igualmente se procederá con el material que para su extracción presente un grado de dificultad mayorqueel"B",peromenorqueel "C". Paraclasificar losmaterialesdebenseguirse lasindicacionessiguientes: A) Siempre con base en el grado de dificultad que para su extracción y carga presente un material, éste se clasificará como A, B o C . A fin de establecer claramenteeltipoquelecorresponde,deberánsiempremencionarselostrestiposde material,paralocualhadeutilizarseunaclavenuméricadetrescifras; laprimerade éstascorresponderáalmaterialA;lasegundaalmaterialBylaterceraalmaterialC. SerequierequeA+B+C=100% Ejemplo: 100-0-0 50-50-0 0-30-70 B) Si el corte que ha de clasificarse está compuesto por materiales cuya individualidad de extracción y carga presente diferente grado de dificultad y una separación difinida de los demás, cada uno de estos materiales se clasificará por separado considerando los volúmenes parciales; después, para determinar la clasificación general delvolumen total, se considerarán los trestipos de materiales ("A", "B"y"C"). Ejemplo: Uncorteestá compuestopor doscapas dematerial;una de ellas esde clasificación 100-0-0 (tipo A), y su volumen es de 30% del total del corte; la otra es de un materialintermedio,cuyaclasificación es0-50-50(gradodedificultad mayorqueB, peromenorqueC);porlotanto,elvolumentotaldelcorteseclasificará30-35-35. Losvolúmenesdetierraenlostrabajos deterraceríassemidenen: A)Enbanco. B)Volumensuelto. C)Volumencompacto.


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1.0m3 1400kg.

1.3m3 1400kg.

medidoenbanco

vol.suelto

0.84m3 1400kg. vol.compacto.

Alexcavarse elmaterial en suestadonatural (enbanco), sufre unincremento ensu volumen,alocualsedenominaabundamiento. Cuando el material suelto se compacta para formar un terraplén se reduce su volumen,aloquellamamosreducción. PVSb = Coeficiente deabundamiento. PVSs PVSb = Coeficiente dereducción. PVSc DONDE: PVSb=Pesovolumétricosecoenbanco. PVSs=Pesovolumétricosecosuelto. PVSc=Pesovolumétricosecocompacto.


QS 12


4d.-MOVIMIENTO DETIERRAS.

Acondicionamiento dela zonadetrabajo.

excavación

acarreo

compactación.

desperdicio. Acondicionamiento delazonadetrabajo: -Desmonte. -Despalme. -Bombeodeaguaodrenado(superficial o freática). -Aflojado otronadodelaroca. DESMONTE: Losterrenosenlosquesevanaefectuar excavaciones,hacerrellenos,oanivelarse, deben desmontarse primero. En el desmonte se incluye el movimiento de la vegetaciónquepuedeserhierbas,malezas,matorralesetc.antesdeiniciar el trabajo deterracerias, quizás sea necesario quitar otros materiales, como piedras, muros y edificios osuscimientos. Elbulldozereslamáquinamasadecuadaparaeldesmonte.Trabaja mejor cuandoel terreno es suficientemente firme para soportarla y cuando no hay hoyos, zanjas, lomas pronunciadas y rocas. Las superficies desiguales deficultan mantener la cuchillaencontactoconelpisoymásqueremoverlavegetación,laentierran enlos hoyos. Losbulldozer tienen unaventaja especial sobrelas cuadrillas enlugares dondeson abundantes las enredaderas y zarzales, ya que es difícil cortarlas, pero se arrancan fácilmente conlacuchilla,siempreycuandonoseavancetantoquequedeenredado enlamaraña.


OS 13


Losresultadosvaríanconeltipodevegetaciónylascondiciones delterreno.Enlas tierras resecas se quebrará un alto porcentaje de troncos, mientras que las condiciones húmedas o arenosas favorecen el desenraice, que es más satisfactorio para la mayoría de los propósitos. El trabajo se puede acelerar poniendo a un trabajador a cortar o recoger los arbustos separados que, deno ser así, requerirán otropasodelbulldozer. Siserequiereremoverunmontónenmarañado,esprobablequesetengaqueusarun bulldozer mayor, una draga con cucharón de almeja, una draga con cucharón de arrastre o una retroexcavadora. El separarlo a mano resultaría más caro que el desmonteoriginal.

Cuando se amontonan matorrales gruesos y árboles, es recomendable cortarlos en tamaños pequeños después de arrancarlos. Esto permitirá al bulldozer manejar mayorescargasycolocarlasmáscorrectamente. DESPALME: Es la remoción y desperdicio de cualquier tipo de roca o tierra para descubrir estratos apreciados. El despalme puede consistir en terreno superficial, subsuelo, arena, grava, arcilla, pizarra, caliza, arenisca y otros depósitos sedimentarios. El espesor deldespalme quepuederemoverse depende de su carácter y accesibilidad; del valor de la formación subyacente; del costo comparativo y de la explotación subterránea como mina, y hasta de la porción del material removido que puede venderseoutilizarse. Por ejemplo,muchagravanaturalno contienesuficientefinosparadestinarla aluso de caminos, y si sepermite que el suelo que la cubre se mezcle con ella mediante derrumbe,puedemejorarsesucalidad. Si el tajo abierto cuenta con equipo para cribado, separación o lavado de grava o piedra,decapacidadadecuada,elterrenopuede excavarse ovolarse con elmaterial devalor,ysepararsecomoparte deuntratamieno normal.Ental caso,esnecesario un desmonte completo, ya que el césped y la maleza obstruyen las cribas y las trituradoras.


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En la mayoría del trabajo de despalme, el material excavado no tiene valor, usualmente esposibletirarlo enáreasexcavadas dedonde sehaquitadoelmaterial provechoso.Avecespuede sernecesaria laremocióndelatierravegetal,toconesy troncos. Lo que deben decidir de acuerdo a las especificaciones de la obra o el criteriodelingeniero,engeneral,eldespalmedelatierravegetal sehacemás difícil ytienemenosimportanciacomomaterialdevalor. BOMBEODEAGUAODRENADO: El desagüe de las excavaciones comúnmente requiere el uso de bombas, las dificultades más comunes lasproduce el agua subterránea. Que sepuede presentar en la forma de manantiales ode corrientes subterráneas, o ser agua estancada que por capilaridad humedece el suelovarios centímetros arriba desunivel, los suelos mojados se convierten generalmente en lodo o se alteran e impiden el buen funcionamiento delosacarreos. Las excavaciones sepuedenhacer sin drenar previamente ybombearse el agua del agujero confome aparezca. Sielaguaestámuysucia,ylascantidadessonpequeñas o moderadas, debe usarse una bomba de diafragma, si el agua excede de la capacidad de estabomba, queesde 1500a 3000 galones por hora, se pueden usar bombas centrífugas. Losmejores resultados se obtendrán localizando estas bombas lo más cerca del nivel del aguaque seaposible, porque tienen mayor eficiencia al empuje que le dan al agua que la succión. Los agujeros deberán excavarse de manera que su entrada quede aunos 30 cms. omás abajo delnivel del agua. Para impedirqueentreairealabombacuandoelaguatienepoca profundidad. La bomba centrífuga común se construye para manejar agua solamente y bombea airecondificultad. Cuandolabombaymanguera deentrada estánvacias, labomba debellenarse con agua (cebarse) antes de echarla a andar, si el agua es succionada dentrodelabomba,sueficiencia aumentabruscamente. AFLOJADO OTRONADODELAROCA:

Lafacilidad odificultad conqueunarocapuederomperse,intervienentres factores: resistencia al rompimiento del material mismo de la roca, el grado que se ha debilitado por las capas de estratificación (laminación) o por fisuración o movimientos de falla y el grado a que se ha reblandecido y debilitado por el intemperismo,estaroca.


