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EQUIPOS DE
CONSTRUCCION
CURSO DE VERANO
JUNIO DE 2004
LA INGENIERIA CIVIL EN EL
CONTEXTO DE LA HSTORIA
La actividad o profesión de ingeniero es tan antigua como las primeras
civilizaciones. La necesidad que tuvo el hombre desde la aparición de
las primeras sociedades de registrar los acontecimientos seguramente
forzó la invención del papiro y luego del papel; es decir el hombre
descubrió que podía transformar, mediante algún proceso, las materias
primas en productos de ciertas características deseadas; la planta de
papiro (un vegetal) en una superficie extendida sobre la cual escribir.
Luego, preocupado del problema del transcurso y medición del tiempo,
le llevó a la invención de relojes de agua, de sol y de mecanismos, y a
medida que las sociedades se hacían más complejas y aparecen los
problemas de vivienda, transportación y aprovisionamiento de
alimentos se desarrollan caminos, métodos de construcción y de riego.
Todo lo que se ha mencionado hasta este punto caracteriza también a
la ingeniería de nuestros días, con la diferencia que hay una mayor
diversidad de problemas pero también se cuenta con sinnúmero
nuevas herramientas que permiten encontrar nuevas y mejores
soluciones, que en el pasado eran inimaginables.
LA INGENIERIA CIVIL EN EL
CONTEXTO DE LA HSTORIA
Los mejores ingenieros de la antigüedad fueron los
romanos. Por las necesidades impuestas por su gran y
extenso Imperios, se vieron obligados a desarrollar y
construir un vasto y eficiente sistema de comunicaciones;
los caminos romanos son un ejemplo de habilidad e
ingenio. También los descendientes de Rómulo eran
expertos constructores de acueductos y puentes. Si bien los
ingenieros romanos no tuvieron mucha originalidad, ya que
tomaron prestado de Grecia y Oriente, su habilidad y
técnicas eran tan avanzadas, que sus obras aún perdur
incluso algunas están en uso en nuestros días.
LA INGENIERIA CIVIL EN EL
CONTEXTO DE LA HSTORIA
La aparición de las especialidades de ingeniería en los últimos 150 años
se ha debido justamente al avance de las ciencias. Si primero se tenía
la ingeniero civil y militar
, luego al final del siglo pasado y comienzos de
éste, aparecen el ingeniero mecánico, el eléctrico, ingeniero industrial,
ingeniero químico, ya más reciente el ingeniero electrónico, ingeniero
nuclear
, ingeniero bioquímico, ingeniero de transportes y el informático.
Esto se ha debido obviamente a que el avance del conocimiento por un
lado y la complejidad de los problemas, a resolver
, por otro, sean de tal
magnitud, que hace imposible que con un solo cuerpo disciplinario
aplicado por un solo hombre se puedan resolver problemas en forma
práctica. Si bien los métodos de la ingeniería y sus bases son generales
para cualquier especialidad, se hace necesario, por las limitaciones del
género humano, formar diversos especialistas, pero que son capace
comunicarse para poder trabajar en equipos, que es la manera
moderna de abordar los problemas a resolver por los ingenieros y otros
profesionales.
HISTORIA DE LA
MAQUINARIA Y EQUIPO DE
CONSTRUCCION
Los Estados Unidos fueron los primeros en desarrollar
innovaciones para ahorrar mano de obra, primero en
agricultura, después en construcción, los dos encajándose
en una vigorosa tradición de mecanización. El Reino Unido
Europa se hallaban en considerable atraso en ambos
sectores, probablemente debido a la abundancia de mano
y
de obra y la menor escala de las obras para realizar
, lo que
llevó a una dilución del ímpetu hacia una mayor
productividad. Los manufactureros norteamericanos de
equipamientos, pioneros en la obsolescencia planificada, al
contrario del principio Europeo de la construcción duradera,
también alimentaron el proceso de cambio, además de que
los lazos entre los manufactureros y los usuarios siempre
estuvieron estrechos así permitiendo que lecciones de
operación se incorporaran en el proceso de diseño.
HISTORIA DE LA
MAQUINARIA Y EQUIPO DE
CONSTRUCCION
La historia del mejoramiento en el diseño de máquinas, que
se dio principalmente en los Estados Unidos, nos da una
fascinante ilustración del principio de cómo la forma sigue
la función. La especialización del equipamiento de mover
tierra, esencialmente como función de la distancia de
acarreo, hizo aparecer la niveladora, el raspador
, el
buldózer, la compactadora, el cargador y el ubicuo tractor
agrícola. Este proceso se dio más o menos alrededor de los
1880 hasta el final de la primera guerra mundial. Ya en esta
época todos habían adquirido su silueta familiar
.
HISTORIA DE LA
MAQUINARIA Y EQUIPO DE
CONSTRUCCION
Niveladora
La primera niveladora reconocible apareció en 1886. Era
naturalmente de tracción animal, sin embargo se ve
asombrosamente similar a su descendiente, fotografiado
mismo lugar 100 años después.
al
HISTORIA DE LA
MAQUINARIA Y EQUIPO DE
CONSTRUCCION
HISTORIA DE LA
MAQUINARIA Y EQUIPO DE
CONSTRUCCION
CLASIFICACION DE LA
MAQUINARIA
maquinaria según la relación de Peso/volumen
capacidad se clasifica de la siguiente manera:
L es decir según
Maquinaria Pesada
Maquinaria Semipesado
Equipo Liviano
Vehículos
Vehículos
Vehículos
Pesados
Semipesados
Livianos
CLASIFICACION
MAQUINARIA
DE LA
Maquinaria Pesada
Maquinaria de grandes proporciones
geométricas comparado con
vehículos livianos, tienen peso y
volumetría considerada; requiere
de un operador capacitado porque
varía la operación según la
maquinaria; se utiliza en
movimientos de tierra de grandes
obras de ingeniería civil y en obras
d minería a cielo abierto. Ejemplos
Grúas, excavadoras, tractor, etc.
CLASIFICACION
MAQUINARIA
DE LA
Maquinaria Semipesado
Son maquinarias de tamaño
mediano utilizados generalmente en
la construcción por ejemplo:
Camión volqueta, carros Cisternas o
Aguateros, camiones escalera. El
peso y volumen de estas
unidades es mediano.
