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Maquinaria y Equipos de Construcción Gran parte del capital de trabajo de una empresa corresponde a inversiones en equipo de construcción. La selección del equipo mas adecuado a usar en la faena debe ser, por lo tanto, motivo de un cuidadoso estudio económico comparativo entre los diversos equipos con que se puede realizar un trabajo. Además, el tipo de equipo debe ser el adecuado a la clase de trabajo asignado, especialmente en obras de movimiento de tierras.

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28 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN]

1.Introduccion .-

1.1. Clasificación.- La maquinaria según la relación de Peso/volumen es decir según su capacidad se clasifica de la siguiente manera: 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 de minería a cielo abierto. Ejemplos Grúas, excavadoras, tractor, etc. Maquinaria Semipesada 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. 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. 1.2.Medidas de Seguridad.- Según el artículo 87 (Maquinaria pesada de obra) del suplemento No.00174 emitido el 10 de enero de 2008 por el Ministerio de Trabajo y Empleo del Ecuador se especifica las siguientes medidas de seguridad para el manejo de maquinaria pesada en la construcción. Precauciones generales de seguridad.- La operación de maquinaria pesada de obra será efectuada únicamente por personal calificado y autorizado con licencia para el efecto. a) Se extremarán las precauciones en el caso de que estas máquinas se utilicen para el mantenimiento y la construcción de las vías públicas: b) Se evitará dejar las máquinas estacionadas en zonas de circulación, cuando esto no sea posible se indicará la presencia de las máquinas mediante señalización adecuada, en las noches será obligatorio utilizar señales luminosas ; c) Durante el tiempo de parada de las máquinas, si están dentro de la zona de trabajo, se marcará su entorno con señales de peligro para evitar los riesgos por falta de frenos o atropello durante la puesta en marcha, d) Las medidas antes señaladas rigen también para los trabajos de mantenimiento y construcción de vías públicas; e) Se prohíbe trabajar o permanecer dentro del radio de acción de la maquinaria de movimiento de tierras para evitar atropellos o golpes; f) Se prohíbe dormir o comer a la sombra de las máquinas de movimiento de tierras. Se reforzará esta prohibición con carteles y avisos; g) Las máquinas de remoción de tierras estarán equipadas con un sistema de señalización acústica de marcha atrás; h) No se trabajará en la proximidad de las líneas eléctricas hasta que se hayan tomado las precauciones y protecciones necesarias contra contactos eléctricos; i) Se prohíbe terminantemente el transporte de personas sobre máquinas; j) No se realizarán replanteos o mediciones, ni ningún tipo de trabajo en las zonas en donde estén operando las máquinas sin antes haber sido determinado claramente el radio de acción de la máquina,

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 29 k) Cuando un vehículo-volquete deba aproximarse a un borde de talud o corte, con el consiguiente riesgo de vuelco, se dispondrá en el suelo de cuñas u obstáculos que indiquen el límite de aproximación; l) En el caso del camión (dumper) de traslado de tierras, el obstáculo estará situado a dos metros del borde o talud; m) Se establecerá en los planos de la obra los caminos internos de esta con su necesaria señalización, que organice las direcciones obligatorias y preferenciales; n) Nunca se superará en el interior de la obra la velocidad máxima establecida para cada caso; y, o) En los casos en que la visibilidad pueda disminuir a causa del polvo producido por la circulación de las máquinas, se establecerá un sistema de riego, que sin encharcar o hacer deslizante la vía de circulación, impida la formación de polvo. Art. 88.- Dotación de seguridad en la maquinaria.- La maquinaria pesada de obra estará dotada al menos de: a) Dos focos de marcha adelante y de retroceso; b) Servofreno y freno de mano; c) Bocina y faro de retroceso; d) Un extintor en cada lado de la cabina del operador; f) Pórtico de seguridad antivuelco (ROPS) y anti-impacto (FOPS); g) Espejos retrovisores; h) Cabina ergonómica que a más de una postura correcta al operador le protejan de vibraciones, del polvo, ruido y gases de combustión; e, i) Botiquín de primeros auxilios. Art. 89.- Inspecciones preventivas.- Las máquinas serán inspeccionadas diariamente y antes de comenzar cada turno para asegurarse que el equipo y los accesorios estén en condiciones seguras de funcionamiento y libres de averías.

Fig.#21 ( Maquinaria para la construcción)

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3.Tractores con Hoja de Empuje .- Máquina para movimiento de tierra con

una gran potencia y robustez en su estructura, diseñado especialmente para el trabajo de corte (excavando) y al mismo tiempo empujando con la hoja (transporte). En esta máquina son montados diversos equipos para poder ejecutar su trabajo, además debido a su gran potencia tiene la posibilidad de empujar o apoyar a otras máquinas cuando estas lo necesiten (Ej. una motoescrepa).