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Muchas rocas son fácilmente rompibles en la superficie, pero se vuelven más resistentes con la profundidad debido a la menor exposición al intemperismo. Una rocanormalmenterompiblepuedecontenervetasocantosrodados que son difíciles oimposiblederomper. Algunas rocas no son rompibles en su condición natural, pero pueden ser rotas despuésdesacudirlasconunaligeraexplosión.Lavoladura sepuede dividirenuna operaciónprimaria en la cual se afloja la masa original de la roca, y enun trabajo secundario que consiste en reducir losfragmentosde gran tamaño, y romper las aristasylasprotuberancias.Estoúltimosehacedelmismomodoquecualquier otra voladuraligera,comoenlafracturacióndeboleoylechosderoca. El trabajo con rocas también se pueden clasificar en cuanto al tipo y al tamaño requeridoenlosmaterialestriturados.Laexplotación decanterasdeconstrucción o depiedras de ciertas dimensiones, incluye el aflojar grandes pedazos sólidos de la rocamasiva,mientras quelavoladuraparaobtenerrocapararelleno oparatriturar, requiere pedazos suficientemente pequeños para que quepan en el cucharón de la pala,enlacapadelrelleno,oenlatrituradora. Enlasvoladurasderoca enlumbreras,todos los barrenos son confinados, esdecir, quenoexisteunfrentequepermita ellanzamiento lateraldelaroca,demaneraque la regla esuna perforación cercana y carga pesada. Es necesario, que la roca sea cortadanítidamentehaciaatráshastalaslíneasdeexcavaciónyesimportante queel exceso de fracturación se mantenga a un mínimo, debido al alto costo de la remoción de la rezaga, y los requerimientos frecuentes, de rellenar todos los espaciosexterioresalrevestimiento.


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4e.-LISTADODELAMAQUINARIA EMPLEADA. Movimientodetierrasypavimentos: A)Tractores. -Tractoressobreorugas. -Tractoresagrícolas. B)Compactadores. -Autopropulsables. -Remolcables. -Manuales.

C)ExcavadorasyCargadores. -Retroexcavadoras. -Cargadores. - Cargador-Retro. - Zanjadoras. -Dragas. D)Motos:NiveladorasyEscrepas. -Motoniveladoras. -Motoescrepas. E)Volteos. -Volteosfuera decarretera. F) Pavimentadoras.


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A)TRACTORESSOBREORUGAS-BULLDOZERS. Esrealmente difícil no encontrar presente estetipo demáquinas en la construcción pesada,quizáslamásnecesariadebidoasufacilidad detransitarentodoterreno. Eslargalalistadeaplicacionesgeneralestalescomo: -Caminos. -Víasférreas. -Aeropistas. -Desmontespreagrícolas. -Explotacióndebancos. -Canales. -Presas. -Líneasdeconducciónportuboyeléctricas. -Urbanizaciones. Suaplicaciónpreponderanteeselempuje detierrasenbaseasuhojatopadora,pero es capaz de portar algunos accesorios y herramientas también útiles, como el desgarrador o ripper, cadenas y hojas especiales para desmonte y rastras para preparacióndeterrenos. Lasoperacionesmásusualesenlasqueparticipanlostractoresson: A)Desmontes. B)Despalme. C)Trazopilotodecaminos. D)Caminosauxiliares. E)Excavaciónyacarreohasta 100m. F)Auxiliarparaempuje deescrepas. G)Trabajo enladeras. H)Rellenos. I) Semicompactadopor"bandeo". Aunqueesposibletrabajar enpendientesdehasta45grados(100%)lasoperaciones hasta 25 grados (47%) son usuales, característica que refuerza la gran utilidad de estetipodemáquina. La mayoría de los tractores de este género, se caracterizan por tener dostipos de transmisión:


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1)Palanca Potencia. Lacaja decambiodepotencia develocidad esatravés deunconvertidor detorsión la cual es la mejor para topar y rippiar cuando se cambia constantemente de dirección. 2)Tracción Directa. Estetipodetransmisioneseselpreferido entrabajos agrícolasendondesepresenta unarrastreoempuje establesincambiosdedirección. ESPECIFICACIONES DETRACTORES. Las revistas internacionales especializadas en construcción, proveen tablas concentradasdelascaracterísticasmásrelevantes delostipos,marcasymodelosde maquinaria,producidosporelmundo. Tres de los más importantes fabricantes de equipos de construcción pesada son: Caterpillar, Fiat-AllisyKomatsu, que ademásresultan ser los demayor presencia enelarealatinoamericana. Seincluyeunsolomodeloantiguoparaquepueda compararse la diferencia conlos quesemanufacturan actualmente;eselcasodelCatD8H,queseestuvo fabricando en 1958y 1974ycuyarelaciónpotencial/peso erade 12.3HP/Ton., parámetroque ahora oscilade9a 10,locualrefleja unincrementodecasi23% enlaeficiencia de los motores. Otra característica que debe observarse, es la velocidad máxima de desplazamiento,tantohaciaadelantecomodereversa. Debetomarsemuyencuentalavariabilidadenelfactor delvolumendesplazadopor la hoja, ya que es función del tipo de esta que se emplea y el material que se está deshancando.Enlatablasiguientesemuestranlostiposdehojasparacalculardicho volumen.


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Tesis: La Maquinaria Pesada en Movimientos de Tierras (Descripción y Rendimiento)

ESPECIFICACIONES DE TRACTORES POR MARCAS Y TAMAÑO MARCA/MODELO

POTENCIA

PESO

HP

TON

65 75 90 120 165 215 335 285 270 370 520 770

6.9 7.5 10.0 12.1 17.0 23.9 37.4 31.4 21.9 42.4 55.5 84.7

63 88 122 150 223 300 425 524

6.5 11.0 14.7 18.6 28.4 38.7 60.7 69.5

D21A-5 D31A-17 D41A-3 D53A-16 D55A-6 D85A-18 D155A-1

39 66 90 110 140 220 320

D355A-3 D455A

410 620

3.7 6.2 9.7 12.3 15.7 23.5 33.7 45.4 70.5

HOJA

VELOCIDAD MAXIMA

ANCHO

VOLUMEN

m

m3

ADELANTE

REVERSA

kph

CATERPILLAR D3B D4B D4H D5H D6H D7H D8L D8N D8H D9N DION DUN

P P P P S S S S S SU

su

2.41 2.41 2.64 3.20 3.20 3.65 4.17 3.94

1.3 1.5 • 1.6 2.5 3.4 5.2 11.0 8.7

4.32 4.86 5.65

11.4 11.9 12.2 12.9 14.4 14.3 14.8 13.9

11.9 17.3 25.1

10.6 11.1 10.2 10.5 11.3 11.9 11.9 10.8 10.4 12.1 12.2 11.6

14.9 15.8 14.1

2.35 2.44 2.88 3.15 3.65 3.98 4.86 5.20

1.0 1.8 2.4 3.3 5.5 7.2 14.4 19.0

10.1 9.9 10.0 9.5 9.5 11.1 10.8 10.6

11.5 11.5 12.0 11.5 10.5 12.5 12.1 11.8

2.30 2.42 3.18 3.35 3.97 3.73 4.13 4.32 4.80

0.6 1.1 1.4 2.0 3.5 5.2 8.0

6.9 6.5 7.6 10.0 10.3 11.2 11.8 12.7 14.6

6.4 7.1

FIAT-ALLIS FD5 8-B 10-C 14-C FD20 FD30 31 41-B

S S S S SU SU

su su

KOMATSU

*P=Power angling& tilt


S=straight (recta)

12.1 17.6

10.8 12.1 13.2 13.2 13.7 12.6 14.4

SU= semi-universal.

ZO


ESCARIFICADORES. El escarificador consiste en un bastidor con travesanos, armados por su parte inferior, concuchillosdeaceroparacortarverticalmentelatierraylasraíces. Losescarificadores actualessemontanenlaparte superior deuntractor o cargador sobreorugas.Tambiénselespuededenominar conpropiedadcomo"roturadores"y suelellamárselemuyamenudoalaoperación,conelanglicismo"rippeo". De hecho se emplean para aflojar ciertos tipos de rocas medianamente duras o prefracturadas conexplosivo;esunprocedimientoquesehadifundido por lamayor capacidaddelostractoresydelospropios escarificadores. TIPOSDEESCARIFICADORES.

