Tema 8 10_11

TEMA 8.TEMA 8.
MOVIMIENTO DEMOVIMIENTO DE
TIERRASTIERRAS
22
PCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11
Tema 8. Movimiento de tierrasTema 8. Movimiento de tierras
1.1. Cambios de volumenCambios de volumen
1.1.1.1. EsponjamientoEsponjamiento
1.2.1.2. ConsolidaciConsolidacióón y compactacin y compactacióónn
2.2. EcuaciEcuacióón del movimienton del movimiento
2.1.2.1. Esfuerzo tractorEsfuerzo tractor
2.2.2.2. Resistencia a la tracciResistencia a la traccióónn
3.3. Ciclo de trabajo y producciCiclo de trabajo y produccióónn
4.4. ClasificaciClasificacióón y tipos de mn y tipos de mááquinas en la excavaciquinas en la excavacióónn
5.5. Equipos de excavaciEquipos de excavacióón y empuje: tractoresn y empuje: tractores
33
Tema 8. Movimiento de tierrasTema 8. Movimiento de tierras
6.6. Equipos de excavaciEquipos de excavacióón en posicin en posicióón fija: excavadorasn fija: excavadoras
hidrhidrááulicasulicas
7.7. Equipos de excavaciEquipos de excavacióón y carga: cargadorasn y carga: cargadoras
8.8. MMááquinas de excavaciquinas de excavacióón, carga y transporte combinadas:n, carga y transporte combinadas:
tratraííllasllas
9.9. DragalinasDragalinas
10.10. Equipos de transporte: camiones yEquipos de transporte: camiones y ddúúmperesmperes
11.11. Extendido y nivelaciExtendido y nivelacióón: motoniveladorasn: motoniveladoras
12.12. CompactaciCompactacióón de tierras: compactadoresn de tierras: compactadores
44
Movimiento de tierrasMovimiento de tierras
Movimiento de tierrasMovimiento de tierras: conjunto de operaciones que se: conjunto de operaciones que se
realizan con los terrenos naturales con el fin de modificar surealizan con los terrenos naturales con el fin de modificar su
forma para poder ser aprovechables en la ejecuciforma para poder ser aprovechables en la ejecucióón de obrasn de obras
ppúúblicas, industriales o de edificaciblicas, industriales o de edificacióón.n.
LasLas fasesfases fundamentales son:fundamentales son:
ExcavaciExcavacióón y arranquen y arranque
CargaCarga
TransporteTransporte
Vertido o descargaVertido o descarga
ExtendidoExtendido
CompactaciCompactacióónn
Refino, saneo, etc.Refino, saneo, etc.

Movimiento de tierrasMovimiento de tierras
MMááquinas mquinas máás utilizadas en el movimiento de tierras:s utilizadas en el movimiento de tierras:
MotoniveladoraMotoniveladoraRefinoRefino
CompactadorCompactadorCompactaciCompactacióónn
MotoniveladoraMotoniveladoraExtendidoExtendido
DescargaDescarga
CamiCamióónn
DDúúmpermper
TransporteTransporte
PalaPala
cargadoracargadora
CargaCarga
MototraMototraííllalla
ExcavadoraExcavadora
TractorTractor
VoladuraVoladura
ArranqueArranque
66
Cambios de volumenCambios de volumen
Los terrenos estLos terrenos estáán constituidos por la agregacin constituidos por la agregacióón de partn de partíículasculas
de tamade tamañños variados, entreos variados, entre ééstas quedan huecos ocupadosstas quedan huecos ocupados
por el aire y por el agua.por el aire y por el agua.
Si mediante acciones mecSi mediante acciones mecáánicas se varnicas se varíía la ordenacia la ordenacióón de lasn de las
partpartíículas, se estculas, se estáá variando el volumen de huecos.variando el volumen de huecos.
El volumen de una porciEl volumen de una porcióón de material no es constante sinon de material no es constante sino
que depende de las acciones mecque depende de las acciones mecáánicas a las que lenicas a las que le
sometamos.sometamos.
El cambio de volumen puede ser simplemente un efectoEl cambio de volumen puede ser simplemente un efecto
secundario (excavacisecundario (excavacióón) o bien ser el resultado de conseguirn) o bien ser el resultado de conseguir
una mejora del comportamiento mecuna mejora del comportamiento mecáánico (compactacinico (compactacióón).n).
77
Al volumen que ocupa el material en una situaciAl volumen que ocupa el material en una situacióónn
determinada se le llama volumen aparente y al cociente entredeterminada se le llama volumen aparente y al cociente entre
la masa del material (partla masa del material (partíículas y agua) y el volumen aparenteculas y agua) y el volumen aparente
se le llamase le llama densidad aparentedensidad aparente..
siendo:siendo:
ddaa densidad aparente,densidad aparente,
MM masa de las partmasa de las partíículas + masa del agua,culas + masa del agua,
VVaa volumen aparente.volumen aparente.
a
a
M
d
V
=
88
Una evoluciUna evolucióón del volumen aparente durante el movimienton del volumen aparente durante el movimiento
de tierras, tomando como referencia el volumen en banco, es:de tierras, tomando como referencia el volumen en banco, es:
ExcavaciExcavacióón en tierrasn en tierras
ExcavaciExcavacióón en rocan en roca
0,95 a 1,000,95 a 1,001,00 a 1,101,00 a 1,101,10 a 1,201,10 a 1,201,20 a 1,301,20 a 1,301,001,00
CompactadaCompactadaPisadaPisadaVertidaVertida
Cargada yCargada y
transportadatransportada
En bancoEn banco
1,20 a 1,301,20 a 1,301,30 a 1,401,30 a 1,401,25 a 1,501,25 a 1,502,002,001,001,00
TrituradaTriturada
(secundario)(secundario)
MachacadaMachacada
(primario)(primario)
Cargada yCargada y
transportadatransportada
VoladaVoladaEn bancoEn banco

99
Cambios de volumen. EsponjamientoCambios de volumen. Esponjamiento
Factor de esponjamientoFactor de esponjamiento: relaci: relacióón entre el volumen aparenten entre el volumen aparente
en banco y excavado.en banco y excavado.
siendo:siendo: FFWW factor de esponjamiento,factor de esponjamiento,
VVBB volumen aparente del material en banco,volumen aparente del material en banco,
VVSS volumen aparente del material suelto,volumen aparente del material suelto,
ddBB densidad aparente del material en banco,densidad aparente del material en banco,
ddSS densidad aparente del material suelto.densidad aparente del material suelto.
SB
W
S B
dV
F
V d
= =
El factor de esponjamiento siempre es menor que 1.El factor de esponjamiento siempre es menor que 1. 1010
Porcentaje de esponjamientoPorcentaje de esponjamiento: incremento de volumen que: incremento de volumen que
experimenta el material respecto del que tenexperimenta el material respecto del que teníía.a.
siendo:siendo: SSWW porcentaje de esponjamiento.porcentaje de esponjamiento.
100 100S B B S
W
B S
V V d d
S
V d
− −
= ⋅ = ⋅
1111
De las dos relaciones anteriores se obtiene:De las dos relaciones anteriores se obtiene:
1
100
W
B S
S
d d
⎛ ⎞
= + ⋅⎜ ⎟
⎝ ⎠
1
1
100
W
W
F
S
=
⎛ ⎞
+⎜ ⎟
⎝ ⎠
1
1
100
B S
W
V V
S
= ⋅
⎛ ⎞
+⎜ ⎟
⎝ ⎠
0,690,6944441,371,370,950,95Tierra vegetalTierra vegetal
0,790,79
0,790,79
0,810,81
2626
2626
2323
1,901,90
2,022,02
1,541,54
1,511,51
1,601,60
1,251,25
Tierra: secaTierra: seca
hhúúmedameda
barrobarro
0,700,70
0,750,75
0,800,80
4242
3333
2525
2,792,79
2,282,28
1,961,96
1,961,96
1,721,72
1,571,57
Roca alterada:Roca alterada:
75% roca y 25% tierra75% roca y 25% tierra
0,670,6749492,612,611,751,75Basalto o diabasasBasalto o diabasas fragmfragm..
0,600,6067672,522,521,511,51AreniscaArenisca
0,570,5775753,173,171,811,81Yeso fragmentadoYeso fragmentado
0,610,6164642,732,731,661,66Granito fragmentadoGranito fragmentado
0,590,5969692,612,611,541,54CalizaCaliza
FFWWSSWW (%)(%)ddBB (t/m(t/m33
))ddSS (t/m(t/m33
))MaterialMaterial

0,890,89
0,910,91
1212
1010
1,931,93
2,232,23
1,721,72
2,022,02
Tierra y grava: secaTierra y grava: seca
hhúúmedameda
0,890,89
0,890,89
0,880,88
1313
1212
1313
1,601,60
1,901,90
2,082,08
1,421,42
1,691,69
1,841,84
Arena: secaArena: seca
hhúúmedameda
empapadaempapada
0,790,7926262,022,021,601,60Arena y arcillaArena y arcilla
0,890,89
0,890,89
0,890,89
1212
1212
1212
2,172,17
1,901,90
2,262,26
1,931,93
1,691,69
2,022,02
Grava: estado naturalGrava: estado natural
seca (6seca (6--50 mm)50 mm)
hhúúmeda (6meda (6--50 mm)50 mm)
0,860,86
0,840,84
1717
2020
1,661,66
1,841,84
1,421,42
1,541,54
Arcilla y grava: secaArcilla y grava: seca
hhúúmedameda
0,820,82
0,800,80
0,800,80
2222
2424
2525
2,022,02
1,841,84
2,082,08
1,661,66
1,481,48
1,661,66
Arcilla: estado naturalArcilla: estado natural
secaseca
hhúúmedameda
FFWWSSWW (%)(%)ddBB (t/m(t/m33
))ddSS (t/m(t/m33
))MaterialMaterial
1414
Cambios de volumen.Cambios de volumen.
ConsolidaciConsolidacióón y compactacin y compactacióónn
Factor de consolidaciFactor de consolidacióónn: relaci: relacióón entre el volumen aparenten entre el volumen aparente
en banco y el volumen una vez compactado.en banco y el volumen una vez compactado.
Si durante la compactaciSi durante la compactacióón no ha habido pn no ha habido péérdida de agua:rdida de agua:
B
h
C
V
F
V
=
C
h
B
d
F
d
=
siendo:siendo:
FFhh factor de consolidacifactor de consolidacióón,n,
VVCC volumen aparente del material compactado,volumen aparente del material compactado,
ddCC densidad aparente del material compactado.densidad aparente del material compactado.
1515
Porcentaje de consolidaciPorcentaje de consolidacióónn: relaci: relacióón entre la variacin entre la variacióón den de
volumen (en banco y compactado) y el volumen en banco.volumen (en banco y compactado) y el volumen en banco.
siendo:siendo: SShh porcentaje de consolidaciporcentaje de consolidacióón.n.
100B C
h
B
V V
S
V
−
= ⋅
1616
De las relaciones anteriores se obtiene:De las relaciones anteriores se obtiene:
1
1
100
B C
h
V V
S
= ⋅
⎛ ⎞
−⎜ ⎟
⎝ ⎠
1
1
100
h
h
F
S
=
⎛ ⎞
−⎜ ⎟
⎝ ⎠