Fig.#21 ( Tractor con hoja de empuje)

3.1.- Operaciones.- • Excavar(a cielo abierto en grandes dimensiones). • Acarreo en grandes dimensiones.

3.2.-Aplicaciones • Grandes excavaciones a cielo abierto • Excavación en banco de préstamo • Limpieza y desbroce • Apertura de vías • Cortar y nivelar material hacia delante del tractor. • Empuje de tierra y roca, hasta 91m, en caso de tractores grandes.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 31 3.2.-Tipos.- 3.2.1.-Por el sistema de traslación.- De Orugas • Su combustible mayormente es el diesel, son equipos de mayor potencia. • Chasis rígido. • Velocidades máximas de entre 7 y 15 km/h. • Potencia de entre 140 y 770 HP. • Transmisiones mecánicas. • Pesos en servicio de entre 13.5 y 68 t. • Capacidad de remontar pendientes de hasta 45˚.

Fig.#22 ( Tractor con hoja de empuje de oruga) De ruedas • Producen menos compactación en el suelo, se usan más en agronomia. • Chasís articulado con angulos de 40˚ a 45˚. • Tracción en las cuatro ruedas. • Velocidades máximas de desplazamiento entre 16 y 60 km/h. • Potencia entre 170 y 820 HP. • Transmisiones mecánicas o eléctricas. • Pesos en servicio de entre 18.5 y 96 t.

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32 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] Fig.#23 ( Tractor con hoja de empuje de ruedas) 3.2.2.-Por la forma en que mueve su barra.-Las hojas de empuje pueden realizar los siguientes movimientos: ! Inclinación lateral. ! Variación del ángulo de ataque de la hoja. ! Variación del ángulo de la hoja respecto de la dirección de avance. ! Elevación y descenso de la hoja.

Tildozer Elevación Angledozer Fig.#24 ( Movimientos de la hoja de empuje)

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 33 Tipo de hoja Hoja recta Hoja angulable Hoja inclinable Hoja de elevación Corta tronco c/tope

Denominación Bulldozer Angledozer Tiltdozer Pitchdozer Cutdozer Tractor empujador

Tabla.#1 ( Tipos de hojas de empuje de tractores)

Hoja Recta.- Aconsejada para trabajos de empuje en general, especialmente en aquellos que requieren pasadas cortas o de media distancia. Es la de mayor versatilidad y capacidad para trabajos en roca. Hoja Angulable.- Diseñada para empujar el material lateralmente, para lo cual puede situarse en el bastidor de los brazos con ángulos de 25˚ a la derecha o izquierda respecto de la dirección del tractor. Fig.#25 ( Tildocer o “motoniveladora”) Hoja de Empuje Amortiguado.- Se trata de una hoja de poco ancho, lo que le otorga mayor maniobralidad al tractor en su labor de empuje. 3.2.2.-Otra clasificación según Caterpillar.- Hoja Recta.- Hoja universal o en “U”.- Usada para empuje de grandes volúmenes de material a largas distancias. Por esto la curvatura de los extremos de la hoja impulsa el material hacia el centro de la misma, disminuyendo derrames laterales.

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34 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] Hoja semi-universal.- Combinan la capacidad de retención de la carga de las hojas universales con la capacidad de penetración del terreno de las hojas rectas en un solo diseño de alto rendimiento. Hoja semi-universal de radio variable.- Son excelentes herramientas para el mejoramiento de tierras, conservación de suelos, desarrollo de emplazamiento de obras y construcción general. Hoja Amortiguada.-

Hoja Universal

Hoja Semi Universal

Hoja Recta

Fig.#26 ( Tipos de hoja de empuje) 3.3.-Accesorios Adicionales.- También puede contar en su parte trasera con un escarificador. Este accesorio permite excavar suelos duros que no se pueden remover con la hoja, tales como asfalto, pavimento viejo y superficies congeladas.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 35 Fig.#27 ( Bulldozer con escarificador)

3.4.-Transporte.- El tractor con hoja de empuje de oruga se transporta por medio del Low Boy. si esta sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede transportarse sola. Fig.#28 ( Low Boy)

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Fig.#29 ( Maquinaria pesada siendo transportada)

