El documento describe los métodos para calcular el rendimiento de diferentes máquinas de construcción como cargadores frontales, motoniveladoras, camiones, excavadoras y rodillos. Explica que el cálculo del rendimiento de cada máquina es diferente debido a que cada una realiza un trabajo distinto, como excavar, transportar materiales, nivelar el suelo y compactar. Además, detalla factores que afectan el rendimiento como la capacidad de la máquina, la eficiencia, la distancia de transporte y las condiciones de trabajo.

1. INTRODUCCIÓN
A la hora de ejecutar una obra de construcción, siempre es importante calcular
previamente o durante el proceso constructivo el rendimiento de las máquinas que se
utilizarán para saber si cumple con las expectativas de la obra, si la máquina trabajará a la
velocidad del proyecto. Por ello en el presente trabajo se describe las fórmulas para
calcular el rendimiento de cada distinto tipo de maquinaria. Acá sólo se trataron las
siguientes máquinas:
 Cargador Frontal
 Motoniveladora
 Camiones
 Excavadoras
 Rodillos
Para cada máquina el cálculo del rendimiento es distinto pues cada máquina trabaja de
distinta manera en distintas áreas: el camión transporta, la excavadora excava la tierra, el
rodillo compactan el suelo, la niveladora nivelan la tierra y el cargador frontal coloca la
tierra en el camión.

2. CÁLCULO DE LOS RENDIMIENTO DE LAS MAQUINARIAS DE
CONSTRUCCIÓN
1) ¿QUÉ SON LAS MÁQUINARIAS DE CONSTRUCCIÓN?
Las maquinarias de construcción son un conjunto de máquinas que sirven para
sustituir, ayudar o mejorar el trabajo del hombre en la industria de la construcción.
Desde tiempos remotos, el ingenio del hombre le hizo concebir herramientas y
máquinas que le permitieron aumentar la producción y dignificar su trabajo, facilitando
un uso más noble de sus facultades. Las máquinas, al aumentar el rendimiento y
disminuir costes y plazos, han permitido realizar obras que mejoran el nivel y
condiciones de vida de la humanidad.
2) CONCEPTOS UTILIZADOS EN MAQUINARIAS
 Potencia: Es la energía de acción o la capacidad de ejecutar un trabajo a una
velocidad determinada. Se requiere potencia para empujar o jalar una carga.
 Potencia disponible: Es la suministrada por la máquina para ejecutar cierta
cantidad de trabajo, es decir, la capacidad que tiene una máquina para
desarrollar un trabajo específico a una velocidad determinada.
 Potencia utilizable o necesaria: Es la mínima cantidad que tiene que desarrollar
una máquina para un trabajo específico considerando las restricciones impuestas
por las condiciones del trabajo.
 Fuerza tractiva o rimpull: Es la fuerza que genera el vehículo mediante sus
fuerzas motrices o de tracción multiplicadas por el coeficiente de tracción.
El estudio de las diferentes clases de potencia y los factores que afectan a cada una
de ellas, nos da a conocer las razones de que una máquina pueda o no ejecutar un
trabajo específico.
3) FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO
 Resistencia al rodamiento: Es la fuerza que opone el terreno al giro de las
ruedas. El vehículo no se moverá mientras no se venza esta fuerza. Esta
resistencia se mide en kilogramos y la fuerza necesaria para moverla se expresa
en kilogramos de tracción. Depende del tipo de suelo y del inflado de los
neumáticos (cuando sea el caso).
 Resistencia por pendiente: Debido a la fuerza de gravedad que actúa sobre el
vehículo, la inclinación del terreno ofrece resistencia al movimiento de la máquina
en el ascenso. Esta resistencia se mide en kilogramos. Al descender una
pendiente, la fuerza de gravedad es favorable y se denomina ayuda en
pendientes.
 Eficacia de operación: Es el porcentaje de tiempo que la máquina efectivamente
trabaja durante las ocho horas que dura la jornada. Este factor lo determina cada
empresario o contratista y por lo general es de 5/6 que significa que la máquina
trabaja 50 de cada 60 minutos (0.83)