1717
EcuaciEcuacióón del movimienton del movimiento
Con la ecuaciCon la ecuacióón del movimiento se determina la velocidad den del movimiento se determina la velocidad de
traslacitraslacióón a la que pueden trabajar las mn a la que pueden trabajar las mááquinas dequinas de
movimientos de tierras.movimientos de tierras.
Para ello, se debe estudiar:Para ello, se debe estudiar:
Esfuerzo tractorEsfuerzo tractor
TracciTraccióón disponible.n disponible.
TracciTraccióón utilizable.n utilizable.
Resistencia a la tracciResistencia a la traccióónn
Resistencia a la rodadura.Resistencia a la rodadura.
Resistencia a la pendiente.Resistencia a la pendiente.
Resistencia a la aceleraciResistencia a la aceleracióón.n.
Resistencia al aire.Resistencia al aire. 1818
EcuaciEcuacióón del movimiento. Esfuerzo tractorn del movimiento. Esfuerzo tractor
LaLa traccitraccióón disponiblen disponible es la fuerza que un motor, mediante laes la fuerza que un motor, mediante la
transmisitransmisióón, puede transmitir al suelo.n, puede transmitir al suelo.
v
D
Pot
T
ρ⋅
=
siendo:siendo: TTDD traccitraccióón disponible,n disponible,
PotPot potencia que produce el motor,potencia que produce el motor,
vv velocidad,velocidad,
ρρ rrendimiento de la transmisiendimiento de la transmisióón: relacin: relacióón entre lan entre la
potencia que produce el motor y la que llega apotencia que produce el motor y la que llega a
la rueda motriz.la rueda motriz.
1919
Todo el esfuerzo que puede producir una mTodo el esfuerzo que puede producir una mááquina no sequina no se
desarrolla totalmente debido a la falta de adherencia en eldesarrolla totalmente debido a la falta de adherencia en el
neumneumáático o la oruga.tico o la oruga.
LaLa traccitraccióón utilizablen utilizable es la parte del esfuerzo que se desarrolla.es la parte del esfuerzo que se desarrolla.
La tracciLa traccióón utilizable depende de:n utilizable depende de:
El peso que gravita sobre las ruedas motrices, que es elEl peso que gravita sobre las ruedas motrices, que es el úútiltil
para empujar o tirar del vehpara empujar o tirar del vehíículo.culo.
Las superficies de contacto:Las superficies de contacto: áárea, textura y rugosidad, tantorea, textura y rugosidad, tanto
de las ruedas motrices como del suelo.de las ruedas motrices como del suelo.
2020
siendo:siendo: TTUU traccitraccióón utilizable,n utilizable,
ffTT factor de traccifactor de traccióón o coeficiente de adherencia,n o coeficiente de adherencia,
WWDD peso adherente.peso adherente.
En los vehEn los vehíículos sobre orugas, el peso adherente coincide conculos sobre orugas, el peso adherente coincide con
el peso total del vehel peso total del vehíículo.culo.
En los vehEn los vehíículos sobre neumculos sobre neumááticos, el peso adherente es elticos, el peso adherente es el
que gravita sobre las ruedas motrices. Normalmente, lasque gravita sobre las ruedas motrices. Normalmente, las
ruedas motrices soportan entre 1/2 y 2/3 del peso total.ruedas motrices soportan entre 1/2 y 2/3 del peso total.
Si el terreno es inclinado, el peso adherente es la componenteSi el terreno es inclinado, el peso adherente es la componente
del peso perpendicular al terreno.del peso perpendicular al terreno.
U D TT W f= ⋅

Factores de tracciFactores de traccióón habituales:n habituales:
0,120,120,120,12HieloHielo
0,270,270,200,20Nieve compactaNieve compacta
0,600,600,450,45Tierra sueltaTierra suelta
0,900,900,550,55Tierra firmeTierra firme
0,500,500,360,36Camino de grava sueltaCamino de grava suelta
0,550,550,650,65CanterasCanteras
0,500,500,400,40Arena hArena húúmedameda
0,300,300,200,20Arena secaArena seca
0,700,700,450,45Arcilla hArcilla húúmedameda
0,900,900,550,55Arcilla secaArcilla seca
0,450,450,900,90HormigHormigóón o asfalton o asfalto
CadenasCadenasNeumNeumááticosticosTipos de terrenoTipos de terreno
2222
Balance entre la tracciBalance entre la traccióón disponible y la utilizablen disponible y la utilizable
SiSi TTDD > T> TUU: se produce deslizamiento, las ruedas patinan y la: se produce deslizamiento, las ruedas patinan y la
mmááquina avanza menos e incluso puede detenerse.quina avanza menos e incluso puede detenerse.
SiSi TTDD ≤≤ TTUU:: hay adherencia entre ruedas y suelo, la mhay adherencia entre ruedas y suelo, la mááquinaquina
avanza correctamente.avanza correctamente.
Por lo tanto, de nada sirve una mPor lo tanto, de nada sirve una mááquina con un grupoquina con un grupo
propulsor muy potente si no tiene el peso suficiente como parapropulsor muy potente si no tiene el peso suficiente como para
garantizar la adherencia.garantizar la adherencia.
2323
EcuaciEcuacióón deln del movimmovim. Resistencia a la tracci. Resistencia a la traccióónn
LaLa resistencia a la rodaduraresistencia a la rodadura es el esfuerzo que hay que venceres el esfuerzo que hay que vencer
para mantener una velocidad constante del vehpara mantener una velocidad constante del vehíículo sobre unculo sobre un
tipo de terreno dado.tipo de terreno dado.
Para vehPara vehíículos sobreculos sobre
neumneumááticos, la resistencia a laticos, la resistencia a la
rodadura se compone de unrodadura se compone de un
ttéérmino para vencer lasrmino para vencer las
resistencias internas y de otroresistencias internas y de otro
que es proporcional a laque es proporcional a la
penetracipenetracióón de los neumn de los neumááticosticos
en el terreno.en el terreno.
2424
Los vehLos vehíículos sobre orugas llevan su propio camino deculos sobre orugas llevan su propio camino de
rodadura, que no ofrece resistencia al desplazamiento, por lorodadura, que no ofrece resistencia al desplazamiento, por lo
que la resistencia a la rodadura es causadaque la resistencia a la rodadura es causada úúnicamente por lanicamente por la
friccifriccióón interior.n interior.
La resistencia a la rodadura depende de:La resistencia a la rodadura depende de:
El peso total del vehEl peso total del vehíículo.culo.
El tipo de terreno.El tipo de terreno.
El tipo de tren de rodaje (neumEl tipo de tren de rodaje (neumááticos o cadenas).ticos o cadenas).
La velocidad de desplazamiento: en movimiento de tierrasLa velocidad de desplazamiento: en movimiento de tierras
puede considerarse que no afecta.puede considerarse que no afecta.
La presiLa presióón de inflado, para neumn de inflado, para neumááticos.ticos.

2525
La resistencia a la rodadura se calcula:La resistencia a la rodadura se calcula:
R RR f W= ⋅
siendo:siendo: RRRR resistencia a la rodadura,resistencia a la rodadura,
ffRR factor de resistencia a la rodadura,factor de resistencia a la rodadura,
WW peso total de la mpeso total de la mááquina.quina.
Factores de resistencia a la rodadura (Factores de resistencia a la rodadura (kpkp/t):/t):
8080 –– 100100110110 –– 130130130130 –– 145145Arena sueltaArena suelta
140140 -- 170170
7575 –– 100100
3535 –– 5050
2525 –– 3535
2525 –– 3030
2222
Baja presiBaja presióónn
100100 -- 120120150150 -- 200200
Camino fangoso irregular yCamino fangoso irregular y
penetracipenetracióón de mn de máás de 15 cms de 15 cm
7070 –– 90909090 –– 110110
Camino muy blando de tierra,Camino muy blando de tierra,
superficie irregular y penetracisuperficie irregular y penetracióónn
de 10de 10 óó 15 cm15 cm
4040 –– 45455050 –– 7070
Camino blando de tierra,Camino blando de tierra,
superficie irregular y penetracisuperficie irregular y penetracióónn
de 2de 2 óó 3 cm3 cm
3030 –– 40402020 –– 3535
Camino firme, superficie plana yCamino firme, superficie plana y
ligera flexiligera flexióón bajo cargan bajo carga
3030 –– 35352020 –– 3232Asfalto en buen estadoAsfalto en buen estado
27271717HormigHormigóón lison liso
Alta presiAlta presióónn
CadenasCadenas
NeumNeumááticosticos
Tipos de terrenoTipos de terreno
2727
LaLa resistencia a la pendienteresistencia a la pendiente es la componente del pesoes la componente del peso
paralela al plano de rodadura.paralela al plano de rodadura.
senPR W α= ⋅
siendo:siendo:
RRPP resistencia a la pendiente,resistencia a la pendiente,
WW peso total de la mpeso total de la mááquina,quina,
aa áángulo que forman el terrenongulo que forman el terreno
y el plano horizontal.y el plano horizontal.
2828
Para pendientes pequePara pendientes pequeññas (hasta el 20%) se cumple:as (hasta el 20%) se cumple:
sen tg
100
iα α= =
Si el vehSi el vehíículo sube la resistencia a la pendiente es positiva y siculo sube la resistencia a la pendiente es positiva y si
baja es negativa.baja es negativa.
siendo: i pendiente en %.siendo: i pendiente en %.
( ) 10 ( ) (%)PR kp W t i= ⋅ ⋅
Por lo tanto, la resistencia a la pendiente aproximadamentePor lo tanto, la resistencia a la pendiente aproximadamente
es:es:

2929
LaLa resistencia a la aceleraciresistencia a la aceleracióónn es la fuerza de inercia,es la fuerza de inercia,
supuesta una aceleracisupuesta una aceleracióón constante para pasar de vn constante para pasar de v11 a va v22 enen
un tiempo t.un tiempo t.
2 2
2 1 2 1v v v v
2.
A
W W W
R a
g g t g d
− −
= ⋅ = ⋅ = ⋅
En el movimiento de tierras, esta aceleraciEn el movimiento de tierras, esta aceleracióón es pequen es pequeñña.a.
En el caso de frenado es muy importante porque nos da laEn el caso de frenado es muy importante porque nos da la
distancia de frenado.distancia de frenado.
3030
LaLa resistencia al aireresistencia al aire es:es:
2
aire vR K S= ⋅ ⋅
siendo:siendo: KK coeficiente que depende de la formacoeficiente que depende de la forma
aerodinaerodináámica, comprendido entre 0,02 y 0,08mica, comprendido entre 0,02 y 0,08
SS superficie desplazada normal a la direccisuperficie desplazada normal a la direccióón deln del
movimiento,movimiento,
vv velocidad relativa entre el aire y el vehvelocidad relativa entre el aire y el vehíículo.culo.
Para bajas velocidades y vientos moderados (velocidadPara bajas velocidades y vientos moderados (velocidad
relativa menor de 80relativa menor de 80 kmkm/h), la resistencia al aire es/h), la resistencia al aire es
despreciable.despreciable.
3131
LaLa resistencia total a la tracciresistencia total a la traccióónn es la suma de las cuatroes la suma de las cuatro
anteriores.anteriores.
total aireR P AR R R R R= + + +
Si se desprecian la resistencia a la aceleraciSi se desprecian la resistencia a la aceleracióón y al aire, lan y al aire, la
resistencia total queda:resistencia total queda:
total 10R P RR R R f W i W= + = ⋅ ± ⋅ ⋅
total ( 10 )RR f i W= ± ⋅ ⋅
3232
La resistencia total debe ser menor que la tracciLa resistencia total debe ser menor que la traccióón disponiblen disponible
y que la tracciy que la traccióón utilizable.n utilizable.
total DR T≤
total UR T≤
Recordar que para que la mRecordar que para que la mááquina no deslice:.quina no deslice:.
D UT T≤

3333
vv11:: TTDD > T> TUU la mla mááquina deslizaquina desliza
vv22:: TTDD = T= TUU > R> RTT vv22 es ves váálidalida
vv33:: TTDD = R= RTT < T< TUU vv33 es ves váálidalida
vv44:: TTDD < R< RTT falta potenciafalta potencia
Rango de velocidades:Rango de velocidades: vv22 ≤≤ vv ≤≤ vv33
TD
TU
RT
V1 V2 V3 V4
Velocidades
Tracciones
ElEl rangorango óóptimo de velocidadesptimo de velocidades serseráá::
3434
Ciclo de trabajo y producciCiclo de trabajo y produccióónn
ElEl ciclociclo es el conjunto de operaciones necesarias que sees el conjunto de operaciones necesarias que se
repiten una y otra vez, para llevar a cabo un trabajo.repiten una y otra vez, para llevar a cabo un trabajo.
ElEl tiempo de ciclotiempo de ciclo es el tiempo invertido en realizar un cicloes el tiempo invertido en realizar un ciclo
completo. Se compone de una componente fija (tiempos decompleto. Se compone de una componente fija (tiempos de
carga, de descarga, etc.) y de una variable (tiempo decarga, de descarga, etc.) y de una variable (tiempo de
acarreo, de retorno, etc.)acarreo, de retorno, etc.)
LaLa producciproduccióónn es el nes el núúmero de unidades de trabajo que semero de unidades de trabajo que se
realiza en la unidad de tiempo.realiza en la unidad de tiempo.
En movimiento de tierras, las unidades de trabajo mEn movimiento de tierras, las unidades de trabajo mááss
empleadas son el metro cempleadas son el metro cúúbico y la tonelada y para el tiempobico y la tonelada y para el tiempo
la hora o el dla hora o el díía.a.
3535
La producciLa produccióón depende de:n depende de:
La eficiencia horaria.La eficiencia horaria.
Las condiciones de trabajo.Las condiciones de trabajo.
Naturaleza, disposiciNaturaleza, disposicióón y grado de humedad del terreno.n y grado de humedad del terreno.
Accesos: pendiente, estado del firme, etc.Accesos: pendiente, estado del firme, etc.
ClimatologClimatologíía.a.
Altitud, puede reducir la potencia de las mAltitud, puede reducir la potencia de las mááquinas.quinas.
OrganizaciOrganizacióón de la obra.n de la obra.
PlanificaciPlanificacióón: esperas, maniobras,...n: esperas, maniobras,...
Incentivos a la producciIncentivos a la produccióónn
Habilidad y experiencia del operador.Habilidad y experiencia del operador.
3636
La producciLa produccióón horaria ten horaria teóórica (trica (t óó mm33 por hora) es el productopor hora) es el producto
de la capacidad por ciclo (tde la capacidad por ciclo (t óó mm33 por ciclo) por el npor ciclo) por el núúmero demero de
ciclos por hora (ciclos por hora).ciclos por hora (ciclos por hora).
La producciLa produccióón horaria real es la anterior multiplicada por losn horaria real es la anterior multiplicada por los
factores correctores, como la eficiencia horaria, el factor defactores correctores, como la eficiencia horaria, el factor de
disponibilidad de la mdisponibilidad de la mááquina, etc.quina, etc.