3.5.-Mantenimiento en la zona de trabajo.- • Colocar la máquina en terreno llano. • Bloquear las ruedas o las cadenas. • Colocar la cuchara apoyada en el suelo. Si se debe mantener la cuchara levantada se inmovilizará adecuadamente. • Desconectar la batería para impedir un arranque súbito de la máquina. • No quedarse entre las ruedas o sobre las cadenas, bajo la cuchara o el brazo. • No colocar nunca una pieza metálica encima de los bornes de la batería. • Utilizar un medidor de carga para verificar la batería. • No utilizar nunca un mechero o cerillas para ver dentro del motor. • Aprender a utilizar los extintores. • Conservar la máquina en buen estado de limpieza.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 37 3.6.-Estimación de la producción de los tractores. Un tractor no tiene una capacidad volumétrica determinada. No hay ningún contenedor o tolva; en su lugar, la cantidad de material que el tractor mueve depende de la cantidad que queda en frente de la cuchilla durante el avance (empuje de tierra y roca, hasta 91m, en caso de tractores grandes). Los factores que controlan las tasas de producción son tres: 1. Tipo y condiciones de material, 2. Tipo de cuchilla y 3. Tiempo del ciclo. Tipo y condiciones del material.- El tipo y las condiciones de material que se manipula afecta la forma de la masa que se empuja delante de la cuchilla. Los materiales cohesivos (arcillas) se acomodaran como una bola. Los materiales que tienen una calidad densa o que tienen un alto contenido de mica rodarán sobre el terreno y se colmarán. Los materiales sin cohesión (arenas) se conocen como materiales muertos porque no muestran propiedades de esponjamiento o copete.

Fig.#30 ( Forma de acomodo de distintitos materiales al ser empujados) Tipo de cuchilla.- Existen en general tres tipos de cuchillas para las actividades de empuje de material: recta (S), universal (U) y semi-universal (SU). Cada una de ellas, por su forma especifica, logra acomodar el material frente a ella de una determinada manera, de modo que un mismo tractor puede tener rendimientos diferentes según el tipo de cuchilla usado. Las cuchillas rectas (S) llevan el material en frente de la cuchilla, mientras que las cuchillas universales (U) y semi-universales (SU) controlan el material que se desparrama lateralmente dentro de la cuchilla. Como las cuchillas U y SU fuerzan al material a moverse hacia el centro, hay un mayor grado de esponjamiento y la cantidad de material suelto será​́ mayor que en las cuchillas rectas. Pero la relación de esta diferencia no es la misma cuando se considera volumen en banco. Esto se debe a que el factor de conversión de volumen suelto a volumen en banco para las cuchillas de tipo universal (U) no es el mismo que el de las cuchillas rectas (S). El efecto envolvente de las cuchillas U o SU produce esta diferencia.

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38 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIĂ“N] El mismo tipo de cuchilla viene en diversos tamaĂąos para un mismo tipo de tractor. La capacidad de la cuchilla entonces es una funciĂłn del tipo de la cuchilla y su dimensiĂłn fĂ­sica. Las hojas de especificaciones de los fabricantes proporcionaran la informaciĂłn necesaria relacionada con las dimensiones de las cuchillas. La carga que una cuchilla llevarĂĄ se puede estimar con diversos mĂŠtodos: (1) por la estimaciĂłn de sugerida por el fabricante, (2) por la experiencia previa (condiciones de material similar, equipo o trabajo) (3) por medidas en el campo. Para realizar un estimaciĂłn de carga de que una cuchilla llevarĂĄ utilizando el tercer mĂŠtodo (de medidas en el campo) lo primero que debe hacerse es obtener la carga de una cuchilla normal, haciendo que el tractor empuje una cuchilla de carga normalizada sobre un ĂĄrea nivelada. El tractor se detiene, mientras que la cuchilla se mueve ligeramente hacia adelante para crear una pila simĂŠtrica. Luego el tractor regresa y se retirar de la pila, procediendo a medir la altura (H) y el ancho (W) de la pila en el borde interior de cada extremo, asÄąĚ Ě como la mayor longitud (L) de la pila, que no necesariamente estaraĚ Ě al centro, como Ě aquÄąĚ se muestra. Como los valores H y W no serĂĄn uniformes, se puede tomar valores a ambos extremos y promediarlos. Si las medidas estĂĄn en metros, la carga de la cuchilla en m3 sueltos podrĂ­a calcularse con la siguiente ecuaciĂłn:

