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Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
LAMAQUINARIAPESADA
EKMOVIMIENTODETIERRAS
(DESCRIPCIÓNYRENDIMIENTO)
RobertoVargasSánchez
ITC
INSTITUTO TECNOLÓGICO DELA CONSTRUCCIÓN
TITULO
"LaMaquinariaPesadaenMovimientodeTierras(DescripciónyRendimiento)"
TESISQUESUSTENTA
RobertoVargasSánchez
Paraobtenereltítulode:
LicenciaturaenIngenieríade Construcción
Diciembrede1999
ConreconocimientodevalidezoficialdeestudiosdelaS.E.P.segúnacuerdo
No.952359defecha 15deNoviembrede1995
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Amispadres:
HÉCTORVARGASESCAMILLA
ANGELASÁNCHEZMUÑOZ
Amishermanos:
LUISHÉCTORVARGASSÁNCHEZ
MARÍAESTELAVARGASSÁNCHEZ
RAÚLVARGASSÁNCHEZ
Porsuapoyo incondicional
RobertoVargasSánchez
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
ÍNDICE
RobertoVargasSánchez
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Í N D I C E
LAMAQUINARIAPESADAENMOVIMIENTODETIERRAS
(DESCRIPCIÓNYRENDIMIENTO).
1.-OBJETIVO 2
2.-JUSTIFICACIÓN 2
3.-INTRODUCCIÓN. 3
4.-ETAPASDELTRABAJODEMOVIMIENTODETIERRAS. 6
4a.-Seleccióndeequipo 6
4b.-Descripcióndelostrabajosejecutados. 7
4c-Ángulodereposodelmaterial. 8
4d.-Movimientodetierras. 13
4e.-Listadodelamaquinariaempleada. 17
-Tractores.
-Compactadores.
-Excavadorasycargadores.
-Motos:NiveladorasyEscrepas.
-Produccióndeagregados.
-Volteos.
-Pavimentadoras.
5.-CONCEPTODELRENDIMIENTODEMAQUINARIAYMÉTODOSPARA
SUCALCULO. 34
5a.-Métodográfico. 35
5b.-Métodomediantefórmulas. 48
5c-Métodoporobservacióndirecta. 63
6.-CONCLUSIONES. 6 5
RobertoVargasSánchez
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
OBJETIVOYJUSTIFICACIÓN
RobertoVargasSánchez
1.-OBJETIVO:
Exponerlosdiferentesmétodospararendimientosdemaquinariapesadaen
movimientodetierras.
2.-JUSTIFICACIÓN:
Todoobjetivoquelaempresaconstructorarealizatieneunciertogradode
dificultad, este problema lo ocaciona la falta de documentación respecto a
rendimientosdemaquinariapesada.
La finalidad de este documento, es contribuir a la escasa bibliografía
existenteencuantoarendimientosdemaquinariapesadautilizadaenlaindustriade
laconstruccción, atravez deesto sehapodido definir tipo,capacidad, marca y
demás características de la maquinaria, que debe emplearse para la ejecución
especificadeunaobra.
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 deacuerdo a sus
necesidades yprioridades eltipo,marca, capacidad, tamaño etc.,para un mejor
rendimientoyejecucióndelostrabajos.
RobertoVargasSánchez 2B 2
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
INTRODUCCIÓN
RobertoVargasSánchez
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
MOVIMIENTODETIERRAS:
Las obras que realiza la ingeniería civil mediante el movimiento de grandes
volúmenesdetierrasonlogrosdeimportanciatrascedentalpuesvienenaconstituir
lainfraestructuradeunpaís,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
económicadelasociedad,enformapermanenteyconvariadasmanifestacionesen
su seno, estamos frente a un sector productivo que, al identificarse con los
propósitosdelEstado,acorto,medianoylargoplazo, estápromoviendo elbien
común.Esteeselcasodelaindustriadelaconstrucción.
Así como eslógicoque entiempos derecesión, al frenarse la construcción, se
reduzcalainversiónysedetengaeldesarrollo,deparecidamaneraeldinamismode
la economía ha de traducirse en dinamismo de la industria constructora, esto
redunda en fuente de generación de empleos que canaliza favorablemente la
migracióndelcampoalasciudadesyelsubempleourbano.
Laindustriadelaconstrucción,columnadeapoyodelaestructuradedesarrollodel
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 quepordiversascircunstanciasse tornaron
imponderablesydeconsecuenciasgravosasparalaindustria,lacualhasoportadola
cargamayor, queestáponiendoapruebasufuerza
RobertoVargasSánchez 8S3
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Dentrodelobscuropanoramaquesenospresentaenelpaíscreemosqueesposible
salir adelante, siempreycuandolasmáximasautoridades ocurran en suauxilio,
dándoleelapoyonecesarioquelepermitaresistir,conlocualcontribuiráengran
medidaalasolidezdenuestraestructuranacional.
La situación económica mundial y la nuestra en particular exigen ahora una
organización perfecta para triunfar; esnecesario que las empresas no solamente
ejecutenlaobrasinotambiénqueactualicenydesarrollenunatecnologíacadavez
másavanzada, que lespermita sortear todas las condiciones que actualmente se
presentan.
Laproporción másimportante del capitalfijode unaempresa constructora está
constituidaporlamaquinariayequipoenpoderdeéstas.Lautilizaciónadecuadade
esterecursoesdeterminantedelaeficienciaconlaquelapropiaconstructorarealiza
laobraindustrial,componentesbásicosdelainfraestructuraparaeldesarrollo.
Laparticipacióndeltrabajomecánicoenlaconstrucciónpesadaessuperioral60%
yenlaurbanizaciónesdelordendel40%.Laimportanciaqueadquierenmaquinaria
yequipoenlaconstruccióny,porende,enlaeconomíadelpaísresultaasíevidente.
Noesposibleesperarutilidadescuandosedescuidalautilizaciónadecuadadela
maquinaria;esindispensablellevaruncontroldetalladodelosavances,parcialesy
generales,pormáquinasyfrentes detrabajo.Esnecesariocorregir oportunamente
lasdesviacionesygarantizarhastadondeseaposibleelapoyoalosprogramas.
Unamáquinadebesiempretenerunadisponibilidadenobraquenobajedel70%y
debededicárseletodalaatenciónnecesariaparaquesueficienciaestémuycercana
al80%.
Estosemanejadesdeelpuntodevistadeun mantenimientooportunoyeficaz;así
como el abastecimiento de refacciones, combustibles, lubricantes y el cuidado
constantedelpersonalmecánicoparalaprevenciónyprogramacióndereparaciones
mayorescomodelnecesariomantenimientoparaquesigantrabajando.
Esinnegableelvalorquerepresentaparalaobra,laintendencia demaquinariay
talleres;aunquefrecuentementeypordesgraciaenlamayorpartedeloscasosnose
tomaencuentasuimportancianielvalordeestegrupohumano.
Esta maquinaria disponible durante los tiempos programados requiere también
órdenesprecisasparasuaplicaciónymáximaeficiencia, evitandodesperdiciosde
tiempoygastosprematurosdeequipo.
RobertoVargasSánchez 094
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
La construcción pesada se ocupa de las obras cuyos volúmenes son los más
considerablesycomoconsecuencia,requieremaquinariademayor costounitario;
consuapoyoseejecutanlasgrandesobras,quesonloselementosdedesarrollo.Un
recesodelaconstrucciónpesadaserefleja enunadesaceleración delritmodela
evolucióndelpaís.
EnMéxicosefabricanpocostiposdemaquinariadeconstrucción;porlotantoel
mercado mexicano de maquinaria es relativamente pequeño en términos de
volúmenes deproducción, ademásdequelainversiónrequeridapara fabricar la
maquinariadeconstruccióneselevadaytienerendimientosbajosacortoplazo;la
fabricación de maquinaria en México es difícil ya que la infraestructura de
proveedores está poco desarrollada y adicionalmente se enfrenta una gran
competenciaconlaimportaciónprovenientedelosEstadosUnidos,queenmuchos
casosesmásfácilimportarquefabricar.
Aunqueelmercadointernodenuestropaíshacrecidolosuficientementecomopara
permitir la fabricación en forma económica de ciertos tipos de maquinaria de
construcción,comoeselcasoporejemplodetractoresdeorugas,retroexcavadoras,
cargadoresetc.,fundamentalmente construidosporDinaKomatsuNacional,noes
todavía lo suficientemente fuerte comopara absorber las demandas del mercado
nacional.
Hayquedefinircorrectamente,losconceptostantodemaquinariacomodeequipo.
Maquinariasonaquellasunidadesquetienendeterminadovaloryciertaautonomía
encuantoasumovimiento;encambio,elequiponotieneestaautonomíaysuvalor
atribuibleesmenor.
México va a crecer durante lospróximos años en una forma extraordinaria. El
desarrollodediversasindustriascomolapetrolera,lasiderúrgica,laminera,entre
otras,generaraunaugequeasuvezsereflejará enlaindustriadelaconstrucción,
querequieremaquinariaenvolumencreciente.
RobertoVargasSánchez 2B5
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
ETAPASDETRADAJO
DEMOVIMIENTODETIERRAS
RobertoVargasSánchez
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Esobvioquelatecnología,modelos,peculiaridadesytamañosdelamaquinariase
hanmodificadosustancialmenteenelúltimocuartodesiglo,debidoengranmedida
alacrisisdelpetróleoylosavanceslogradosenlosmotoresdiesel.
Seenfatizalaimportanciadelaconstrucciónpesada,lacualempleamaquinariaen
forma intensivaprincipalmente enlasobrasdeinfraestructura querepresentanel
26%delademandatotaldeconstrucciónenlosEstadosUnidos,el33%enJapón,el
28%enlospaísesdelaComunidadEconómicaEuropeayalrededordeun34%en
Venezuela,ColombiayMéxico.
4a.-SELECCIÓNDEEQUIPO.
