01 tesis en rendimientos

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

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

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 2

3.-INTRODUCCIÓN. 3

4.-ETAPASDELTRABAJODEMOVIMIENTODETIERRAS. 6
4a.-Seleccióndeequipo 6

4b.-Descripcióndelostrabajos ejecutados. 7

4c- Ángulodereposodelmaterial. 8

4d.-Movimientodetierras. 13

4e.-Listado delamaquinariaempleada. 17

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

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

5a.-Métodográfico. 35

5b.-Métodomediantefórmulas. 48

5c- Métodoporobservacióndirecta. 63

6.-CONCLUSIONES. 65


Tesis:LaMaquinaria PesadaenMovimientos deTierras (Descripción y Rendimiento)

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.

Roberto Vargas Sánchez 2B 2


INTRODUCCIÓN


Tesis: LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras (Descripción y Rendimiento)

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

RobertoVargas Sánchez 8S 3


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.

Roberto Vargas Sánchez 09 4

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

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.

RobertoVargas Sánchez 2B 5


ETAPAS DETRADAJO
DEMOVIMIENTO DETIERRAS


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

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 condiciones
físicas,
nos
señalalanecesidaddeemplearunamáquina,unapotencia,unmediodetracción,un
largo de pluma o brazo, un tamaño de cucharón y hasta especificaciones de
fabricante.

Roberto Vargas Sánchez 896

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

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.

Roberto Vargas Sánchez 857

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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 2.1:1 -1.7:1 25-30grados
saturada 2.8:1 - 1:1 20-45grados
suelta 37-45grados
compacta 45 grados

Arcilla seca 35-45
húmeda 40-54

Grava 1.7:1• -0.9:1 30-50

Arena seca 2.8:1 -• 1.7:1 20-30
húmeda 1.8:1--1:1 30-45
saturada 2.8:1 -•1:1 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.

ffl 8

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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.

8B 11


1.0m3 1.3m3 0.84m3
1400kg. 1400kg. 1400kg.

medidoenbanco vol.suelto 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 excavación acarreo compactación.
zonadetrabajo.

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.

QB 14


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.

ffl 15


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,comoenla fracturación boleoylechosderoca.
de

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.

09 16


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.


Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras(Descripción y Rendimiento)

A)
TRACTORES
SOBRE
ORUGAS-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:

ES 18


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.


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

ESPECIFICACIONES DE TRACTORES POR MARCAS Y TAMAÑO
MARCA/MODELO POTENCIA PESO HOJA VELOCIDAD MAXIMA

ANCHO VOLUMEN ADELANTE REVERSA
HP TON m m3 kph

CATERPILLAR
D3B 65 6.9 P 2.41 1.3 10.6 11.4
D4B 75 7.5 P 2.41 1.5 • 11.1 11.9
D4H 90 10.0 P 2.64 1.6 10.2 12.2
D5H 120 12.1 P 3.20 2.5 10.5 12.9
D6H 165 17.0 S 3.20 3.4 11.3 14.4
D7H 215 23.9 S 3.65 5.2 11.9 14.3
D8L 335 37.4 S 4.17 11.0 11.9 14.8
D8N 285 31.4 S 3.94 8.7 10.8 13.9
D8H 270 21.9 10.4
D9N 370 42.4 S 4.32 11.9 12.1 14.9
DION 520 55.5 SU 4.86 17.3 12.2 15.8
DUN 770 84.7 su 5.65 25.1 11.6 14.1

FIAT-ALLIS
FD5 63 6.5 S 2.35 1.0 10.1 11.5
8-B 88 11.0 S 2.44 1.8 9.9 11.5
10-C 122 14.7 S 2.88 2.4 10.0 12.0
14-C 150 18.6 S 3.15 3.3 9.5 11.5
FD20 223 28.4 SU 3.65 5.5 9.5 10.5
FD30 300 38.7 SU 3.98 7.2 11.1 12.5
31 425 60.7 su 4.86 14.4 10.8 12.1
41-B 524 69.5 su 5.20 19.0 10.6 11.8

KOMATSU
D21A-5 39 3.7 2.30 0.6 6.9 6.4
D31A-17 66 6.2 2.42 1.1 6.5 7.1
D41A-3 90 9.7 3.18 1.4 7.6 10.8
D53A-16 110 12.3 3.35 2.0 10.0 12.1
D55A-6 140 15.7 3.97 3.5 10.3 13.2
D85A-18 220 23.5 3.73 5.2 11.2 13.2
D155A-1 320 33.7 4.13 8.0 11.8 13.7
D355A-3 410 45.4 4.32 12.1 12.7 12.6
D455A 620 70.5 4.80 17.6 14.6 14.4

*P=Power angling& tilt S=straight (recta) SU= semi-universal.