3.  Condiciones climáticas: Las horas de trabajo efectivas de un equipo se ven
afectadas por la lluvia, viento y condiciones climáticas desfavorables.
 Efectos de la altura sobre el nivel del mar: Debe tomarse en cuenta que al
aumentar la altura sobre el nivel del mar, disminuye la presión atmosférica y baja
la potencia de todo motor de aspiración natural. Lógicamente, se reduce la fuerza
de tracción del vehículo.
 Destreza y pericia de los operadores
 Distancias a la que los materiales deben transportarse o moverse: Para
establecer el tipo y cantidad de máquinas a utilizar, teniendo en cuenta: longitud,
pendiente, condiciones del camino de acarreo, superficie de las áreas de carga.
4) CALCULO DEL RENDIMIENTO DE UNA MAQUINA
La eficiencia optima de una maquina es la relación entre rendimiento y gastos que
dé como resultado el costo más bajo posible por unidad de material movido.
Influyendo directamente en la productividad factores tales como la relación peso
potencia, la capacidad, el tipo de transición las velocidades y los costos de
operación. Hay otros factores menos directos que influyen en el funcionamiento y
productividad de las maquinas como la facilidad de servicio, la seguridad; la
disponibilidad de piezas y las conveniencias para el operador; lo cual no es posible
mostrarlos en tablas ni gráficos y dependerán del criterio y la experiencia de las
personas relacionadas con el cálculo de estas productividades.
Existen varias maneras para llegar a conocer el rendimiento de una máquina,
debiéndose tener el cuidado necesario para aplicar los valores obtenidos con
cualquiera de ellos, pues verían unos respecto de otros. La mejor manera de
conocer la continuación citaremos tres de los caminos que se utilizan:
5) PROCEDIMIENTOS PARA EL CÁLCULO DE RENDIMIENTOS
a) Investigar directamente con un operador de confianza: Tomando en
cuenta las características de la máquina y de la obra. Este método es empírico
y se basa únicamente en la experiencia. Debemos ser cuidadosos son la
información obtenida por este medio, pues si ben son datos reales, no
significa que sean confiables, pues el operador no toma en cuenta todos los
factores que intervienen en el rendimiento.
b) Generando un banco de información en base a las obras ejecutadas
anteriormente: Esto es, basarse en datos históricos de la máquina. Puede
resultar el más confiable de todos aunque hay que considerar las diferencias
entre las obras ejecutas anteriormente y la obra por realizar.
c) Consultar tablas y manuales del fabricante de la máquina: Esta
información es muy útil, sobre todo cuando no se tienen a la mano los datos
de los primeros métodos mencionados. Debe tomarse en cuenta, sin
embargo, que todos los datos se basan en un 100% de eficiencia en las
operaciones, lo cual no es posible conseguir de modo consistente, ni aun en
condiciones óptimas. Por lo tanto, al utilizar los datos sobre operación y

4. productividad, es necesario rectificar los resultados de las tablas, usando
factores adecuados a fin de compensar la menor eficiencia en la obra, la
habilidad del operador, las características del material, las condiciones de los
caminos de acarreo, la altitud, y otros factores ya comentados que puedan
reducir la producción en un trabajo determinado.
d) Método general: El rendimiento depende básicamente de:
1) Capacidad volumétrica de la máquina.
CV (m3
/ciclo)
2) Tiempo del ciclo.
T = tf + tv
Donde:
tf = Tiempo fijo. Que es aquel que no cambia para un mismo tipo
de máquina y trabajo (duración pequeña), maniobras, carga y
descarga.
tv = Tiempo variable. Es aquel que depende de la distancia a
recorrer y de la velocidad.
3) Número de ciclos por hora.
NC = = ciclos/hora
4) Rendimiento teórico
RT = CV (m3
/ciclo) * NC (ciclo/hr) = m3
/hr
5) Rendimiento de eficiencias.
RE =
Factores:
 Factor de abundamiento
 Factor por tipo de suelo
 Factor por tipo de trabajo o factor de acarreo
 Factor por pendiente
 Factor por operación o tiempo efectivo
 Factor por tipo de operador
 Factor de carga
Es lógico pensar que no todos los factores se aplican a todas las maquinas. Deben
seleccionarse de acuerdo a las condiciones de trabajo que se presenten para cada
una de ellas.