Aunque de hecho existe un equipo adecuado para cada tipo de trabajo, los
contratistasnosiempredisponendeélyencasodetenerlo,eltamañoyestadodel
mismonoresultaenocasioneseldeseable.
Porotroladosetienelaopciónderentarenelmercadodearrendamientoselequipo
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
analizarunitariamentecadaconceptodeobra,dejandoalfuturo superintendentey
residentes,latareadeproponertamañosdeequipo.
Elnúmerodehorasrequeridasencadamaquinaria,puedeobtenersemultiplicando
200horasmensualesporelnúmerodemesesdelaobracomoprimertentativa.
Otraformaprácticaycadavezmásdifundida, paraobtenerlosrequerimientosde
equipo,subalancey selección detamaño,eselempleodesistemas deredesde
actividades,comoelderutacrítica.
Comoatinadamente sedice:"uncontratistanopagaelequipo;éstedebepagarse
solo",hadeprocurarsequeelequiporeditúealgomásquesucosto.
Adicionalmente,cadaobra,procesoconstructivo,tiempoycondicionesfísicas,nos
señalalanecesidaddeemplearunamáquina,unapotencia,unmediodetracción,un
largo de pluma o brazo, un tamaño de cucharón y hasta especificaciones de
fabricante.
RobertoVargasSánchez 896
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
4b.-DESCRIPCIÓNDELOSTRABAJOSEJECUTADOS.
Los trabajos de construcción pesada, involucran por lo general de manera
preponderanteel"MovimientodeTierras",endondelaoperaciónbásicaconsisteen
aflojar (voladuraorippeo),removeroexcavar,procesar(triturado,criba,mezclao
incorporación deaguaoasfalto), acarrear, colocarycompactar. Las operaciones
descritashacenquelosmaterialesmanejadoscambiendecaracterísticasencuantoa
suspropiedades físicas.
Debequedar claroque losfactores aquímanejados sólo sirvenpara convertirel
rendimiento expresado en un estado a otro (factor "e"),obien para afectar un
rendimientocomoresultadodelafacilidadodificultadparamanejarlos(factor"m"),
yaqueloscriteriosdemediciónyporendepago,delasunidadesdeobraterminada
difierendeclienteaclienteynosedigadepaísapaís.
La Secretaria deComunicaciones yTransportes (SCT) deMéxico,encargadade
normar la construcción de la infraestructura del transporte, establece en sus
especificacionesquelosconceptosdeobradeexcavaciónsemidanenbanco,ylos
deacarreo,sobreacarreoyformación deterraplenes,basesysubbases, semidan
compactados.
Generalmente semanejan los materiales entérminos de volumen, pero algunas
máquinascomolastrituradorastienensuproducciónporpeso/hora,yenotrascomo
lasmotoescrepasyvolteos,setienenqueconsiderarlasdoscapacidadesenvolumen
yenpeso,parausarlamisma.
Comoejemplodeladensidadtenemosque:
UncamiónfueradecarreteraCAT789de1800hp.cuyavelocidadtopecargadoes
de 51Kph. ,tienecomocapacidadesmáximasdesucaja 85m3y 102m3con
copeteo;siacarreararocabientronadaconunpesovolumétricode 1800ton/m3,
obviamentesuelta,lacapacidadequivalenteenambasmodalidadessería:
102m3(1.8)ton/m3=184ton.
Aquíseligatambiénlapropiedaddeángulodereposoodefricción interna,puesto
quelaconsideracióndecapacidadcopeteadasegúnlanorma,esde2:1.
RobertoVargasSánchez 857
Tesis:LaMaquinaria PesadaenMovimientos deTierras(Descripción y Rendimiento)
4c-ÁNGULODEREPOSODELMATERIAL.
Esta propiedad tieneunaespecial importancia en el cálculo de excavaciones en
zanjas,yaquelamayoríadelosclientesespecifica sumedición segúnlíneasde
proyecto, la cual es casi siempre teórica y aunque se ademe muy bien, habrá
sobreexcavaciónyestoesdebidoalángulodereposodelmaterial.
Losvaloresparalosmaterialesmascomúnmentemanejadosenexcavacionesson:
Tierracomún
Arcilla
Grava
Arena
húmeda
saturada
suelta
compacta
seca
húmeda
seca
húmeda
saturada
2.1:1
2.8:1
1.7:1•
2.8:1-
1.8:1-
2.8:1-
-1.7:1
- 1:1
-0.9:1
•1.7:1
-1:1
•1:1
25-30grados
20-45grados
37-45grados
45 grados
35-45
40-54
30-50
20-30
30-45
20-45
Para realizar estas obras de movimientos detierra, el ingeniero puede disponer
prácticamentedetodoelmaterialqueconstituyelacortezaterrestreconexcepción
de aquellos quetengan un alto contenido de arcilla o materia orgánica por no
presentarestabilidaddebidoalamodificaciónnaturalensuestructura.
Haytambiénalgunosmaterialesqueparautilizarlosrequieren algúntratamiento
quepermitasuestabilización,clasificándosecomo:
SuelosExpansivos.
SuelosDispersivos.
SuelosColapsables.
SuelosCorrosivos.
RobertoVargas Sánchez
ffl 8
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
PROCEDIMIENTOSMECÁNICOS.
-Mezcladoconotrossuelos.
-Modificandosugranulometría.
MEJORAMIENTOY
ESTABILIZACIÓNDE
SUELOS.
PROCEDIMIENTOSQUÍMICOS.
-Adicióndecal.
-Adicióndecementoportland.
-Conproductosasfálticosde
sodio.
-Conclorurosdecalcioyde
potasio.
-Conresinasypolímeros.
Lossuelospuedenseratacadosenformamanualoconmaquinaria.Segúnelgrado
dedificultadquepresentenalseratacados,seclasificanentresgrupos:
MATERIAL AoI
MATERIAL Boíl
MATERIAL Colli
RobertoVargasSánchez
899
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
La definición decada grupo será,deacuerdo conla forma deataque, comose
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
capacidadapropiadaparaserjaladacontractordetipooruga,de90a110HP.enla
barra,sinayudadearadosotractoresempujadores. Porlogeneral,seconsideran
dentrodeestetipolossuelospocoonadacementadosconcomponentesdetamaño
de(7.5cm.)=a(3pulg.).
Elmaterial"B"eselque,debidoaladificultad quepresentaparasuextraccióny
carga,sólopuedeextraersemediantetractordeorugasconcuchilladeinclinación
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,
independientementedequeéstosseutilicenparaobtenermayoresrendimientos.Se
incluyetambiénelmaterialquepuedeaflojarsemediantearadode6ton.,jaladopor
untractordeorugasde140a160HP.enlabarra.
Elmaterialquemáscomúnmenteseclasifica como"B",eselformado porrocas
muy alteradas, conglomerados medianamente cementados, areniscas blandas y
tepetates.
Elmaterial "C"esel que,para serextraídorequiere el uso deexplosivos. Este
material incluye rocas basálticas, areniscas y conglomerados fuertemente
cementados,calizas,riolitas,granitosyandesitassanas;tambiénlaspiedrassueltas ;
mayoresde75cm.
Ademásdeestasclasificaciones,sedebenestablecerotrasdosintermedias,segúnlo
requieraelcaso.Porejemplo: Siparaextraerycargarunmaterial, éstepresenta
mayor dificultad que el descrito como tipo "A", pero menor que el "B", se
determinará asignándole los porcentajes que contenga de estos materiales, en
RobertoVargasSánchez
89 10
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
proporciónconlascaracterísticasmediasdelmaterialdequesetrate;igualmentese
procederáconelmaterialquepara suextracciónpresenteungradode dificultad
mayorqueel"B",peromenorqueel"C".
Paraclasificarlosmaterialesdebenseguirse lasindicacionessiguientes:
A) Siempre con base en el grado de dificultad quepara 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
individualidaddeextracciónycargapresente diferente gradodedificultad yuna
separación difinida delos demás,cadaunodeestosmaterialesseclasificará por
separado considerando los volúmenes parciales; después, para determinar la
clasificacióngeneraldelvolumentotal,seconsideraránlostrestiposdemateriales
("A","B"y"C").
Ejemplo:
Uncorteestácompuestopordoscapasdematerial;unadeellasesdeclasificación
100-0-0(tipoA),ysuvolumen esde30%deltotaldel corte;la otra es deun
materialintermedio,cuyaclasificaciónes0-50-50(gradodedificultadmayorqueB,
peromenorqueC);porlotanto,elvolumentotaldelcorteseclasificará30-35-35.
Losvolúmenesdetierraenlostrabajosdeterraceríassemidenen:
A)Enbanco.
B)Volumensuelto.
C)Volumencompacto.
RobertoVargasSánchez
8B11
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
1.0m3 1.3m3 0.84m3
1400kg. 1400kg. 1400kg.
medidoenbanco vol.suelto vol.compacto.
Alexcavarseelmaterialensuestadonatural(enbanco),sufreunincrementoensu
volumen,alocualsedenominaabundamiento.
Cuando el material suelto se compacta para formar un terraplén se reduce su
volumen,aloquellamamosreducción.
PVSb
= Coeficientedeabundamiento.
PVSs
PVSb
= Coeficientedereducción.
PVSc
DONDE:
PVSb=Pesovolumétricosecoenbanco.
PVSs=Pesovolumétricosecosuelto.
PVSc=Pesovolumétricosecocompacto.
RobertoVargasSánchez
QS12
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
4d.-MOVIMIENTODETIERRAS.
Acondicionamientodela excavación acarreo compactación.
zonadetrabajo.
desperdicio.
Acondicionamientodelazonadetrabajo:
-Desmonte.
-Despalme.
-Bombeodeaguaodrenado(superficialo freática).
-Aflojadootronadodelaroca.