3737
Tipos de excavaciTipos de excavacióónn
Los tipos de excavaciLos tipos de excavacióón se pueden dividir en tres grupos:n se pueden dividir en tres grupos:
A cielo abiertoA cielo abierto
SubterrSubterrááneanea
SubacuSubacuáática.tica.
Dependiendo del tipo de terreno y del material excavado, seDependiendo del tipo de terreno y del material excavado, se
tendrtendráán que usar unos medios de excavacin que usar unos medios de excavacióón u otros.n u otros.
ExcavaciExcavacióón a cielo abierton a cielo abierto
En este caso, los trabajos se realizan en seco o con muy pocaEn este caso, los trabajos se realizan en seco o con muy poca
agua.agua.
El mEl méétodo de excavacitodo de excavacióón sern seráá::
Medios de transporte especiales o desecaciMedios de transporte especiales o desecacióónnFangosFangos
A manoA manoTierrasTierras
Medios mecMedios mecáánicosnicosTerreno en trTerreno en tráánsitonsito
Explosivos oExplosivos o ripadoripadoTerreno duroTerreno duro
ExplosivosExplosivosRocaRoca
MMéétodo de excavacitodo de excavacióónnTipo de terrenoTipo de terreno
3939
ExcavaciExcavacióón subterrn subterrááneanea
Puede ser:Puede ser:
En tEn túúnel y galernel y galeríías: normalmente es necesario el uso deas: normalmente es necesario el uso de
explosivos o de topos. Tambiexplosivos o de topos. Tambiéén pueden usarse rozadoras on pueden usarse rozadoras o
martillos de percusimartillos de percusióón. Si los terrenos son inestables suelenn. Si los terrenos son inestables suelen
utilizarse los escudos. La secciutilizarse los escudos. La seccióón debe ser suficiente paran debe ser suficiente para
permitir el uso de medios mecpermitir el uso de medios mecáánicos de excavacinicos de excavacióón, cargan, carga
y acarreo.y acarreo.
En pozos: la excavaciEn pozos: la excavacióón es vertical o casi vertical, por lon es vertical o casi vertical, por lo
que los materiales tienen que ser extraque los materiales tienen que ser extraíídos por elevacidos por elevacióón.n.
Estas excavaciones estEstas excavaciones estáán fuertemente condicionadas por:n fuertemente condicionadas por:
la distancia de los frentes de ataque a los accesos y bocasla distancia de los frentes de ataque a los accesos y bocas
de entrada.de entrada.
la presencia de agua.la presencia de agua. 4040
ExcavaciExcavacióón subacun subacuááticatica
Son aquellas en las que no es posible realizar la excavaciSon aquellas en las que no es posible realizar la excavacióónn
desde tierra siendo necesario utilizar material flotante odesde tierra siendo necesario utilizar material flotante o
medios anmedios anáálogos.logos.
SegSegúún la naturaleza del fondo se pueden clasificar en:n la naturaleza del fondo se pueden clasificar en:
Arenas y fangos: los productos de excavaciArenas y fangos: los productos de excavacióón se puedenn se pueden
transportar por tubertransportar por tuberíías mediante bombas y dragas deas mediante bombas y dragas de
succisuccióón.n.
Arenas consolidadas y rocas blandas (moderadamenteArenas consolidadas y rocas blandas (moderadamente
duras): se utilizan dragas de succiduras): se utilizan dragas de succióón con cabezal cortador.n con cabezal cortador.
Fondos duros: mediante dragas de arranque de rosario.Fondos duros: mediante dragas de arranque de rosario.
Rocas: mediante martillos rompedores o explosivosRocas: mediante martillos rompedores o explosivos
subacusubacuááticos.ticos.

4141
ClasificaciClasificacióón de las mn de las mááquinas dequinas de
excavaciexcavacióón a cielo abierton a cielo abierto
Atendiendo a su traslaciAtendiendo a su traslacióón, se pueden clasificar en:n, se pueden clasificar en:
MMááquinas que excavan al trasladarse:quinas que excavan al trasladarse:
Tractores con hoja empujadora.Tractores con hoja empujadora.
Tractores con escarificador.Tractores con escarificador.
MototraMototraííllas.llas.
MMááquinas que excavan manteniquinas que excavan manteniééndose fijas:ndose fijas: cuando lacuando la
excavaciexcavacióón sale del alcance de la mn sale del alcance de la mááquina, se traslada a laquina, se traslada a la
nueva posicinueva posicióón pero no excava durante ese movimiento.n pero no excava durante ese movimiento.
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas de empuje frontal.ulicas de empuje frontal.
Retroexcavadoras.Retroexcavadoras.
Dragalinas.Dragalinas.
4242
TractoresTractores
Los tractores son equipos diseLos tractores son equipos diseññados para acciones deados para acciones de
excavaciexcavacióón y empuje.n y empuje.
Existen dos tipos: sobre ruedas y sobre cadenas.Existen dos tipos: sobre ruedas y sobre cadenas.
TractoresTractores
En las obras pEn las obras púúblicas el uso de los tractores sobre cadenas esblicas el uso de los tractores sobre cadenas es
mmáás ventajoso que los de neums ventajoso que los de neumááticos porque:ticos porque:
La superficie de apoyo es mayor y por lo tanto la presiLa superficie de apoyo es mayor y por lo tanto la presióónn
transmitida al terreno es menor, teniendo mtransmitida al terreno es menor, teniendo máás dificultadess dificultades
para hundirse (terrenos blandos o con agua).para hundirse (terrenos blandos o con agua).
La tracciLa traccióón utilizable es mayor (se considera todo el peson utilizable es mayor (se considera todo el peso
del vehdel vehíículo) por lo que es mculo) por lo que es máás fs fáácil evitar el deslizamientocil evitar el deslizamiento
(terrenos accidentados o con cierta pendiente).(terrenos accidentados o con cierta pendiente).
Tiene gran capacidad de maniobra (espacios pequeTiene gran capacidad de maniobra (espacios pequeñños).os).
En terrenos rocosos, el desgaste de los neumEn terrenos rocosos, el desgaste de los neumááticos es muyticos es muy
importante incidiendo significativamente en el coste delimportante incidiendo significativamente en el coste del
trabajo.trabajo.
En actividades agrEn actividades agríícola e industriales normalmente se utilizancola e industriales normalmente se utilizan
los tractores de neumlos tractores de neumááticos.ticos. 4444
TractoresTractores
Las aplicaciones de los tractores son:Las aplicaciones de los tractores son:
ComoComo elemento de tiroelemento de tiro ((pullpull): remolcando m): remolcando mááquinas quequinas que
no tengan suficiente traccino tengan suficiente traccióón o potencia (tran o potencia (traííllas,llas,
compactadores de neumcompactadores de neumááticos, rodillos vibratorios).ticos, rodillos vibratorios).
Actualmente, con este fin se utilizan menos ya que existeActualmente, con este fin se utilizan menos ya que existe
una tendencia a muna tendencia a mááquinas autopropulsadas.quinas autopropulsadas.
ComoComo elemento de empujeelemento de empuje ((pushpush): empujando a las): empujando a las
mototramototraííllas en la fase de carga.llas en la fase de carga.
ComoComo equipo de trabajoequipo de trabajo
hoja de empuje recta (bulldozer),hoja de empuje recta (bulldozer),
hoja de empuje orientable (hoja de empuje orientable (angledozerangledozer))
escarificador (escarificador (ripperripper).).

4545
Tractores. BulldozerTractores. Bulldozer
LaLa hoja de empuje frontalhoja de empuje frontal se utiliza para empujar el materialse utiliza para empujar el material
excavado superficialmente a pequeexcavado superficialmente a pequeññas distancias (20 a 60 m).as distancias (20 a 60 m).
En el movimiento de tierras, se utilizan mucho las cargadorasEn el movimiento de tierras, se utilizan mucho las cargadoras
y los camiones, por lo que el bulldozer es la my los camiones, por lo que el bulldozer es la mááquina dequina de
excavaciexcavacióón superficial que excava, transporta y amontona eln superficial que excava, transporta y amontona el
material en los radios de accimaterial en los radios de accióón de las cargadoras y camiones.n de las cargadoras y camiones.
Las principalesLas principales aplicacionesaplicaciones son:son:
Explanaciones de carreterasExplanaciones de carreteras
Limpieza del pie de cantera despuLimpieza del pie de cantera despuéés de las voladurass de las voladuras
Limpieza y desbroce de tierras, incluyendo arrastre deLimpieza y desbroce de tierras, incluyendo arrastre de
bolos, eliminacibolos, eliminacióón de tocones, apertura de caminos, derribon de tocones, apertura de caminos, derribo
dede áárboles, etc.rboles, etc.
La hoja de empuje recta (1) permanece perpendicular al ejeLa hoja de empuje recta (1) permanece perpendicular al eje
longitudinal de la mlongitudinal de la mááquina. Estquina. Estáá acoplada al tractor con dosacoplada al tractor con dos
brazos de empuje (2) articulados a los largueros del bastidorbrazos de empuje (2) articulados a los largueros del bastidor
del tren de rodaje en un extremo y a la parte inferior de ladel tren de rodaje en un extremo y a la parte inferior de la
hoja en el otro extremo. Una pareja de cilindros (3) suben yhoja en el otro extremo. Una pareja de cilindros (3) suben y
bajan la hoja (bajan la hoja (movimiento de elevacimovimiento de elevacióón y descenson y descenso).).
11 22
33
44
4747
Con la ayuda de los tirantes (4), se pueden realizar dosCon la ayuda de los tirantes (4), se pueden realizar dos
movimientos mmovimientos máás:s:
InclinaciInclinacióón transversal de la hojan transversal de la hoja
((tilttilt), actuando s), actuando sóólo en uno de loslo en uno de los
lados.lados.
InclinaciInclinacióón de la incidencia de lan de la incidencia de la
hojahoja ((tiptip), acortando o alargando en), acortando o alargando en
la misma cantidad los dos tirantes.la misma cantidad los dos tirantes.
Las hojas mLas hojas máás coms comúúnmente utilizadas son:nmente utilizadas son:
Hoja universal o en UHoja universal o en U: sus extremos forman un: sus extremos forman un áángulo dengulo de
2525ºº con la parte central, lo que permite reducir loscon la parte central, lo que permite reducir los
derrames laterales, ya que al avanzar el tractor losderrames laterales, ya que al avanzar el tractor los
extremos recogen el material que tiende a perderse por losextremos recogen el material que tiende a perderse por los
laterales. Es la de mayor capacidad por lo que es la mlaterales. Es la de mayor capacidad por lo que es la mááss
usada para empujar materiales que no ofrezcan especialesusada para empujar materiales que no ofrezcan especiales
dificultades.dificultades.
Hoja rectaHoja recta: carece de los extremos en: carece de los extremos en áángulos por lo quengulos por lo que
su capacidad para recoger material es menor, sin embargo,su capacidad para recoger material es menor, sin embargo,
da mejores resultados al excavar en terrenos difda mejores resultados al excavar en terrenos difííciles ociles o
rocas y en la apertura de caminos. Es de menor tamarocas y en la apertura de caminos. Es de menor tamañño.o.
HojaHoja semiuniversalsemiuniversal: se encuentra entre las dos anteriores.: se encuentra entre las dos anteriores.
Hay una tendencia a ella en los grandes tractores.Hay una tendencia a ella en los grandes tractores.

