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FUNDAMENTOS

  1. 1. Fundamentos de Movimiento de Tierras.
  2. 2. Objetivo <ul><li>Después de haber estudiado esta presentación Ud. será capaz de : </li></ul><ul><ul><li>Demostrar sus conocimentos sobre como ESTIMAR el rendimiento de una máquina o flota de máquinas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Conocer los factores que afectan al rendimiento de las máquinas. </li></ul></ul>
  3. 3. Contenido <ul><li>Conceptos Básicos </li></ul><ul><li>Características de los materiales </li></ul><ul><li>Cálculos de Producción </li></ul><ul><li>Costos de Posesión y Operación </li></ul><ul><li>Cálculo de Rendimiento Óptimo de las máquinas. </li></ul>
  4. 4. Conceptos Básicos
  5. 5. … ..Movimiento de Tierras ? <ul><li>Son los movimientos de una parte de la superficie de la tierra, de un lugar a otro, y en su nueva posición, crear una nueva forma y condición física deseada al menor costo posible. </li></ul>Conceptos Básicos
  6. 6. Preparación del Banco Requiere Voladura ? Ripeo o Carga con Excavadoray/o Cargador Acarreo Requiere Clasificación ? Tendido Mezcla Zarandeo y /o Trituración Compactación Pavimentación Edificación Barrenado explosivos Voladura Proyecto Típico de Movimiento de Tierras Si Si No No Posición Original Nueva Posición Distancia de Acarreo
  7. 7. 100 mts. 150 mts . 1,500 mts. 1,600 mts 5,000. mts Sistemas de Acarreo y sus distancias más economicas
  8. 8. Concepto - Rendimiento Óptimo Menor Costo por Hora Posible ......... Máxima producción por Hora Posible ......... $/M3 = ---------------------------------- Mínimo Costo / hr. Má xima Producción / hr. M3
  9. 9. Resúmen: Conceptos Básicos
  10. 10. Características de los Materiales <ul><li>Las características y propiedades de los materiales afectan directamente la producción y el rendimiento de las máquinas. </li></ul>
  11. 12. Materiales <ul><li>1.- Rocas </li></ul><ul><ul><li>Igneas : Basaltos, Granito Andesita, etc. </li></ul></ul><ul><ul><li>Metamórficas : Caliza Pizarra etc. </li></ul></ul><ul><ul><li>Sedimentarias : Areniscas Calizas, Conglomerados </li></ul></ul><ul><li>2.- Tierras </li></ul><ul><ul><li>Suelos, Piedra disociada Materia orgánica </li></ul></ul><ul><li>3.- Mezclas </li></ul><ul><ul><li>Rocas y Tierras </li></ul></ul>Igneas Metamórficas Sedimentarias
  12. 13. Propiedades de los Suelos <ul><li>1.- Físicas : DENSIDAD , Gravedad específica </li></ul><ul><li>Granulometría y Contenido de Humedad. </li></ul><ul><li>2.- Índices : Límite líquido, Límite Plástico y </li></ul><ul><li>Límite de Contracción. </li></ul><ul><li>3.-Mecánicas : Resistencia, Deformación y </li></ul><ul><li>Permeabilidad. </li></ul>
  13. 14. Propiedades de los suelos relacionadas a la compactación <ul><li>Capilaridad </li></ul><ul><li>Compresibilidad </li></ul><ul><li>Elasticidad </li></ul><ul><li>Permeabilidad </li></ul><ul><li>Plasticidad </li></ul><ul><li>Sedimentación </li></ul><ul><li>Resistencia al corte </li></ul><ul><li>Contracción/Esponjamiento </li></ul>
  14. 15. Propiedades del suelo
  15. 16. Propiedades del suelo
  16. 17. Propiedades de los Suelos <ul><li>La principal propiedad que afecta el rendimiento de las máquinas en el movimiento de tierras es la: </li></ul><ul><ul><li>DENSIDAD </li></ul></ul><ul><li>Densidad en Banco y Densidad Suelto . </li></ul>
  17. 18. DENSIDAD
  18. 19. Banco Suelto Compactado
  19. 20. Densidad <ul><li>Densidad = Peso (Kg) / volumen (m 3 ) </li></ul>Factor de carga = 0,578 <ul><li>Densidad en el banco = 1.000 Kg/m 3 </li></ul><ul><li>Densidad del material suelto = 578 Kg / m 3 </li></ul>( Factor Volumétrico ) 1,2 m 1,2 m = 1.000 Kg 1,2 m 1m 1m = 1.000 Kg 1 m
  20. 21. Medición de la densidad <ul><li>Los instrumentos nucleares para medir la compactación nos incluyen datos como: </li></ul><ul><li>% de Compactación </li></ul><ul><li>Contenido de Humedad </li></ul><ul><li>Densidad </li></ul><ul><li>Estos instrumentos miden profundidades hasta de 30 Cm. </li></ul>