DESMONTE:
Losterrenosenlosquesevanaefectuarexcavaciones,hacerrellenos,oanivelarse,
deben desmontarse primero. En el desmonte se incluye el movimiento de la
vegetaciónquepuedeserhierbas,malezas,matorralesetc.antesdeiniciareltrabajo
deterracerias,quizásseanecesarioquitarotrosmateriales,comopiedras,murosy
edificiososuscimientos.
Elbulldozereslamáquinamasadecuadaparaeldesmonte.Trabajamejorcuandoel
terreno essuficientementefirmepara soportarlay cuando nohayhoyos, zanjas,
lomas pronunciadas y rocas. Las superficies desiguales deficultan mantener la
cuchillaencontactoconelpisoymásqueremoverlavegetación,laentierranenlos
hoyos.
Losbulldozertienenunaventajaespecialsobrelascuadrillasenlugaresdondeson
abundanteslasenredaderasyzarzales,yaqueesdifícil cortarlas,perosearrancan
fácilmenteconlacuchilla,siempreycuandonoseavancetantoquequedeenredado
enlamaraña.
RobertoVargasSánchez
OS 13
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Losresultadosvaríanconeltipodevegetaciónylascondicionesdelterreno.Enlas
tierras resecas se quebrará un alto porcentaje de troncos, mientras que las
condicioneshúmedasoarenosasfavorecen eldesenraice,queesmás satisfactorio
para la mayoría de lospropósitos. El trabajo se puede acelerar poniendo a un
trabajador acortarorecogerlosarbustosseparadosque,denoserasí,requerirán
otropasodelbulldozer.
Siserequiereremoverunmontónenmarañado,esprobablequesetengaqueusarun
bulldozermayor,unadragaconcucharóndealmeja,unadragaconcucharón de
arrastre ouna retroexcavadora. El separarlo a mano resultaría más caro que el
desmonteoriginal.
Cuandoseamontonanmatorralesgruesosyárboles,esrecomendablecortarlosen
tamaños pequeños después de arrancarlos. Esto permitirá al bulldozer manejar
mayorescargasycolocarlasmáscorrectamente.
DESPALME:
Es la remoción y desperdicio de cualquier tipo de roca otierra para descubrir
estratos apreciados.Eldespalmepuede consistir enterreno superficial, subsuelo,
arena,grava, arcilla,pizarra, caliza, areniscay otros depósitos sedimentarios.El
espesordeldespalmequepuederemoversedependedesucarácteryaccesibilidad;
delvalordelaformación subyacente;delcostocomparativoydela explotación
subterránea comomina,yhasta de laporción delmaterialremovido quepuede
venderseoutilizarse.
Porejemplo,muchagravanaturalnocontienesuficientefinosparadestinarlaaluso
decaminos,ysisepermitequeelsueloquelacubresemezcleconellamediante
derrumbe,puedemejorarsesucalidad.
Sieltajoabiertocuentaconequipoparacribado,separaciónolavadodegravao
piedra,decapacidadadecuada,elterrenopuedeexcavarseovolarseconelmaterial
devalor,ysepararsecomopartedeuntratamienonormal.Entalcaso,esnecesario
un desmontecompleto,yaqueel césped ylamaleza obstruyen las cribasylas
trituradoras.
RobertoVargasSánchez
QB14
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
En la mayoría del trabajo de despalme, el material excavado no tiene valor,
usualmenteesposibletirarloenáreasexcavadasdedondesehaquitadoelmaterial
provechoso.Avecespuedesernecesarialaremocióndelatierravegetal,toconesy
troncos.Loquedeben decidirdeacuerdo alasespecificaciones dela obra oel
criteriodelingeniero,engeneral,eldespalmedelatierravegetalsehacemásdifícil
ytienemenosimportanciacomomaterialdevalor.
BOMBEODEAGUAODRENADO:
El desagüe de las excavaciones comúnmente requiere el uso de bombas, las
dificultadesmáscomuneslasproduceelaguasubterránea.Quesepuedepresentar
enlaforma demanantialesodecorrientessubterráneas,oseraguaestancadaque
porcapilaridadhumedeceelsuelovarioscentímetrosarribadesunivel,lossuelos
mojados se convierten generalmente en lodo o se alteran e impiden el buen
funcionamientodelosacarreos.
Lasexcavacionessepuedenhacersindrenarpreviamenteybombearseelaguadel
agujeroconfomeaparezca.Sielaguaestámuysucia,ylascantidadessonpequeñas
o moderadas, debe usarse una bomba de diafragma, si el agua excede de la
capacidaddeestabomba,queesde1500a3000galonesporhora,sepuedenusar
bombascentrífugas.Losmejoresresultadosseobtendránlocalizandoestasbombas
lomáscercadelniveldelaguaqueseaposible,porquetienenmayoreficiencia al
empuje que le dan al agua que la succión. Los agujeros deberán excavarse de
maneraquesuentradaquedeaunos30cms.omásabajodelniveldelagua.Para
impedirqueentreairealabombacuandoelaguatienepocaprofundidad.
Labombacentrífuga comúnseconstruyeparamanejaraguasolamenteybombea
airecondificultad.Cuandolabombaymangueradeentradaestánvacias,labomba
debellenarseconagua(cebarse)antesdeecharlaaandar,sielaguaessuccionada
dentrodelabomba,sueficienciaaumentabruscamente.
AFLOJADOOTRONADODELAROCA:
Lafacilidadodificultadconqueunarocapuederomperse,intervienentresfactores:
resistencia al rompimiento delmaterial 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.
RobertoVargasSánchez
ffl 15
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Muchas rocas son fácilmente rompibles en la superficie, pero se vuelven más
resistentesconlaprofundidad debidoalamenorexposiciónalintemperismo.Una
rocanormalmenterompiblepuedecontenervetasocantosrodadosquesondifíciles
oimposiblederomper.
Algunasrocasno sonrompibles en su condición natural, pero pueden ser rotas
despuésdesacudirlasconunaligeraexplosión.Lavoladurasepuededividirenuna
operaciónprimariaenlacualseafloja lamasaoriginaldelaroca,yenuntrabajo
secundarioqueconsisteenreducir losfragmentosde grantamaño,yromper las
aristasylasprotuberancias.Estoúltimosehacedelmismomodoquecualquierotra
voladuraligera,comoenlafracturacióndeboleoylechosderoca.
Eltrabajo conrocastambién sepueden clasificar en cuanto altipoyaltamaño
requeridoenlosmaterialestriturados.Laexplotacióndecanterasdeconstruccióno
depiedrasdeciertasdimensiones,incluyeelaflojar grandespedazossólidosdela
rocamasiva,mientrasquelavoladuraparaobtenerrocapararellenooparatriturar,
requierepedazossuficientemente pequeñosparaquequepanenelcucharóndela
pala,enlacapadelrelleno,oenlatrituradora.
Enlasvoladurasderocaenlumbreras,todoslosbarrenossonconfinados,esdecir,
quenoexisteunfrentequepermitaellanzamientolateraldelaroca,demaneraque
lareglaesunaperforación cercanaycargapesada.Esnecesario,quelarocasea
cortadanítidamentehaciaatráshastalaslíneasdeexcavaciónyesimportantequeel
exceso defracturaciónse mantenga a un mínimo, debido al alto costo de la
remoción de la rezaga, y los requerimientos frecuentes, de rellenar todos los
espaciosexterioresalrevestimiento.
RobertoVargasSánchez
09 16
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
4e.-LISTADODELAMAQUINARIAEMPLEADA.
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.
-Volteosfueradecarretera.
F)Pavimentadoras.
RobertoVargasSánchez 8B17
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
A)TRACTORESSOBREORUGAS-BULLDOZERS.
Esrealmentedifícilnoencontrarpresenteestetipodemáquinasenlaconstrucción
pesada,quizáslamásnecesariadebidoasufacilidaddetransitarentodoterreno.
Eslargalalistadeaplicacionesgeneralestalescomo:
-Caminos.
-Víasférreas.
-Aeropistas.
-Desmontespreagrícolas.
-Explotacióndebancos.
-Canales.
-Presas.
-Líneasdeconducciónportuboyeléctricas.
-Urbanizaciones.
Suaplicaciónpreponderanteeselempujedetierrasenbaseasuhojatopadora,pero
es capaz de portar algunos accesorios y herramientas también útiles, como el
desgarrador oripper,cadenas y hojas especiales para desmonte y rastras para
preparacióndeterrenos.
Lasoperacionesmásusualesenlasqueparticipanlostractoresson:
A)Desmontes.
B)Despalme.
C)Trazopilotodecaminos.
D)Caminosauxiliares.
E)Excavaciónyacarreohasta100m.
F)Auxiliarparaempujedeescrepas.
G)Trabajoenladeras.
H)Rellenos.
I) Semicompactadopor"bandeo".
Aunqueesposibletrabajarenpendientesdehasta45grados(100%)lasoperaciones
hasta25grados(47%)sonusuales,característica querefuerza lagranutilidadde
estetipodemáquina.
Lamayoríadelostractoresdeestegénero,secaracterizanportenerdostiposde
transmisión:
RobertoVargasSánchez
ES 18
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
1)PalancaPotencia.
Lacajadecambiodepotenciadevelocidadesatravésdeunconvertidordetorsión
la cual es la mejor para topar y rippiar cuando se cambia constantemente de
dirección.
2)TracciónDirecta.
Estetipodetransmisioneseselpreferidoentrabajosagrícolasendondesepresenta
unarrastreoempujeestablesincambiosdedirección.
ESPECIFICACIONESDETRACTORES.
Las revistas internacionales especializadas en construcción, proveen tablas
concentradasdelascaracterísticasmásrelevantesdelostipos,marcasymodelosde
maquinaria,producidosporelmundo.
Tres delosmásimportantes fabricantes de equipos deconstrucción pesadason:
Caterpillar,Fiat-AllisyKomatsu, queademásresultanserlosdemayorpresencia
enelarealatinoamericana.