4949
Hoja amortiguadaHoja amortiguada: dise: diseññada paraada para
empujar las mototraempujar las mototraííllas. Suelellas. Suele
ser mser máás peques pequeñña que los otrosa que los otros
tipos y esttipos y estáá equipada con unequipada con un
refuerzo. La amortiguacirefuerzo. La amortiguacióón es taln es tal
que el tractor puede acoplarse aque el tractor puede acoplarse a
la mototrala mototraíílla estando ambas enlla estando ambas en
movimiento.movimiento.
5050
Tractores.Tractores. AngledozerAngledozer
LaLa hoja orientablehoja orientable puede adoptar distintas posiciones a lapuede adoptar distintas posiciones a la
transversal contransversal con áángulos fijos de derecha a izquierda de 25ngulos fijos de derecha a izquierda de 25ºº..
Su acoplamiento a la mSu acoplamiento a la mááquina es similar al del bulldozer yquina es similar al del bulldozer y
tambitambiéén posee los movimientosn posee los movimientos tilttilt yy tiptip..
En este equipo la hojaEn este equipo la hoja
utilizada es la recta yutilizada es la recta y
presenta una posicipresenta una posicióón muyn muy
adelantada por lo que suadelantada por lo que su
esfuerzo tractor es menoresfuerzo tractor es menor
que para los bulldozer.que para los bulldozer.
Tractores. RipperTractores. Ripper
ElEl escarificadorescarificador sirve para fragmentar las rocas y preparar elsirve para fragmentar las rocas y preparar el
terreno para su arranque con la hoja empujadora.terreno para su arranque con la hoja empujadora.
EstEstáá formado por un bastidor situado en la parte trasera delformado por un bastidor situado en la parte trasera del
tractor en el cual se fijan 1, 2tractor en el cual se fijan 1, 2 óó 3 v3 váástagos con dientes con unstagos con dientes con un
acoplamiento que permite cambiar su longitud.acoplamiento que permite cambiar su longitud.
5252
Mediante cilindros hidrMediante cilindros hidrááulicos (1) queulicos (1) que
actactúúan sobre el bastidor, los dientesan sobre el bastidor, los dientes
descienden clavdescienden claváándose sobre el terreno yndose sobre el terreno y
al ser arrastrados por el tractor producenal ser arrastrados por el tractor producen
profundos surcos quebrantprofundos surcos quebrantáándolo yndolo y
aflojaflojáándolo cuando es excesivamentendolo cuando es excesivamente
duro o cohesivo para poder ser removidoduro o cohesivo para poder ser removido
por la hoja frontal.por la hoja frontal.
ElEl áángulo de corte se varngulo de corte se varíía durante la penetracia durante la penetracióón medianten mediante
un cilindro hidrun cilindro hidrááulico (2). El vulico (2). El váástago varstago varíía su longitud dea su longitud de
voladizo cambiando los taladros de posicivoladizo cambiando los taladros de posicióón (3).n (3).
Deben evitarse esfuerzos transversales que lo pueden daDeben evitarse esfuerzos transversales que lo pueden daññar,ar,
por lo que cuando el vpor lo que cuando el váástago eststago estáá introducido el tractor sintroducido el tractor sóólolo
debe avanzar en ldebe avanzar en líínea recta.nea recta.
22
11
33

5353
Para seleccionar el equipo escarificador deben estudiarse tresPara seleccionar el equipo escarificador deben estudiarse tres
factores:factores:
PresiPresióón descendenten descendente que se puede obtener en la punta deque se puede obtener en la punta de
su escarificador, ya que determina su penetracisu escarificador, ya que determina su penetracióón.n.
PotenciaPotencia al volante del tractor, pues determina si el tractoral volante del tractor, pues determina si el tractor
tiene potencia suficiente para avanzar con los dientestiene potencia suficiente para avanzar con los dientes
clavados en el suelo.clavados en el suelo.
Peso del tractorPeso del tractor, ya que indica si el tractor tendr, ya que indica si el tractor tendráá suficientesuficiente
traccitraccióón para desarrollar su potencia.n para desarrollar su potencia.
5454
Tractores. Ciclo de trabajo como empujadorTractores. Ciclo de trabajo como empujador
El trabajo del tractor con su hoja empujadora consta de tresEl trabajo del tractor con su hoja empujadora consta de tres
fases:fases:
11ªª Fase:Fase: ExcavaciExcavacióón o arranquen o arranque. El tractor baja la hoja. El tractor baja la hoja
hasta que empiece a clavarse en el terreno y continhasta que empiece a clavarse en el terreno y continúúaa
avanzando disminuyendo su velocidad y aumentando suavanzando disminuyendo su velocidad y aumentando su
empuje.empuje.
22ªª Fase:Fase: Acarreo y apiladoAcarreo y apilado. El tractor contin. El tractor continúúa avanzando ya avanzando y
el operador levanta la hoja para empujar y transportar elel operador levanta la hoja para empujar y transportar el
material ya excavado. A continuacimaterial ya excavado. A continuacióón apila el material.n apila el material.
33ªª Fase:Fase: Retorno.Retorno. El tractor se detiene, invierte la marcha yEl tractor se detiene, invierte la marcha y
retrocede a mayor velocidad con la hoja levantada.retrocede a mayor velocidad con la hoja levantada.
5555
Tractores. Ciclo de trabajo como empujadorTractores. Ciclo de trabajo como empujador
Tractores. Capacidad de la hoja de empujeTractores. Capacidad de la hoja de empuje
La hoja empujadora transporta el material y para ello esLa hoja empujadora transporta el material y para ello es
necesario un esfuerzo que crece a medida que aumenta elnecesario un esfuerzo que crece a medida que aumenta el
tamatamañño de la hoja empleada, por ello debe limitarse elo de la hoja empleada, por ello debe limitarse el
tamatamañño de la hoja.o de la hoja.
La capacidad de la hoja no se puede determinar exactamente.La capacidad de la hoja no se puede determinar exactamente.
Si se asimila a una cuSi se asimila a una cuñña, su capacidad sera, su capacidad seráá::
21 1
2 tg 2 tg
H
C H L H L
α α
= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅
⋅
siendo:siendo: CC capacidad de la hoja,capacidad de la hoja,
HH altura de la hoja,altura de la hoja,
LL longitud de la hoja,longitud de la hoja,
aa áángulo de talud en reposongulo de talud en reposo..

5757
Tractores. Capacidad de la hoja de empujeTractores. Capacidad de la hoja de empuje
En la realidad muchas veces el material apilado no se pareceEn la realidad muchas veces el material apilado no se parece
a una cua una cuñña, su ca, su cáálculo se puede hacer:lculo se puede hacer:
2
· ·C K H L= siendo:siendo: KK coeficiente que depende del tipocoeficiente que depende del tipo
de hoja y del tipo de material.de hoja y del tipo de material.
5858
Tractores. Distancia de llenado y empujeTractores. Distancia de llenado y empuje
Para optimizar el rendimiento del bulldozer, debe conseguirsePara optimizar el rendimiento del bulldozer, debe conseguirse
llenos totales de la hoja, con el mllenos totales de la hoja, con el mááximo esfuerzo de laximo esfuerzo de la
mmááquina y el mquina y el míínimo tiempo posible. Por ello, debennimo tiempo posible. Por ello, deben
arrancarse capas tan gruesas como sea posible.arrancarse capas tan gruesas como sea posible.
Distancia de llenadoDistancia de llenado: distancia necesaria para llenar: distancia necesaria para llenar
totalmente la hoja, depende del grosor de la capa.totalmente la hoja, depende del grosor de la capa.
2
S
B S W LL
C V K H L
V V F d h L
⎧ ⎫= = ⋅ ⋅
⇒⎨ ⎬
= ⋅ = ⋅ ⋅⎩ ⎭
2
W W
LL
F K H F C
d
h L h
⋅ ⋅ ⋅
⇒ = =
⋅
5959
Tractores. Distancia de llenado y empujeTractores. Distancia de llenado y empuje
Distancia de empujeDistancia de empuje: distancia de excavaci: distancia de excavacióón mn máás la ques la que
recorre transportando el material sin excavar.recorre transportando el material sin excavar.
Al transportar pierde algo de material, por lo que lo mAl transportar pierde algo de material, por lo que lo mááss
rentable es que excave durante toda la distancia de empuje.rentable es que excave durante toda la distancia de empuje.
LaLa profundidadprofundidad óóptimaptima serseráá::
2
W WF K H F C
h
d L d
⋅ ⋅ ⋅
= =
⋅
6060
Tractores. Ciclo de trabajo combinandoTractores. Ciclo de trabajo combinando
escarificaciescarificacióón y empujen y empuje
Consiste en que parte del tiempo de trabajo el tractor loConsiste en que parte del tiempo de trabajo el tractor lo
dedica a escarificar de forma continua, y una vez que tienededica a escarificar de forma continua, y una vez que tiene
todo el material escarificado lo empuja como bulldozer.todo el material escarificado lo empuja como bulldozer.
El ciclo como escarificador consta de dos etapas:El ciclo como escarificador consta de dos etapas:
11ªª Fase: EscarificaciFase: Escarificacióónn. El tractor baja el. El tractor baja el ripperripper clavclaváándolondolo
en el terreno y avanza lentamente.en el terreno y avanza lentamente.
22ªª Fase: RetornoFase: Retorno. El tractor se detiene, invierte la marcha y. El tractor se detiene, invierte la marcha y
retrocede a mayor velocidad con elretrocede a mayor velocidad con el ripperripper levantado.levantado.
El ciclo como empujador se calcula como se indicEl ciclo como empujador se calcula como se indicóó
anteriormente.anteriormente.