CLASIFICACION
MAQUINARIA
DE LA
Equipo Liviano
Pueden ser máquinas pequeñas o
equipos especializados; como:
compresoras, bomba de agua,
bomba de lodo, vibradoras,
malacates,
cortadoras de acero, rompe
pavimentos, montacargas, etc.
CLASIFICACION
MAQUINARIA
DE LA
Vehículos Pesados
Entre estos vehículos se tienen al camión de estacas
con carrocería.
o camión
Vehículos Semipesados
Entre los vehículos semipesados se tienen los de uso
como ser: los autobuses, microbuses, etc.
público
hículos Livianos
peso y volumen reducido, auto transportables, por ejempl
automóvil, vagonetas, jeep, camioneta, minibús, etc.
CLASIFICACION DE LA
MAQUINARIA
egún la fuente de Energía
Se toma como referencia el tipo de motor de la máquina, definiéndose
motor como: “Sistema material que transforma una determinada clase
de energía (hidráulica, química, eléctrica, etc.) en energía mecánica y
produce movimiento.”
CLASIFICACION DE LA
MAQUINARIA
egún el sistema de traslación
Son clasificados en función al método de transporte, las dimensiones y
peso de la maquinaria:
CLASIFICACION DE LA
MAQUINARIA
Según las operaciones que realizan
S clasifican según las operaciones comunes que realizan las maquinas.
CLASIFICACION DE LA
MAQUINARIA
Herramientas menores
esta sección se presentan las herramientas más com s
q son utilizadas en la construcción. De izquierda a derecha
uede observarse un pico, una pala, tres modelos de
carretillas, una de las cuales cuenta con un sistema que
posibilita su transporte a través de una grúa, siendo muy
utilizada en el ascenso o descenso de materiales a obras
situadas a distintas alturas como es el caso de los edificios o
bajo tierra como son los colectores de alcantarillado, etc.; todo
ello mediante el empleo de pequeñas grúas también llamadas
polipastos y malacates. Así mismo, puede observarse una
revolvedora manual cuyo motor puede ser de gasolina o
eléctrico. Finalmente un rastrillo de piedra, que comúnmente es
utilizado para empujar y extender el concreto fresco.
CLASIFICACION
MAQUINARIA
DE LA
En las imágenes contiguas
pueden verse diversos tipos de
cucharas o paletas empleadas
según la actividad a realizar
como poner ladrillos, colocar
azulejos /Llanas /espátula
/cubeta y cubos /cincel/flota
para emplastes /azadón /
martillo para tachuela /Cortador
llo de bola / Martillo para
cl vos /Nivel /Escuadra /Plomada
/ Cinta métrica /Flexómetro.
CLASIFICACION
MAQUINARIA
DE LA
Sistemas y Maquinaria
Complementaria
Pueden verse diversos tipos
de andamios:
Módulo sencillo /T
ablón
metálico /Andamio colgante
de manivela /Andamio
elevador automático
/Andamios modulares de
al
guridad y equipo de grúa
elevadora.
HERRAMIENTA MANUAL
denomina herramienta
manual o de mano al
utensilio, generalmente
metálico de acero, de madera
o de goma, que se utiliza
para ejecutar de manera más
apropiada, sencilla y con el
uso de menor energía, tareas
constructivas o de
reparación, que sólo con un
alto grado de dificultad y
esfuerzo se podrían hacer sin
ellas.
HERRAMIENTA MANUAL
básico de herramientas de un taller o de un
cánico
al
Las herramientas básicas de un taller mecánico se pueden clasificar en
cuatro grupos diferentes:
• Herramientas de corte: sirven para trabajar los materiales que no
sean más duros que un acero normal sin templar. Los materiales
endurecidos no se pueden trabajar con las herramientas manuales de
corte. Como herramientas manuales de corte podemos citar las
siguientes:
Sierra de mano, lima, broca, macho de roscar, escariador, terraja de
roscar, tijeras, cortafrío, buril, cincel, cizalla, tenaza
• Herramientas de sujeción: se utilizan para sujetar piezas o
inmovilizar piezas. En este grupo se pueden considerar las s
Pinzas (alicate), tornillo de banco, sargento.
entes:
HERRAMIENTA MANUAL
Equipo básico de herramientas de un taller o de un
profesional mecánico
• Herramientas para la fijación: se utilizan para el ensamblaje de
unas piezas con otras:
Pertenecen a este grupo, los diferentes tipos de llaves que existen:
Llave, Destornillador, remachadora.
• Herramientas auxiliares de usos varios:
Martillo, pala, granete, extractor mecánico, números y letr
grabar, punzón cilíndrico, polipasto, gramil, punta de traz
gato hidráulico, mesa elevadora hidráulica.
a
, compás,
HERRAMIENTA MANUAL
ambién se pueden considerar como herramientas básicas los
instrumentos de medida más habituales en un taller mecánico:
Regla graduada, flexómetro, goniómetro, pie de rey, micrómetro,
reloj comparador
.
HERRAMIENTA MANUAL
ambién se pueden considerar como herramientas básicas los
instrumentos de medida más habituales en un taller mecánico:
Regla graduada, flexómetro, goniómetro, pie de rey, micrómetro,
reloj comparador
.
HERRAMIENTA MANUAL
Excavadoras
nición
Máquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una
superestructura capaz de efectuar una rotación de 360º, que excava,
carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una cuchara
fijada a un conjunto de pluma y balancín, sin que el chasis o la
estructura portante se desplace.
La definición anterior, precisa que si la máquina descrita no es capaz
de girar su superestructura una vuelta completa (360º), no es
considerada como excavadora. La precisión de los órganos de
trabajo, tales como pluma, balancín, estructura portante, etc.; fija y
unifica los criterios clasificadores.
Excavadoras
Definición
uina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una
superestructura capaz de efectuar una rotación de 360º, que excava,
carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una cuchara
fijada a un conjunto de pluma y balancín, sin que el chasis o la
estructura portante se desplace.
La definición anterior
, precisa que si la máquina descrita no es capaz de
girar su superestructura una vuelta completa (360º), no es considerada
como excavadora. La precisión de los órganos de trabajo, tales como
pluma, balancín, estructura portante, etc.; fija y unifica los criterios
clasificadores.