đ?‘‰ đ?‘š! = 0.0106 đ??ťđ?‘Šđ??ż

Tiempo del ciclo.-El ciclo de un tractor para las operaciones de empuje de material se compone de tres labores: ! Empujar ! Regreso y ! Maniobras El tiempo requerido para empujar y regresar puede calcularse para cada modelo de tractor, considerando las distancias de empuje y obteniendo una velocidad de la carta de desempeĂąo de la mĂĄquina. El tiempo seraĚ Ě el resultado de la divisiĂłn de la distancia entre la velocidad. Algunas cartas ofrecen el tiempo directamente, ingresando con la distancia.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 39 El tractoreo se realiza generalmente a una velocidad baja, entre 2.4 a 3.2 Km/h. La velocidad de retorno es la máxima que puede lograrse en la distancia disponible. Cuando se usan las cartas de desempeño para determinar las velocidades posibles, hay que recordar que las cartas identifican la máxima velocidad instantánea. Para calcular la duración del ciclo se debe usar una velocidad promedio que tome en cuenta el tiempo requerido para acelerar hasta la velocidad que indica la carta. Generalmente el operador no puede activar la maquina después del segundo cambio en el caso de distancias menores de 91 m. Si la distancia es mayor que 91 m. y el terreno está nivelado, es posible conseguir la máxima velocidad. El tiempo de maniobras para hacer los cambios en los tractores es de alrededor de 0.05 min. Producción.- La fórmula para calcular la producción de tractor en metros cúbicos por una hora de 60 minutos es la siguiente:

𝑉 𝑃= 𝑇! + 𝑇! + 𝑇!

Donde: P es la producción de la máquina. V es la capacidad de la cuchilla. TE es el tiempo de empuje. TR es el tiempo de retorno. TM es el tiempo de maniobras. Esta producción se basa en un trabajo continuo durante una hora de 60 minutos, que sería una condición ideal. Sin embargo, la eficiencia del trabajo se verá afectada por la buena dirección en el campo, las condiciones del equipo y la dificultad misma de las labores. La eficiencia de una operación se cuenta reduciendo el número de minutos que realmente se trabaja en una hora. El factor de eficiencia se expresa entonces como minutos de trabajo en una hora, por ejemplo, 50 minutos por hora o un factor de eficiencia de 0.83 (50/60 min). También existen fórmulas para calcular la producción, desarrolladas por los fabricantes, basadas en la potencia del tractor y la distancia de empuje. Otros fabricantes han desarrollado además curvas de producción, que proporcionan el máximo volumen de material suelto que puede mover en una hora, en condiciones ideales, de acuerdo al modelo y la distancia de empuje. Existen condiciones particulares que pueden favorecer la producción, como el trabajo de dos tractores lado a lado . Con esta disposición, las dos cuchillas compensan la perdida de material hacia los costados, incrementando la producción entre un 15% a un 25%.

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40 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 3.7.-Limitaciones de los tractores.- El peso y la potencia disponible de la máquina determinan su capacidad de empuje. Ningún tractor puede aplicar más empuje en kg que el peso de la máquina y que la fuerza máxima que suministre el tren de fuerza. Ciertas características del terreno y las condiciones del suelo en la obra, limitan la capacidad del tractor para utilizar su peso y potencia. Arenas, gravas, limos, tierra vegetal, arcillas medias con Clasificación I más o menos agua, escombros de rocas. Estos terrenos Suelos Sueltos o no necesitan preparación preliminar para ser excavados Semi-Compactados por las máquinas. Pueden ser extraídos o excavados con relativa facilidad por Topadoras frontales, Excavadora Universal, de baja o media potencia. Arcillas duras, roca marga, roca blanda calizo-arcillosa, masas de roca altamente fisuradas o estratificadas y roca fragmentadas producto de explosivos. Estos suelos necesita con frecuencia una disgregación previa mediante escarificador. Pueden se excavados por equipos de medias o grandes potencias (más de 80 Hp). Roca caliza, pizarra, conglomerados, masa de roca medianamente estratificada, rocas muy alteras y minerales blandos. Pueden ser excavados por equipos o máquinas de potencia intermedia (más de 140 Hp) para los trabajos convencionales necesitarían siempre de una disgregación previa mediante escarificadores pesados o el uso de explosivos de débil potencia. Rocas calizas o silíceas, rocas ígneas y metamórficas y masas de rocas poco alteras, cuarcita y la mayoría de los minerales (los de poca densidad). Solo pueden ser excavadas por procedimientos mecánicos con maquinas especialmente diseñadas para cada caso. Los explosivos que se usen deben ser de potencia media. Rocas ígneas no alteradas como granito, la diorita, diabasa, rocas metamórficas duras, minerales densos silíceos, magnetita, etc. Solo pueden ser extraídos por procedimientos mecánicos altamente especializados y máquinas especialmente diseñadas. Se usa explosivos de alta potencia.

Clasificación II Suelos Compactos o Roca Blanda Clasificación III Roca de dureza Media

Clasificación IV Roca Dura

Clasificación V Roca muy Dura

Tabla.#2

( Clasificación de materiales por su naturaleza y su comportamiento al ser excavados.)