6161
Tractores. ProducciTractores. Produccióónn
Las producciones tanto como empujador como escarificadorLas producciones tanto como empujador como escarificador
se pueden calcular:se pueden calcular:
Con grCon grááficas de producciones mficas de producciones mááximas teximas teóóricasricas
proporcionadas por los fabricantes, deben ser corregidasproporcionadas por los fabricantes, deben ser corregidas
con diversos factores como eficiencia horaria, coeficientecon diversos factores como eficiencia horaria, coeficiente
de llenado, factor de pendiente del terreno, etc..de llenado, factor de pendiente del terreno, etc..
Mediante la duraciMediante la duracióón y produccin y produccióón de los ciclos.n de los ciclos.
Si el tractor trabaja como empujador, la producciSi el tractor trabaja como empujador, la produccióón de unn de un
ciclo es la capacidad de la hoja.ciclo es la capacidad de la hoja.
Si el tractor trabaja combinadamente como escarificador ySi el tractor trabaja combinadamente como escarificador y
como empujador, la produccicomo empujador, la produccióónn óóptima se hallarptima se hallaráá de lade la
siguiente manera:siguiente manera:
6262
Tractores. ProducciTractores. Produccióónn
PPbb producciproduccióón horaria como empujador,n horaria como empujador,
PPee producciproduccióón horaria como escarificador,n horaria como escarificador,
ttbb tiempo dedicado al empuje en cada hora,tiempo dedicado al empuje en cada hora,
ttee tiempo dedicado al escarificado en cada hora,tiempo dedicado al escarificado en cada hora,
XXbb producciproduccióón como empujador en el tiempon como empujador en el tiempo ttbb ,,
XXee producciproduccióón como escarificador en el tiempon como escarificador en el tiempo ttee ,,
XX producciproduccióón combinada.n combinada.
Para optimizar el rendimiento:Para optimizar el rendimiento:
( )1b e b b e e e bX X X X P t P t P t= = ⇒ = ⋅ = ⋅ = ⋅ −
b e
b e
P P
X
P P
⋅
=
+
b
e
b e
P
t
P P
=
+
e
b
b e
P
t
P P
=
+
6363
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicasulicas
Las excavadoras hidrLas excavadoras hidrááulicas son mulicas son mááquinas disequinas diseññadas paraadas para
excavar terrenos, se llaman hidrexcavar terrenos, se llaman hidrááulicas porque su equipo deulicas porque su equipo de
trabajo se mueve mediante cilindros hidrtrabajo se mueve mediante cilindros hidrááulicos.ulicos.
Se diferencian de otras mSe diferencian de otras mááquinas porque trabajan fijas, squinas porque trabajan fijas, sóólolo
mueven la superestructura. Cuando la excavacimueven la superestructura. Cuando la excavacióón sale de sun sale de su
alcance la malcance la mááquina se mueve pero durante estequina se mueve pero durante este
desplazamiento la mdesplazamiento la mááquina no excava.quina no excava.
Las grandes dimensiones de sus equipos de trabajo lesLas grandes dimensiones de sus equipos de trabajo les
permiten tener una capacidad de carga superior a la de laspermiten tener una capacidad de carga superior a la de las
cargadoras, en cuanto a alcance y altura y al evitarsecargadoras, en cuanto a alcance y altura y al evitarse
desplazamientos se disminuyen los tiempos de ciclodesplazamientos se disminuyen los tiempos de ciclo
alcanzalcanzáándose mayores producciones.ndose mayores producciones.
6464
Las excavadoras hidrLas excavadoras hidrááulicas pueden ser:ulicas pueden ser:
Sobre ruedasSobre ruedas: con velocidades comprendidas entre 0 y 20: con velocidades comprendidas entre 0 y 20
kmkm/h./h. ÚÚnicamente existe el tipo retroexcavadora con pocanicamente existe el tipo retroexcavadora con poca
capacidad. Ademcapacidad. Ademáás necesitan apoyos estabilizadores paras necesitan apoyos estabilizadores para
no moverse durante la excavacino moverse durante la excavacióón. Constan de dos ejes den. Constan de dos ejes de
ruedas neumruedas neumááticas y de un bastidor con corona dentada enticas y de un bastidor con corona dentada en
el que se acopla la superestructura permitiendo su giro.el que se acopla la superestructura permitiendo su giro.
Sobre cadenasSobre cadenas: con velocidades comprendidas entre 0 y 3: con velocidades comprendidas entre 0 y 3
kmkm/h. Es el tren de rodaje m/h. Es el tren de rodaje máás utilizado porque tienes utilizado porque tiene
mayor adherencia y por la poca presimayor adherencia y por la poca presióón que transmiten losn que transmiten los
trenes al terreno. Constan de dos trenes de rodaje y de untrenes al terreno. Constan de dos trenes de rodaje y de un
bastidor con corona dentada en el que se acopla labastidor con corona dentada en el que se acopla la
superestructura permitiendo su giro.superestructura permitiendo su giro.

6565
El equipo de trabajo consta de:El equipo de trabajo consta de:
PlumaPluma (1): su elevaci(1): su elevacióón y descenso se realiza con ayuda den y descenso se realiza con ayuda de
unos cilindros hidrunos cilindros hidrááulicos (2).ulicos (2).
BrazoBrazo (3): es el elemento de uni(3): es el elemento de unióón entre la pluma y el cazon entre la pluma y el cazo
articulado en ambos elementos. Su movimiento de producearticulado en ambos elementos. Su movimiento de produce
mediante la accimediante la accióón de un cilindro hidrn de un cilindro hidrááulico (4).ulico (4).
CazoCazo (5): su movimiento tambi(5): su movimiento tambiéén se acciona con unn se acciona con un
cilindro hidrcilindro hidrááulico (6).ulico (6).
11
33
55
22
66
44
6666
La pluma puede ser de dos tipos:La pluma puede ser de dos tipos:
Monobloque: formada por una sola pieza, posee tresMonobloque: formada por una sola pieza, posee tres
conjuntos de cilindros hidrconjuntos de cilindros hidrááulicos en total.ulicos en total.
Formada por dos piezas unidas por una articulaciFormada por dos piezas unidas por una articulacióón, poseen, posee
cuatro conjuntos de cilindros hidrcuatro conjuntos de cilindros hidrááulicos en total.ulicos en total.
El cazo puede ser de varios tipos:El cazo puede ser de varios tipos:
Cazo convencionalCazo convencional: para la descarga bascula por el giro: para la descarga bascula por el giro
producido por un cilindro hidrproducido por un cilindro hidrááulico, que tambiulico, que tambiéén producen produce
la fuerza de arranque.la fuerza de arranque.
Cazo de descarga por el fondoCazo de descarga por el fondo óó 4 en 1: es el m4 en 1: es el mááss
moderno y smoderno y sóólo se usa en excavadoras de empuje frontal.lo se usa en excavadoras de empuje frontal.
Para la descarga se abre por el fondo mediante unosPara la descarga se abre por el fondo mediante unos
cilindros hidrcilindros hidrááulicos colocados en el propio cazo. Da ciclosulicos colocados en el propio cazo. Da ciclos
mmáás rs ráápidos pero es mpidos pero es máás pesado, complicado y costoso.s pesado, complicado y costoso.
Equipo bivalvoEquipo bivalvo: se trata de una cuchara prensil compuesta: se trata de una cuchara prensil compuesta
por dos mandpor dos mandííbulas de acero que se articulan entre sbulas de acero que se articulan entre síí
accionadas por dos cilindros hidraccionadas por dos cilindros hidrááulicos y que puedenulicos y que pueden
cerrarse para cargar materiales y abrirse para descargarlos.cerrarse para cargar materiales y abrirse para descargarlos.
6868

6969
SegSegúún sea el equipo de trabajo recibe los siguientes nombres:n sea el equipo de trabajo recibe los siguientes nombres:
Excavadora de empuje frontalExcavadora de empuje frontal
RetroexcavadoraRetroexcavadora
Excavadora bivalvaExcavadora bivalva
7070
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas de empuje frontalulicas de empuje frontal
El cazo estEl cazo estáá colocado con los dientes orientados hacia elcolocado con los dientes orientados hacia el
exterior. Para el arranque se mueve alejexterior. Para el arranque se mueve alejáándose de la mndose de la mááquinaquina
eleveleváándose en un plano superior.ndose en un plano superior.
Sus aplicaciones son:Sus aplicaciones son:
ExcavaciExcavacióón en bancos den en bancos de
altura, por encima del plano dealtura, por encima del plano de
apoyo de la mapoyo de la mááquina.quina.
Frentes de canteras despuFrentes de canteras despuéés des de
las voladuras.las voladuras.
7171
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas retroexcavadorasulicas retroexcavadoras
El cazo estEl cazo estáá colocado con los dientes orientados hacia lacolocado con los dientes orientados hacia la
mmááquina. El arranque se produce acercquina. El arranque se produce acercáándose a la mndose a la mááquina,quina,
si estsi estáá en un plano inferior de abajo hacia arriba y si esten un plano inferior de abajo hacia arriba y si estáá enen
un plano superior de arriba a abajo.un plano superior de arriba a abajo.
Excavaciones por debajo del plano deExcavaciones por debajo del plano de
apoyo de la mapoyo de la mááquina.quina.
ExcavaciExcavacióón de paredes verticalesn de paredes verticales
estables.estables.
Trincheras y zanjas para tuberTrincheras y zanjas para tuberíías,as,
cables, etc.cables, etc.
ExcavaciExcavacióón de la cimentacin de la cimentacióón den de
edificios.edificios.
Refino de taludes.Refino de taludes. 7272
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas con equipo bivalvoulicas con equipo bivalvo
Son de gran utilidad cuando existe poco espacio de maniobraSon de gran utilidad cuando existe poco espacio de maniobra
o cuando se deben alcanzar grandes profundidades.o cuando se deben alcanzar grandes profundidades.
pozos,pozos,
zanjas profundas,zanjas profundas,
pilotes,pilotes,
pantallas continuas.pantallas continuas.

7373
A veces, se les acopla otros accesorios como:A veces, se les acopla otros accesorios como:
MandMandííbulas hidrbulas hidrááulicasulicas
TrituraciTrituracióón del hormign del hormigóónn
PulverizaciPulverizacióón del hormign del hormigóónn
Cazos estrechos para zanjas.Cazos estrechos para zanjas.
Martillo rompedor hidrMartillo rompedor hidrááulico.ulico.
DemoliciDemolicióón de estructuras y losas de hormign de estructuras y losas de hormigóón.n.
DemoliciDemolicióón de pavimentos asfn de pavimentos asfáálticos.lticos.
Apertura de zanjas.Apertura de zanjas.
Alternativa de la voladura.Alternativa de la voladura.
TTúúneles calizos.neles calizos.
Pinza para bloques de escollera.Pinza para bloques de escollera.
Escarificador oEscarificador o ripperripper
7474
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Cazosulicas. Cazos
Los cazos llevan el labio inferior cortante reforzado conLos cazos llevan el labio inferior cortante reforzado con
robustos dientes cambiables. Para aumentar la fuerza derobustos dientes cambiables. Para aumentar la fuerza de
arranque, los dientes deben apoyar en el suelo pero no elarranque, los dientes deben apoyar en el suelo pero no el
cazo.cazo.
La capacidad del cazo pueden ser a ras o colmada.La capacidad del cazo pueden ser a ras o colmada.
Las pendientes para la capacidad colmada son:Las pendientes para la capacidad colmada son:
Empuje frontal 1:2Empuje frontal 1:2
Equipo retro 1:1 a 1:2Equipo retro 1:1 a 1:2
7575
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Fuerza de excavaciulicas. Fuerza de excavacióónn
La fuerza de excavaciLa fuerza de excavacióón es lan es la
fuerza de penetracifuerza de penetracióón del cazon del cazo
en el terreno, se produce por laen el terreno, se produce por la
acciaccióón combinada de lasn combinada de las
siguientes fuerzas:siguientes fuerzas:
Fuerza de empuje del brazoFuerza de empuje del brazo
o fuerza de penetracio fuerza de penetracióón (Fn (FBB).).
Fuerza de excavaciFuerza de excavacióón deln del
cazo o giro del cazo (Fcazo o giro del cazo (FGG).).
7676
Como laComo la fuerza de empuje del brazofuerza de empuje del brazo es inversamentees inversamente
proporcional a la longitud del brazo, cuanto mayor seaproporcional a la longitud del brazo, cuanto mayor sea ééstasta
menor sermenor seráá la fuerza de empuje. Los fabricantes suelenla fuerza de empuje. Los fabricantes suelen
ofrecer distintas longitudes de brazo:ofrecer distintas longitudes de brazo:
Brazo corto: para trabajos duros.Brazo corto: para trabajos duros.
Brazo normal: para trabajos normales.Brazo normal: para trabajos normales.
Brazo largo: para excavaciones a gran profundidad.Brazo largo: para excavaciones a gran profundidad.
LaLa fuerza de excavacifuerza de excavacióón o giro del cazon o giro del cazo es inversamentees inversamente
proporcional al radio del cazo, por eso cuando el materialproporcional al radio del cazo, por eso cuando el material
tiene gran tamatiene gran tamañño o el trabajo es duro deben emplearse cazoso o el trabajo es duro deben emplearse cazos
cortos.cortos.