Seincluyeunsolomodeloantiguoparaquepuedacompararseladiferenciaconlos
quesemanufacturanactualmente;eselcasodelCatD8H,queseestuvofabricando
en1958y1974ycuyarelaciónpotencial/pesoerade12.3HP/Ton.,parámetroque
ahoraoscilade9a10,locualreflejaunincrementodecasi23%enlaeficienciade
los motores. Otra característica quedebeobservarse,eslavelocidad máximade
desplazamiento,tantohaciaadelantecomodereversa.
Debetomarsemuyencuentalavariabilidadenelfactordelvolumendesplazadopor
lahoja,yaqueesfuncióndeltipodeestaqueseempleayelmaterialqueseestá
deshancando.Enlatablasiguientesemuestranlostiposdehojasparacalculardicho
volumen.
RobertoVargasSánchez 89 19
Tesis:LaMaquinariaPesada enMovimientosdeTierras (Descripcióny Rendimiento)
ESPECIFICACIONES DETRACTORESPORMARCASYTAMAÑO
MARCA/MODELO
CATERPILLAR
D3B
D4B
D4H
D5H
D6H
D7H
D8L
D8N
D8H
D9N
DION
D U N
POTENCIA
HP
65
75
90
120
165
215
335
285
270
370
520
770
PESO
TON
6.9
7.5
10.0
12.1
17.0
23.9
37.4
31.4
21.9
42.4
55.5
84.7
P
P
P
P
S
S
S
S
S
SU
su
ANCHO
m
2.41
2.41
2.64
3.20
3.20
3.65
4.17
3.94
4.32
4.86
5.65
HOJA
VOLUMEN
m3
1.3
1.5 •
1.6
2.5
3.4
5.2
11.0
8.7
11.9
17.3
25.1
VELOCIDADMAXIMA
ADELANTE
kph
10.6
11.1
10.2
10.5
11.3
11.9
11.9
10.8
10.4
12.1
12.2
11.6
REVERSA
11.4
11.9
12.2
12.9
14.4
14.3
14.8
13.9
14.9
15.8
14.1
FIAT-ALLIS
FD5
8-B
10-C
14-C
FD20
FD30
31
41-B
63
88
122
150
223
300
425
524
6.5
11.0
14.7
18.6
28.4
38.7
60.7
69.5
S
S
S
S
SU
SU
su
su
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
KOMATSU
D21A-5
D31A-17
D41A-3
D53A-16
D55A-6
D85A-18
D155A-1
D355A-3
D455A
39
66
90
110
140
220
320
410
620
3.7
6.2
9.7
12.3
15.7
23.5
33.7
45.4
70.5
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
12.1
17.6
6.9
6.5
7.6
10.0
10.3
11.2
11.8
12.7
14.6
6.4
7.1
10.8
12.1
13.2
13.2
13.7
12.6
14.4
*P=Powerangling&tilt S=straight(recta) SU=semi-universal.
RobertoVargas Sánchez ZO
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
ESCARIFICADORES.
El escarificador consiste en un bastidor con travesanos, armados por su parte
inferior, concuchillosdeaceroparacortarverticalmentelatierraylasraíces.
Losescarificadoresactualessemontanenlapartesuperiordeuntractorocargador
sobreorugas.Tambiénselespuededenominar conpropiedadcomo"roturadores"y
suelellamárselemuyamenudoalaoperación,conelanglicismo"rippeo".
Dehecho se emplean para aflojar ciertostipos derocas medianamente duras o
prefracturadasconexplosivo;esunprocedimientoquesehadifundidoporlamayor
capacidaddelostractoresydelospropiosescarificadores.
TIPOSDEESCARIFICADORES.
A)Radial.
Estesepresentaendosmodalidades:Ladedientesencillooladedientemúltiple,a
esteultimoseledenominacomounparalelogramo.Seempleadientesencillopara
laescarificación másdifícil, asítodalapotenciadelamáquinaydeesteequipo
quedadestinadaaunsolopunto.
Eldienteolosdientestienenunánguloconstanteconlabarraquelosunealpunto
deapoyoconeltractoryporlotantoelánguloqueformaneldienteyelterreno,
sólopuedevariarse aumentandolaprofundidad.
B)Inclinaciónvariabledeldiente.
A diferencia del anterior, éste puede modificar el ángulo de penetración
independientemente de la profundidad. Se logra con un conjunto adicional de
cilindroshidráulicos,elprimerovaríalaprofundidad deroturaciónyelsegundola
inclinacióndelosdientesensí,obteniendolaoperaciónundobleefectodeataque.
RobertoVargasSánchez
8821
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
C)Bastidorrígidouoscilante.
Consisteengirarhasta30gradoselplanodeldienteocuchilloderotación,respecto
alavertical,pudiendoampliarlaroturaciónhacialaizquierdayderechadelejedel
equipo.
Elrendimientoderoturacióntienemuyaltogradodeincertidumbreentendiblepor
lamuyvariableresistenciadelosmaterialesalaescarificación,debidoaladurezay
laabrasibilidaddeéstos.
B)COMPACTADORES.
Sehaubicadotradicionalmenteenprimertérminoalostractoresyenseguidaalas
excavadoras, motos(escrepasy conformadoras) y en algún otro equipo;eneste
trabajo, seconsideratalimportancia demayornivelaloscompactadores,yaque
constituyenelfactor decisivoparalaseguridadycapacidadestructural,calidady
vidaútildeunaobra.
Se define a la compactación como el efecto de incrementar la densidad deun
materialterreo,pétreo,mixtooasfáltico,mediantelaaplicacióndefuerzasestáticas
odinámicas.
Lasaplicacionesmáscomunesson:
-Carreteras.
-Callesyavenidas.
-Viaductosyvíasrápidas.
-Camposaéreos(pistas,plataformasyrodajes).
-Presasdetierra.
-Marítimo-fluviales.
-Portuarios.
-Canalesde riego.
-Parquesindustriales.
-Terraplenesysubbalastoparavíasférreas.
-Rellenos.
-Cimentacióndeedificios.
-Estacionamientos.
-Areasdeportivas.
RobertoVargasSánchez 6B 22
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
TIPOSDECOMPACTADORES.
A)RodillosEstáticos
Enlaactualidadestetipoderodillosyaestánendesuso,apesardequecontinúan
siendoempleadosprincipalmenteenpaísesendesarrollo,endondeesfrecuentever
trabajarmáquinasdelosañostreintas.
Porlogeneralelesfuerzo decompactaciónpuedevariarselastrandoconaguasus
tambores.Sedisponeenenelmercadodedossubtiposderodillos,eldetándemcon
dosrodillosotamboresy unpesode6y12ton.,yeldetresruedasotamboresyun
pesode8a15ton.;ésteteníaantiguamentelasdosruedastraseras(detransmisión)
másgrandesquelasdelanteras;enlaactualidadlastressondelmismotamañoy
tienenarticulación para permitir mejor traslape e igualdad deesfuerzo sobre el
anchoderodado.
Algunosejemplosdeestaclasedeequipos,sonlosCT-1014yCD-58decompacto
(México) y la CS-14 de Dynapac. Su aplicación es muyflexible,pues puede
emplearseentodotipodecompactacionesconlaexcepciónderellenosderocay
arcillas(produciendocapaslaminares).
Porsucaracterísticaestática,elespesordelacapamáximanormalalqueseaplica
esde20cm.
Enlaactualidadsepresentantrabajandoconjuntamenteequipostantodeneumáticos
comovibratorioseinclusocombinadamente.
B)TamborVibratorio(sencillo).
Eselequipohabitualmentemásempleadodesde 1930;eselprimer compactador
autopropulsado de placa vibratoria, debido a su eficiencia, velocidad y
maniobrabilidad.Elpesodeesteequipoesde6a15ton.,delcuallamitadesdel
cilindro.Algunos están equipados contransmisión en elpropiocilindro, locual
mejoralatracciónyevitaeldesplazamientodelasuperficiecompactada.
RobertoVargasSánchez
SB 23
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyKenüimienxoj
Enestetiposepuedentenerbásicamentedostipos:
1)Cilindroliso.
Este tipo de equipo no debe emplearse en la compactación de arcillas, ni se
recomiendaparaasfaltos,salvoquefueseunaversiónparaello.Paraenrocamientos
debenusarseequiposgrandes(másde10ton.).
EnestacategoríatenemosalosCaterpillardelaserieCS-323a533(de4.1a10.8
ton.),LosDynapacCA-25A51(6.2a 15ton.)ylosBomagBW-122d(1.8a18
ton.)
2)CilindrodePatas.
Lasuperficie delcilindroestáarmadadefilas depirámidestruncadas-patas, que
producenunefecto sobreelterrenooterrapléncomode"waffle" evitandoasíla
estructuraciónlaminardelacapacompactada.
Estosequipos seempleanentodaaplicación, exceptoenenrocamientos,basesy
asfaltos.Unaunidadde15ton.escapazdedesarrollarsutrabajoparacapasdehasta
unmetrodeespesorenarena-gravayde55cms.ensubbases.
Enestetipodeequipotenemos:alosDynapacdelaserieCA,losBomagdelaserie
BWylosCaterpillarCP-323aCP-553,todosellosconpesosparecidosalosde
rodilloliso.
C)Compactadorde4RuedasconpatadeCabra
Estetipodecompactadortienecuatrocilindrosconpatasdecabrayporlogeneral
estáequipado conunapequeñahoja topadora. Es lamáquina más efectiva para
compactarsueloscohesivosydehechoestádiseñadaparaello.
Ejemplos deesteequipo,sonlosCaterpillar delaserie815y 825,el CT-25de
DynapacylosWF22deKomatsu.
Elpesousualdeéstos,esdeentre 15y30ton.ysuelentrabajar relativamentea
mayorvelocidad,casieldoblequesussimilaresdecilindrovibratorio,aunquecapas
demenorespesorenuntercio,porloquesuproductividadhorariaesmayorenun
50%.Sóloseaplicanenlacompactacióndealuvionesyarcillas,porloquenoson
muyversátiles.