5. 6) TIEMPO O DURACIÓN DEL CICLO
El tiempo necesario para hacer de ida y vuelta se denomina tiempo de ciclo. En
cualquier trabajo, las máquinas se adaptan a un ciclo de trabajo determinado. En
este ciclo de están incluidas las operaciones de carga, acarreo, descarga y retorno
al lugar original, con algunas variaciones en ciertos casos. El tiempo de ciclo es el
que invierte una máquina para llevar a cabo todas estas operaciones.
Para determinar el tiempo de ciclo para cualquiera de las unidades solo basta con
medir varias veces el tiempo invertido por la máquina en un ciclo completo y
obtener el término medio.
El tiempo de ciclo, como ya se mencionó, consiste de dos partes: tiempo fijo y
tiempo variable. El tiempo fijo es el que invierte una máquina, durante un ciclo, en
todo aquello que no sea acarreo y retorno. Incluye el tiempo para cargar,
descargar y maniobrar en el curso del trabajo. Todos estos tiempos son más o
menos constantes, sea cual sea la distancia a que se lleve o acarree el material. El
tiempo variable es el que se necesita para el acarreo, o, en otras palabras, el
tiempo invertido en el camino acarreando el material y regresando vacío, y varía
con la distancia a recorrer y la velocidad de las máquinas
7) CARGADOR FRONTAL
El cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas y en ruedas, que tiene
un cucharón de gran tamaño en su extremo frontal.
Los cargadores frontales son equipos de carga, acarreo y eventualmente
excavación. En el caso de acarreo se recomienda realizarlo en distancias cortas.

6. Cálculo de Rendimiento:
R =
Donde:
Q = Capacidad de la cucharón del cargador frontal
E = Eficiencia
F = Factor de esponjamiento
Ec = Eficiencia del cucharón
T = Tiempo de ciclo
Ejemplo:
Se tienen los siguientes datos sobre un cargador frontal:
Cargador frontal modelo FR 140
Eficiencia 50/60=0.83
Factor de esponjamiento 1.10
Eficiencia del cucharón 85%
Distancia a transportar 50 m.
Velocidad de vuelta 10 km/h
Velocidad de ida 5 km/h
El tiempo de ascenso-descarga-descenso 20 seg
Capacidad del cucharón en m³ 2.5m³

7. Se pide determinar su tiempo de ciclo y su rendimiento
Solución:
Tiempo de ciclo: tf = 20 seg x
T = tf + tv tf = 0.333 min
tv =
tv = 0.3min + 0.6min = 0.9 min
T = 0.333 min + 0.9 min = 1.233 min
Rendimiento: R =
R = 94.410 m3
/min
8) MOTONIVELADORA
La motoniveladora es una máquina muy versátil usada para mover tierra u otro
material suelto. Su función principal es nivelar, moldear o dar la pendiente
necesaria al material en que trabaja. Se considera como una máquina de
terminación superficial. Su versatilidad está dada por los diferentes movimientos
de la hoja, como por la serie de accesorios que puede tener.

8. Calculo del tiempo total:
T = ∑
( )
Donde:
T = Tiempo de ciclo
L = Longitud por perfilar
V = Velocidad de la pasada
E = Eficiencia
Cálculo del rendimiento:
R =
Donde:
R = Rendimiento
L = Longitud por perfilar (en metros)
a = Ancho de la calzada más berma (en metros)
T = Tiempo total (en horas)
Ejemplo:
Se tienen los siguientes datos sobre una motoniveladora:
Longitud por perfilar en metros 312m.
Ancho de la calzada más bermas 6 m.
Motoniveladora modelo 120 G
Número de pasadas 6
Velocidad en primera pasada 2 km/h
Velocidad en segunda pasada 2 km/h
Velocidad en tercera pasada 4 km/h
Velocidad en cuarta pasada 4 km/h
Velocidad en quinta pasada 5 km/h
Velocidad en sexta pasada 5 km/h

9. Eficiencia 0.75
Se pide determinar su tiempo de ciclo y su rendimiento
Solución:
Tiempo total:
T =
T = 0.7904 horas
Cálculo del rendimiento:
R = = 2368.421 m2
/h
9) CAMIONES
Los camiones son vehículos que trasportan el material. Este operación comprende
el transporte de tierra sobrante de la excavación al vertedero, o bien el transporte
de las tierras necesarias para efectuar un terraplén o un relleno.
Los camiones son vehículos de caja descubierta, destinados al transporte de
cargas superiores a 500 kg. Siempre han de ser basculantes.
Los dúmpers son vehículos de caja basculante muy reforzada (tara mayor o igual
a la carga útil). Suelen tener varios ejes tractores y calzar neumáticos todo terreno.
Se emplean para transportes cortos, fuera de carreteras o caminos y tienen
capacidad de carga muy variables. Suelen tener una elevada capacidad de
transporte, oscilando los pesos netos entre 30 y 40 toneladas con cargas útiles
entre 40 y 60 toneladas.