A)Radial. Estesepresentaendosmodalidades:Ladediente sencillooladedientemúltiple,a este ultimo sele denomina comounparalelogramo. Seemplea diente sencillopara la escarificación más difícil, así toda la potencia de la máquina y de este equipo quedadestinadaaunsolopunto. Eldiente olos dientestienenun ánguloconstante conlabarra quelosune alpunto de apoyo con el tractor ypor lotanto el ángulo que forman el diente y el terreno, sólopuedevariarse aumentandola profundidad. B)Inclinación variabledeldiente. A diferencia del anterior, éste puede modificar el ángulo de penetración independientemente de la profundidad. Se logra con un conjunto adicional de cilindroshidráulicos, elprimerovaría laprofundidad deroturación y el segundo la inclinacióndelosdientesensí,obteniendolaoperaciónundobleefecto deataque.


8821


C)Bastidorrígidouoscilante. Consisteengirarhasta30gradoselplanodeldienteocuchilloderotación,respecto alavertical,pudiendoampliarlaroturaciónhacia la izquierday derecha delejedel equipo. El rendimiento deroturacióntiene muy alto grado de incertidumbre entendiblepor lamuyvariableresistencia delosmaterialesalaescarificación, debidoaladurezay laabrasibilidaddeéstos.

B)COMPACTADORES. Sehaubicadotradicionalmente enprimertérminoa lostractores yen seguida alas excavadoras, motos (escrepas y conformadoras) y en algún otro equipo; en este trabajo, se considera tal importancia de mayor nivel a los compactadores, ya que constituyen el factor decisivo para la seguridad y capacidad estructural, calidad y vidaútildeunaobra. Se define a la compactación como el efecto de incrementar la densidad de un materialterreo,pétreo,mixtooasfáltico, mediante laaplicación defuerzas estáticas odinámicas. Lasaplicacionesmáscomunesson: -Carreteras. -Callesyavenidas. -Viaductosyvíasrápidas. -Camposaéreos(pistas,plataformas yrodajes). -Presasdetierra. -Marítimo -fluviales. -Portuarios. -Canalesde riego. -Parquesindustriales. -Terraplenesysubbalastoparavíasférreas. -Rellenos. -Cimentacióndeedificios. -Estacionamientos. -Areasdeportivas.


6B 22


TIPOSDECOMPACTADORES. A)RodillosEstáticos Enla actualidad estetipode rodillos ya están en desuso, apesar deque continúan siendoempleadosprincipalmente enpaísesendesarrollo,en dondeesfrecuente ver trabajar máquinasdelosañostreintas. Por lo general el esfuerzo de compactación puede variarse lastrando con agua sus tambores.Sedisponeenenelmercadodedossubtiposderodillos,eldetándemcon dosrodillosotamboresy unpesode6y 12ton.,yeldetresruedasotamboresyun pesode8a 15ton.;ésteteníaantiguamentelasdosruedastraseras(detransmisión) más grandes que las delanteras; en la actualidad las tres son del mismo tamaño y tienen articulación para permitir mejor traslape e igualdad de esfuerzo sobre el anchoderodado. Algunosejemplos deesta clasedeequipos,sonlosCT-1014y CD-58decompacto (México) y la CS-14 de Dynapac. Su aplicación es muy flexible, pues puede emplearse entodo tipo de compactaciones con la excepción de rellenos de roca y arcillas(produciendocapaslaminares). Por su característica estática, el espesor dela capa máxima normal al que seaplica esde20cm. Enlaactualidadsepresentantrabajando conjuntamente equipostantodeneumáticos comovibratorioseinclusocombinadamente. B)Tambor Vibratorio(sencillo). Es el equipo habitualmente más empleado desde 1930; es el primer compactador autopropulsado de placa vibratoria, debido a su eficiencia, velocidad y maniobrabilidad. Elpeso de este equipo es de 6a 15ton., del cual la mitad esdel cilindro. Algunos están equipados con transmisión en el propio cilindro, lo cual mejoralatracciónyevitaeldesplazamientodelasuperficie compactada.


SB 23

Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras (Descripción y Kenüimienxoj

Enestetiposepuedentenerbásicamentedostipos: 1)Cilindroliso. Este tipo de equipo no debe emplearse en la compactación de arcillas, ni se recomiendaparaasfaltos, salvoquefuese unaversiónparaello.Para enrocamientos debenusarseequiposgrandes(másde 10ton.). En esta categoríatenemos alosCaterpillar dela serie CS-323 a 533 (de 4.1 a 10.8 ton.), Los Dynapac CA-25 A 51 (6.2 a 15ton.) y los Bomag BW-122d (1.8 a 18 ton.) 2)CilindrodePatas. La superficie del cilindro está armada de filas de pirámides truncadas-patas, que producen un efecto sobre el terreno o terraplén como de "waffle" evitando así la estructuraciónlaminardelacapacompactada. Estos equipos se emplean en toda aplicación, excepto en enrocamientos, bases y asfaltos.Unaunidadde15ton.escapazdedesarrollarsutrabajoparacapasdehasta unmetrodeespesorenarena-gravayde55cms.ensubbases. Enestetipodeequipotenemos:alosDynapacdelaserieCA,losBomagdelaserie BW y los Caterpillar CP-323 a CP-553,todos ellos con pesos parecidos a los de rodilloliso. C)Compactador de4Ruedasconpata deCabra Estetipodecompactadortiene cuatro cilindros conpatas decabraypor logeneral está equipado con una pequeña hoja topadora. Es la máquina más efectiva para compactarsueloscohesivosydehechoestádiseñadaparaello. Ejemplos de este equipo, son los Caterpillar de la serie 815 y 825, el CT-25 de DynapacylosWF22deKomatsu. El peso usual de éstos, es de entre 15 y 30ton. y suelen trabajar relativamente a mayorvelocidad,casieldoblequesussimilaresdecilindrovibratorio,aunquecapas demenor espesor enuntercio,por lo que suproductividad horaria es mayor enun 50%. Sóloseaplican enla compactación dealuviones yarcillas, por lo queno son muyversátiles.


SB 24


D)RodillosVibratoriosenTandem Estetipodecompactador eselqueenla actualidad se aplica alos asfaltos ybases, con rendimientos de 67 a 111%superiores a los de rodillos estáticos (hasta 550 m2/hr.). Ejemplos de este equipo, son los de Dynapac con la serie CC-10 a 50 (2.4 a 14.8 ton.), los Caterpillar CB-214 a 614 (2.3 a 11.3 ton.) y los Bomag BW-100AD a 202AD(2.1al0.1ton.). En el trabajo, un equipo mediano suele combinarse con un compactador de neumáticosparadarunmejorresultadoyefectividad. Existenenelmercadoalgunos equipos ligeros como el LR100 de Dynapac (1.7 ton.), el BW-75 de Bomag (1.4 ton.) yel W102deCase(1.2ton.), conun anchoderodillos de entre 0.7 y 1.0 m. que permiten hacer trabajos, acercamientos y maniobras de detalles. El equipo se puedeutilizarenarena-grava,subbase,basesyasfaltos. E)Compactadores Neumáticos Estetipodeequipoaunque compacta encapasdepoco espesor (entre 13y20cm.) trabaja avelocidadesmásrápidas(12kphpromedio),yesmásversátilpuestoquese aplicaatodotipodematerialconlaexcepcióndelosenrocamientos. Lamayorpartedeéstos,tienentresruedasdelanterasycuatrotraseras,taleselcaso delosCaterpillarPF-200y300yPS-300y500,asícomoelCP-22deDynapac. Porlogeneralpuedenlastrarse,incrementándoseprácticamenteenun 100%supeso vacío. El inconveniente que presentan en la compactación de asfaltos, es el levantamiento inicial dematerial superficial enlas ruedas,locualpuedeprevenirse calentando éstas detal manera que no exista una diferencia detemperatura con el materialmayorde20grados. F)Rodillos Combinados Este tipo de compactadores tiene la característica de combinar un cilindro liso estático o vibratorio por lo general, con otro de neumáticos. Su aplicación se concentrabásicamenteenlosasfaltos. Realmente no existen muchos modelos por su poca versatilidad, entre ellos se encuentran losDuo-pactor,Seaman-GunnisonyelCG-16CdeDynapac.