RobertoVargasSánchez
SB 24
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
D)RodillosVibratoriosenTandem
Estetipodecompactadoreselqueenlaactualidadseaplicaalosasfaltosybases,
conrendimientos de67a 111%superioresalos derodillos estáticos (hasta 550
m2/hr.).
Ejemplosdeesteequipo,sonlosdeDynapacconlaserieCC-10a50(2.4a14.8
ton.),losCaterpillarCB-214a614(2.3a 11.3ton.)ylosBomagBW-100ADa
202AD(2.1al0.1ton.).
En el trabajo, un equipo mediano suele combinarse con un compactador de
neumáticosparadarunmejorresultadoyefectividad.Existenenelmercadoalgunos
equiposligeroscomoelLR100deDynapac(1.7ton.),elBW-75deBomag(1.4
ton.)yelW102deCase(1.2ton.),conunanchoderodillosdeentre0.7y1.0m.
quepermitenhacertrabajos, acercamientosymaniobrasdedetalles.Elequipose
puedeutilizarenarena-grava,subbase,basesyasfaltos.
E)CompactadoresNeumáticos
Estetipodeequipoaunquecompactaencapasdepocoespesor(entre13y20cm.)
trabajaavelocidadesmásrápidas(12kphpromedio),yesmásversátilpuestoquese
aplicaatodotipodematerialconlaexcepcióndelosenrocamientos.
Lamayorpartedeéstos,tienentresruedasdelanterasycuatrotraseras,taleselcaso
delosCaterpillarPF-200y300yPS-300y500,asícomoelCP-22deDynapac.
Porlogeneralpuedenlastrarse,incrementándoseprácticamenteenun100%supeso
vacío. El inconveniente que presentan en la compactación de asfaltos, es el
levantamientoinicialdematerialsuperficialenlasruedas,locualpuedeprevenirse
calentandoéstasdetalmaneraquenoexistaunadiferencia detemperaturaconel
materialmayorde20grados.
F)RodillosCombinados
Estetipode 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.
RobertoVargasSánchez
09 25
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
COMPACTADORESESTÁTICOS
DosRodillos
Tres
CuatroCilindros
* CONPATAS
(YHOJATOPADORA)
TresRodillos
(TIPOMODERNO)
RodillodeLlantas
Neumáticas
RobertoVargasSánchez 69 26
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
COMPACTADORESVIBRATORIOS
RODILLOSCOMBINADOS TANDEMLIGERO
VIBROCOMPACTADOR
RODILLOSREMOLCABLE RODILLOSENTANDEM(DUAL)
RobertoVargasSánchez
6B 27
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
C)EXCAVADORAS.
Estamáquinaestáenfocadaalaexcavacióndezanjasyalaexplotacióndebancos
deríofundamentalmente.
Setienentrestiposprincipales:
-Sobreorugas.
-Deneumáticos.
-Cargador-excavador.
-Pala(seempleaenlaminería).
OrugasvsRuedas
Latendenciageneraldelcontratistalatinoamericanoesoptarporlaexcavadorade
oruga,peroconvienereflexionarenlossiguientespuntosdecadauna:
A)Excavadorasdeoruga.
Cuandonoserequierenmuchosmovimientos detransportación, éstaeslamejor
opción,laqueadicionalmenteofreceflotación,tracción,potencia,maniobrabilidad,
estabilidadyeficienciaoperativa.
B)Excavadorasderuedasneumáticas.
Lamovilidaddeestamáquinaeslamásimportantecaracterística,paraelcasode
ciertasobrasenlasqueconunsoloequipopuedetrabajarsealternativamenteendos
omástareas(cepas,explotacióndebancoderíoycargaacamiones).
Otracaracterísticaimportantedeesteequipo,essudesplazamientorápidosindañar
pavimentosysinnecesidad decama-baja conocidotambién como "lowboy", así
comosusestabilizadoresyniveladores.
RobertoVargasSánchez
08 28
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
CARGADOR-RETROEXCAVADOR.
El usualmente denominado "Manita de Chango", es un equipo pequeño, pero
versátilenvirtuddequerealizadosfunciones encualquiertrabajo demovimiento
detierra:
-Cargar.
-Retroexcavar.
Comoejemplodeestetipodeequipo,tenemosalCaterpillar416a428,alCase
580K,elFord55C/655CyelMasseyFergusonMF-50HX.
CARGADORES.
Losdenominadoscargadoresfrontales, sondehecholaversiónqueconstituyelo
queanteriormenteseconocíacomopalascargadorasyqueconsistíangeneralmente
en un equipo montado sobre orugas, con dos plumas en forma de tijera que
mecánicamenteypormediodecablesaccionabanuncucharón.
Loscargadoresfrontalesseempleanparatomardeunbancofrontalodeunsitiode
acopio, material para ser cargado sobre un camión de volteo; cuentan con un
cucharón desde0.8 hasta9.0 m3yse dispone dedos clasesprincipalespara la
actividadconstructora:
-Elcargadorfrontalsobreruedasneumáticas.
-Elcargadorsobreorugas.
Las cuales tienen las mismas caracteristicas de las excavadoras en cuanto a
estabilidadymovilidad.
D)MOTONIVELADORAS.
Las motoniveladoras, también llamadas motoconformadoras o simplemente
"Motos",sonunodelosequiposversátilesmásempleadosenlaconstrucción de
terraplenes,terraceriasypavimentosporelmétododeriego,decaminos,aeropistas,
viaductosycalles.
RobertoVargasSánchez 8529
Susprincipalesusosson:
-Nivelación.
-Mezclado.
-Escarificado.
-Cunetas.
-Conservacióndecaminos.
Paraunmantenimientocarretero,sesugiereusarestosequiposporcada60km.de
caminoruralo120km.decarreteraprincipalensitioscondeslaves.
MOTOESCREPAS.
Noobstantequelapalabra"escrepa"esunanglicismoylatraducción descraper
debieraserrescatadora,oquizásmejoraúnmotoescarbadora,sehadifundido esta
denominaciónparauntipodeequiposqueconstandeunacajaconunahoja-cuchilla
enlaparteinferior,queseencargadeescarbarlasuperficiedetierracargándosepor
elefectodeavancequeleimprimeuntractor.
Estetipodemáquinasesmuycompletoporqueexcava,secarga,acarreaydescarga
demanerauniforme.
Lasclasesmásutilizadasdemotoescrepasson:
-Estándaroconvencionales: deunmotor(sencillo).
dedosmotores(tándemogemelos).
-Autocargablesodeelevador: deunmotor.
-TipoAuger: detresmotores.
RobertoVargasSánchez
09 30
Lasrestriccionesparaelusodemotoescrepasson:
A)Distanciadeacarreo.
Seconsidera en general elrangodedistancia deacarreomásadecuadoparalas
motoescrepasdeentre200y2000m., aunquepuedeaplicárseledesdelos50hasta
los2400m.
B)Materiales.
Puedenemplearsehastapararocatronadaorippeadasiempreycuandoeltamañode
lapiedra seamenorde40cm.,peroseafectan lasllantasydehechonoresulta
convenienteaunquelosfabricantesasílorecomienden.
Porlogeneralseusantambiénensueloscohesivos,yelmejorresultadoseobtiene
paratepetatesymezclasdearcilla-arena,gravasyotrossimilares.
C)Superficiedelterreno.
Sisetieneunasuperficielodosaquehacepatinarlasllantas,enlafasedecarga,se
empleantractoressobreorugasparaempujar lasmotoescrepas,peroenlafasede
acarreonoresultaconveniente.
GRUA-PALAMECÁNICASOBREORUGA.
Esunequipoqueconsisteenunacabinacasirectangularygirable,montadasobre
orugas,quetieneunaplumatipoarmadura(grúa)yquesemuevemecánicamente
mediantecablesymalacates.
Generalmenteseleconocecomodragaogrúa;eninglésselenombracomogrúa-
paladepoderyactualmenteoperanporcable.
Esteequipohasidomuyempleadoensusdiferentesversiones:
-Palas.
-Retroexcavadoras.
-Dragas.
-Grúas.
-Almejasyotras.
RobertoVargasSánchez 89 31
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Suusocomopaladeataquefrontal,comoplumaybrazosólido,hacaídoendesuso
porlaaparicióndelcargadorfrontal(hidráulico).
Conocidoahoraenlaactualidadcomodraga,seleempleaprincipalmente enlas
obrashidráulicas y enparticular la excavación, desazolve decanales deriegoy
drenes.
E)CAMIONESDEVOLTEOESTÁNDAR.
Dentrodeestaclase,existentrestamañosprincipales:
-Común 7-8m3
-Mediano 8-16m3
-Grande 16-25m3
En eltamaño comúny debido a esquemasproteccionistas, prevalece el sistema
obligatorio de subcontratación afleteros,que para efecto de cálculo de precio
unitarionoexigeanálisisdecostohorarioytiempos,simplementeseinvestigala
tarifareal(amenudodiferentedelaoficialSCT).
Cuando laflotilla decamiones espropia delcontratista, pueden optimizarse los
tiemposymovimientos,conunaadecuadaplaneación,trazoycontrolvehicular.
VOLTEOSFUERADECARRETERA.
Estetipodecamionestieneunaampliagamadetamaños:desde450hp'sy17m3
hasta 1700hp's y 77m3; enla construcción se emplea por lo general hasta un
tamañointermediode850hp'sy36m3.
Porlascaracterísticas deesteequipo,esobvioqueseempleanusualmenteenel
acarreoderocatronada,yaseaparallevardelbancoalaplantatrituradoraobienal
sitiodeobracuandosetratadeenrocamientos.
RobertoVargasSánchez
69 32
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
F)PAVEMENTADORAS.