Operaciones:
Excavar, Cargar, Girar, Desplazar, Movilizar y desmovilizar
Excavadoras
Aplicaciones
cavación
nado de
de zanjas y zanjas de gran tamaño;
taludes encima del plano de sustentación de la máquina;
para estructuras, Excavación en bancos de préstamo ó
de materiales.
P
Excavación
excavación
Excavadoras
Tipos
excavadoras se clasifican de la siguiente manera:
Seg su accionamiento:
• Excavadoras de cable o mecánicas.
• Excavadoras Hidráulicas.
Según el sistema de traslación:
• Excavadoras
• Excavadoras
• Excavadoras
• Excavadoras
montadas
montadas
montadas
montadas
sobre
sobre
sobre
sobre
cadenas (orugas)
ruedas o neumáticos.
rieles.
barcos.
Según el Tipo de operación:
• Excavadoras
• Excavadoras
• Excavadoras
normal o Standard
de mordazas.
de tambor
• Excavadora de Rosario
Excavadoras
Excavadora o pala cargadora con ruedas
El modelo de excavadora o pala cargadora de la imagen es una máquina
con una gran capacidad de carga y potencia, idónea para labores de
extracción y movimiento de tierras.
En la imagen podemos ver la máquina trabajando en un acopio de áridos
existente en graveras, plantas de elaboración de aglomerados y
zahorras, etc..
Su diseño con ruedas la hace apta e idónea para terrenos uniformes. La
falta de dientes en la pala cargadora nos indica en este caso que trabaja
en zonas blandas con tierras ya movidas.
Excavadoras
cavadora de Mordazas
tipo de excavadoras tiene la particularidad de utilizar un
accesorio que trabaja a peso propio, con mecanismos que
permiten excavar en un material
tiene mordazas que se abren y
cierran. Este tipo de equipos
tiene muy poca aplicación en
apilado, la cuchara
movimiento
se aplica en
edificios, ya
de tierras, pero si
construcción de
que transporta
material suelto.
Excavadoras
Excavadora de Mordazas
La capacidad de este equipo
esta dada por la cuchara de
mordazas cuya capacidad
varia de 0.3 a 2 m3 sueltos.
Los pesos de este tipo de
excavadoras oscilan entre 10 y 30 toneladas y su velocidad de
traslación de 1 a 4 KPH. La cuchara pesa
alrededor de una tonelada. Existen varios diseños de
de mordazas.
as
Excavadoras
Excavadoras de Rosario
Este tipo de equipos se utiliza
para la excavación de zanjas de
gran magnitud. El sistema de
excavación lo constituye una
especie de cinta sin fin con
numerosas cucharas de
excavación. Este equipo tiene
tante utilización en Europa,
ncipalmente en Alemania.
Excavadoras
Excavadora de tambor Normal
Es il
trab
ada para diferentes
tales como:
- Hacer zanjas en superficies duras
y compactas, fresado de muros
pantalla, perfilado de paredes de
roca y concreto; demoliciones,
acabados en túneles, saneamiento
de superficies, operaciones en
inmersión y se acoplan a diferentes
tipos de maquinaria en punta de
retro, entre otras:
- Miniexcavadoras.
etrocargadoras.
- cavadoras.
Se dispone de distintos tambores en
función de los trabajos a realizar.
Excavadoras
Pequeñas Maquinas Excavadoras
Existen máquinas de pequeñas dimensiones que son
ideales para la excavación de tierras en lugares de
reducidas dimensiones en los que a las grandes
máquinas les es imposible maniobrar. Estas maquinas
realizan funciones tales como la excavación de zanjas
para cimientos en pequeños solares o en obras en las
que la complejidad del entramado de cimientos hace casi
imposible la posibilidad de la excavación mecánica.
Excavadoras
En la imagen superior pueden ver de izquierda a derecha
una mini retro con cadenas ideal para excavación
zanjas en la realización de riostras, zapatas y otros
cimientos.
Excavadoras
En la imagen central una mini excavadora, cuyo modelo
permite además realizar un sin fin de funciones distintas ya
que posee gran variedad de mecanismos complementarios
que se le pueden acoplar como son el martillo
para taladrar concreto o asfalto, brazo retroexcavador,
limadora de asfalto, chasis delantero con cuchilla para
convertirse en mini motoniveladora, etc.
Excavadoras
Transporte
La excavadora puede ser transportada por el Low Boy
baja o plataforma), en caso de no poder transportarse a, si
es sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede no
necesitar de transporte.
Excavadoras
Mantenimiento
PREVENTIVO.
 Verificación de lubricantes y grasas antes de salir.
 Revisar la hoja de mantenimiento preventivo.
 Existencia de filtros en los almacenes.
 Tipo de lubricante en máquina y existencia en los
almacenes.
 Verificar puntos de engrase.
 Aumentos y cambios de aceite.
Excavadoras
Mantenimiento
PREDICTIVO.
 Toma de muestra del cambio de aceite.
 Verificación de recomendaciones mecánicas en máquina.
 Si el equipo es a ruedas control de la presión de aire de
las llantas.
 Ubicar el laboratorio donde se va hacer el análisis.
Excavadoras
Mantenimiento
RRECTIVO.
 Prever el cambio de uñas o garras.
 Acondicionamiento de cuchara.
 Cambio de partes.
 T
ablero de control.
 Lista de repuestos que se usan más
costos estimados y proveedores.
 Instalaciones en taller o posta.
 Camión lubricador
.
 Camión maestranza.
en la máquina con
Excavadoras
Seguridad Industrial
s prendas de vestir deben ser relativamente ajustadas,
be evitarse chaquetas sueltas, mangas de camisa, anillos y
cualquier otro tipo de joyas, ya que existe el peligro de
engancharlas en piezas móviles.
es:
 Cascos resistentes,
 Gafas de seguridad,
 Vestido reflectante,
 Zapatos de seguridad y
 Protectores para los oídos.
La indumentaria requerida
Excavadoras
Medio Ambiente
 Ruido dentro y fuera, cuando el nivel de ruido sobrepase
el margen de seguridad establecido (80 dB), será
obligatorio el uso de auriculares o tapones.