09 25


COMPACTADORES ESTÁTICOS

Dos Rodillos

Tres

Cuatro Cilindros * CONPATAS (YHOJA TOPADORA)

Tres Rodillos (TIPO MODERNO)


Rodillo de Llantas Neumáticas

69 26

Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientosdeTierras (Descripción y Rendimiento)

COMPACTADORES VIBRATORIOS

TANDEM LIGERO

RODILLOS COMBINADOS

VIBROCOMPACTADOR

RODILLOS REMOLCABLE


RODILLOS ENTANDEM(DUAL)

6B 27

Tesis: LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras(Descripción y Rendimiento)

C)EXCAVADORAS.

Estamáquina estáenfocada a la excavación dezanjas ya la explotación debancos derío fundamentalmente. Setienentrestiposprincipales: - Sobreorugas. -Deneumáticos. - Cargador-excavador. -Pala(seempleaenlaminería).

OrugasvsRuedas La tendencia general del contratista latinoamericano es optar por la excavadora de oruga,peroconvienereflexionar enlossiguientespuntosdecadauna:

A)Excavadorasdeoruga. Cuando no se requieren muchos movimientos de transportación, ésta es la mejor opción,la queadicionalmente ofrece flotación, tracción,potencia, maniobrabilidad, estabilidadyeficiencia operativa. B)Excavadoras deruedas neumáticas. La movilidad de esta máquina es la más importante característica, para el caso de ciertasobrasenlasqueconunsoloequipopuedetrabajarse alternativamente endos omástareas(cepas,explotacióndebancoderíoycargaacamiones). Otracaracterística importantedeesteequipo,essudesplazamiento rápido sindañar pavimentos y sin necesidad de cama-baja conocido también como "lowboy", así comosusestabilizadoresyniveladores.


08 28


CARGADOR-RETROEXCAVADOR. El usualmente denominado "Manita de Chango", es un equipo pequeño, pero versátil en virtud de querealiza dos funciones en cualquier trabajo de movimiento detierra: - Cargar. - Retroexcavar. Como ejemplo de este tipo de equipo, tenemos al Caterpillar 416 a 428, al Case 580K,elFord55C/655CyelMasseyFergusonMF-50HX. CARGADORES. Los denominados cargadores frontales, son de hecho la versión que constituye lo queanteriormente seconocía comopalas cargadorasy que consistían generalmente en un equipo montado sobre orugas, con dos plumas en forma de tijera que mecánicamenteypormediodecablesaccionabanuncucharón. Loscargadoresfrontales seempleanparatomardeunbancofrontal odeunsitiode acopio, material para ser cargado sobre un camión de volteo; cuentan con un cucharón desde 0.8 hasta 9.0 m3 y se dispone de dos clases principales para la actividadconstructora:

-Elcargadorfrontal sobreruedasneumáticas. -Elcargadorsobreorugas. Las cuales tienen las mismas caracteristicas de las excavadoras en cuanto a estabilidadymovilidad. D)MOTONIVELADORAS. Las motoniveladoras, también llamadas motoconformadoras o simplemente "Motos", son uno de los equipos versátiles más empleados en la construcción de terraplenes,terraceriasypavimentosporelmétododeriego,decaminos,aeropistas, viaductosycalles.


85 29

Susprincipalesusosson: -Nivelación. -Mezclado. - Escarificado. -Cunetas. -Conservacióndecaminos. Paraunmantenimiento carretero, sesugiereusar estosequipospor cada 60km. de caminoruralo120km.decarreteraprincipalensitioscondeslaves.

MOTOESCREPAS. No obstante que la palabra "escrepa" es un anglicismo y la traducción de scraper debiera ser rescatadora, o quizásmejor aún motoescarbadora, seha difundido esta denominaciónparauntipodeequiposqueconstandeunacaja conuna hoja-cuchilla enlaparteinferior, queseencargadeescarbarlasuperficie detierra cargándosepor elefecto deavancequeleimprimeuntractor. Estetipodemáquinasesmuycompletoporque excava,secarga,acarreaydescarga demanerauniforme.

Lasclasesmásutilizadasdemotoescrepasson: -Estándaroconvencionales:

deunmotor(sencillo). dedosmotores(tándemogemelos).

-Autocargablesodeelevador: -TipoAuger:


deunmotor. detresmotores.

09 30

Lasrestriccionesparaelusodemotoescrepasson: A)Distanciadeacarreo. Se considera en general el rango de distancia de acarreo más adecuado para las motoescrepas deentre200y2000m., aunquepuedeaplicársele desdelos 50hasta los2400m.

B)Materiales. Puedenemplearsehastapararocatronadaorippeadasiempreycuandoeltamañode la piedra sea menor de 40 cm., pero se afectan las llantas y de hecho no resulta convenienteaunquelosfabricantes asílorecomienden. Por logeneral seusantambién ensuelos cohesivos,yel mejor resultado seobtiene paratepetatesymezclasdearcilla-arena,gravasyotrossimilares. C)Superficie delterreno. Sisetieneunasuperficie lodosa quehacepatinar lasllantas,enla fase decarga,se emplean tractores sobre orugas para empujar las motoescrepas, pero en la fase de acarreonoresultaconveniente. GRUA-PALAMECÁNICA SOBREORUGA. Esun equipo que consiste en una cabina casi rectangular y girable, montada sobre orugas,quetiene una pluma tipo armadura (grúa) y que se mueve mecánicamente mediantecablesymalacates. Generalmente se le conoce comodraga o grúa; en inglés se le nombra como grúapaladepoderyactualmenteoperanporcable. Esteequipohasidomuyempleadoensusdiferentesversiones: -Palas. -Retroexcavadoras. -Dragas. -Grúas. -Almejasyotras.


89 31


Suusocomopaladeataquefrontal,comoplumaybrazosólido,hacaídoendesuso porlaaparicióndelcargadorfrontal(hidráulico). Conocido ahora en la actualidad como draga, se le emplea principalmente en las obras hidráulicas y en particular la excavación, desazolve de canales de riego y drenes.

E)CAMIONESDEVOLTEO ESTÁNDAR. Dentrodeestaclase,existentrestamañosprincipales: -Común

7-8m3

-Mediano

8- 16m3

- Grande

16-25m3

En el tamaño común y debido a esquemas proteccionistas, prevalece el sistema obligatorio de subcontratación a fleteros, que para efecto de cálculo de precio unitario no exige análisis de costo horario y tiempos, simplemente se investiga la tarifa real(amenudodiferente delaoficialSCT). Cuando la flotilla de camiones es propia del contratista, pueden optimizarse los tiemposymovimientos,conunaadecuadaplaneación,trazoycontrolvehicular.

VOLTEOSFUERADECARRETERA. Estetipo decamionestiene una amplia gama detamaños: desde450hp's y 17m3 hasta 1700 hp's y 77m3; en la construcción se emplea por lo general hasta un tamañointermediode850hp'sy36m3. Por las características de este equipo, es obvio que se emplean usualmente en el acarreoderocatronada,yaseaparallevardelbancoalaplantatrituradora obienal sitiodeobracuandosetratadeenrocamientos.


69 32


F)PAVEMENTADORAS. Enlaconstrucción depavimentos,previa a la compactación, haynecesidad deeste equipo, que consiste en el tendido de una capa uniforme de material pétreo mezcladoconasfalto,conunespesorypendientelongitudinalytransversal. Los agregados son piedras y gravas trituradas, arena y finos. El aglutinante es el cementoasfáltico paralasmezclasdeplantay el asfalto rebajado para las carpetas hechasporelmétodode riegos. La emulsión es un asfalto mezclado con agua, en donde se mantiene suspendido hasta que hace contacto con el agregado, rompiéndose la emulsión al drenarse o evaporarse el agua. El asfalto normal esta rebajado con un solvente tal como el kerosenoodiesel. La temperatura de la mezcla, es uno de los factores para conseguir el grado de compactación,yaqueparaconseguirun95-100%serequierentemperaturasdeentre 135y 180grados. PAVIMENTADORASASFÁLTICAS (finishers). Eseltipopredominante deencarpetadorasqueposeenrodillos(screeds)flotantesde autonivelación. Elequipoconstadeuntractor,latolvaylaunidadderodillos.Eltractor,puedeestar montadosobreruedas(anchodecarpetahasta8m.)osobreorugas(hasta 12m.). La velocidaddelviaje (nooperando)delaspavimentadoras deorugaes alrededor de5 km/hr.,mientrasquelasderuedasalcanzan20km/hr. Losrodillosconstituyenlapartemásimportantedeunapavimentadora; eninglésse les denomina "screeds" y hay de dos tipos de compactación: vibratorio y de apisonamiento; y también se manejan dos características: fijas o telescópicas (de extensión).