10. En general los camiones también se pueden clasificar de acuerdo a la forma que
realizan una determinada actividad, teniendo así la siguiente clasificación:
 Camiones de Volteo
 Camiones fuera de caminos
(Dúmper)
 Volquetes
 Camiones Planchas
 Camiones Cisternas o pipas
Cálculo del rendimiento:
Donde:
R = Rendimiento
Q = Capacidad
G = Factor de eficiencia
CM = Tiempo por ciclo
F = Factor de esponjamiento
Ejemplo:
Se tienen los siguientes datos sobre una motoniveladora:
Factor de eficiencia E=50/60=0.83
Capacidad QU= 10m³
Distancia de transporte 1.00 km.

11. Factor de esponjamiento 1.10
Velocidad del recorrido cargado 10 km/h
Velocidad del recorrido descargado 15 km/h
Tiempo de descarga 1 min
Tiempo de carga 3 min
Se pide determinar su tiempo de ciclo y su rendimiento
Solución:
Ciclo de trabajo:
tf = tiempo de descarga + tiempo de carga
tf = 1 min + 3 min = 4 min
tv = 0.1 h x + 0.067 h
tv = 6 min + 4 min
tv = 10 min
Cm = 4 min + 10 min
Cm = 14 min
Rendimiento:

12. 10) EXCAVADORAS
Máquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz
de efectuar una rotación de 360°, que excava, carga, eleva, gira y descarga
materiales por la acción de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balance,
sin que el chasis o la estructura portante se desplace.
La definición anterior precisa que si la maquina no es capaz de girar su
superestructura una vuelta completa (360°), no es considerada como excavadora.
La presión de los planos de trabajo, tales como pluma, balance, estructura
portante, etc.; fija y unifica los criterio clasificadores.
Cálculo del rendimiento:
Fórmula de Producción

13. Volumen del cucharón:
Se considera la capacidad colmada, afectada por los factores de llenado.
Eficiencia: La eficiencia de una excavadora puede llegar a 50 min/hora
Tiempo del ciclo: Un ciclo se considera como el total de las operaciones de corte,
giro con carga, desplazamiento o viaje, descarga, giro vacío y regreso vacío.
11) RODILLOS
Los rodillos son máquinas autopropulsadas que se emplean en la compactación de
tierras con espesores de 20 a 30 cm. Su peso varía de 5 a 15 toneladas y la
velocidad de trabajo entre 2 y 10 km/h.

14. Los rodillos pata de cabra son máquinas remolcadas por tractores de pequeña o
mediana potencia, que pueden ser normales o vibrantes, y que se utilizan para a
compactación de terrenos con excepción de arenas, gravas y piedra partida.
Disponen de depósitos para lastre, que pueden estar vacíos o llenos de agua o
arena, lo que permite aumentar la presión que transmiten al terreno.
Cálculo del material suelto compactado en una hora
Donde:
D= Profundidaddelacapadematerialsuelto(enmetros)
A= Anchoefectivodelrodillocompactador(enmetros)
N= Númerodepasadasnecesariasparacompactar4.
R= Materialsueltocompactadoenunahora(enm³)
V= Velocidaddelamáquinaquecompacta(enkm/h)0.8km/h.
E= Eficienciadelapreparación,
Ejemplo:

15. Se tienen los siguientes datos sobre un rodillo compactador:
Profundidaddelacapadematerialsuelto 0.3 m
Anchoefectivodelrodillocompactador 1.67 m
Númerodepasadasnecesariasparacompactar 4
Velocidaddelamáquinaquecompacta 0.8 km/h
Eficienciadelapreparación aproximadamente0.83
Se pide determinar su tiempo de ciclo y su rendimiento.
Solución:
R=83.166m³/h
R=665.328m³/día