 Emisión de gases (CO2, NO2)
 Partículas en suspensión (polvo), en trabajos con tierras o
arcillas sueltas y secas, donde se deberá hacer uso de
mascarillas o preparar el terreno con lechadas de agua
con cal.
Excavadoras
ELEMENTOS Y DIMENSIONES
G Longitud total de la cadena (de barra de
zapata a barra de zapata)
H Longitud total para el tran
J Altura para el transporte
K Longitud de cadena en contacto con el
suelo
L Entrevía
A Altura de la cabina
ncho para el transporte, sin
re ovisores
C ncho de cadena con zapatas estándar
D Espacio libre sobre el suelo, bastidor
E Espacio libre sobre el suelo, contrapeso
F Radio de giro de la cola
Excavadoras
LÍMITES DE ALCANCE.
CLAV
A a máxima de carga del
cucharón con dientes.
B Alcance máximo a nivel del suelo.
C Profundidad máxima de
excavación.
D Excavación vertical máxima.
E Profundidad máxima de excavación
con fondo plano.
F Altura máxima del pasador de
culación del cucharón.
G a máxima a los dientes del
cucharón en la cima del arco
Excavadoras
Definición. Son máquinas utilizadas para excavar
abajo del nivel del terreno en que se sustentan, y
están formadas por un brazo mecánico con un
cucharón retroexcavador
, el cual funciona por medio
de un sistema hidráulico, acoplado a una estructura
metálica montada sobre carriles o neumáticos.
Excavadoras
Descripción. Estas máquinas se desarrollaron para sati
esidades que requerían las obras donde se necesitaba
o a un menor costo, con base en una mayor producción.
r las
ar un
Ya que
para tal fin se utilizaban las dragas de arrastre, las que requerían de
espacios bastante amplios para operar, además de que las
excavaciones, debido al volumen y las dimensiones, que en muchos
de los casos eran pequeñas, requerían de una máquina de menor
tamaño y facilidad de maniobrabilidad en espacios reducidos, también
se tenía la restricción de la dureza del material, lo que imposibilitaba
a las dragas para realizar por sí solas este tipo de excavaciones, ya
que requerían del auxilio de otra máquina que aflojara el material
para después ellas extraerlo. Con base en estos planteamientos, los
fabricantes de maquinaria diseñaron las excavadoras hidrául
cuyo campo de acción se ubica en las excavaciones de mediana y
pequeña profundidad y en diferentes tipos de suelos y condiciones de
trabajo, lo que las hace de gran versatilidad..
Excavadoras
Exc adora de orugas
Los principales componentes
de esta máquina, son:
La pluma. Es un elemento
estructural en forma de cuello
de ganso, que está unido en la
parte inferior al bastidor
principal de la máquina a
través de una articulación, y
e estar formada por una o
piezas, mismas que
d enden de las siguientes
características:
Excavadoras
Excavadora de orugas
a) Se utiliza la pluma de una pieza. Si el trabajo requiere
generalmente alcance y profundidad máximos. Es excelente
para abrir zanjas, por su largo alcance, profundidad, menos
peso y buena capacidad de levantamiento.
Se utiliza la pluma de dos piezas. Si el trabajo exige
adaptabilidad. La sección anterior se extiende o se retrae a
tres posiciones diferentes a fin de variar el alcance y la
profundidad. Se puede retraer completamente la sección
anterior para usarla con cucharones más grandes o extenderla
para lograr máximo alcance y profundidad.
b)
Se puede ajustar el ángulo de la sección anterior a la posición de
pasador superior o inferior o para aumentar el alcance hacia
arriba, altura de descarga o profundidad de excavación.
está extendida al máximo y en la posición de pasador infe , la
pluma de dos piezas tiene igual alcance que la de una sola pieza.
Excavadoras
Excavadora de orugas
El brazo. Es el elemento excavador que va articulado a la parte
erior de la pluma, y en su parte inferior va unido el cucharón,
mismo que es controlado a través de cilindros hidráulicos.
Existen varios tipos
los siguientes:
de brazos de ataque, entre los que se indican
 Brazo
 Brazo
 Brazo
 Brazo
 Brazo
corto
mediano
largo
de largo alcance
telescópico
Excavadoras
avadora de orugas
Brazo corto. Proporciona fuerza de penetración y capacidad de
levantamiento máximo del brazo. Se puede utilizar con un
cucharón grande en trabajos de gran volumen en excavaciones
de zanjas y carga de camiones
Brazo mediano. Proporciona máximo rendimiento en la mayoría
de los trabajos en los que interviene, especialmente cuando las
condiciones de trabajo cambian frecuentemente.
Brazo largo. Ofrece el mayor alcance y profundidad de
excavación. Se utiliza este tipo de brazo, cuando la excavadora
se usa generalmente para abrir zanjas profundas o para obtener
gran alcance utilizando cucharones de poca capacidad.
Excavadoras
Excavadora de orugas
Brazo de largo alcance. Es de los más modernos y solamente
se emplea para operaciones de dragado y conservación del lecho
de ríos o lagunas, mismas que tradicionalmente son realizadas
normalmente con dragas.
Brazo telescópico. Utilizado para adaptársele el cucharón de
almeja, comúnmente utilizado en excavaciones verticales.
Excavadoras
adora de orugas
Para cada modelo y marca existen diferentes longitudes de
brazos, la elección adecuada depende de los siguientes
factores; tales como la fuerza de corte necesaria, la
capacidad de levantamiento, el tamaño del cucharón y tipo
de material. El aditamento principal de esta máquina es el
cucharón retroexcavador, acondicionado con tres o más
dientes y orejetas para tener mayor capacidad de corte.
Los hay de diferentes tipos y capacidades, mismos que
están en función del tamaño de la excavadora, entre los
que podemos encontrar:
Excavadoras
adora de orugas
 Cucharón
 Cucharón
 Cucharón
estándar. Para todo tipo de uso.
trapezoidal. Para excavaciones en canales.
de aplicación especial. Está diseñado para
cargar rocas y otros materiales duros.
 Cucharón para zanjeo pesado. Para retener bien la
carga y facilitar la excavación donde hay poco espacio.