89 33

Tesis:LaMaquinaria Pesada en Movimientos de Tierras (Descripción y Rendimiento)

CONCEPTO DE RENDIMIENTO DE MAQUINARIA YMÉTODOS PARA SUCALCULO



Dentro del cálculo de los costos del equipo de construcción, así como para la planificación y programación de las obras, es necesario calcular la capacidad productiva delasmáquinas;para esto se dispone de información que proporcionan los fabricantes del equipo y usualmente se consignan los valores teóricos para condicionesdemáximaeficiencia; lamejorfuente dedatosdelosrendimientosesla estadística decadaempresa,que,dehaberla,eslaquerefleja lascondicionesreales deoperación. Ha sidounatradición, eluso^discriminado delfactor deeficiencia iguala0.75 en losrendimientos calculadosporlosanalistas,locualpuedeserválidoparaperíodos cortos de operación; pero, en la realidad y a largo plazo, el factor de 50% se considera razonableydeningunamaneracomopesimista. Losrendimientosdelamaquinariapesada secalculan entresprincipales funciones, comosonlassiguientes:

A)Gráfico. B)Mediantefórmulas. C)Porobservacióndirecta.


09 34


RENDIMIENTO DETRACTORES CATERPILAR

Fuente:Costos de Construcción pesada y edificación Por el Ing. Leopoldo Várela A. Edit. Compuobras


08 35


RENDIMIENTO DETRACTORES KOMATZU

FuenteiCostos de Construcción pesada y edificación Por el Ing. Leopoldo Várela A. Edit. Compuobras


89 36

Tesis:LaMaquinaria Pesada en Movimientos deTierras(Descripción y Rendimiento)

TRACTORESSOBREORUGA CONCUCHILLAEMPUJADORA



SS 37

Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras(Descripción y Rendimiento)

RENDIMIENTO DE LOSTRACTORES SOBRE ORUGA CONCUCHILLA EMPUJADORA

PRODUCCIÓN HORARIA

m 3 (Suelto)

1

500 C/D-8K K/D 155A-1

400

300 C/D-6D K/D85A-18

200 C/D-6D K/D 65A-6

C/D-5B K/D53A-16

100

C/CATERPILLAR (R) K/KOMATSU LTD (R)

Factores: Operación 0.75,Trabajo 0.83, Carga 0.80 Material S u e l t o _L J. _L

20

40

60

80

Distancia de Acarreo



09 38


RENDIMIENTO DELOSTRACTORES SOBRE ORUGA CONCUCHILLA EMPUJADORA

PRODUCCIÓN HORARIA

C/CATERPILLAR K/KOMATSU Factores Opeí ríción 0.75, Trabajo 0.83, Carga 0.80

500

1000

1500

2000

2500

Velocidad Sísmica IN-SITU (m/seg)



09 39


CARGADORES SOBRE ORUGAS

FuenteiCostos de Construcción pesada y edificación Por el Ing. Leopoldo Várela A. Edit. Compuobras


OS 40

Tesis:LaMaquinaria PesadaenMovimientosdeTierras (Descripción y Rendimiento)

RENDIMIENTO DECARGADORES FRONTALES SOBRE NEUMÁTICOS

PRODUCCIÓN HORARIA

m 3 (Suelto)

m* (banco)

360

600

" /li L^l I/560 C/988B K/W260-I

480

jn^SB^jp 1

\ \ \

288

V

216

360 >

^ «•»»

240

144 I/530 C/950B K/W90-2 •*•

^*"^^^N>I ^

120

1/510 C/910 K/W40-1

^

^

.

72

" ^ «••

"^ *» .^

^* "*" —

- ^ " ^ " "

^^rrrr6

12

9

Distancia deAcarreo

m

Fuente:Costos deConstrucción pesaday edificación Por el Ing. Leopoldo VárelaA. Edit. Compuobras


8941

Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientosdeTierras (Descripción y Rendimiento)

RENDIMIENTO DECOMPACTADORES DERUEDAS CONPATASYHOJA TOPADORA



88 42


RETROEXCAVADORAS HIDRÁULICAS



89 43

Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientosdeTierras (Descripcióny Rendimiento)

RENDIMIENTO DE MOTOCONFORMADORAS



25 44

Tesis: LaMaquinaria Pesada en Movimientos deTierras (Descripción yRendimiento)

MOTO ESCREPAS

PRODUCCIÓN HORARIA

m3 (Banco)

280

1

1

»

240

C/639 I

-rA1

\ \

200

\ \

\ C/627 B " ^ I/433B

160 1/431 B

i

C/621 B

120

80 1/412 C/613

40

C/CATERPILLAR I / INTERNATIONAL Factor Global de Eficiencia 50% Pendientes de 2% I I I

300

600

900

mts.

1200

Distancia de Acarreo (un sentido)



08 45

Tesis: LaMaquinaria Pesada enMovimientos de Tierras (Descripción y Rendimiento)

ESCREPASREMOLCADASPORTRACTOR SOBREORUGA



QB 46

Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras (Descripción yRendimiento)

RENDIMIENTO DEDRAGAS DEARRASTRE

m*(Suelto)

PRODUCCIÓN HORARIA

IUU

LC-118 B E / 51

///// '////

80

/vN.

LC-78 BE/25

60

40

i

LC-118 BE/51

ERIAL MATE

W'

LC-78 BE/25 IVIMI c n i / M - 1

20

0

LC/LIN K-BELTE OTE 1.5Í BE/BU CYRUS-E RÍE 0.77 m 3 Factor Global d e Eficien cia 0.50 I i

2

4

6

8

10

Profundidad de Excavación



25 47

(m)

Tesis: LaMaquinaria Pesada en Movimientos deTierras(Descripción y Rendimiento)

5b.-CALCULODELRENDIMIENTO MEDIANTEFORMULAS. Laspremisasbásicaspara el cálculo de la capacidad deproducción se sustentan en unasencilla fórmula: R=60min.xExVe/Te Donde: R =Rendimientoenm3/hora(m3suelto) E =Factordeeficiencia de75-80%. Ve=Volumenmovidoporciclom3/ciclo. Te =Tiempodelcicloenmin.oseg. La producción de un ciclo esta representada por el volumen del material en cada ciclo:enunaretroexcavadora,porejemplo,oenuncargadorfrontal,eslacapacidad delcucharón; enuna motoescrepa ocamión devolteo,esla capacidad de la caja y enuntractorempujando, eslacapacidaddelacuchilla. El número de ciclos por hora es el tiempo requerido por una máquina para com pletarunciclodetrabajo osurecíproco;elnúmerodeciclosporunidadesdetiempo puedeobtenerseutilizandolavelocidadytiemposespecificados enlosmanualesdel equipo, al dividir las distancias por recorrer entre ellas y considerar los tiempos fijos. En algunos casos intervienen el factor de llenado (para cargadores y palas mecánicas),yelfactor deabundamiento. R=60min.xExVexFe/TexFa Donde: R =Rendimiento. E =Eficiencia. Ve=Volumenmovidoporciclo. Fe=Factordellenado. Te=Tiempodelciclo. Fa=Factordeabundamiento.