7777
Para que durante la excavaciPara que durante la excavacióón la mn la mááquina no se desplace, sequina no se desplace, se
debe cumplir:debe cumplir:
siendo:siendo: FFHH componente horizontal de la fuerza de excavacicomponente horizontal de la fuerza de excavacióón,n,
WW peso de la excavadora,peso de la excavadora,
μμ coeficiente de rozamiento de las cadenas con elcoeficiente de rozamiento de las cadenas con el
suelo, aproximadamente 0,60.suelo, aproximadamente 0,60.
HF Wμ≤ ⋅
Si no se cumple la anterior relaciSi no se cumple la anterior relacióón, las excavadoras den, las excavadoras de
empuje frontal se desplazan en sentido contrario, pero lasempuje frontal se desplazan en sentido contrario, pero las
retroexcavadoras pueden caer por el terraplretroexcavadoras pueden caer por el terrapléén.n.
7878
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Mulicas. Méétodos de trabajotodos de trabajo
Excavadoras de empuje frontal:Excavadoras de empuje frontal:
La excavadora y el dLa excavadora y el dúúmpermper
estestáán situados en el mismon situados en el mismo
plano, en el de corte.plano, en el de corte.
Retroexcavadoras:Retroexcavadoras:
En distinto plano que elEn distinto plano que el
ddúúmper (en el plano inferior),mper (en el plano inferior),
se deben buscarse deben buscar áángulos dengulos de
giro pequegiro pequeñños (entre 10 yos (entre 10 y
4545ºº) para reducir el tiempo) para reducir el tiempo
de ciclo.de ciclo.
7979
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Mulicas. Méétodos de trabajotodos de trabajo
En el mismo plano que el dEn el mismo plano que el dúúmper, cuando no se puedemper, cuando no se puede
circular en el plano inferior. Loscircular en el plano inferior. Los áángulos de giro de la retrongulos de giro de la retro
son 90son 90ºº óó 180180ºº..
Otros trabajos que pueden realizar las excavadoras son:Otros trabajos que pueden realizar las excavadoras son:
dragados, trabajos como grdragados, trabajos como grúúas, desbroce de terrenos,as, desbroce de terrenos,
perfilado de taludes, colocaciperfilado de taludes, colocacióón de escolleras, etc.n de escolleras, etc.
8080
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Ciclo de trabajoulicas. Ciclo de trabajo
Consta de 4 fases:Consta de 4 fases:
11ªª Fase:Fase: CargaCarga. La excavadora hinca los dientes del cazo. La excavadora hinca los dientes del cazo
en el terreno y lo mueve en el frente de excavacien el terreno y lo mueve en el frente de excavacióónn
cargcargáándolo.ndolo.
22ªª Fase:Fase: GiroGiro. Una vez cargado el cazo, se eleva mediante. Una vez cargado el cazo, se eleva mediante
la elevacila elevacióón de la pluma y el brazo y se produce el giro den de la pluma y el brazo y se produce el giro de
la plataforma hasta el punto de descarga.la plataforma hasta el punto de descarga.
33ªª Fase:Fase: DescargaDescarga. Colocado el cazo sobre la caja del. Colocado el cazo sobre la caja del
ddúúmper, se procede a la descarga.mper, se procede a la descarga.
44ªª Fase:Fase: Giro en sentido contrarioGiro en sentido contrario. Descargado el cazo, la. Descargado el cazo, la
plataforma gira hacia el frente de excavaciplataforma gira hacia el frente de excavacióón paran para
comenzar el ciclo.comenzar el ciclo.

8181
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Producciulicas. Produccióónn
La producciLa produccióón de una excavadora depende de:n de una excavadora depende de:
Capacidad del cazo.Capacidad del cazo.
Grado de llenado del cazo.Grado de llenado del cazo.
Capacidad de acarreo del medio de transporte.Capacidad de acarreo del medio de transporte.
Naturaleza del material a excavar.Naturaleza del material a excavar.
ÁÁngulo de giro de la plataforma.ngulo de giro de la plataforma.
Carrera: recorrido del cazo una vez efectuada laCarrera: recorrido del cazo una vez efectuada la
penetracipenetracióón hasta el momento en que cesa la operacin hasta el momento en que cesa la operacióón. Lan. La
carreracarrera óóptima es la que consigue el llenado total del cazoptima es la que consigue el llenado total del cazo
de una sola vez.de una sola vez.
OrganizaciOrganizacióón de la obra.n de la obra.
Desplazamientos de la excavadora.Desplazamientos de la excavadora.
Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Producciulicas. Produccióónn
LL G H h m
L
P C N f f f f f= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
siendo:siendo: CC capacidad de la cuchara correspondiente a lacapacidad de la cuchara correspondiente a la
carreracarrera óóptima,ptima,
NN nnúúmero de ciclos,mero de ciclos,
ffLLLL factor de llenado,factor de llenado,
ffGG factor de correccifactor de correccióón debido al giro,n debido al giro,
ffHH/L/L factor de correccifactor de correccióón debido a % de carreran debido a % de carrera óóptima,ptima,
ffhh factor de eficiencia horaria,factor de eficiencia horaria,
ffmm factor de organizacifactor de organizacióón de la obra (varn de la obra (varíía entre 0,8 ya entre 0,8 y
0,6).0,6).
No olvidar la influencia de los desplazamientos de la excavadoraNo olvidar la influencia de los desplazamientos de la excavadora..
8383
CargadorasCargadoras
La cargadora es una mLa cargadora es una mááquina equipada con cuchara frontal yquina equipada con cuchara frontal y
un sistema de brazos accionado por cilindros hidrun sistema de brazos accionado por cilindros hidrááulicos, cuyaulicos, cuya
funcifuncióón principal es:n principal es:
Cargar materiales sueltos de abajo hacia arriba.Cargar materiales sueltos de abajo hacia arriba.
Transportarlos a distancias mTransportarlos a distancias míínimas.nimas.
Descargarlos sobre tolvas de poca altura o sobre medios deDescargarlos sobre tolvas de poca altura o sobre medios de
acarreo (camiones y dacarreo (camiones y dúúmperes).mperes).
Debido a la elevada fuerza de sus cilindros tambiDebido a la elevada fuerza de sus cilindros tambiéén es capazn es capaz
de arrancar material en banco de no mucha resistencia.de arrancar material en banco de no mucha resistencia.
8484

8585
Hay dos tipos de cargadoras:Hay dos tipos de cargadoras:
Cargadoras de ruedasCargadoras de ruedas: actualmente la mayor: actualmente la mayoríía de lasa de las
cargadoras son de este tipo. El mecanismo de traslacicargadoras son de este tipo. El mecanismo de traslacióónn
estestáá constituido por cuatro ruedas motrices de granconstituido por cuatro ruedas motrices de gran
didiáámetro y todas iguales. Normalmente las cargadorasmetro y todas iguales. Normalmente las cargadoras
sobre neumsobre neumááticos tienen el bastidor articulado.ticos tienen el bastidor articulado.
8686
Cargadoras sobre cadenasCargadoras sobre cadenas: se utilizan para trabajos: se utilizan para trabajos
especiales y se desplazan sobre dos carros de cadenas.especiales y se desplazan sobre dos carros de cadenas.
Comparadas con las de ruedas, a igualdad de cucharaComparadas con las de ruedas, a igualdad de cuchara
tienen mtienen máás peso y por lo tanto mayor fuerza de arranque ys peso y por lo tanto mayor fuerza de arranque y
como la fuerza de rozamiento tambicomo la fuerza de rozamiento tambiéén es mayor, la fuerzan es mayor, la fuerza
de excavacide excavacióón es mayor.n es mayor.
8787
ElEl equipo de trabajoequipo de trabajo consta de:consta de:
Mecanismo de elevaciMecanismo de elevacióónn
Mecanismo de volteoMecanismo de volteo
CucharaCuchara
Otros accesorios, en las deOtros accesorios, en las de
cadenas el mcadenas el máás importantes importante
es el escarificador.es el escarificador.
8888
LosLos parparáámetros caractermetros caracteríísticos geomsticos geoméétricostricos son:son:
Altura de descargaAltura de descarga: es la m: es la mááxima altura que hay desde elxima altura que hay desde el
terreno hasta el borde de la cuchara, puesta en su posiciterreno hasta el borde de la cuchara, puesta en su posicióónn
mmáás baja y una vez levantados los brazos. Cuanto mayors baja y una vez levantados los brazos. Cuanto mayor
sea, mayor altura de caja y por lo tanto, mayor tonelajesea, mayor altura de caja y por lo tanto, mayor tonelaje
podrpodráán tener los camiones o dn tener los camiones o dúúmperes.mperes.
AlcanceAlcance: es la distancia entre dos verticales, una la: es la distancia entre dos verticales, una la
tangente a la rueda o a la cadena y otra que pase por eltangente a la rueda o a la cadena y otra que pase por el
extremo del diente estando la cuchara volcada y en suextremo del diente estando la cuchara volcada y en su
posiciposicióón mn máás alta.s alta.

8989
LosLos parparáámetros caractermetros caracteríísticos dinsticos dináámicosmicos son:son:
Carga de vuelcoCarga de vuelco: es el peso m: es el peso míínimo en el centro denimo en el centro de
gravedad de la carga que es capaz de levantar las ruedasgravedad de la carga que es capaz de levantar las ruedas
traseras o ruedas cabillas (en cadenas) del suelo en latraseras o ruedas cabillas (en cadenas) del suelo en la
posiciposicióón mn máás avanzada del brazo.s avanzada del brazo.
Carga mCarga mááxima operacionalxima operacional: es la carga de trabajo en las: es la carga de trabajo en las
siguientes condiciones:siguientes condiciones:
No debe exceder del 50% de la carga de vuelco en las cargadorasNo debe exceder del 50% de la carga de vuelco en las cargadoras
de ruedas ni del 35% en las de cadenas.de ruedas ni del 35% en las de cadenas.
Debe ser igual a la capacidad de elevaciDebe ser igual a la capacidad de elevacióón en cualquier posicin en cualquier posicióón den de
cuchara, girada 40cuchara, girada 40ºº..
Para un tamaPara un tamañño y tipo de cazo determinado.o y tipo de cazo determinado.
La velocidad de la marcha no debe ser superior a 6,43La velocidad de la marcha no debe ser superior a 6,43 kmkm/h./h.
En terreno firme, suave y llano.En terreno firme, suave y llano.
Capacidad de elevaciCapacidad de elevacióónn del sistema hidrdel sistema hidrááulico: es el mayorulico: es el mayor
peso que el cilindro puede levantar a una cierta alturapeso que el cilindro puede levantar a una cierta altura
determinada por el fabricante. Como este valor es superiordeterminada por el fabricante. Como este valor es superior
a la carga de vuelco, el ensayo debe hacerse con laa la carga de vuelco, el ensayo debe hacerse con la
mmááquina anclada en su parte posterior.quina anclada en su parte posterior.
Fuerza de arranqueFuerza de arranque: es la fuerza de elevaci: es la fuerza de elevacióón verticaln vertical
medida en el borde de la cuchilla de la cuchara. Es elmedida en el borde de la cuchilla de la cuchara. Es el
parparáámetro mmetro máás importante ya que da una idea del poders importante ya que da una idea del poder
de excavacide excavacióón de la cargadora.n de la cargadora.
siendo:siendo: MM par de arranque,par de arranque,
FF fuerza de arranque,fuerza de arranque,
LL longitud del fondo de cuchara.longitud del fondo de cuchara.
M F L= ⋅
9191
Cargadoras. Fuerza de arranqueCargadoras. Fuerza de arranque
La fuerza de arranque depende de:La fuerza de arranque depende de:
Tipo de cucharaTipo de cuchara: cuanto m: cuanto máás ancha menor fuerza des ancha menor fuerza de
arranque, por eso se usan las marranque, por eso se usan las máás anchas para mover tierrass anchas para mover tierras
y arenas y las my arenas y las máás estrechas para materiales ms estrechas para materiales mááss
consistentes.consistentes.
GeometrGeometríía de los brazosa de los brazos..
Capacidad del hidrCapacidad del hidrááulicoulico: a mayor fuerza del hidr: a mayor fuerza del hidrááulico mayorulico mayor
fuerza de arranque.fuerza de arranque.
Fuerza de penetraciFuerza de penetracióón:n:
9292
Cargadoras. Fuerza de penetraciCargadoras. Fuerza de penetracióónn
Cuando la cuchara trata de penetrar el dinamismo de laCuando la cuchara trata de penetrar el dinamismo de la
mmááquina exige mucho par y velocidad casi nula. El pesoquina exige mucho par y velocidad casi nula. El peso
gravita sobre el eje delantero (ruedas gugravita sobre el eje delantero (ruedas guíía) por lo que sea) por lo que se
produce una pproduce una péérdida de adherencia en la parte posterior,rdida de adherencia en la parte posterior,
por ello la traccipor ello la traccióón corre a cargo de la potencia transmitidan corre a cargo de la potencia transmitida
al eje delantero y por lo tanto la fuerza de penetracial eje delantero y por lo tanto la fuerza de penetracióónn
disminuye.disminuye.
Por lo tanto, la fuerza de penetraciPor lo tanto, la fuerza de penetracióón varn varíía en funcia en funcióón de:n de:
potencia del motor,potencia del motor,
desmultiplicacidesmultiplicacióón de la transmisin de la transmisióón,n,
didiáámetro de los neummetro de los neumááticos (superficie de contactoticos (superficie de contacto
cadenascadenas--suelo),suelo),
condiciones de adherencia del terreno ycondiciones de adherencia del terreno y
peso de la mpeso de la mááquina y su distribuciquina y su distribucióón.n.