Excavadoras
Excavadora de orugas
Trabajos que realizan
Zanjas para alojar tuberías
Excavación de canales
Excavación de cimentaciones
Colocación de tubería
Excavación de cunetas y drenes
Carga de material a vehículos
Demoliciones en general
Levantar y hacer maniobras con
Talar y acarrear árboles
Separar y acarrear chatarra
T
rabajo en canteras (rompiendo
canales.











grandes pesos
roca)ragado y limpieza d
Excavadoras
Excavadora de orugas
racterísticas que se deben de tomar en cuenta
ra la selección de una excavadora
1. Volúmenes
a. Grandes
b. Regulares
c. Pequeños
de obra 2. Tipo de materiales
a. Duros
b. Suaves
4. Tipo de superficie y
a. Sobre orugas
b. Sobre neumáticos
movilidad
3. Profundidad
a. Muy profundo
del corte
5. Diversos
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b. Altura máxima de descarga
c. Facilidad de adquisición de la
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1A. ECO PREPA 4 TABASCO MEXICO VOLUMEN 2

  • 1. EQUIPOS DE CONSTRUCCION CURSO DE VERANO JUNIO DE 2004
  • 2. LA INGENIERIA CIVIL EN EL CONTEXTO DE LA HSTORIA La actividad o profesión de ingeniero es tan antigua como las primeras civilizaciones. La necesidad que tuvo el hombre desde la aparición de las primeras sociedades de registrar los acontecimientos seguramente forzó la invención del papiro y luego del papel; es decir el hombre descubrió que podía transformar, mediante algún proceso, las materias primas en productos de ciertas características deseadas; la planta de papiro (un vegetal) en una superficie extendida sobre la cual escribir. Luego, preocupado del problema del transcurso y medición del tiempo, le llevó a la invención de relojes de agua, de sol y de mecanismos, y a medida que las sociedades se hacían más complejas y aparecen los problemas de vivienda, transportación y aprovisionamiento de alimentos se desarrollan caminos, métodos de construcción y de riego. Todo lo que se ha mencionado hasta este punto caracteriza también a la ingeniería de nuestros días, con la diferencia que hay una mayor diversidad de problemas pero también se cuenta con sinnúmero nuevas herramientas que permiten encontrar nuevas y mejores soluciones, que en el pasado eran inimaginables.
  • 3. LA INGENIERIA CIVIL EN EL CONTEXTO DE LA HSTORIA Los mejores ingenieros de la antigüedad fueron los romanos. Por las necesidades impuestas por su gran y extenso Imperios, se vieron obligados a desarrollar y construir un vasto y eficiente sistema de comunicaciones; los caminos romanos son un ejemplo de habilidad e ingenio. También los descendientes de Rómulo eran expertos constructores de acueductos y puentes. Si bien los ingenieros romanos no tuvieron mucha originalidad, ya que tomaron prestado de Grecia y Oriente, su habilidad y técnicas eran tan avanzadas, que sus obras aún perdur incluso algunas están en uso en nuestros días.
  • 4. LA INGENIERIA CIVIL EN EL CONTEXTO DE LA HSTORIA La aparición de las especialidades de ingeniería en los últimos 150 años se ha debido justamente al avance de las ciencias. Si primero se tenía la ingeniero civil y militar , luego al final del siglo pasado y comienzos de éste, aparecen el ingeniero mecánico, el eléctrico, ingeniero industrial, ingeniero químico, ya más reciente el ingeniero electrónico, ingeniero nuclear , ingeniero bioquímico, ingeniero de transportes y el informático. Esto se ha debido obviamente a que el avance del conocimiento por un lado y la complejidad de los problemas, a resolver , por otro, sean de tal magnitud, que hace imposible que con un solo cuerpo disciplinario aplicado por un solo hombre se puedan resolver problemas en forma práctica. Si bien los métodos de la ingeniería y sus bases son generales para cualquier especialidad, se hace necesario, por las limitaciones del género humano, formar diversos especialistas, pero que son capace comunicarse para poder trabajar en equipos, que es la manera moderna de abordar los problemas a resolver por los ingenieros y otros profesionales.
  • 5. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION Los Estados Unidos fueron los primeros en desarrollar innovaciones para ahorrar mano de obra, primero en agricultura, después en construcción, los dos encajándose en una vigorosa tradición de mecanización. El Reino Unido Europa se hallaban en considerable atraso en ambos sectores, probablemente debido a la abundancia de mano y de obra y la menor escala de las obras para realizar , lo que llevó a una dilución del ímpetu hacia una mayor productividad. Los manufactureros norteamericanos de equipamientos, pioneros en la obsolescencia planificada, al contrario del principio Europeo de la construcción duradera, también alimentaron el proceso de cambio, además de que los lazos entre los manufactureros y los usuarios siempre estuvieron estrechos así permitiendo que lecciones de operación se incorporaran en el proceso de diseño.
  • 6. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION La historia del mejoramiento en el diseño de máquinas, que se dio principalmente en los Estados Unidos, nos da una fascinante ilustración del principio de cómo la forma sigue la función. La especialización del equipamiento de mover tierra, esencialmente como función de la distancia de acarreo, hizo aparecer la niveladora, el raspador , el buldózer, la compactadora, el cargador y el ubicuo tractor agrícola. Este proceso se dio más o menos alrededor de los 1880 hasta el final de la primera guerra mundial. Ya en esta época todos habían adquirido su silueta familiar .
  • 7. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION Niveladora La primera niveladora reconocible apareció en 1886. Era naturalmente de tracción animal, sin embargo se ve asombrosamente similar a su descendiente, fotografiado mismo lugar 100 años después. al
  • 8. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
  • 9. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
  • 10. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA maquinaria según la relación de Peso/volumen capacidad se clasifica de la siguiente manera: L es decir según Maquinaria Pesada Maquinaria Semipesado Equipo Liviano Vehículos Vehículos Vehículos Pesados Semipesados Livianos
  • 11. CLASIFICACION MAQUINARIA DE LA Maquinaria Pesada Maquinaria de grandes proporciones geométricas comparado con vehículos livianos, tienen peso y volumetría considerada; requiere de un operador capacitado porque varía la operación según la maquinaria; se utiliza en movimientos de tierra de grandes obras de ingeniería civil y en obras d minería a cielo abierto. Ejemplos Grúas, excavadoras, tractor, etc.