QS 48

Tesis:LaMaquinaria PesadaenMovimientos deTierras (Descripción y Rendimiento)

Lavariable"E"esunfactor deeficiencia delequipoy seobtienedela combinación de 16subfactores, algunosnoaplicables, otros favorables (mayores que uno) y los másdeellosdesfavorables (menoresqueuno). E=txoxaxmxexcxgxpxrxlxuxnxdxhxzxv Endondetodaslasafectaciones sondecarácter acumulado,yaqueunfactor incide en otro y así sucesivamente, locual se ejemplifica con una situación dada comola siguiente: Donde: t =eficiencia entiempo =50min./60min.=0.83 0 =operaciónbuena=0.90 a =administraciónbuena=0.90(bueno). m=tipodematerial "2"(medio)=0.90. e =estadodelmaterial:bancotepetate=0.90 c = cargaocopeteo=0.90 g =maniobrayalcance =1.00 p =pendientedelterreno= 1.00 r =condicionesdelcamino= 1.00 1 =clima=0.90 u=uso=0.85 n==efectodealtitudsnm= 1.00 d=desperdicio= 1.00 h=humedad=1.00 z=temperatura= 1.00 v=polvo. E=.83x.90x.90x.90x.90x.90x 1 x 1 x 1 x.90x.85x 1 =0.37 Estefactor deeficiencia puedeparecerextrañoaunanalista,aunqueenelpasadose acostumbró utilizar el 75% como factor usual; todo depende de la situación prevaleciente; en lastareas dedemolición posteriores al sismo de 1985,era común observar eficiencias aproximadamente de 10%;debido, sobretodo a las maniobras derescate,aloinadecuadodelasmáquinasyalaescasezdevehículosdeacarreo. A continuación se detallan 11subfactores de eficiencia y se consignan algunos de sus valores mas normalmente aceptados. Cabe hacer hincapié en que el factor de eficiencia esuno de los valores más importantes dentro de los rendimientos de la maquinariapesadaenmovimientodetierras.


88 49

Tesis: LaMaquinaria Pesada enMovimientos de Tierras(Descripción y Rendimiento)

Factordeeficiencia entiempo "t". Consiste en el tiempo efectivo de trabajo durante el día o en cada hora y se acostumbra manejarlo en la cantidad deminutos efectivos cronometrados por cada hora. Factordeoperación "o". Consiste en la habilidad, experiencia y responsabilidad de los operadores, quienes constituyen un factor medular en los rendimientos horarios de la maquinaria. Un buen número de contratistas asigna a este factor el 80% como el equivalente a operadorespromedioenMéxico,asignandounvalorde 100%aaquellosconamplia experienciayprobadacapacidad,digamos,calificados comooperadoresexcelentes. Factor deadministración deobra "a". Laadministración encampoeinclusooficina centralesun elementodepesoenlos resultadosqueseobtienendelasmáquinas. La adecuada planeación, dirección, operación y control de la obra redunda necesariamente en los volúmenes obtenidos. Algunos aspectos que tienen que ver conlaadministración deobrason:suministrooportunoysuficiente decombustible, frecuencia de lubricación y engrase, relevo de operadores, rapidez de provisión de refacciones ysureemplazo,talleresmecánicos,balancedeequipo,etc. Factor detipodematerial "m". Losrendimientosgeneralmenteconsignados(m= 100%),serefieren amaterial fácil de atacar y que corresponde al material clasificado como tipo I (tierra no compactada,arenaygrava,suelosuave). Algunoslellaman a esto facilidad de carga;parael materialmediopuedeutilizarse un factor de 90%, tierra compactada, arcilla seca y suelos con menos de 25%de contenidorocoso. La clasificación del material medio difícil, corresponde a suelos duros con contenidosderocahasta50%ypuedeusarsecomofactor cercanoaun80%. Elmaterial difícil de atacar eslarocatronada oescarificada ylos suelos conhasta 75% de contenido rocoso m=70%.Por último, los materiales más difíciles son las rocasareniscasycaliche,encuyocasoelfactor aplicableesdelordendeun60%.


25 so


Factordeestadodelmaterial"e". Este factor se refiere a las condiciones del material y se maneja en estados: en banco,sueltoycompactado. La condición estándar que se maneja como 100% es para el material suelto, en seguidasemuestraunarelacióndeestosfactoresparavariostiposdematerial. Material Arena Arcillaarenosa Arcilla Suelocongrava Rocassuaves Rocadura

Banco 90% 82 70 85 61 59

Factor "e" compacto 86% 72 63 91 74 77

Abundante 11% 25 25 18 65 70

Factor decarga "c" Corresponde al denominado factor de llenado, ya sea de cuchilla en el caso de tractores empujadores o de cubeta para los cargadores y excavadores. El valor denominado estándar del 100%semaneja usualmentepara la carga "copeteada" y esaplicable amaterialesamontonados,previamentecortadospor otroequipoypara loscualesnoserequieredefuerza adicionalparaescarbar. Unvalorpromediooscilaentreel85y55%para sueloscongrava,arena,triturados, finos, arcillassecas. Seutilizanfactores bajos de55a40%,encasoderocastronadasyotrosmateriales quepordiversosmotivosnopuedensercuchareadosconfacilidad. Factor demaniobrayalcance "g". En este factor se toma en cuenta el giro que requiere una draga u otro equipo de excavadorasparadepositarelmaterialproductodeexcavación. En este caso también se aplica para las excavadoras el porcentaje de alcance requeridorespectoalalcancemáximodelosbrazosoplumas;ejemplo deello esla realización de sepasconprofundidad de3metros;utilizando unretroexcavador con una capacidad de cavar a una profundidad de hasta 5.6 metros, situación que permitirámejorar elfactor decargadeciertamedida.


QB 51


Factor porpendientedeterreno "p". Este elemento esaplicable cuando se calcula la producción detractores,vehículos, niveladoras y en general a equipos y operaciones en los que afecta de manera sustanciallapendientedelterreno.

Pendientedel terreno % -10 a-20 - 0a-10 0a 10 10a 20

factor

"p" hasta125% hasta110% hasta 90% hasta 75%

Es importantenoolvidar este aspecto enparticular cuando seacarrean materiales a distanciayenvolúmenesconsiderablesocuandosecontratauntramoconpendiente adversaofavorable continua. Factor decamino. Para elcasodecamiones devolteo, seacostumbra combinar elefecto dependiente deterreno con el de resistencia al rodamiento; este subfactor r tiene los siguientes valoresusualmentemanejados. Condicionesdelcamino planoyfirme malconservadopero firme dearenaygravasuelta sinconservaciónylodoso

Factor "r" 98% 95 90 83

Tambiéndebetomarseencuentaenestecaso,loqueseconocecomocoeficiente de agarreentreelmediodedesplazamiento(llantauoruga)yla superficie:


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Resistencia Superficie concreto asfalto arcillaseca arcillahúmeda surcada grava-arenadura húmeda suelta arenasuelta tierraseca fina nosurcada surcada

alrodado 2.0% 2.5 -

Coeficiente deagarre (tracción) Neumáticos

Orugas

0.80 -1.00 0.80-1.00 0.50-0.70 0.40-0.50 0.38-0.42

0.45

0.30-0.40

0.35

0.20-0.35 0.50-0.60 0.40-0.50

0.30 0.90 0.60

-

0.65 0.70 0.70

3.0 -

12,0 4.5 5.0 8.0

Factor declima-lluvia "1" Considerando básicamente los días de lluvia y sus efectos secundarios como el anegamiento delterreno,elcocientedelosdíascomobuentiempo entreloshábiles proporciona el factor de clima. Es importante señalar este aspecto, el cual puede estar incluido en el rubro "horas-año" (ha), que se maneja en costo horario del equipo,encuyocasonodebeserduplicado. Factordeuso"u" Aunque sea considerado tradicionalmente como parte del costo horario, puede aplicarsecomounfactor másdeeficiencia alusoefectivo delequipo, considerando sustiemposmuertosporreparacionesyfalta detrabajo. Seaplicacuandoelnúmerodehoras-añoconsideradasencostohorario estándarsea menorenlaaplicación específica. Factor dealtitud sobreelniveldelmar "nm". En este caso se presenta una reducción casi proporcional de la eficiencia de un motor al incrementarse la altura sobre el nivel del mar (asnim), puesto que se disminuyelapresión atmosférica.