Roberto Vargas Sánchez 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.



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
aplicaatodo dematerialconlaexcepcióndelosenrocamientos.
tipo

Lamayorpartedeéstos,tienen ruedasdelanterasycuatrotraseras,taleselcaso
tres
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)

Rodillo de Llantas
Tres Rodillos Neumáticas
(TIPO MODERNO)


Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientosdeTierras (Descripción y Rendimiento)

COMPACTADORES VIBRATORIOS

RODILLOS COMBINADOS TANDEM LIGERO

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,terraceriasypavimentosporelmétodode riego, caminos,aeropistas,
de
viaductosycalles.


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: deunmotor.

-TipoAuger: 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.

Puedenemplearsehastapararocatronadao rippeada siempreycuandoeltamañode
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 grúa-
paladepoderyactualmenteoperanporcable.

Esteequipohasidomuyempleadoensusdiferentesversiones:

-Palas.
-Retroexcavadoras.
-Dragas.
-Grúas.
-Almejasyotras.



Suusocomopaladeataque frontal,
comoplumaybrazosólido,hacaídoendesuso
porlaaparicióndelcargador
frontal(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.

VOLTEOS
FUERA CARRETERA.
DE
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)
flotantes
de
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
Edit. Compuobras

RobertoVargas Sánchez 89 36

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

TRACTORESSOBRE
ORUGA
CONCUCHILLA
EMPUJADORA

Edit. Compuobras

SS 37

Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientos deTierras(Descripción y Rendimiento)

RENDIMIENTO DE LOSTRACTORES
SOBRE ORUGA CONCUCHILLA EMPUJADORA

m 3 (Suelto) PRODUCCIÓN HORARIA

500 1

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
J. _L _L
20 40 60 80
Distancia de Acarreo

Edit. Compuobras

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)

Edit. Compuobras

09 39


CARGADORES SOBRE ORUGAS

FuenteiCostos de Construcción pesada y edificación
Edit. Compuobras

OS 40

Tesis:LaMaquinaria PesadaenMovimientosdeTierras (Descripción y Rendimiento)

RENDIMIENTO DECARGADORES FRONTALES
SOBRE NEUMÁTICOS

m 3 (Suelto) PRODUCCIÓN HORARIA m*
(banco)

600 360
" /li L^l

jn^SB^jp 1
I/560
C/988B
K/W260-I

480 V
288

360 216
>

^
«»
•»

240 144
I/530
C/950B
K/W90-2
•*• ^*"^^^N>I

^ ^ ^ .

120 " ^ «•• 72
1/510 "^ *» .^
^*
C/910
K/W40-1 "*" — - ^ " ^ " "
^^rrrr-

6 9 12
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

Edit. Compuobras

88 42


RETROEXCAVADORAS HIDRÁULICAS

Edit. Compuobras

89 43

Tesis:LaMaquinaria Pesada enMovimientosdeTierras (Descripcióny Rendimiento)

RENDIMIENTO DE MOTOCONFORMADORAS

Edit. Compuobras

25 44

Tesis: LaMaquinaria Pesada en Movimientos deTierras (Descripción yRendimiento)

MOTO ESCREPAS

m3 (Banco) PRODUCCIÓN HORARIA

280
1
» C/639 I
1

240
-rA-
1

200

C/627 B
160 1/431 B " ^ I/433B
C/621 B
i
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 1200 mts.

Distancia de Acarreo (un sentido)

Edit. Compuobras

08 45

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

ESCREPAS
REMOLCADAS TRACTOR
POR
SOBRE
ORUGA

Edit. Compuobras

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
LC-118
BE/51
i MATE
ERIAL

40
LC-78
BE/25
W'
IVIMI c n i / M - 1

20

LC/LIN K-BELTE OTE 1.5Í
BE/BU CYRUS-E RÍE 0.77 m 3
Factor Global d e Eficien cia 0.50
0 I i
2 4 6 8 10 (m)
Profundidad de Excavación

Edit. Compuobras

25 47

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.

Roberto Vargas Sánchez 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.


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.