  • 12. CLASIFICACION MAQUINARIA DE LA Maquinaria Semipesado Son maquinarias de tamaño mediano utilizados generalmente en la construcción por ejemplo: Camión volqueta, carros Cisternas o Aguateros, camiones escalera. El peso y volumen de estas unidades es mediano.
  • 13. CLASIFICACION MAQUINARIA DE LA Equipo Liviano Pueden ser máquinas pequeñas o equipos especializados; como: compresoras, bomba de agua, bomba de lodo, vibradoras, malacates, cortadoras de acero, rompe pavimentos, montacargas, etc.
  • 14. CLASIFICACION MAQUINARIA DE LA Vehículos Pesados Entre estos vehículos se tienen al camión de estacas con carrocería. o camión Vehículos Semipesados Entre los vehículos semipesados se tienen los de uso como ser: los autobuses, microbuses, etc. público hículos Livianos peso y volumen reducido, auto transportables, por ejempl automóvil, vagonetas, jeep, camioneta, minibús, etc.
  • 15. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA egún la fuente de Energía Se toma como referencia el tipo de motor de la máquina, definiéndose motor como: “Sistema material que transforma una determinada clase de energía (hidráulica, química, eléctrica, etc.) en energía mecánica y produce movimiento.”
  • 16. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA egún el sistema de traslación Son clasificados en función al método de transporte, las dimensiones y peso de la maquinaria:
  • 17. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Según las operaciones que realizan S clasifican según las operaciones comunes que realizan las maquinas.
  • 18. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Herramientas menores esta sección se presentan las herramientas más com s q son utilizadas en la construcción. De izquierda a derecha uede observarse un pico, una pala, tres modelos de carretillas, una de las cuales cuenta con un sistema que posibilita su transporte a través de una grúa, siendo muy utilizada en el ascenso o descenso de materiales a obras situadas a distintas alturas como es el caso de los edificios o bajo tierra como son los colectores de alcantarillado, etc.; todo ello mediante el empleo de pequeñas grúas también llamadas polipastos y malacates. Así mismo, puede observarse una revolvedora manual cuyo motor puede ser de gasolina o eléctrico. Finalmente un rastrillo de piedra, que comúnmente es utilizado para empujar y extender el concreto fresco.
  • 19. CLASIFICACION MAQUINARIA DE LA En las imágenes contiguas pueden verse diversos tipos de cucharas o paletas empleadas según la actividad a realizar como poner ladrillos, colocar azulejos /Llanas /espátula /cubeta y cubos /cincel/flota para emplastes /azadón / martillo para tachuela /Cortador llo de bola / Martillo para cl vos /Nivel /Escuadra /Plomada / Cinta métrica /Flexómetro.
  • 20. CLASIFICACION MAQUINARIA DE LA Sistemas y Maquinaria Complementaria Pueden verse diversos tipos de andamios: Módulo sencillo /T ablón metálico /Andamio colgante de manivela /Andamio elevador automático /Andamios modulares de al guridad y equipo de grúa elevadora.
  • 21. HERRAMIENTA MANUAL denomina herramienta manual o de mano al utensilio, generalmente metálico de acero, de madera o de goma, que se utiliza para ejecutar de manera más apropiada, sencilla y con el uso de menor energía, tareas constructivas o de reparación, que sólo con un alto grado de dificultad y esfuerzo se podrían hacer sin ellas.
  • 22. HERRAMIENTA MANUAL básico de herramientas de un taller o de un cánico al Las herramientas básicas de un taller mecánico se pueden clasificar en cuatro grupos diferentes: • Herramientas de corte: sirven para trabajar los materiales que no sean más duros que un acero normal sin templar. Los materiales endurecidos no se pueden trabajar con las herramientas manuales de corte. Como herramientas manuales de corte podemos citar las siguientes: Sierra de mano, lima, broca, macho de roscar, escariador, terraja de roscar, tijeras, cortafrío, buril, cincel, cizalla, tenaza • Herramientas de sujeción: se utilizan para sujetar piezas o inmovilizar piezas. En este grupo se pueden considerar las s Pinzas (alicate), tornillo de banco, sargento. entes:
  • 23. HERRAMIENTA MANUAL Equipo básico de herramientas de un taller o de un profesional mecánico • Herramientas para la fijación: se utilizan para el ensamblaje de unas piezas con otras: Pertenecen a este grupo, los diferentes tipos de llaves que existen: Llave, Destornillador, remachadora. • Herramientas auxiliares de usos varios: Martillo, pala, granete, extractor mecánico, números y letr grabar, punzón cilíndrico, polipasto, gramil, punta de traz gato hidráulico, mesa elevadora hidráulica. a , compás,
  • 24. HERRAMIENTA MANUAL ambién se pueden considerar como herramientas básicas los instrumentos de medida más habituales en un taller mecánico: Regla graduada, flexómetro, goniómetro, pie de rey, micrómetro, reloj comparador .
  • 25. HERRAMIENTA MANUAL ambién se pueden considerar como herramientas básicas los instrumentos de medida más habituales en un taller mecánico: Regla graduada, flexómetro, goniómetro, pie de rey, micrómetro, reloj comparador .
  • 27. Excavadoras nición Máquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar una rotación de 360º, que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín, sin que el chasis o la estructura portante se desplace. La definición anterior, precisa que si la máquina descrita no es capaz de girar su superestructura una vuelta completa (360º), no es considerada como excavadora. La precisión de los órganos de trabajo, tales como pluma, balancín, estructura portante, etc.; fija y unifica los criterios clasificadores.