Enlaconstruccióndepavimentos,previaalacompactación,haynecesidaddeeste
equipo, que consiste en el tendido de una capa uniforme de material pétreo
mezcladoconasfalto,conunespesorypendientelongitudinalytransversal.
Losagregados sonpiedrasygravastrituradas,arenayfinos.Elaglutinante esel
cementoasfálticoparalasmezclasdeplantayelasfaltorebajadoparalascarpetas
hechasporelmétodode riegos.
Laemulsiónesunasfalto mezcladoconagua,endondesemantiene suspendido
hasta quehacecontactoconelagregado,rompiéndose laemulsión aldrenarseo
evaporarse el agua.Elasfalto normal estarebajado conun solventetal comoel
kerosenoodiesel.
Latemperatura delamezcla, esuno delosfactores para conseguir el gradode
compactación,yaqueparaconseguirun95-100%serequierentemperaturasdeentre
135y180grados.
PAVIMENTADORASASFÁLTICAS(finishers).
Eseltipopredominantedeencarpetadorasqueposeenrodillos(screeds)flotantesde
autonivelación.
Elequipoconstadeuntractor,latolvaylaunidadderodillos.Eltractor,puedeestar
montadosobreruedas(anchodecarpetahasta8m.)osobreorugas(hasta12m.).La
velocidaddelviaje(nooperando)delaspavimentadorasdeorugaes alrededorde5
km/hr.,mientrasquelasderuedasalcanzan20km/hr.
Losrodillosconstituyenlapartemásimportantedeunapavimentadora;eninglésse
les denomina "screeds" y hay de dos tipos de compactación: vibratorio y de
apisonamiento;ytambién semanejan doscaracterísticas:fijasotelescópicas(de
extensión).
RobertoVargasSánchez
89 33
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
CONCEPTODERENDIMIENTO
DEMAQUINARIA
YMÉTODOSPARASUCALCULO
RobertoVargasSánchez
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
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
productivadelasmáquinas;paraestosedisponedeinformaciónqueproporcionan
los fabricantes del equipo y usualmente se consignan los valores teóricos para
condicionesdemáximaeficiencia;lamejorfuentededatosdelosrendimientosesla
estadísticadecadaempresa,que,dehaberla,eslaquereflejalascondicionesreales
deoperación.
Hasidounatradición,eluso^discriminadodelfactordeeficienciaiguala0.75en
losrendimientoscalculadosporlosanalistas,locualpuedeserválidoparaperíodos
cortos de operación; pero, en la realidad y a largo plazo, el factor de 50%se
considera razonableydeningunamaneracomopesimista.
Losrendimientosdelamaquinariapesadasecalculanentresprincipalesfunciones,
comosonlassiguientes:
A)Gráfico.
B)Mediantefórmulas.
C)Porobservacióndirecta.
RobertoVargasSánchez
09 34
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RENDIMIENTODETRACTORESCATERPILAR
Fuente:CostosdeConstrucción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
08 35
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RENDIMIENTODETRACTORESKOMATZU
FuenteiCostos deConstrucción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez 8936
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
TRACTORESSOBREORUGA
CONCUCHILLAEMPUJADORA
Fuente:CostosdeConstrucción pesadayedificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
SS 37
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RENDIMIENTODELOSTRACTORES
SOBREORUGACONCUCHILLA EMPUJADORA
m3
(Suelto)
500
400
300
200
100
C/D-8K
K/D 155A-1
C/D-6D
K/D85A-18
C/D-6D
K/D 65A-6
C/D-5B
K/D53A-16
PRODUCCIÓNHORARIA
1
C/CATERPILLAR (R)
K/KOMATSU LTD(R)
Factores:Operación0.75,Trabajo 0.83,Carga0.80 Material Suelto
J. _L _L
20 40 60 80
DistanciadeAcarreo
Fuente:CostosdeConstrucción pesaday edificación
Porel Ing.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
09 38
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RENDIMIENTODELOSTRACTORES
SOBREORUGACONCUCHILLA EMPUJADORA
PRODUCCIÓN HORARIA
C/CATERPILLAR
K/KOMATSU
Factores Opeí
Trabajo 0.83,
ríción 0.75,
Carga0.80
500 1000 1500 2000
VelocidadSísmica IN-SITU (m/seg)
2500
Fuente:CostosdeConstrucción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
0939
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
CARGADORES SOBRE ORUGAS
FuenteiCostosdeConstrucción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
OS 40
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RENDIMIENTODECARGADORES FRONTALES
SOBRE NEUMÁTICOS
m3
(Suelto) PRODUCCIÓNHORARIA m*(banco)
600
480
360
240
120
I/560 
C/988B 
K/W260-I 
V
I/530
C/950B
K/W90-2
1/510
C/910
K/W40-1
^*
•*• ^ * " ^ ^ ^ N > I
"*" — - ^ " ^ " "
^ ^ ^ .
^^rrrr-
" /liL^l
jn^SB^jp1
>
" ^ «••
^
«•»»
"^ *» . ^
360
288
216
144
72
6 9
DistanciadeAcarreo
12
m
Fuente:CostosdeConstrucción pesadayedificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
8941
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RENDIMIENTODECOMPACTADORESDERUEDAS
CONPATASYHOJATOPADORA
Fuente:Costos de Construcción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
8842
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RETROEXCAVADORAS HIDRÁULICAS
Fuente:Costos deConstrucción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
89 43
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RENDIMIENTODEMOTOCONFORMADORAS
Fuente:Costos deConstrucción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
2544
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
MOTO ESCREPAS
m3
(Banco)
280
PRODUCCIÓN HORARIA
1 1» C/639 I
240
200
-rA-
1


160

1/431 B
C/621 B
120
80
1/412
C/613
40


C/627 B
" ^ I/433B
i
C/CATERPILLAR I/ INTERNATIONAL
Factor GlobaldeEficiencia 50% Pendientes de 2%
I I I
300 600 900
DistanciadeAcarreo(un sentido)
1200 mts.
Fuente:Costos deConstrucción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
08 45
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
ESCREPASREMOLCADASPORTRACTOR
SOBREORUGA
Fuente:Costos deConstrucción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárela A.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
QB46
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RENDIMIENTODEDRAGASDEARRASTRE
m*(Suelto) P R O D U C C I Ó N H O R A R I A
IUU
80
60
40
20
0
LC-118
B E / 51
L C - 7 8
B E / 2 5
LC-118
BE/51
LC-78
BE/25
LC/LIN
BE/BU
Factor
/////
'////
K-BELTE
CYRUS-E
Global d
I
/vN.
OTE 1.5Í
RÍE 0.77
e Eficien
iMATE
ERIAL
IVIMIc n i / M - 1
m3
cia 0.50
i
W'
2 4 6 8 10 (m)
Profundidad de Excavación
Fuente:Costos deConstrucción pesaday edificación
PorelIng.LeopoldoVárelaA.
Edit. Compuobras
RobertoVargasSánchez
25 47
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
5b.-CALCULODELRENDIMIENTOMEDIANTEFORMULAS.
Laspremisasbásicasparaelcálculodelacapacidaddeproducciónsesustentanen
unasencillafórmula:
R=60min.xExVe/Te
Donde:
R =Rendimientoenm3/hora(m3suelto)
E =Factordeeficienciade75-80%.
Ve=Volumenmovidoporciclom3/ciclo.
Te =Tiempodelcicloenmin.oseg.
Laproduccióndeuncicloestarepresentadaporelvolumendelmaterialencada
ciclo:enunaretroexcavadora,porejemplo,oenuncargadorfrontal,eslacapacidad
delcucharón;enunamotoescrepaocamióndevolteo,eslacapacidaddelacajay
enuntractorempujando,eslacapacidaddelacuchilla.
Elnúmerodeciclosporhoraeseltiemporequeridoporunamáquinaparacom
pletarunciclodetrabajoosurecíproco;elnúmerodeciclosporunidadesdetiempo
puedeobtenerseutilizandolavelocidadytiemposespecificadosenlosmanualesdel
equipo,al dividirlas distanciasporrecorrer entreellasyconsiderar lostiempos
fijos.
En algunos casos intervienen el factor de llenado (para cargadores y palas
mecánicas),yelfactordeabundamiento.
R=60min.xExVexFe/TexFa
Donde:
R =Rendimiento.
E =Eficiencia.
Ve=Volumenmovidoporciclo.
Fe=Factordellenado.
Te=Tiempodelciclo.
Fa=Factordeabundamiento.
RobertoVargasSánchez QS 48
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Lavariable"E"esunfactordeeficienciadelequipoyseobtienedelacombinación
de16subfactores,algunosnoaplicables,otrosfavorables(mayoresqueuno)ylos
másdeellosdesfavorables(menoresqueuno).
E = t x o x a x m x e x c x g x p x r x l x u x n x d x h x z x v
Endondetodaslasafectacionessondecarácteracumulado,yaqueunfactorincide
enotroyasísucesivamente,locualseejemplifica conunasituacióndadacomola
siguiente:
Donde:
t =eficienciaentiempo =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.90x1x1x1x.90x.85x1=0.37
Estefactordeeficienciapuedeparecerextrañoaunanalista,aunqueenelpasadose
acostumbró utilizar el 75% como factor usual; todo depende de la situación
prevaleciente;enlastareasdedemoliciónposterioresalsismode1985,eracomún
observareficienciasaproximadamentede10%;debido,sobretodoalasmaniobras
derescate,aloinadecuadodelasmáquinasyalaescasezdevehículosdeacarreo.
Acontinuaciónsedetallan 11subfactores deeficiencia yseconsignanalgunosde
susvaloresmasnormalmenteaceptados.Cabehacerhincapiéenqueelfactor de
eficiencia esunodelosvaloresmásimportantesdentrodelosrendimientosdela
maquinariapesadaenmovimientodetierras.
RobertoVargasSánchez 88 49
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Factordeeficienciaentiempo"t".