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Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientos de Tierras(Descripcióny Rendimiento)

Esobvioquelosmotoresturbocargadosconservansupotencia, independientemente delaasnim,peroenlosnormalmentecargadosdecombustible,lafuerza detracción disponiblesereduce. CAT y Fiat-Allis coinciden en recomendar una reducción del 1% por cada 100 metros adicionales deasnim, apartir de 100metroselprimero y de 300metros el segundo.Loanteriorresultaría,paraelcasodelaciudaddeMéxico,enunfactor de eficiencia igualan=0.87 Desperdicioomerma "d". En cualquier operación en donde se mide el material colocado tanto compactado comonocompactado,elvolumenpormoverodepréstamo,tendráunamermaensu manejo,serecomiendausarentre4y8%demetro,estoes,unfactor deentre 1.04 y 1.08. Factor dehumedad "h". En condiciones de igualdad de temperatura, digamos 30 grados cent., a menor humedad,mejorrendimientodelamáquinayviceversa. En terrenos por ejemplo como los desiertos de Sonora, con la humedad al 50%, podría asignarse un factor de 1.03, a 60% de humedad h = 1.00 y para un sitio extremadamentehúmedocon 100%h=0.98

TRACTORES. Lapalabradeshancarnoesmuyusual,peroesquizálamásadecuadapara describir la operación propia del tractor y que consiste en raspar la superficie y cargar por amontonamiento consucuchilla, acarrear auna distancia deacopio y regresar para repetirlaoperaciónconmásmaterial. En general, setoma como base un análisis teórico de la producción, que habrá de afectarse con losfactores deeficiencia, los cuales sonde carácter empírico yhasta subjetivo.


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Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientos de Tierras (Descripción y «.entumienio;

Lafórmula generaldeproducción horaria expresada,para elcasodeesta operación es: PH= PXE/((2XD/FV(Vl+V2)/2 +TF) En donde: P=CapacidaddelcucharónsegúnnormaSAE=0.8XlargoXalto. E=Factordeeficiencia =0.5. D=Distanciadeacarreoenunsentido. FV=FactordevelocidadparaD=20m. FV=0.24 D=40m. FV=0.30 D=60m. FV=0.35 D=80m. FV=0.40 D=100m. FV=0.46 VI =Veloc.máx.haciaadelante. V2=Veloc.máx.enreversa. TF=Tiempos fijos. Eltiempototaldelciclolocomponencuatrofases: A)Operación de carga. Esta fase se efectúa por lo general, sólo en primera a una velocidad de 1y 3kph, raspandoenunadistanciaalrededorde8metros. B)Operación deacarreooempuje. Como en la fase anterior, ésta se realiza en primera y sólo bajo circunstancias favorables en segunda; los fabricantes recomiendan utilizar el 75%de la velocidad máx.delaprimera,paraobtenereltiempoqueconsume. C)Operación deregreso. El retorno se efectúa de reversa, unos 10 m. en primera, los siguientes 20 en segundaysilasuperficie lopermitelossubsecuentesentercera. D)Tiempofijo. Los fabricantes coinciden enrecomendar tres segundos comovalormedio, algunos contratistashansugeridocuatrosegundoscomomasreal.


09 55


COMPACTADORES. Enesteaspecto,lafórmula generalquehadeemplearsees: PH=VXAXCXEXK/N.Endonde: V=Velocidad. A=Anchodelcilindro. C=Espesordecapa. E=Eficiencia. K=Traslape-1. N=Númerodepasadas. Conviene ilustrar unejemplo, e involucrar elnúmero depasadas ylavelocidad, ya quesucocienteesproporcionalalaenergíatransmitidaalrelleno. ENERGÍA=pasadas/velocidad. Silavelocidad de compactacion enrodillos vibratorios es deentre 3y 6kph, para rellenos de suelo y grava, se alcanza el 95% proctor con 4 y 6 pasadas respectivamente; elrendimiento esparauna capa de20cm. conunDynapac CAÍ5 porejemplo: PH=3000m/hX 1.68mX0.20mX0.9X0.5/4pas.=113.4m3/hr. obienamayorvelocidad: PH = 6000 m/h X 1.68 X 0.9 X 0.20 X 0.5/6 pas. = 151.2 m3/hr.

RETROEXCAVADORAS. Laproducciónhorariaorendimiento delasretroexcavadoras,estáenfunción delos siguienteselementos: -Material. -Carga-llenado. -Obstáculos. -Ángulodegiro. - Profundidad.


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Tesis: LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras(Descripción y Kenaimienioj

CARGADORES. El cálculo de surendimiento horario es muy similar al de las excavadoras por la naturaleza de su aplicación, por lo que el segundo método de obtención de producción puedehaceruso delosmismoscriteriosy correcciones(en segundos)a susciclosbases. Eltiempo cicloparacargar, descargarymaniobrar,oscilaparaloscargadores sobre neumáticos: Cucharón: de 1 a3.5m3

29a34seg.

de4a6.5m3

32a37seg.

Yparaloscargadoressobreorugas: de 1 a3m3

26a31seg.

de3.5enadelante

29a34seg.

Loscualesseafectarían enmásomenosdeacuerdoalosiguiente: A)Condicionesdeexcavación Fácilysininterrupciones Dificultad media Difícil B)Condicionesdelmaterial.

-2seg. 0 +11

Mezclados Hasta3mm. De3a20mm. De20a 150mm.

+1 +1 -1 0

C)Condicionesdelapiladel material. Hastade3m.dealtura Mayorde3m. Acamellonadoavolteo


+1 0 +2

OS 57

Tesis:LaMaquinaria Pesada en Movimientos deTierras (Descripción y Jtenaimieiuu;

D)Condiciones operativas. Volteospropiedaddelcontratista

-2

Volteosdeuniónde

+3

fleteros

Flujoconstante

-2

Operacionesinterrumpidas

+2

Esto puede ejemplificarse, con un CAT 966E, equipado con un cucharón de 2.62 m3, con un ciclo base de 32 seg. operando en forma continua, fácil y sin interrupcionesconunaarenade3mm.aplicadaenunmontónconalturamayorde3 m.yusandovolteospropiedaddelcontratista. PH=0.5X2.62/(32-2-2+1+0-2)/3600= 174.7m3/hr.

MOTONTVELADORAS. Paraobtenerlaproducciónhoraria,sepuedeaplicarunafórmula parecidaaladelos compactadores. PH=EFICXVELXANCHOXÁNGULODEHOJAX0.9XESPESOR/PAS.

Estopuedeejemplificarse, conunamotoconhoja de3.66 m., conunavelocidadde 4400m/hrenprimera,unaeficiencia del50%,unainclinación dehojade45grados, paraunespesorfinaldecapa de0.20 m.y 4pasadasenun sentido, 8enambos,la producciónsería: PH=0.5X4400X3.66X0.9X0.6X0.20/8= 108.7m3/hr.


89 58


Se muestran a continuación las velocidades de trabajo promedio dadas por los fabricantesycontratistasdentrodelapráctica. Conservacióndecaminos Nivelacióndebancos Mezclandomaterial Formandocunetas Extendiendomaterial Nivelación Conformando Terminados Escarificando Desmontemuyligero Despalme

2 a2 6a 1.5 a 6a 1.5 a 6a 2a 1.5 a 1a 3a 2a 2a

6Km/hr. 2.5 11 4 8 8 4 4 5 5 5

MOTOESCREPAS.