  21. 22. Factor de Carga <ul><li>Densidad en Banco x Factor de Carga </li></ul><ul><li>= </li></ul><ul><li>Densidad del material suelto </li></ul><ul><ul><li>1.000 Kg/m3 x 0.578 = 578 Kg/m3 </li></ul></ul><ul><li>Volumen en Banco / Factor de Carga = Volumen del material suelto </li></ul><ul><ul><li>1m3 / 0.578 = 1.73 m3 </li></ul></ul>( Factor Volumétrico )
  22. 24. <ul><li>Abultamiento </li></ul>1 + % Abultamiento O´ 1 0.8 Factor de Carga = 1 + 25% ( Factor Volumétrico )
  23. 29. URBANIZACIÓN
  24. 30. M3 Banco y M3 Sueltos <ul><li>La mayoría de las obras se: </li></ul><ul><li>- Licítan en M3 banco </li></ul><ul><ul><li>-Se Pagan en M3 banco </li></ul></ul><ul><ul><li>-Se mueven en M3 Sueltos </li></ul></ul>
  25. 31. Cálculos de producción <ul><li>La producción de las máquinas se puede expresar en: </li></ul><ul><ul><ul><li>Metros Cúbicos en Banco por Hora (M3B/Hr). </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Metros Cúbicos Sueltos por Hora ( M3S/Hr) </li></ul></ul><ul><ul><li>Metros Cúbicos Compactados por Hora (M3C/Hr) </li></ul></ul><ul><ul><li>Toneladas Métricas por Hora ( Ton / Hr ) </li></ul></ul>
  26. 32. Cálculos de producción <ul><li>La CARGA y PRODUCCIÓN de las máquinas se </li></ul><ul><li>puede medir de las siguientes formas: </li></ul><ul><li>1.- Pesándola </li></ul><ul><li>2.- Calculándola en función de la máquina </li></ul><ul><li>3.- Midiendo el Volúmen </li></ul><ul><ul><li>( M3B/Hr ) ( Ton / Hr.) </li></ul></ul>Ó Ó
  27. 35. Eficiencia de la transmisión
  28. 36. Potencia necesaria Potencia necesaria Resistencia a la rodadura Resistencia a la pendiente = +
  29. 37. Resistencia a la rodadura La fuerza que opone el terreno al giro de las ruedas
  30. 38. Resistencia a la rodadura
  31. 39. Resistencia a la rodadura Regla empírica : 2% del PBV ( Peso Bruto del Vehículo) PBV = El peso de la máquina vacía + El peso de la carga útil 20 Kg. / Tn.
  32. 40. Resistencia a la rodadura
  33. 41. Flexión del camino
  34. 42. Factores de Resistencia a la Rodadura
  35. 43. Resistencia a las pendientes Es la fuerza de gravedad que favorece ó se opone al movimiento de un vehículo
  36. 44. % de pendiente
  37. 45. Resistencia a las pendientes
  38. 46. Tipos de pendientes
  39. 47. Potencia necesaria <ul><li>Potencia necesaria ( Resistencia total ) </li></ul><ul><li>= </li></ul><ul><li>Resistencia a la rodadura (Kg.) </li></ul><ul><li>+ </li></ul><ul><li>Resistencia a la pendiente ( Kg.) </li></ul>
  40. 48. Pendiente compensada (%) ó <ul><li>Pendiente efectiva </li></ul><ul><li>= </li></ul><ul><li>R.R. (%) R.P. (%) </li></ul>El número de Toneladas : 10 se toma como 1 % de pendiente 20 Kg/Ton Se considera como el 1 % de pendiente (Ver tabla)
  41. 49. Potencia disponible = Torque x Velocidad
  42. 50. Variación del Torque y velocidad
  43. 51. Ejercicio <ul><li>¿Cuál es la fuerza de tracción necesaria y la velocidad máxima de una unidad de ruedas con peso bruto de 50,000 Kg. subiendo una pendiente de 25:1 </li></ul>
  44. 52. Gráfico de carga
  45. 54. Potencia utilizable <ul><li>La tracción varía con: </li></ul><ul><li>Peso sobre las ruedas </li></ul><ul><li>propulsadas </li></ul><ul><li>Tipo de superficie </li></ul>
  46. 55. Agarre
  47. 56. Coeficientes de tracción
  48. 57. Efecto de la altura de trabajo Factores de pérdida de potencia por altura: Ver el libro de rendimientos
  49. 58. Cálculos de producción Producción Teórica por Hora = Capacidad de la Máquina M3 / Ciclo x Números de Ciclos / Hr. 3 M3/ciclo X 100 Ciclos /Hr = 300 m3/Hr . En función de la capacidad de la máquina.
  50. 59. Cálculos de producción Producción Real por Hora = Capacidad de la Máquina M3/ciclo X Números de Ciclos / Hr. X Factores de Corrección. * Factor de Llenado * Eficiencias * Disponibilidad Mecánica * Otros factores X X
  51. 60. Factores de corrección. Factor de Llenado Es el porcentaje del volúmen disponible en una caja o cucharón que realmente se esta utilizando.