Consiste en el tiempo efectivo detrabajo durante el día o en cada hora y se
acostumbramanejarloenlacantidaddeminutosefectivoscronometradosporcada
hora.
Factordeoperación"o".
Consisteenlahabilidad,experienciayresponsabilidaddelosoperadores,quienes
constituyenunfactor medularenlosrendimientoshorariosdelamaquinaria.Un
buennúmero de contratistas asigna a este factor el 80%como el equivalente a
operadorespromedioenMéxico,asignandounvalorde100%aaquellosconamplia
experienciayprobadacapacidad,digamos,calificadoscomooperadoresexcelentes.
Factordeadministracióndeobra"a".
Laadministraciónencampoeinclusooficinacentralesunelementodepesoenlos
resultadosqueseobtienendelasmáquinas.
La adecuada planeación, dirección, operación y control de la obra redunda
necesariamenteenlosvolúmenesobtenidos.Algunosaspectosquetienenquever
conlaadministracióndeobrason:suministrooportunoysuficientedecombustible,
frecuencia delubricaciónyengrase,relevodeoperadores,rapidezdeprovisiónde
refaccionesysureemplazo,talleresmecánicos,balancedeequipo,etc.
Factordetipodematerial"m".
Losrendimientosgeneralmenteconsignados(m=100%),serefierenamaterialfácil
de atacar y que corresponde al material clasificado como tipo I (tierra no
compactada,arenaygrava,suelosuave).
Algunoslellamanaestofacilidaddecarga;paraelmaterialmediopuedeutilizarse
unfactor de90%, tierracompactada,arcillasecaysuelosconmenosde25%de
contenidorocoso.
La clasificación del material medio difícil, corresponde a suelos duros con
contenidosderocahasta50%ypuedeusarsecomofactorcercanoaun80%.
Elmaterialdifícildeatacareslarocatronadaoescarificadaylossuelosconhasta
75%decontenidorocosom=70%.Porúltimo,losmaterialesmásdifíciles sonlas
rocasareniscasycaliche,encuyocasoelfactoraplicableesdelordendeun60%.
RobertoVargasSánchez
25 so
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Factordeestadodelmaterial"e".
Este factor serefiere a las condiciones delmaterial ysemaneja enestados:en
banco,sueltoycompactado.
La condición estándar que semaneja como 100%espara 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
Factordecarga"c"
Corresponde al denominado factor dellenado,ya seade cuchilla enel caso de
tractores empujadores o de cubeta para los cargadores y excavadores. El valor
denominadoestándardel100%semanejausualmenteparalacarga "copeteada"y
esaplicableamaterialesamontonados,previamentecortadosporotroequipoypara
loscualesnoserequieredefuerzaadicionalparaescarbar.
Unvalorpromediooscilaentreel85y55%parasueloscongrava,arena,triturados,
finos, arcillassecas.
Seutilizanfactoresbajosde55a40%,encasoderocastronadasyotrosmateriales
quepordiversosmotivosnopuedensercuchareadosconfacilidad.
Factordemaniobrayalcance"g".
Enestefactor setomaencuentaelgiroquerequiereunadragauotroequipode
excavadorasparadepositarelmaterialproductodeexcavación.
En este caso también se aplica para las excavadoras el porcentaje de alcance
requeridorespectoalalcancemáximodelosbrazosoplumas;ejemplodeelloesla
realizacióndesepasconprofundidadde3metros;utilizandounretroexcavadorcon
una capacidad de cavar a una profundidad de hasta 5.6 metros, situación que
permitirámejorarelfactordecargadeciertamedida.
RobertoVargasSánchez
QB51
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Factorporpendientedeterreno"p".
Esteelementoesaplicablecuandosecalculalaproduccióndetractores,vehículos,
niveladoras yen general a equipos y operaciones en los que afecta demanera
sustanciallapendientedelterreno.
Pendientedel
terreno%
-10a-20
- 0a-10
0a 10
10a 20
factor
"p"
hasta125%
hasta110%
hasta 90%
hasta75%
Esimportantenoolvidaresteaspectoenparticularcuandoseacarreanmaterialesa
distanciayenvolúmenesconsiderablesocuandosecontratauntramoconpendiente
adversaofavorablecontinua.
Factordecamino.
Paraelcasodecamionesdevolteo,seacostumbracombinarelefectodependiente
deterrenoconelderesistenciaalrodamiento;estesubfactor rtienelossiguientes
valoresusualmentemanejados.
Condicionesdelcamino
planoyfirme
malconservadoperofirme
dearenaygravasuelta
sinconservaciónylodoso
Factor "r"
98%
95
90
83
Tambiéndebetomarseencuentaenestecaso,loqueseconocecomocoeficientede
agarreentreelmediodedesplazamiento(llantauoruga)ylasuperficie:
RobertoVargasSánchez
0952
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Resistencia
Superficie
concreto
asfalto
arcillaseca
arcillahúmeda
surcada
grava-arenadura
húmeda
suelta
arenasuelta
tierraseca fina
nosurcada
surcada
alrodado
2.0%
2.5
-
-
-
3.0
-
12,0
4.5
5.0
8.0
Coeficientedeagarre(tracción)
Neumáticos
0.80-1.00
0.80-1.00
0.50-0.70
0.40-0.50
0.38-0.42
0.30-0.40
0.20-0.35
0.50-0.60
0.40-0.50
Orugas
0.45
-
0.65
0.70
0.70
0.35
0.30
0.90
0.60
Factordeclima-lluvia "1"
Considerando básicamente los días de lluvia y sus efectos secundarios como el
anegamientodelterreno,elcocientedelosdíascomobuentiempoentreloshábiles
proporcionaelfactor declima.Esimportanteseñalaresteaspecto,elcualpuede
estar incluido en elrubro "horas-año"(ha),que semaneja en costo horario del
equipo,encuyocasonodebeserduplicado.
Factordeuso"u"
Aunque sea considerado tradicionalmente como parte del costo horario, puede
aplicarsecomounfactormásdeeficienciaalusoefectivodelequipo,considerando
sustiemposmuertosporreparacionesyfaltadetrabajo.
Seaplicacuandoelnúmerodehoras-añoconsideradasencostohorarioestándarsea
menorenlaaplicaciónespecífica.
Factordealtitudsobreelniveldelmar "nm".
En estecaso sepresenta una reducción casi proporcional dela eficiencia deun
motor al incrementarse la altura sobre el nivel del mar (asnim), puesto que se
disminuyelapresiónatmosférica.
RobertoVargasSánchez
8953
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Esobvioquelosmotoresturbocargadosconservansupotencia,independientemente
delaasnim,peroenlosnormalmentecargadosdecombustible,lafuerzadetracción
disponiblesereduce.
CAT yFiat-Allis coinciden enrecomendar unareducción del 1%por cada 100
metrosadicionalesdeasnim,apartirde100metroselprimeroyde300metrosel
segundo.Loanteriorresultaría,paraelcasodelaciudaddeMéxico,enunfactorde
eficienciaigualan=0.87
Desperdicioomerma"d".
Encualquieroperación endondesemideelmaterialcolocadotanto compactado
comonocompactado,elvolumenpormoverodepréstamo,tendráunamermaensu
manejo,serecomiendausarentre4y8%demetro,estoes,unfactordeentre1.04y
1.08.
Factordehumedad"h".
En condiciones de igualdad detemperatura, digamos 30 grados cent., a menor
humedad,mejorrendimientodelamáquinayviceversa.
Enterrenosporejemplo comolosdesiertosdeSonora, conlahumedad al50%,
podríaasignarseunfactor de 1.03, a60%dehumedadh= 1.00 yparaunsitio
extremadamentehúmedocon100%h=0.98
TRACTORES.
Lapalabradeshancarnoesmuyusual,peroesquizálamásadecuadaparadescribir
laoperaciónpropiadeltractoryqueconsisteenrasparlasuperficie ycargarpor
amontonamientoconsucuchilla,acarrearaunadistanciadeacopioyregresarpara
repetirlaoperaciónconmásmaterial.
Engeneral,setomacomobaseunanálisisteóricodelaproducción,quehabráde
afectarseconlosfactoresdeeficiencia,loscualessondecarácterempíricoyhasta
subjetivo.
RobertoVargasSánchez
89 54
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(Descripcióny«.entumienio;
Lafórmulageneraldeproducciónhorariaexpresada,paraelcasodeestaoperación
es:
PH= PXE/((2XD/FV(Vl+V2)/2+TF)
Endonde:
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)Operacióndecarga.
Estafaseseefectúaporlogeneral,sóloenprimeraaunavelocidadde1y3kph,
raspandoenunadistanciaalrededorde8metros.
B)Operacióndeacarreooempuje.
Como en la fase anterior, ésta serealiza en primera y sólo bajo circunstancias
favorablesensegunda;losfabricantesrecomiendanutilizarel75%delavelocidad
máx.delaprimera,paraobtenereltiempoqueconsume.
C)Operaciónderegreso.
El retorno se efectúa de reversa, unos 10 m. en primera, los siguientes 20 en
segundaysilasuperficielopermitelossubsecuentesentercera.
D)Tiempofijo.
Losfabricantescoincidenenrecomendartressegundoscomovalormedio,algunos
contratistashansugeridocuatrosegundoscomomasreal.
RobertoVargasSánchez
0955
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
COMPACTADORES.
Enesteaspecto,lafórmulageneralquehadeemplearsees:
PH=VXAXCXEXK/N.Endonde:
V=Velocidad.
A=Anchodelcilindro.
C=Espesordecapa.
E=Eficiencia.
K=Traslape-1.
N=Númerodepasadas.
Convieneilustrarunejemplo,einvolucrarelnúmerodepasadasylavelocidad,ya
quesucocienteesproporcionalalaenergíatransmitidaalrelleno.
ENERGÍA=pasadas/velocidad.