Como en todas las máquinas, el rendimiento horario en general se obtiene de multiplicarlaproducciónporciclo-tamañodelacaja, multiplicadaporelnúmerode ciclosporhoraqueescapazderealizar,yporla eficiencia. El tiempo de ciclo se compone por una parte fija (carga, descarga, maniobras y esperas)ylapartevariable,queeselacarreo. Lostiemposfijosvaríandeacuerdoconlostiposylascondicionesprevalecientesen obra: Motoescrepa: Estándar Contractorempujando encarga Deelevador Auger


83a 140seg. 60a84 80a 130 78a 108

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Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras (Descripción y Rendimiento;

En donde los tiempos más bajos se dan para las máquinas más pequeñas. Los tiempos variables están en función de la distancia de acarreo, las pendientes del terreno(favorables ono)ylaresistenciaalrodamiento. Eltiempodecadatramodeacarreoesiguala: T=DIST./(VELMAXCARXF) DONDE: DIST.=Esladistanciaparcialdeltramoanalizado. VELMAXCAR=Eslavelocidadmáximadelamotoescrepacargada. F = Es elfactor global dependiente delterreno y la resistencia al rodamiento,este últimoseobtienedelaexpresiónsiguiente: F= 1 -0.012(%dependiente+%deresistenciaalrodado.) Ejemplificando: Supóngase que la pendiente del terreno es de -2% (favorable) y la resistencia al rodadoesde4%. F = 1-0.012(-2+ 4)= 1.976 DRAGASDEARRASTRE. Tomando en cuenta losparámetros más relevantes para el cálculo de rendimientos horarios,seemplealafórmula siguiente: PH=PxE/T DONDE: P=Eslaproducciónporciclo(suelto). E=Eslaeficiencia queseusaenun50% T=Eseltiempodeciclo(enhoras).


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Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras (.Descripcióny«.enuiimcuiu;

CAMIONDEVOLTEO. Paraelacarreodepétreosytérreos,seempleanloscamionesdevolteo.Sehavisto que algunas operaciones de movimientos detierras se hacen en forma económica paralosprimeros 100m.deacarreos contractorocargadores sobreneumáticos,los subsecuenteshasta2000m.conmotoescrepa. Para acarreos a distancias mayores, es lógico que el camión de volteo sea lo más adecuado.Sedistinguendosclases:Losvolteosestándarylosdefuera decarretera. Enelcálculodelrendimientodeunaunidad,seemplealafórmula general: R= PxE/T(hrs.) Ylaparticular:

R=P x E / ( L W ) = VxPxE/D DONDE: D=Esladistanciatotaldeacarreoenambossentidosdeidayvuelta. V=Eslavelocidadpromedio. P=Eslaproducciónporciclo. Ejemplo: SupóngaseunvolteoFamsade7m3(conmotormercedesBenz),aunadistanciade 19km.(enunsentido)conunavelocidadenlaidade40km/hr.yde60km/hr.enel regreso. R=50km/hr.x7m3x0.50/38km.=4.6m3/hr.


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Tesis:LaMaquinaria PesadaenMovimientos deTierras (Descripción y Kenaimiemo;

Sisedeseacalcularporm3-kmsubsecuentetenemosque:

R=50km/hrx7m3x0.5/2km=87.5m3-kmsubs./hr. Y para el primer kilómetro se adiciona en el tiempo de carga y descarga, que si suponemosenunminutoseaplicalafórmulageneral: R=7m3x0.5/(2km/50km/hr+ 1/60) =3.5m3/0.0566=61.8m3/hr.


88 62


5c- CALCULODELRENDIMIENTO POROBSERVACIÓN DIRECTA. Este cálculo, como su nombre lo dice, es por medio de observación directa en el campo o lugar de trabajo, esto es una combinación entre el método gráfico y el método mediante fórmulas, en este cálculo influyen varios factores que deben tomarseencuenta: - Superficie delterreno. -Tipodematerialquevaamoverse. -Gradodedificultad delmaterialquehademoverse. -Distanciadelmovimientodetierras. -Volumendelmaterial. -Pesoespecífico delmaterial. Dependiendo de estos factores tomaremos una solución para ver qué tipo de maquinariaseemplea,sutamañoycapacidadparaejecutar elmovimientodetierra. Paraelcálculodelrendimiento,debetomarselavelocidaddelequipoalatacarsobre elterrenotantoenlaidacomoenelregreso,asícomolasmaniobrasnecesariaspara su ejecución, el tiempo de carga y descarga, éste es tomado por medio de un cronómetro. Esto es más quenada para sacar un rendimiento promedio dentro del campoyaque sirvepara retroalimentarse y obtener información másconfiable para el futuro.


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CONCLUSIONES


Tesis: LaMaquinaria PesadaenMovimientosdeTierras (DescripciónyRendimiento)

RENDIMIENTODETRACTORES SOBRE ORUGA (M3 SUELTOS) DESBANCANDO ADIFERENTES DISTANCIASDE ACARREO MARCA MODELO

DISTANCIA DE ACARREO (METROS) 20

40

60

80

100

CATERPILLAR D3B D4B D4H D5H D6H D7H D8L D8N D 8 H ( 1 9 5 8 -• 7 4 ) D9N DI 0N DI IN

39.1077 49.5994 51.5564 82.9187 123.1869 191.8445 413.0868 303.6591 0.0000 451.5896 679.2432 909.4092

24.9278 31.6424 32.8740 52.9167 78.7684 122.7212 264.3591 194.0021 0.0000 289.0723 435.1628 581.4958

19.5320 24.8012 25.7615 41.4813 61.7924 96.2881 207.4518 152.1420 0.0000 226.8670 341.6299 • 456.1730

16.8039 21.3408 22.1649 35.6959 53.1941 82.8967 178.6147 130.9505 0.0000 195.3405 294.2034 392.6980

15.4873 19.6702 20.4288 32.9026 49.0405 76.4267 164.6806 120.7157 0.0000 180.1059 271.2798 362.0343

30.7463 54.8569 75.0867 98.7846 157.1728 240.7335 467.9566 604.6737

19.5914 34.9486 47.8613 62.9127 100.0121 153.6566 298.5116 385.5594

15.3487 27.3783 37.5014 49.2786 78.3125 120.4590 233.9648 302.1413

13.2041 23.5521 32.2636 42.3890 67.3524 103.6618 201.3170 259.9586

12.1691 21.7056 29.7356 39.0645 62.0652 95.5516 185.5561 239.5972

11.5863 21.7050 36.9472 63.3807 116.5548 179.4192 287.7305 431.9815 714.0392

7.3295 13.7343 23.4777 40.4101 74.3888 114.5984 183.9501 276.1250 457.8372

5.7266 10.7317 18.3741 31.6661 58.3152 89.8626 144.2962 216.5871 359.5459

4.9196 9.2199 15.7984 27.2447 50.1827 77.3421 124.2138 186.4375 309.6824

4.5310 8.4918 14.5563 25.1105 46.2562 71.2955 114.5128 171.8742 285.5751

FIAT-ALLIS FD5 8-B 10-C 14-C FD20 FD30 31 41-B

KOMATSU D21A-5 D31A-17 D41A-3 D53A-16 D65A-6 D85A-18 D155A-1 D355A-3 D455A


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6.- CONCLUSIONES Con base a lo visto en los capitulos anteriores, en los últimos 30 años se ha efectuado una revolución total en la maquinaria, los métodos y volúmenes, la rapidezydesarrolloasícomolavariedaddemáquinasaumentaconstantemente,por consiguiente las técnicas para su uso provechoso se hacen más complicadas cada día. Hay que estar enuna constante actualización de toda esta modernidad, para evitar perdidas por una mala selección del equipo, daños a la maquinaria debido a la ignoranciadesusfunciones ydesuspuntosdébiles,alaperdidadetiempo,material ydinero. Una contabilidad adecuada es una necesidad básica, tanto para presupuestar inteligentemente, como para efectuar una operación provechosa; así pues esta herramientaesimportanteparaconocersisehanhecholascosasconvenientemente, ya quela mayoría delos contratistas saben hacer el trabajo, peromuypocos saben llevarlacuentadeloqueseestahaciendo. Otro punto importante es saber si conviene comprar una máquina nueva o usada, estodebehacerseconbasealtipoycantidad detrabajo delque sedisponey elque se espera, el precio y disponibilidad de los modelos adecuados, así como la experienciadelosoperadores,hábitoseneltrabajo ypreferenciaspersonales. Contodo esto urgeuna adecuada formación deprofesionales entodos los ámbitos de la construcción, así como de técnicos de nivel medio, siendo esto uno de los problemas más críticos a los que se enfrenta hoy en día la industria de la construcción, lo querequiere de una adecuada planeación yracionalización de los recursoshumanos.


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rendimiento de maquinaria pesada.pdf

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