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 41 Unidad de obra

Tipo de Hoja

Clase

Observaciones.

Hidráulico

Más de 140

Inclinable y angulable Fija, angulable o inclinable

todos

Los tres

Clasificación II

Más de 80

Clasificación III

Más de 140

Clasificación IV

Hasta 180

Clasificación V

Hasta 180

Acarreo

Todas las clasificaciones.

100 a 160

Inclinable o angulable Inclinable o angulable Inclinable o angulable Inclinable o angulable Fija o Inclinable

Riego extendido

Sueltos

80 a 140

Angulable

Rotación con escarificadores pesados

Clasificación I, II y III

Si es remolcado más de 100

_

Desbroce y Desmonte (incluyendo derribo de árboles) Excavación (incluye apertura de cunetas y canales)

Clase de Material Hierba, malezas, arbustos. Arboles <0.30 m de Diámetro Arboles <0.30 m de Diámetro Clasificación I

Potencia (Hp) 65 a 140 80 a 140

Tabla.#3 ( Selección del Bulldozer)

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Hidráulico o mecánico

Hid. o mecánico Hidráulico Hidráulico Hidráulico Hidráulico Hidráulico o mecánico

Hid. o mecánico Según el sistema de escarificación

Se dan estas potencias en suelos roturados o fragmentos con explosivos, en pendientes hasta 25%. Según la tabla de clasificación de suelo En obras con volúmenes inferiores a 3000 m3y tiro a menos de 50 m puede utilizarse potencias < 100HP La potencia depende del tamaño del escarificador remolcado.

42 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN]

4.Cargadores Frontales.- El cargador frontal es un equipo tractor, montado

en orugas o en ruedas, que tiene un cucharón de gran tamaño en su extremo frontal. Son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas. El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la producción. En el caso de excavaciones con explosivos, la buena movilidad de éste le permite moverse fuera del área de voladura rápidamente y con seguridad; y antes de que el polvo de la explosión se disipe, el cargador puede estar recogiendo la roca regada y preparándose para la entrega del material. El cargador frontal es relativamente nuevo entre los equipos para construcción. Aparentemente se introdujo como otro accesorio para hacer aún más versátil el tractor de orugas y atender el problema de limpieza de los alrededores de los sitios de construcción. El tractor equipado de hoja o bulldozer sólo podía empujar el exceso de material o desperdicio hacia un lado, y en cambio, el cargador de cucharón frontal podía levantarlo y cargarlo en camiones. Los cucharones del cargador frontal varían en tamaño, desde 0.19 m3 hasta más de 19.1 m3 de capacidad, colmado. El tamaño del cucharón está estrictamente relacionado con el tamaño de la máquina. El mecanismo del cucharón de los cargadores se diseña para tener una altura de vaciado comprendida entre 2.4 y 4.5 metros arriba del plano sobre el que se mueve el tractor. Tal altura es proporcional al tamaño del cargador. Esto hace posible que el cargador vacíe a un camión o unidad de acarreo de tamaño adecuadamente equilibrado. 4.1.- Operaciones.- • Acarrear y transportar • Cargar • Descargar • Excarvar

Fig.#31 (Cargadora Frontal)

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Fig.#32 (Partes Cargadora Frontal)

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44 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIร N] 4.2.-Clasificaciรณn.- De acuerdo a la forma de efectuar la descarga: ! Descarga Frontal ! Descarga Lateral ! Descarga Trasera

Fig.#33(Descarga Frontal) Fig.#34 (Descarga Lateral)

Fig.#35 (Descarga Trasera)

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 45 De acuerdo a la forma de rodamiento: ! De neumáticos (Bastidor rígido o articulado) ! De orugas.

Fig.#36 (Cargadores frontales de ruedas y oruga) Las cargadoras sobre neumáticos son las más comunes en nuestro medio, tienen gran capacidad de carga y son más veloces que su par sobre orugas, lo que las hace idóneas para rápidos traslados de un punto a otro. Potencia: entre 25 HP y 450 HP Capacidad de la cuchara: hasta 19.1 m3 Altura de descarga: hasta 4.50 mts. Velocidad: hasta 25 Km/h Cuando se trabaja sobre terrenos resbaladizos, para evitar que las ruedas patinen se utilizan ruedas más grandes, más pesadas, con mayores relieves o también se procede a “lastrar los neumáticos” (llenarlos con agua) para aumentar el peso de los ejes. Cuando se trabaja con suelos muy duros, secos , de consistencia rocosa se protegen los neumáticos con “mallas de cadena” acopladas a los mismos para evitar un rápido