  • 28. Excavadoras Definición uina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar una rotación de 360º, que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín, sin que el chasis o la estructura portante se desplace. La definición anterior , precisa que si la máquina descrita no es capaz de girar su superestructura una vuelta completa (360º), no es considerada como excavadora. La precisión de los órganos de trabajo, tales como pluma, balancín, estructura portante, etc.; fija y unifica los criterios clasificadores. Operaciones: Excavar, Cargar, Girar, Desplazar, Movilizar y desmovilizar
  • 29. Excavadoras Aplicaciones cavación nado de de zanjas y zanjas de gran tamaño; taludes encima del plano de sustentación de la máquina; para estructuras, Excavación en bancos de préstamo ó de materiales. P Excavación excavación
  • 30. Excavadoras Tipos excavadoras se clasifican de la siguiente manera: Seg su accionamiento: • Excavadoras de cable o mecánicas. • Excavadoras Hidráulicas. Según el sistema de traslación: • Excavadoras • Excavadoras • Excavadoras • Excavadoras montadas montadas montadas montadas sobre sobre sobre sobre cadenas (orugas) ruedas o neumáticos. rieles. barcos. Según el Tipo de operación: • Excavadoras • Excavadoras • Excavadoras normal o Standard de mordazas. de tambor • Excavadora de Rosario
  • 31. Excavadoras Excavadora o pala cargadora con ruedas El modelo de excavadora o pala cargadora de la imagen es una máquina con una gran capacidad de carga y potencia, idónea para labores de extracción y movimiento de tierras. En la imagen podemos ver la máquina trabajando en un acopio de áridos existente en graveras, plantas de elaboración de aglomerados y zahorras, etc.. Su diseño con ruedas la hace apta e idónea para terrenos uniformes. La falta de dientes en la pala cargadora nos indica en este caso que trabaja en zonas blandas con tierras ya movidas.
  • 32. Excavadoras cavadora de Mordazas tipo de excavadoras tiene la particularidad de utilizar un accesorio que trabaja a peso propio, con mecanismos que permiten excavar en un material tiene mordazas que se abren y cierran. Este tipo de equipos tiene muy poca aplicación en apilado, la cuchara movimiento se aplica en edificios, ya de tierras, pero si construcción de que transporta material suelto.
  • 33. Excavadoras Excavadora de Mordazas La capacidad de este equipo esta dada por la cuchara de mordazas cuya capacidad varia de 0.3 a 2 m3 sueltos. Los pesos de este tipo de excavadoras oscilan entre 10 y 30 toneladas y su velocidad de traslación de 1 a 4 KPH. La cuchara pesa alrededor de una tonelada. Existen varios diseños de de mordazas. as
  • 34. Excavadoras Excavadoras de Rosario Este tipo de equipos se utiliza para la excavación de zanjas de gran magnitud. El sistema de excavación lo constituye una especie de cinta sin fin con numerosas cucharas de excavación. Este equipo tiene tante utilización en Europa, ncipalmente en Alemania.
  • 35. Excavadoras Excavadora de tambor Normal Es il trab ada para diferentes tales como: - Hacer zanjas en superficies duras y compactas, fresado de muros pantalla, perfilado de paredes de roca y concreto; demoliciones, acabados en túneles, saneamiento de superficies, operaciones en inmersión y se acoplan a diferentes tipos de maquinaria en punta de retro, entre otras: - Miniexcavadoras. etrocargadoras. - cavadoras. Se dispone de distintos tambores en función de los trabajos a realizar.
  • 36. Excavadoras Pequeñas Maquinas Excavadoras Existen máquinas de pequeñas dimensiones que son ideales para la excavación de tierras en lugares de reducidas dimensiones en los que a las grandes máquinas les es imposible maniobrar. Estas maquinas realizan funciones tales como la excavación de zanjas para cimientos en pequeños solares o en obras en las que la complejidad del entramado de cimientos hace casi imposible la posibilidad de la excavación mecánica.
  • 37. Excavadoras En la imagen superior pueden ver de izquierda a derecha una mini retro con cadenas ideal para excavación zanjas en la realización de riostras, zapatas y otros cimientos.
  • 38. Excavadoras En la imagen central una mini excavadora, cuyo modelo permite además realizar un sin fin de funciones distintas ya que posee gran variedad de mecanismos complementarios que se le pueden acoplar como son el martillo para taladrar concreto o asfalto, brazo retroexcavador, limadora de asfalto, chasis delantero con cuchilla para convertirse en mini motoniveladora, etc.
  • 39. Excavadoras Transporte La excavadora puede ser transportada por el Low Boy baja o plataforma), en caso de no poder transportarse a, si es sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede no necesitar de transporte.
  • 40. Excavadoras Mantenimiento PREVENTIVO.  Verificación de lubricantes y grasas antes de salir.  Revisar la hoja de mantenimiento preventivo.  Existencia de filtros en los almacenes.  Tipo de lubricante en máquina y existencia en los almacenes.  Verificar puntos de engrase.  Aumentos y cambios de aceite.
  • 41. Excavadoras Mantenimiento PREDICTIVO.  Toma de muestra del cambio de aceite.  Verificación de recomendaciones mecánicas en máquina.  Si el equipo es a ruedas control de la presión de aire de las llantas.  Ubicar el laboratorio donde se va hacer el análisis.
  • 42. Excavadoras Mantenimiento RRECTIVO.  Prever el cambio de uñas o garras.  Acondicionamiento de cuchara.  Cambio de partes.  T ablero de control.  Lista de repuestos que se usan más costos estimados y proveedores.  Instalaciones en taller o posta.  Camión lubricador .  Camión maestranza. en la máquina con
  • 43. Excavadoras Seguridad Industrial s prendas de vestir deben ser relativamente ajustadas, be evitarse chaquetas sueltas, mangas de camisa, anillos y cualquier otro tipo de joyas, ya que existe el peligro de engancharlas en piezas móviles. es:  Cascos resistentes,  Gafas de seguridad,  Vestido reflectante,  Zapatos de seguridad y  Protectores para los oídos. La indumentaria requerida
  • 44. Excavadoras Medio Ambiente  Ruido dentro y fuera, cuando el nivel de ruido sobrepase el margen de seguridad establecido (80 dB), será obligatorio el uso de auriculares o tapones.  Emisión de gases (CO2, NO2)  Partículas en suspensión (polvo), en trabajos con tierras o arcillas sueltas y secas, donde se deberá hacer uso de mascarillas o preparar el terreno con lechadas de agua con cal.