Silavelocidaddecompactacionenrodillosvibratoriosesdeentre3y6kph,para
rellenos de suelo y grava, se alcanza el 95% proctor con 4 y 6 pasadas
respectivamente;elrendimientoesparaunacapade20cm.conunDynapacCAÍ5
porejemplo:
PH=3000m/hX1.68mX0.20mX0.9X0.5/4pas.=113.4m3/hr.
obienamayorvelocidad:
PH= 6000m/hX 1.68 X0.9 X 0.20 X0.5/6 pas.= 151.2
m3/hr.
RETROEXCAVADORAS.
Laproducciónhorariaorendimientodelasretroexcavadoras,estáenfuncióndelos
siguienteselementos:
-Material.
-Carga-llenado.
-Obstáculos.
-Ángulodegiro.
-Profundidad.
RobertoVargasSánchez
89 56
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyKenaimienioj
CARGADORES.
Elcálculodesurendimientohorarioesmuysimilaraldelasexcavadorasporla
naturaleza de su aplicación, por lo que el segundo método de obtención de
producciónpuedehacerusodelosmismoscriteriosycorrecciones(ensegundos)a
susciclosbases.
Eltiempocicloparacargar,descargarymaniobrar,oscilaparaloscargadoressobre
neumáticos:
Cucharón:
de1a3.5m3 29a34seg.
de4a6.5m3 32a37seg.
Yparaloscargadoressobreorugas:
de1a3m3 26a31seg.
de3.5enadelante 29a34seg.
Loscualesseafectaríanenmásomenosdeacuerdoalosiguiente:
A)Condicionesdeexcavación
Fácilysininterrupciones
Dificultadmedia
Difícil
B)Condicionesdelmaterial.
Mezclados
Hasta3mm.
De3a20mm.
De20a150mm.
C)Condicionesdelapiladelmaterial.
Hastade3m.dealtura +1
Mayorde3m. 0
Acamellonadoavolteo +2
-2seg.
0
+11
+1
+1
- 1
0
RobertoVargasSánchez
OS 57
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyJtenaimieiuu;
D)Condicionesoperativas.
Volteospropiedaddelcontratista - 2
Volteosdeuniónde fleteros +3
Flujoconstante - 2
Operacionesinterrumpidas +2
Estopuedeejemplificarse, conunCAT966E,equipadoconuncucharónde2.62
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,sepuedeaplicarunafórmulaparecidaaladelos
compactadores.
PH=EFICXVELXANCHOXÁNGULODEHOJAX0.9XESPESOR/PAS.
Estopuedeejemplificarse,conunamotoconhojade3.66m.,conunavelocidadde
4400m/hrenprimera,unaeficienciadel50%,unainclinacióndehojade45grados,
paraunespesorfinaldecapade0.20m.y 4pasadasenunsentido,8enambos,la
producciónsería:
PH=0.5X4400X3.66X0.9X0.6X0.20/8=108.7m3/hr.
RobertoVargasSánchez
89 58
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
Se muestran a continuación las velocidades de trabajo promedio dadas por los
fabricantesycontratistasdentrodelapráctica.
Conservacióndecaminos 2a 6 Km/hr.
Nivelacióndebancos
Mezclandomaterial
Formandocunetas
Extendiendomaterial
Nivelación
Conformando
Terminados
Escarificando
Desmontemuyligero
Despalme
2
1.5
6
1.5
6
2
1.5
1
3
2
2
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
6
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,yporlaeficiencia.
Eltiempo deciclo secomponeporunapartefija(carga,descarga,maniobrasy
esperas)ylapartevariable,queeselacarreo.
Lostiemposfijosvaríandeacuerdoconlostiposylascondicionesprevalecientesen
obra:
Motoescrepa:
Estándar 83a140seg.
Contractorempujandoencarga 60a84
Deelevador 80a130
Auger 78a108
RobertoVargasSánchez
6859
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento;
En donde lostiempos más bajos se dan para las máquinas más pequeñas. Los
tiemposvariables estánenfunción dela distancia deacarreo,laspendientesdel
terreno(favorablesono)ylaresistenciaalrodamiento.
Eltiempodecadatramodeacarreoesiguala:
T=DIST./(VELMAXCARXF)
DONDE:
DIST.=Esladistanciaparcialdeltramoanalizado.
VELMAXCAR=Eslavelocidadmáximadelamotoescrepacargada.
F=Eselfactorglobaldependientedelterrenoylaresistenciaalrodamiento,este
últimoseobtienedelaexpresiónsiguiente:
F=1-0.012(%dependiente+%deresistenciaalrodado.)
Ejemplificando:
Supóngasequelapendientedelterreno esde-2%(favorable) yla resistencia al
rodadoesde4%.
F= 1-0.012(-2+4)= 1.976
DRAGASDEARRASTRE.
Tomandoencuentalosparámetrosmásrelevantesparaelcálculoderendimientos
horarios,seemplealafórmulasiguiente:
PH=PxE/T
DONDE:
P=Eslaproducciónporciclo(suelto).
E=Eslaeficienciaqueseusaenun50%
T=Eseltiempodeciclo(enhoras).
RobertoVargasSánchez
8B60
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(.Descripcióny«.enuiimcuiu;
CAMIONDEVOLTEO.
Paraelacarreodepétreosytérreos,seempleanloscamionesdevolteo.Sehavisto
quealgunasoperacionesdemovimientosdetierras sehacenenforma económica
paralosprimeros100m.deacarreoscontractorocargadoressobreneumáticos,los
subsecuenteshasta2000m.conmotoescrepa.
Paraacarreosadistanciasmayores,eslógicoqueelcamióndevolteosealomás
adecuado.Sedistinguendosclases:Losvolteosestándarylosdefueradecarretera.
Enelcálculodelrendimientodeunaunidad,seemplealafórmulageneral:
R=PxE/T(hrs.)
Ylaparticular:
R=PxE/(LW)=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.
RobertoVargasSánchez
6961
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyKenaimiemo;
Sisedeseacalcularporm3-kmsubsecuentetenemosque:
R=50km/hrx7m3x0.5/2km=87.5m3-kmsubs./hr.
Yparaelprimerkilómetroseadicionaeneltiempodecargaydescarga, quesi
suponemosenunminutoseaplicalafórmulageneral:
R=7m3x0.5/(2km/50km/hr+1/60)=3.5m3/0.0566=61.8m3/hr.
RobertoVargasSánchez
88 62
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
5c-CALCULODELRENDIMIENTOPOROBSERVACIÓNDIRECTA.
Estecálculo,comosunombrelodice,espormediodeobservacióndirectaenel
campoolugar detrabajo, estoesunacombinación entre el método gráfico yel
método mediante fórmulas, en este cálculo influyen varios factores que deben
tomarseencuenta:
-Superficiedelterreno.
-Tipodematerialquevaamoverse.
-Gradodedificultaddelmaterialquehademoverse.
-Distanciadelmovimientodetierras.
-Volumendelmaterial.
-Pesoespecíficodelmaterial.
Dependiendo de estos factores tomaremos una solución para ver qué tipo de
maquinariaseemplea,sutamañoycapacidadparaejecutarelmovimientodetierra.
Paraelcálculodelrendimiento,debetomarselavelocidaddelequipoalatacarsobre
elterrenotantoenlaidacomoenelregreso,asícomolasmaniobrasnecesariaspara
su ejecución, el tiempo de carga y descarga, éste estomado por medio de un
cronómetro.Estoesmásquenadaparasacarunrendimientopromediodentrodel
campoyaquesirvepararetroalimentarseyobtenerinformaciónmásconfiablepara
elfuturo.
RobertoVargasSánchez
69 63
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
CONCLUSIONES
RobertoVargasSánchez
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
RENDIMIENTODETRACTORESSOBREORUGA
(M3SUELTOS)
DESBANCANDOADIFERENTESDISTANCIASDEACARREO
MARCA DISTANCIA DE ACARREO (METROS)
MODELO 20 40 60 80 100
CATERPILLAR
D3B
D4B
D4H
D5H
D6H
D7H
D8L
D8N
D8H(1958-
D9N
DI0N
DI IN
•74)
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
FIAT-ALLIS
FD5
8-B
10-C
14-C
FD20
FD30
31
41-B
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
KOMATSU
D21A-5
D31A-17
D41A-3
D53A-16
D65A-6
D85A-18
D155A-1
D355A-3
D455A
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
RobertoVargasSánchez QB64
Tesis:LaMaquinariaPesadaenMovimientosdeTierras(DescripciónyRendimiento)
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
consiguientelastécnicasparasuusoprovechoso sehacenmáscomplicadascada
día.
Hayqueestarenunaconstanteactualizacióndetodaestamodernidad,paraevitar
perdidas por unamala selección del equipo, daños a la maquinaria debido a la
ignoranciadesusfuncionesydesuspuntosdébiles,alaperdidadetiempo,material
ydinero.
Una contabilidad adecuada es una necesidad básica, tanto para presupuestar
inteligentemente, como para efectuar una operación provechosa; así pues esta
herramientaesimportanteparaconocersisehanhecholascosasconvenientemente,
yaquelamayoríadeloscontratistassabenhacereltrabajo,peromuypocossaben
llevarlacuentadeloqueseestahaciendo.
Otropuntoimportanteessabersiconvienecomprarunamáquinanuevaousada,
estodebehacerseconbasealtipoycantidaddetrabajodelquesedisponeyelque
se espera, el precio y disponibilidad de los modelos adecuados, así como la
experienciadelosoperadores,hábitoseneltrabajoypreferenciaspersonales.
Contodoestourgeunaadecuadaformacióndeprofesionales entodoslosámbitos
delaconstrucción, así comodetécnicos denivel medio,siendoestounodelos
problemas más críticos a los que se enfrenta hoy en día la industria de la
construcción,loquerequieredeunaadecuadaplaneaciónyracionalizacióndelos
recursoshumanos.
RobertoVargasSánchez
88 65

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