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46 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] desgaste o posibles fisuras y roturas. Fig.#37 (Ruedas protegidas ) Las cargadoras sobre orugas, tienen su aplicación característica en el trabajo de canteras y sectores afines, así como en la excavación y movimiento de tierras de gran volumen. Tienen la ventaja de que pueden trabajar en terrenos blandos, resbaladizos y húmedos. Potencia: entre 70 HP y 275 HP Capacidad de la cuchara: hasta 15 m3 Altura de descarga: hasta 3.70 mts. Velocidad: hasta 8 km/h Movimientos que pueden realizar.- Las cargadoras son máquinas compuestas de un bastidor montado sobre orugas o neumáticos y una superestructura giratoria dotada de un brazo con cuchara, accionado por mando hidráulico o por cables están adecuadas para excavaciones en terrenos flojos y carga de materiales sueltos, en camiones de volteo o dúmpers para grandes acarreos o movimientos de agregados pétreos y hasta cierto tamaño de rocas. Se utilizan para excavar en frentes de trabajo de cierta altura y realizan los movimientos siguientes: • excavación de abajo hacia arriba • giro horizontal y descarga de la cuchara • giro horizontal de regreso al frente de trabajo.

Fig.#38 (Movimientos Típicos del cargador Frontal Articulado )

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIĂ“N] 47 Rendimiento.-

đ?‘š! đ?‘‰! . 3600. đ??šđ?‘’. đ??šđ?‘’ ! . đ??ś! đ?‘… = â„Ž đ?‘‡!

Donde: R(m3/hr.): Es el rendimiento esperado del cargador, en m3/hr. Vc: Capacidad sin colmar de la cuchara en m3- banco. Fe: Factor de eficacia de la mĂĄquina, entre 70 y 80%. Fe Ě : Factor de eficacia de la cuchara, que depende de la clase de terreno: Terreno flojo ........... 90-100% Terreno medio ....... 80-90% Terreno duro ..........50-80% Ct: Factor de eficiencia del tiempo de operaciĂłn (aproximadamente 0.8) Tc: Tiempo de duraciĂłn del ciclo en segundos. Comprende la excavaciĂłn el giro hasta la descarga, la descarga y el giro hasta origen. El tiempo del ciclo, con rotaciĂłn de 90Ëš es: Terreno flojo ........... 15-20 seg Terreno medio ....... 20-25 seg Terreno duro .......... 25-30 seg. Para rotaciones mayores o menores, se sumarĂĄn o restarĂĄn 2 segundos por cada 10Ëš (18 seg. por giro de 90Ëš). Una estimaciĂłn media de lo que podrĂ­a ser un ciclopiloto de una pala cargadora, puede ser la siguiente: Corte, empuje y carga 6 seg. InversiĂłn marcha 1 seg. Retroceso cargada 3 seg. Giro 1 seg. Parar 1seg. Descenso carga 4seg Invertir marcha 1 seg. Transporte 3.6 x L/12 Parar 1 seg. Voltear carga 4 seg. Invertir marcha 1 seg Retroceder 2 seg Giro 1seg Avance frente 3.6 X L/20 Parar 1 seg ‌‌‌..‌‌‌‌‌‌.

TOTAL = 27 +(3.6*L(1/12+1/20)) en segundos Donde: L = Longitud del desplazamiento (en metros)

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48 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN]

5.-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 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 (360˚), no es considerada como excavadora. 5.1.- Definición 2.- 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. 5.2.- Descripción.- Estas máquinas se desarrollaron para satisfacer las necesidades que requerían las obras donde se necesitaba excavar un suelo a un menor costo, con base en una mayor producción. 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 hidráulicas, 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.

Fig.#39 (Partes de Excavadora hidráulica)

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 49 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 puede estar formada por una o dos piezas, mismas que dependen de las siguientes características: 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. b) 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. 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. Cuando está extendida al máximo y en la posición de pasador inferior, la pluma de dos piezas tiene igual alcance que la de una sola pieza. El brazo. Es el elemento excavador que va articulado a la parte superior de la pluma, y en su parte inferior va unido el cucharón, mismo que es controlado a través de cilindros hidráulicos. Existen varios tipos de brazos de ataque, entre los que se indican los siguientes: • Brazo corto • Brazo mediano • Brazo largo • Brazo de largo alcance • Brazo telescópico 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. Fig.#40 (Excavadora Brazo Largo)

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50 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 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. Fig.#41 (Excavadora Brazo Telescópico) Para cada modelo y marca existen diferentes longitudes de brazos, la elección adecuada depende de los siguientes factores: 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: ! Cucharón estándar. Para todo tipo de uso. ! Cucharón trapezoidal. Para excavaciones en canales. ! Cucharón para zanjeo pesado. Para retener bien la carga y facilitar la excavación donde hay poco espacio. ! Cucharón de aplicación especial. Está diseñado para cargar rocas y otros materiales duros.