9393
Cargadoras. Ciclo de trabajoCargadoras. Ciclo de trabajo
La cargadora simultanea la maniobra (avance, retroceso yLa cargadora simultanea la maniobra (avance, retroceso y
giro) con los movimientos de la cuchara (subida, bajada ygiro) con los movimientos de la cuchara (subida, bajada y
basculacibasculacióón).n).
El ciclo de trabajo consta de 4 fases:El ciclo de trabajo consta de 4 fases:
11ªª Fase: CargaFase: Carga. La cargadora empuja avanzando con la. La cargadora empuja avanzando con la
cuchara baja hasta hincarla en el material, la llena y lacuchara baja hasta hincarla en el material, la llena y la
pone boca arriba elevpone boca arriba eleváándola ligeramente para retroceder.ndola ligeramente para retroceder.
9494
22ªª Fase:Fase: AcarreoAcarreo. Con la cuchara llena, la m. Con la cuchara llena, la mááquinaquina
retrocede y simultretrocede y simultááneamente eleva y bascula la cucharaneamente eleva y bascula la cuchara
para que el material no se derrame. Es esta posicipara que el material no se derrame. Es esta posicióónn
puede transportar a pequepuede transportar a pequeññas distancias.as distancias.
9595
33ªª Fase:Fase: DescargaDescarga. Se coloca. Se coloca
junto al medio de transporte,junto al medio de transporte,
ajustando la altura de vertidoajustando la altura de vertido
al mismo, bascula la cucharaal mismo, bascula la cuchara
y el material cae en la caja dely el material cae en la caja del
medio de transporte.medio de transporte.
44ªª Fase:Fase: ManiobraManiobra. Retrocede. Retrocede
y maniobra mientras baja lay maniobra mientras baja la
cuchara vaccuchara vacíía hasta alcanzara hasta alcanzar
el frente de llenado con lael frente de llenado con la
cuchara a ras del suelo paracuchara a ras del suelo para
comenzar el ciclo.comenzar el ciclo.
9696
Cargadoras. Forma de cargaCargadoras. Forma de carga
Normalmente la carga se realiza en V. El camiNormalmente la carga se realiza en V. El camióón deben debe
colocarse a la izquierda para que ambos conductores se vean.colocarse a la izquierda para que ambos conductores se vean.
Si hay otro camiSi hay otro camióón esperando se sitn esperando se sitúúa a la derecha. Laa a la derecha. La
cargadora debe atacar el frente siempre con el ejecargadora debe atacar el frente siempre con el eje
perpendicular aperpendicular a éél, sin que la articulacil, sin que la articulacióón formen forme áángulo y sinngulo y sin
que ninguna rueda quede en el aire.que ninguna rueda quede en el aire.

9797
Cargadoras. ProducciCargadoras. Produccióónn
La producciLa produccióón de las cargadoras depende de:n de las cargadoras depende de:
Capacidad de la cuchara.Capacidad de la cuchara.
Tiempo de ciclo.Tiempo de ciclo.
Factor de llenado.Factor de llenado.
La capacidad de la cuchara puede ser a ras o colmada.La capacidad de la cuchara puede ser a ras o colmada.
9898
Los fabricantes ofrecen cucharas de distintas capacidadesLos fabricantes ofrecen cucharas de distintas capacidades
segsegúún el tipo de material a cargar.n el tipo de material a cargar.
Como la carga operacional no varComo la carga operacional no varíía con el modelo dea con el modelo de
cargadora, la cuchara se llenarcargadora, la cuchara se llenaráá mmáás o menos segs o menos segúún el tipo den el tipo de
material.material.
El factor de llenado varEl factor de llenado varíía entre el 65 y el 100%.a entre el 65 y el 100%.
La capacidadLa capacidad úútil (volumentil (volumen úútil) es:til) es:
util LLC C f= ⋅
La producciLa produccióón es el producto del volumen colmado de lan es el producto del volumen colmado de la
cuchara, por el factor de llenado, por el ncuchara, por el factor de llenado, por el núúmero de ciclos pormero de ciclos por
hora y por el factor de eficiencia.hora y por el factor de eficiencia.
utilLL h hP C f N f C N f= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅
9999
Si el tiempo de ciclo permanece constante, cuanto mayor seaSi el tiempo de ciclo permanece constante, cuanto mayor sea
el llenado de la cuchara mayor es la producciel llenado de la cuchara mayor es la produccióón.n.
Pero si el llenado es mayor, el tiempo de ciclo es mayor y elPero si el llenado es mayor, el tiempo de ciclo es mayor y el
nnúúmero de ciclos por hora sermero de ciclos por hora seráá menor, por lo que lamenor, por lo que la
producciproduccióón sern seráá menor.menor.
AsAsíí que para hallar la produccique para hallar la produccióón mn mááxima habrxima habráá que hacerque hacer
distintas pruebas para comprobar el llenadodistintas pruebas para comprobar el llenado óóptimo.ptimo.
100100
Cargadoras. Campo de aplicaciCargadoras. Campo de aplicacióónn
En arranque por tractores de cadenas cargando el producto aEn arranque por tractores de cadenas cargando el producto a
camiones.camiones.
En desmontes de rocas voladas con explosivos o canteras, conEn desmontes de rocas voladas con explosivos o canteras, con
cuchara adecuada. Si es de neumcuchara adecuada. Si es de neumááticos deben protegerse conticos deben protegerse con
cadenas protectoras.cadenas protectoras.
En escolleras, debido a la gran capacidad de sus cucharasEn escolleras, debido a la gran capacidad de sus cucharas
cargan y manejan bien grandes bloques de roca.cargan y manejan bien grandes bloques de roca.
Desbroce de tierra vegetal.Desbroce de tierra vegetal.
AlimentaciAlimentacióón de material suelto a tolvas en plantas den de material suelto a tolvas en plantas de
aglomerado asfaglomerado asfááltico, graveras, instalaciones de hormigltico, graveras, instalaciones de hormigóón yn y
de machaqueo.de machaqueo.

101101
ComparaciComparacióón entre cargadorasn entre cargadoras
Carga estCarga estáática de vuelco.tica de vuelco.
Capacidades de la cuchara.Capacidades de la cuchara.
Potencia del motor: proporciona la fuerza de penetraciPotencia del motor: proporciona la fuerza de penetracióón y lan y la
velocidad de desplazamiento.velocidad de desplazamiento.
Peso de la mPeso de la mááquina: estabilidad.quina: estabilidad.
Fuerza de arranque.Fuerza de arranque.
Altura de descarga y alcance.Altura de descarga y alcance.
Radio de giro.Radio de giro.
102102
ComparaciComparacióón cargadora y excavadora hidrn cargadora y excavadora hidrááulicaulica
La cargadora tiene que tener la cuchara mLa cargadora tiene que tener la cuchara máás ancha que su vs ancha que su vííaa
para proteger el avance a las ruedas o cadenas, lo que reducepara proteger el avance a las ruedas o cadenas, lo que reduce
su fuerza de arranque.su fuerza de arranque.
El ciclo de trabajo es mayor en las cargadoras que en lasEl ciclo de trabajo es mayor en las cargadoras que en las
excavadoras, debido a los desplazamientos.excavadoras, debido a los desplazamientos.
La altura de carga de la cargadora es de 1La altura de carga de la cargadora es de 1--1,5 m mientras1,5 m mientras
que la de la excavadora es de varios metros.que la de la excavadora es de varios metros.
La cargadora de neumLa cargadora de neumááticos requiere como mticos requiere como míínimo el doblenimo el doble
de su longitud para maniobrar sin problemas. La excavadorade su longitud para maniobrar sin problemas. La excavadora
gira y permite colocarse cgira y permite colocarse cóómodamente a los camiones.modamente a los camiones.
En limpieza a pie de cantera, la cargadora tiene ventaja frenteEn limpieza a pie de cantera, la cargadora tiene ventaja frente
a la retro, al dejar el suelo mejor para los camiones.a la retro, al dejar el suelo mejor para los camiones.
103103
RetrocargadorasRetrocargadoras o mixtaso mixtas
Son mSon mááquinas autopropulsadas sobre ruedas, con un bastidorquinas autopropulsadas sobre ruedas, con un bastidor
disediseññado para montar un equipo de carga frontal y otroado para montar un equipo de carga frontal y otro
trasero detrasero de retroexcavaciretroexcavacióónn, de forma que pueden ser usados, de forma que pueden ser usados
alternativamente.alternativamente.
Combina las ventajas de las palas cargadoras con las de laCombina las ventajas de las palas cargadoras con las de la
retroexcavadora.retroexcavadora.
104104
RetrocargadorasRetrocargadoras o mixtaso mixtas
Es una mEs una mááquina muy versquina muy versáátil y rentable, por lo que cada veztil y rentable, por lo que cada vez
se utiliza mse utiliza máás.s.
Se utilizan mucho en zanjas, porque con la retro se abre laSe utilizan mucho en zanjas, porque con la retro se abre la
zanja y con la cuchara frontal se rellena.zanja y con la cuchara frontal se rellena.
Cuando hay que demoler hormigCuando hay que demoler hormigóón o pavimentos asfn o pavimentos asfáálticos, ellticos, el
cazo de la retro se puede sustituir por un martillo rompedor.cazo de la retro se puede sustituir por un martillo rompedor.
Para conseguir mayor fuerza de arranque, a veces tienen unPara conseguir mayor fuerza de arranque, a veces tienen un
sistema de anclaje.sistema de anclaje.

105105
TraTraííllasllas
Las traLas traííllas son mllas son mááquinas utilizadas en el movimiento dequinas utilizadas en el movimiento de
tierras que realizan las funciones de arranque, carga,tierras que realizan las funciones de arranque, carga,
transporte, descarga y nivelacitransporte, descarga y nivelacióón de suelos tales como arena,n de suelos tales como arena,
arcilla, tierra e incluso zahorras.arcilla, tierra e incluso zahorras.
106106
TraTraííllas. Tiposllas. Tipos
RemolcadasRemolcadas::
Por tractores de cadenas, tienen una buena tracciPor tractores de cadenas, tienen una buena traccióón,n,
incluso en pistas en mal estado.incluso en pistas en mal estado.
Por tractores de ruedas de tracciPor tractores de ruedas de traccióón total, tienen menorn total, tienen menor
capacidad que las de cadenas.capacidad que las de cadenas.
AutopropulsadasAutopropulsadas, llamadas mototra, llamadas mototraííllas, que pueden ser:llas, que pueden ser:
Convencionales con un motor delantero y tracciConvencionales con un motor delantero y traccióónn
delantera.delantera.
De dos motores, uno delantero y otro trasero y de tracciDe dos motores, uno delantero y otro trasero y de traccióónn
totaltotal
Con elevador de paletas para la carga oCon elevador de paletas para la carga o autocargadorasautocargadoras,,
tiene un solo motor y traccitiene un solo motor y traccióón delantera.n delantera.
107107
MototraMototraííllas. Cajasllas. Cajas
La caja estLa caja estáá abierta por su parte superior y dotada conabierta por su parte superior y dotada con
movimiento ascendente y descendente, y provista en su bordemovimiento ascendente y descendente, y provista en su borde
de ataque de una cuchilla recambiable para hacer el corte ode ataque de una cuchilla recambiable para hacer el corte o
excavaciexcavacióón al terreno.n al terreno.
Para cada modelo los fabricantes proporcionan las siguientesPara cada modelo los fabricantes proporcionan las siguientes
capacidades:capacidades:
Carga mCarga mááxima que pueden llevar.xima que pueden llevar.
Capacidad a ras.Capacidad a ras.
Capacidad colmada que corresponde a una determinadaCapacidad colmada que corresponde a una determinada
densidad.densidad.
108108
MototraMototraííllas. Cajasllas. Cajas
La caja consta de dos elementos muy importantes:La caja consta de dos elementos muy importantes:
LaLa compuerta tipo sector,compuerta tipo sector, situada en la parte frontal, sirvesituada en la parte frontal, sirve
para cargar, mantener la carga y descargar.para cargar, mantener la carga y descargar.
LaLa placaplaca eyectoraeyectora situada en la parte posterior sirve parasituada en la parte posterior sirve para
empujar el material al efectuar la descarga.empujar el material al efectuar la descarga.