  52. 61. Ejemplos de factores de llenado
  53. 63. Factores que Afectan el Factor de Llenado <ul><li>Características de los materiales </li></ul><ul><li>Diseño del Cucharón </li></ul><ul><li>Habilidades del Operador </li></ul><ul><li>Diseño del Banco </li></ul><ul><li>Fuerza de Desprendimiento de la máquina. </li></ul>
  54. 64. Número de Ciclos por Hora Ciclo: Es un viaje completo de ida y regreso para completar un pase de trabajo. Ciclo: Es un viaje completo de ida y regreso para completar un pase de trabajo.
  55. 65. Número de Ciclos por Hora Tiempos Fijos y Variables 1.- Carga 2.- Acarreo 3.- Descarga 4.- Regreso 1 2 3 4 Otros Tiempos: Espera Maniobras Demoras
  56. 66. Ciclos por Hora <ul><li>Ciclos/Hr.= ------------------------------------------------- </li></ul>60 minutos / hr Tiempo Promedio del ciclo ( .xx minutos / ciclo) NO son segundos SON centécimas de Minuto
  57. 67. Ciclos por Hora 60 Segundos ……….. 1 Minuto 20 Segundos …….>> 0.XX Min X = ----------------- = 0.33 Min 20 X 1 60 Ciclos por Hora = 60 Min/Hr. / 0.33 min/ciclo = 181 Ciclos/Hr.
  58. 68. Eficiencias Minutos Efectivos trabajados por Hora E = 60 minutos por Hora Eficiencia en la Obra Ejemplo : 50/60 = 0.83 = 83 %
  59. 69. <ul><li>Factores que afectan la Disponibilidad Mecánica </li></ul><ul><li>Calidad del Equipo </li></ul><ul><li>Vida Economica / nº Horas de servicio </li></ul><ul><li>Respaldo Técnico ( Partes y Servicio) </li></ul><ul><li>Practicas de Mantenimiento / Herramientas </li></ul><ul><li>Estandarización </li></ul><ul><li>Relaciones Humanas </li></ul>Disponibilidad Mecánica Horas Reales Trabajadas al año Disponibilidad = ------------------------------------- X 100 Mec á nica Horas Programadas al año
  60. 70. <ul><li>Cual será la producción por hora de un cargador de ruedas con cucharón de: </li></ul><ul><li>3.1 m3 </li></ul><ul><ul><li>Factor de llenado promedio = . 90 </li></ul></ul><ul><ul><li>Tiempo del ciclo = 30 Segundos </li></ul></ul><ul><ul><li>Eficiencia en la Obra = 50 min hr </li></ul></ul><ul><ul><li>Disponibilidad Mecánica = . 95 </li></ul></ul>Ejemplo :
  61. 71. <ul><li>Cual será la producción por hora de un cargador de ruedas con cucharón de: </li></ul><ul><ul><li>3.1 m3 </li></ul></ul><ul><ul><li>Factor de llenado promedio = . 90 </li></ul></ul><ul><ul><li>Tiempo del ciclo = 30 Segundos </li></ul></ul><ul><ul><li>Eficiencia en la Obra = 50 min hr </li></ul></ul><ul><ul><li>Disponibilidad Mecánica = . 95 </li></ul></ul>Ejemplo : Producción / Hr. = 3.1 x 0.90 x 120 x 0.83 x 0. 95 = 264 m3 / hr .
  62. 73. COSTOS DE POSESIÓN > Depreciaci ó n > Interés > Impuestos > Seguro Son todos los costos Relacionados con la Adquisición de la Máquina.
  63. 74. COSTOS DE OPERACIÓN > Combustible > Mantenimiento > Neumáticos/Carriles > Reparaciones > Articulos de Desgaste > Salario de Operador Son todos los costos relacionados Para poner a trabajar la máquina
  64. 75. Analis í s - Costos de Operaci ó n D8RII
  65. 76. Concepto - Rendimiento Óptimo Menor Costo por Hora Posible ......... Máxima producción por Hora Posible ......... $/M3 = ----------------------------------- Mínimo Costo / hr M áxima Producción / hr M3
  66. 77. Concepto - Rendimiento Óptimo Menor Costo por Hora Posible ......... Máxima producción por Hora posible ......... $/M3 = ------------------------------------ Mínimo Costo / hr. M áxima Producción / hr. M3
  67. 78. $ / hr. Horas de Operación
  68. 79. $ / hr. Horas de Operación 20 % 30 % 70 %. 80 % 12 % 88 % 10 % 90 % Posesión Operación
  69. 80. Posesión Operación $ Utilidad Ingresos Costos
  70. 81. Anál isis de la Sensibilidad en la Utilidad de los Negocios de Movimiento de Tierras Un Cambio de 1 % en : Resulta en un aumento de la Utildad en :
  71. 82. Ejemplo: Costos de Posesión Y Operación.
  72. 84. FIN

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