Fig.#40 (Tipos de cucharones para excavadoras)

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 51 5.3.- Operaciones.- ! Excavar ! Cargar ! Girar ! Desplazar

Fig.#41 (Movimientos que puede realizar una excavadora)

5.4.-Aplicaciones.- ! Excavación de zanjas y zanjas de gran tamaño ! Peinado de taludes encima del plano de sustentación de la máquina ! Excavación para estructuras ! Excavación en bancos de préstamo ó excavación de materiales. 5.5.- Clasificación.- Las excavadoras se clasifican de la siguiente manera: Según su accionamiento: • Excavadoras de cable o mecánicas. • Excavadoras Hidráulicas. Según el sistema de traslación: • • • •

Excavadoras montadas sobre cadenas (orugas) Excavadoras montadas sobre ruedas o neumáticos. Excavadoras montadas sobre rieles. Excavadoras montadas sobre barcos.

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52 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] Según el Tipo de operación: • • • •

Excavadoras normal o Standard. Excavadoras de mordazas. Excavadoras de tambor Excavadora de Rosario Excavadora sobre rieles

Excavadora sobre barcos Excavadora de Mordazas

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 53 Este tipo de excavadoras tiene la particularidad de utilizar un accesorio que trabaja a peso propio, con mecanismos que permiten excavar en un material apilado, la cuchara tiene mordazas que se abren y cierran. Este tipo de equipos tiene muy poca aplicación en movimiento de tierras, pero si se aplica en construcción de edificios, ya que transporta material suelto La excavadora de tambor normal Es utilizada para diferentes trabajos, 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: - Mini excavadoras. - Retro cargadoras. - Excavadoras. Se dispone de distintos tambores en función de los trabajos a realizar. Fig#42 (Excavadora de tambor normal) La excavadora de rosario 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 bastante utilización en Europa, principalmente en Alemania.

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54 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] Fig#42 (Excavadora de Rosario) En la Excavadora Normal de Cuchara para efectuar la descarga, la cuchara gira alrededor de un eje vertical y se baja hasta colocar en un punto de vertido; se descarga sobre el fondo. El giro corresponde a un tiempo improductivo y este debe ser reducido al mínimo; por ello los camiones para cargar el material excavado, deben situarse lo más cerca posible del frente del ataque. Cuando el operario es experto, efectuá ambos movimientos, giro y puesta en posición de descarga, simultáneamente, reduciéndose de esta manera al mínimo el tiempo necesario para el ciclo de funcionamiento de la maquina. No es recomendable efectuar el giro cuando se esta cargando la cuchara, pues se somete a la pluma a un esfuerzo de torsión que puede producir averías.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 55 5.6.- Selección de Excavadoras Cadenas vs. Ruedas.- Características: RUEDAS " Movilidad y velocidad " No dañan el pavimento " Mejor estabilidad con estabilizadores o con hojas " Nivelación de la máquina con estabilizadores " Capacidad de trabajo con la hoja. Si usted está buscando una máquina que sea muy versátil, que pueda trabajar en aplicaciones que no sean simplemente excavación de gran volumen o excavación de zanjas, considere la posibilidad de utilizar una excavadora de ruedas. Una excavadora de ruedas combina las características de las excavadoras tradicionales tales como la capacidad de girar 360°, largo alcance, profundidad de excavación, altura de carga, alta fuerza de excavación y capacidad de levantamiento alto, con la movilidad de un tren de rodaje sobre ruedas. Los neumáticos permiten que la excavadora se desplace por carreteras pavimentadas para trabajar en centros comerciales, zonas de estacionamiento y otras zonas pavimentadas sin dañar el pavimento. Su movilidad le permite desplazarse por sí misma con rapidez de un sitio de trabajo a otro, o de un lugar a otro dentro de un sitio de trabajo permitiendo mayor flexibilidad a la hora de planear el trabajo. La excavadora de ruedas es la máquina ideal para cargar camiones cuando el espacio de maniobra es reducido, para remover cemento armado o asfalto, para trabajar en bermas, para embellecimiento de terrenos, nivelación de acabado, tendido de tubos, limpieza de zanjas, etc. CADENAS " Flotación " Tracción. " Maniobrabilidad " Para terrenos muy difíciles " Cambio de ubicación de la máquina es más rápido.