Factor "e"
Material Banco compacto Abundante
Arena 90% 86% 11%
Arcillaarenosa 82 72 25
Arcilla 70 63 25
Suelocongrava 85 91 18
Rocassuaves 61 74 65
Rocadura 59 77 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 factor
terreno % "p"

-10 a-20 hasta125%
- 0a-10 hasta110%
0a 10 hasta 90%
10a 20 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 Factor "r"

planoyfirme 98%
malconservadopero firme 95
dearenaygravasuelta 90
sinconservaciónylodoso 83

Tambiéndebetomarseencuentaenestecaso,loqueseconocecomocoeficiente de
agarreentreelmediodedesplazamiento(llantauoruga)yla superficie:

09 52


Resistencia Coeficiente deagarre (tracción)

Superficie alrodado Neumáticos Orugas

concreto 2.0% 0.80 -1.00 0.45
asfalto 2.5 0.80-1.00 -
arcillaseca - 0.50-0.70 0.65
arcillahúmeda - 0.40-0.50 0.70
surcada - 0.38-0.42 0.70
grava-arenadura 3.0
húmeda - 0.30-0.40 0.35
suelta 12,0
arenasuelta 0.20-0.35 0.30
tierraseca fina 4.5 0.50-0.60 0.90
nosurcada 5.0 0.40-0.50 0.60
surcada 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.

89 53

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.

89 54

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.

89 56

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 -2seg.
Fácilysininterrupciones 0
Dificultad media +11
Difícil
B)Condicionesdelmaterial.

Mezclados +1
Hasta3mm. +1
De3a20mm. -1
De20a 150mm. 0

C)Condicionesdelapiladel material.

Hastade3m.dealtura +1
Mayorde3m. 0
Acamellonadoavolteo +2

OS 57

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

D)Condiciones operativas.

Volteospropiedaddelcontratista -2

Volteosdeuniónde fleteros +3

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 2 a 6a
2 Km/hr.
6
Nivelacióndebancos 1.5 a 2.5
Mezclandomaterial 6a 11
Formandocunetas 1.5 a 4
Extendiendomaterial 6a 8
Nivelación 2a 8
Conformando 1.5 a 4
Terminados 1a 4
Escarificando 3a 5
Desmontemuyligero 2a 5
Despalme 2a 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 83a 140seg.
Contractorempujando encarga 60a84
Deelevador 80a 130
Auger 78a 108

6859

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).

8B 60

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.

6961

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.

69 63


CONCLUSIONES


Tesis: LaMaquinaria PesadaenMovimientosdeTierras (DescripciónyRendimiento)

RENDIMIENTODETRACTORES SOBRE ORUGA
(M3 SUELTOS)
DESBANCANDO ADIFERENTES DISTANCIASDE ACARREO
MARCA DISTANCIA DE ACARREO (METROS)

MODELO 20 40 60 80 100

CATERPILLAR
D3B 39.1077 24.9278 19.5320 16.8039 15.4873
D4B 49.5994 31.6424 24.8012 21.3408 19.6702
D4H 51.5564 32.8740 25.7615 22.1649 20.4288
D5H 82.9187 52.9167 41.4813 35.6959 32.9026
D6H 123.1869 78.7684 61.7924 53.1941 49.0405
D7H 191.8445 122.7212 96.2881 82.8967 76.4267
D8L 413.0868 264.3591 207.4518 178.6147 164.6806
D8N 303.6591 194.0021 152.1420 130.9505 120.7157
D 8 H ( 1 9 5 8 -• 7 4 ) 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
D9N 451.5896 289.0723 226.8670 195.3405 180.1059
DI 0N 679.2432 435.1628 341.6299 • 294.2034 271.2798
DI IN 909.4092 581.4958 456.1730 392.6980 362.0343

FIAT-ALLIS
FD5 30.7463 19.5914 15.3487 13.2041 12.1691
8-B 54.8569 34.9486 27.3783 23.5521 21.7056
10-C 75.0867 47.8613 37.5014 32.2636 29.7356
14-C 98.7846 62.9127 49.2786 42.3890 39.0645
FD20 157.1728 100.0121 78.3125 67.3524 62.0652
FD30 240.7335 153.6566 120.4590 103.6618 95.5516
31 467.9566 298.5116 233.9648 201.3170 185.5561
41-B 604.6737 385.5594 302.1413 259.9586 239.5972

KOMATSU
D21A-5 11.5863 7.3295 5.7266 4.9196 4.5310
D31A-17 21.7050 13.7343 10.7317 9.2199 8.4918
D41A-3 36.9472 23.4777 18.3741 15.7984 14.5563
D53A-16 63.3807 40.4101 31.6661 27.2447 25.1105
D65A-6 116.5548 74.3888 58.3152 50.1827 46.2562
D85A-18 179.4192 114.5984 89.8626 77.3421 71.2955
D155A-1 287.7305 183.9501 144.2962 124.2138 114.5128
D355A-3 431.9815 276.1250 216.5871 186.4375 171.8742
D455A 714.0392 457.8372 359.5459 309.6824 285.5751

RobertoVargas Sánchez QB 64

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