  • 45. Excavadoras ELEMENTOS Y DIMENSIONES G Longitud total de la cadena (de barra de zapata a barra de zapata) H Longitud total para el tran J Altura para el transporte K Longitud de cadena en contacto con el suelo L Entrevía A Altura de la cabina ncho para el transporte, sin re ovisores C ncho de cadena con zapatas estándar D Espacio libre sobre el suelo, bastidor E Espacio libre sobre el suelo, contrapeso F Radio de giro de la cola
  • 46. Excavadoras LÍMITES DE ALCANCE. CLAV A a máxima de carga del cucharón con dientes. B Alcance máximo a nivel del suelo. C Profundidad máxima de excavación. D Excavación vertical máxima. E Profundidad máxima de excavación con fondo plano. F Altura máxima del pasador de culación del cucharón. G a máxima a los dientes del cucharón en la cima del arco
  • 47. Excavadoras Definición. Son máquinas utilizadas para excavar abajo del nivel del terreno en que se sustentan, y están formadas por un brazo mecánico con un cucharón retroexcavador , el cual funciona por medio de un sistema hidráulico, acoplado a una estructura metálica montada sobre carriles o neumáticos.
  • 48. Excavadoras Descripción. Estas máquinas se desarrollaron para sati esidades que requerían las obras donde se necesitaba o a un menor costo, con base en una mayor producción. r las ar un Ya que para tal fin se utilizaban las dragas de arrastre, las que requerían de espacios bastante amplios para operar, además de que las excavaciones, debido al volumen y las dimensiones, que en muchos de los casos eran pequeñas, requerían de una máquina de menor tamaño y facilidad de maniobrabilidad en espacios reducidos, también se tenía la restricción de la dureza del material, lo que imposibilitaba a las dragas para realizar por sí solas este tipo de excavaciones, ya que requerían del auxilio de otra máquina que aflojara el material para después ellas extraerlo. Con base en estos planteamientos, los fabricantes de maquinaria diseñaron las excavadoras hidrául cuyo campo de acción se ubica en las excavaciones de mediana y pequeña profundidad y en diferentes tipos de suelos y condiciones de trabajo, lo que las hace de gran versatilidad..
  • 49. Excavadoras Exc adora de orugas Los principales componentes de esta máquina, son: La pluma. Es un elemento estructural en forma de cuello de ganso, que está unido en la parte inferior al bastidor principal de la máquina a través de una articulación, y e estar formada por una o piezas, mismas que d enden de las siguientes características:
  • 50. Excavadoras Excavadora de orugas a) Se utiliza la pluma de una pieza. Si el trabajo requiere generalmente alcance y profundidad máximos. Es excelente para abrir zanjas, por su largo alcance, profundidad, menos peso y buena capacidad de levantamiento. Se utiliza la pluma de dos piezas. Si el trabajo exige adaptabilidad. La sección anterior se extiende o se retrae a tres posiciones diferentes a fin de variar el alcance y la profundidad. Se puede retraer completamente la sección anterior para usarla con cucharones más grandes o extenderla para lograr máximo alcance y profundidad. b) Se puede ajustar el ángulo de la sección anterior a la posición de pasador superior o inferior o para aumentar el alcance hacia arriba, altura de descarga o profundidad de excavación. está extendida al máximo y en la posición de pasador infe , la pluma de dos piezas tiene igual alcance que la de una sola pieza.
  • 51. Excavadoras Excavadora de orugas El brazo. Es el elemento excavador que va articulado a la parte erior de la pluma, y en su parte inferior va unido el cucharón, mismo que es controlado a través de cilindros hidráulicos. Existen varios tipos los siguientes: de brazos de ataque, entre los que se indican  Brazo  Brazo  Brazo  Brazo  Brazo corto mediano largo de largo alcance telescópico
  • 52. Excavadoras avadora de orugas Brazo corto. Proporciona fuerza de penetración y capacidad de levantamiento máximo del brazo. Se puede utilizar con un cucharón grande en trabajos de gran volumen en excavaciones de zanjas y carga de camiones Brazo mediano. Proporciona máximo rendimiento en la mayoría de los trabajos en los que interviene, especialmente cuando las condiciones de trabajo cambian frecuentemente. Brazo largo. Ofrece el mayor alcance y profundidad de excavación. Se utiliza este tipo de brazo, cuando la excavadora se usa generalmente para abrir zanjas profundas o para obtener gran alcance utilizando cucharones de poca capacidad.
  • 53. Excavadoras Excavadora de orugas Brazo de largo alcance. Es de los más modernos y solamente se emplea para operaciones de dragado y conservación del lecho de ríos o lagunas, mismas que tradicionalmente son realizadas normalmente con dragas. Brazo telescópico. Utilizado para adaptársele el cucharón de almeja, comúnmente utilizado en excavaciones verticales.
  • 54. Excavadoras adora de orugas Para cada modelo y marca existen diferentes longitudes de brazos, la elección adecuada depende de los siguientes factores; tales como la fuerza de corte necesaria, la capacidad de levantamiento, el tamaño del cucharón y tipo de material. El aditamento principal de esta máquina es el cucharón retroexcavador, acondicionado con tres o más dientes y orejetas para tener mayor capacidad de corte. Los hay de diferentes tipos y capacidades, mismos que están en función del tamaño de la excavadora, entre los que podemos encontrar:
  • 55. Excavadoras adora de orugas  Cucharón  Cucharón  Cucharón estándar. Para todo tipo de uso. trapezoidal. Para excavaciones en canales. de aplicación especial. Está diseñado para cargar rocas y otros materiales duros.  Cucharón para zanjeo pesado. Para retener bien la carga y facilitar la excavación donde hay poco espacio.
  • 56. Excavadoras Excavadora de orugas Trabajos que realizan Zanjas para alojar tuberías Excavación de canales Excavación de cimentaciones Colocación de tubería Excavación de cunetas y drenes Carga de material a vehículos Demoliciones en general Levantar y hacer maniobras con Talar y acarrear árboles Separar y acarrear chatarra T rabajo en canteras (rompiendo canales.            grandes pesos roca)ragado y limpieza d
  • 57. Excavadoras Excavadora de orugas racterísticas que se deben de tomar en cuenta ra la selección de una excavadora 1. Volúmenes a. Grandes b. Regulares c. Pequeños de obra 2. Tipo de materiales a. Duros b. Suaves 4. Tipo de superficie y a. Sobre orugas b. Sobre neumáticos movilidad 3. Profundidad a. Muy profundo del corte 5. Diversos a. Condiciones de la obra b. Altura máxima de descarga c. Facilidad de adquisición de la máquina