109109
MototraMototraííllas. Ciclo de trabajollas. Ciclo de trabajo
11ªª Fase:Fase: CargaCarga. Se abre la compuerta y se baja la caja hasta. Se abre la compuerta y se baja la caja hasta
que apoye en el terreno y la cuchilla penetre en el mismo. Elque apoye en el terreno y la cuchilla penetre en el mismo. El
espesor de la capa arrancada es de unos 25 cm. Al avanzar laespesor de la capa arrancada es de unos 25 cm. Al avanzar la
mmááquina el terreno va llenando la caja, empujado por elquina el terreno va llenando la caja, empujado por el
material que sigue penetrando en ella. La resistencia a lamaterial que sigue penetrando en ella. La resistencia a la
carga depende de la resistencia al corte del suelo y de lacarga depende de la resistencia al corte del suelo y de la
resistencia que el propio material ofrece a ser penetrado en laresistencia que el propio material ofrece a ser penetrado en la
caja. Cuando la caja estcaja. Cuando la caja estáá medio llena la resistencia del propiomedio llena la resistencia del propio
material es tan grande que no deja entrar mmaterial es tan grande que no deja entrar máás material, al nos material, al no
ser que se tenga la ayuda de un tractor empujador.ser que se tenga la ayuda de un tractor empujador.
110110
22ªª Fase:Fase: AcarreoAcarreo. Una vez realizada la carga se cierra la. Una vez realizada la carga se cierra la
compuerta y se levanta la caja de manera que las ruedas soncompuerta y se levanta la caja de manera que las ruedas son
loslos úúnicos elementos de apoyo en el terreno. Las velocidadesnicos elementos de apoyo en el terreno. Las velocidades
pueden alcanzar los 45pueden alcanzar los 45 kmkm/h./h.
111111
33ªª Fase:Fase: DescargaDescarga. Al llegar al punto de vertido se levanta la. Al llegar al punto de vertido se levanta la
compuerta y el eyector avanza en la caja de forma que secompuerta y el eyector avanza en la caja de forma que se
realiza la descarga por la parte delantera. La caja puederealiza la descarga por la parte delantera. La caja puede
elevarse o bajarse de forma que la altura del materialelevarse o bajarse de forma que la altura del material
expulsado puede variarse y con la cuchilla se logra suexpulsado puede variarse y con la cuchilla se logra su
nivelacinivelacióón.n.
112112
44ªª Fase:Fase: RetornoRetorno. Una vez descargado el material se levanta. Una vez descargado el material se levanta
la caja, se cierra la compuerta y se regresa al punto de cargala caja, se cierra la compuerta y se regresa al punto de carga
para reiniciar el ciclo.para reiniciar el ciclo.

113113
MototraMototraííllas con tractor empujadorllas con tractor empujador
La misiLa misióón del tractor empujador es ayudar a cargar a lasn del tractor empujador es ayudar a cargar a las
mototramototraííllas convencionales. El tractor empuja sobre el topellas convencionales. El tractor empuja sobre el tope
de empuje situados en la parte posterior de la caja.de empuje situados en la parte posterior de la caja.
Es necesario tener un nEs necesario tener un núúmero de mototramero de mototraííllas suficiente parallas suficiente para
que el tractor tenga un empleo continuo.que el tractor tenga un empleo continuo.
114114
MototraMototraííllas con tractor empujadorllas con tractor empujador
No se debe perder tiempo en completar la carga de laNo se debe perder tiempo en completar la carga de la
mototramototraíílla, porque una plla, porque una péérdida de tiempo en esta faserdida de tiempo en esta fase
retrasa todas las demretrasa todas las demáás mientras que si la carga no ess mientras que si la carga no es
completa no se retrasa ninguna otra fase. El empujador debecompleta no se retrasa ninguna otra fase. El empujador debe
actuar hasta que el material rebose o hasta que llegue otraactuar hasta que el material rebose o hasta que llegue otra
mototramototraíílla en cuyo caso cesarlla en cuyo caso cesaráá y se preparary se prepararáá para empujar apara empujar a
la que estla que estáá en espera.en espera.
Para reducir el tiempo de carga es conveniente dar laPara reducir el tiempo de carga es conveniente dar la
profundidad de corte necesaria a cada caso. Depende de: elprofundidad de corte necesaria a cada caso. Depende de: el
tipo de material, el tiempo invertido y la potencia del tractor.tipo de material, el tiempo invertido y la potencia del tractor.
Para evitar el desgaste excesivo en los neumPara evitar el desgaste excesivo en los neumááticos de laticos de la
mototramototraíílla, el tractor empujador debe ser el que realice ellla, el tractor empujador debe ser el que realice el
esfuerzo de carga y debe hacerlo en lesfuerzo de carga y debe hacerlo en líínea recta.nea recta.
115115
MototraMototraííllas con empujador. Ciclo de trabajollas con empujador. Ciclo de trabajo
La traLa traíílla empieza a cargar sin el empujador, mientraslla empieza a cargar sin el empujador, mientras éésteste
realiza la maniobra.realiza la maniobra.
A continuaciA continuacióón, el tractor empuja la tran, el tractor empuja la traíílla durante el resto della durante el resto de
la carga.la carga.
Una vez acabada la carga, la traUna vez acabada la carga, la traíílla cierra la compuerta y subella cierra la compuerta y sube
la caja y el empujador le empuja unos 5 m mla caja y el empujador le empuja unos 5 m máás para salvar els para salvar el
escalescalóón de la excavacin de la excavacióón.n.
La traLa traíílla realiza el transporte por sus propios medios.lla realiza el transporte por sus propios medios.
116116
MototraMototraííllas con empujador. Ciclo de trabajollas con empujador. Ciclo de trabajo
El empujador da marcha atrEl empujador da marcha atráás ens en áángulo o en lngulo o en líínea recta paranea recta para
permitir a la siguiente trapermitir a la siguiente traíílla realizar la maniobra necesarialla realizar la maniobra necesaria
para situarse en el lugar en el que la otra dejpara situarse en el lugar en el que la otra dejóó la excavacila excavacióón.n.
La traLa traíílla empieza la carga mientras el empujador se sitlla empieza la carga mientras el empujador se sitúúaa
detrdetráás de ella para ayudarle en la carga.s de ella para ayudarle en la carga.

117117
MototraMototraííllas con elevador de paletasllas con elevador de paletas
Uno de los problemas de las mototraUno de los problemas de las mototraííllas es la resistencia quellas es la resistencia que
ejerce el material ya cargado al que se estejerce el material ya cargado al que se estáá cargando, por ellocargando, por ello
se ha desarrollado la mototrase ha desarrollado la mototraíílla con elevador de paletas,lla con elevador de paletas,
montado en la parte delantera de la caja.montado en la parte delantera de la caja.
118118
Las paletas del elevador van montadasLas paletas del elevador van montadas
sobre dos cadenas sin fin y arrastran elsobre dos cadenas sin fin y arrastran el
material excavado hacia el fondo de lamaterial excavado hacia el fondo de la
caja, facilitando la carga. El elevadorcaja, facilitando la carga. El elevador
dispone de un dispositivo de giro, asdispone de un dispositivo de giro, asíí
cuando encuentran una piedracuando encuentran una piedra
demasiado grande se levanta la partedemasiado grande se levanta la parte
trasera evitando que lo datrasera evitando que lo daññe. Ele. El
elevador desmenuza el material con loelevador desmenuza el material con lo
que se reduce la cantidad de huecos,que se reduce la cantidad de huecos,
obteniobteniééndose una distribucindose una distribucióón deln del
material mmaterial máás uniforme y mejors uniforme y mejor
compactada, y por lo tanto la capacidadcompactada, y por lo tanto la capacidad
de carga es mayor.de carga es mayor.
119119
Esta mototraEsta mototraííllas no pueden disponer de la compuerta dellas no pueden disponer de la compuerta de
sector, por lo que para su descarga el suelo de la caja sesector, por lo que para su descarga el suelo de la caja se
desplaza hacia atrdesplaza hacia atráás a la vez que el eyector empuja als a la vez que el eyector empuja al
material directamente sobre el terreno donde es extendido ymaterial directamente sobre el terreno donde es extendido y
nivelado por la parte posterior.nivelado por la parte posterior.
120120
MototraMototraííllas con dos motoresllas con dos motores
Estas mototraEstas mototraííllas poseen dos motores y traccillas poseen dos motores y traccióón en todas lasn en todas las
ruedas por lo que el peso total de la mruedas por lo que el peso total de la mááquina es aprovechadoquina es aprovechado
para el esfuerzo tractor, y por lo tanto pueden cargarse solaspara el esfuerzo tractor, y por lo tanto pueden cargarse solas
sin necesidad de un tractor empujador.sin necesidad de un tractor empujador.
En muchas ocasiones se disponen dos mototraEn muchas ocasiones se disponen dos mototraííllas en tllas en táándem,ndem,
llamllamáándose mototrandose mototraííllas de empuje y arrastre.llas de empuje y arrastre.

121121
MototraMototraííllas con dos motoresllas con dos motores
El dispositivo de acoplamiento consta de un elemento deEl dispositivo de acoplamiento consta de un elemento de
enganche (tope elenganche (tope eláástico y fiador) situado en la parte delanterastico y fiador) situado en la parte delantera
y un tope de empuje y un gancho en la parte posterior. Ely un tope de empuje y un gancho en la parte posterior. El
enganche es automenganche es automáático, cuando chocan las dos mototratico, cuando chocan las dos mototraííllas,llas,
el fiador baja y la mototrael fiador baja y la mototraíílla trasera se engancha con lalla trasera se engancha con la
delantera y el desenganche se realiza desde la cabina deldelantera y el desenganche se realiza desde la cabina del
conductor.conductor.
122122
MototraMototraííllas en tllas en táándemndem
La fase de carga se realiza en dos etapas:La fase de carga se realiza en dos etapas:
11ªª etapa: la mototraetapa: la mototraíílla trasera vaclla trasera vacíía empuja a la delanteraa empuja a la delantera
mientras se carga.mientras se carga.
22ªª etapa: cuando la mototraetapa: cuando la mototraíílla delantera estlla delantera estáá totalmentetotalmente
cargada, con la caja elevada tira de la trasera mientras secargada, con la caja elevada tira de la trasera mientras se
carga.carga.
De esta forma se aprovecha la potencia de las dosDe esta forma se aprovecha la potencia de las dos
mototramototraííllas para realizar la carga. Cuando la carga se hallas para realizar la carga. Cuando la carga se ha
terminado, las mototraterminado, las mototraííllas se desenganchan y terminan sullas se desenganchan y terminan su
ciclo por separado.ciclo por separado.
123123
MototraMototraííllas. Produccillas. Produccióónn
siendosiendo CC capacidad de carga,capacidad de carga,
NN nnúúmero de ciclos,mero de ciclos,
ffhh factor de eficiencia horaria.factor de eficiencia horaria.
Ensayos realizados indican que la mEnsayos realizados indican que la mááxima capacidad reduce laxima capacidad reduce la
producciproduccióón en vez de aumentarla. Esto es debido a que an en vez de aumentarla. Esto es debido a que a
medida que la caja se va llenando aumenta la resistencia, elmedida que la caja se va llenando aumenta la resistencia, el
ritmo de carga disminuye y el tiempo de ciclo aumenta.ritmo de carga disminuye y el tiempo de ciclo aumenta.
hP C N f= ⋅ ⋅
La producciLa produccióón de las mototran de las mototraííllas se calcula:llas se calcula:
124124
MototraMototraííllas. Nllas. Núúmeromero óóptimoptimo
Cuando se trabaja con traCuando se trabaja con traííllas convencionales es necesario lallas convencionales es necesario la
utilizaciutilizacióón de un tractor que se aprovecha para empujar variasn de un tractor que se aprovecha para empujar varias
mototramototraííllas (normalmente entre 3 y 5).llas (normalmente entre 3 y 5).
Con el fin de que no se produzcan esperas innecesarias ni deCon el fin de que no se produzcan esperas innecesarias ni de
las mototralas mototraííllas ni del empujador debe calcularse el nllas ni del empujador debe calcularse el núúmeromero
óóptimo utilizando el principio de equilibrio.ptimo utilizando el principio de equilibrio.
Principio de equilibrio:Principio de equilibrio: ““Si se consideran dos conjuntos con NSi se consideran dos conjuntos con N11
y Ny N22 elementos cada uno, que estelementos cada uno, que estáán perfectamenten perfectamente
sincronizados, con tiempos de ciclo Tsincronizados, con tiempos de ciclo T11 y Ty T22, se tendr, se tendráá que susque sus
frecuencias son las mismasfrecuencias son las mismas””..
1 2 1
1 2 1 2
1 2 2
N N T
f f N N
T T T
= ⇒ = ⇒ = ⋅

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