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56 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] Si la aplicación no requiere demasiado movimiento de un sitio a otro o en la obra misma, una excavadora de cadenas puede ser la mejor opción. Las excavadoras de cadenas proporcionan buena tracción y buena flotación en casi toda clase de terrenos. La potencia constante con la barra de tiro proporciona excelente maniobrabilidad. El tren de rodaje de cadenas proporciona también buena estabilidad. Si la aplicación requiere cambiar con frecuencia la ubicación de la máquina, una excavadora de cadenas proporcionará una operación más eficiente, porque el subir y bajar frecuentemente los estabilizadores toma demasiado tiempo. 5.7.- Rendimiento.- Existen varios métodos para conocer la producción de una excavadora, entre los que se indican los siguientes: ! Por observación directa. ! Por medio de gráficas y fórmulas elaboradas por el fabricante. ! Por medio de fórmulas. ! Por medio de nomogramas. Entre los métodos antes señalados, el más utilizado es el de gráficas y fórmulas. El ciclo de excavación de una excavadora comprende cuatro fases, que son: " " " "

Corte y carga del material (llenado del bote) Elevación y giro de la máquina cargada. Descarga del material Giro de la máquina vacía al sitio de origen

Por consiguiente, el tiempo del ciclo dependerá de las condiciones y características de la excavadora, así como también de las condiciones generales del trabajo. Es por eso que en condiciones óptimas las excavadoras tendrán mayor rendimiento y, a medida que las mismas empiezan a ser adversas, el rendimiento tiende a disminuir. Con base en lo anterior los fabricantes de excavadoras han realizado pruebas de campo en diferentes tipos de condiciones y con los resultados obtenidos elaboraron el siguiente cuadro, que muestra los tiempos del ciclo total que pueden esperarse en relación con las condiciones de trabajo de la obra

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIĂ“N] 57 TamaĂąo del cucharĂłn Tipo material Prof. Ă“ptima de ExcavaciĂł.

Ang. de giro 1)Carga cucharĂłn 2)Giro cargada 3)Descarga cucharĂłn 4)Giro descargada

TIEMPO TOTAL

Modelo de la excavadora 85Hp 135Hp 195Hp 250Hp 385Hp 0.76 m3 1.13 m3 1.63 m3 2.08 m3 2.65 m3 Arcilla Arcilla dura Arcilla dura Arcilla dura Arcilla dura dura 2.00 m 3.00 m 4.00 m 4.00 m 5.20 m 60Ëš-90Ëš 60Ëš-90Ëš 60Ëš-90Ëš 60Ëš-90Ëš 60Ëš-90Ëš 5.5 seg 6.0 seg 6.5 seg 6.6 seg 7.2 seg 4.5 seg 5.0 seg 7.0seg 6.0 seg 7.2 seg 1.5 seg 2.0 seg 2.5 seg 2.5 seg 3.0 seg 3.5 seg 4.0 seg 5.0 seg 4.8 seg 6.0 seg 15 seg 17.0 seg 21.0 seg 19.9seg 23.4 seg 0.25 min 0.28 min 0.35 min 0.33 min 0.38 min Tabla#3 (Tiempo promedio de un ciclo)

Se hace hincapiĂŠ que debido a la gran cantidad de variables que afectan el tiempo de ciclo, no es fĂĄcil determinarlo, mĂĄs, sin embargo, con este cuadro se intenta dar los rangos de tiempo de los ciclos mĂĄs frecuentes en estas mĂĄquinas, ya que se consideraron condiciones diferentes en cada caso, pero sin olvidar que lo mĂĄs real es aquello que cada uno obtiene a travĂŠs de las propias experiencias. En la siguiente tabla se indican los tiempos promedios de un ciclo para diferentes tipos de excavadoras, los cuales son resultado de las pruebas realizadas por los fabricantes de excavadoras, en condiciones de trabajo normales y empleando un operador bueno. Se proporcionan estos datos con el fin de tomarlos como referencia, aplicando los factores de correcciĂłn necesarios para cada trabajo especĂ­fico en base a la experiencia adquirida. đ?’Žđ?&#x;‘

(đ?&#x;”đ?&#x;Ž đ?’Žđ?’Šđ?’?./đ?’‰đ?’“)

P đ?’‰đ?’“ = đ?’•đ?’Šđ?’†đ?’Žđ?’‘đ?’? đ?’…đ?’† đ?’„đ?’Šđ?’„đ?’?đ?’? đ?’†đ?’? đ?’Žđ?’Šđ?’?. đ?’™(đ?‘Şđ?’‚đ?’“đ?’ˆđ?’‚ Ăşđ?’•đ?’Šđ?’? đ?’Žđ?’†đ?’…đ?’Šđ?’‚ đ?’…đ?’†đ?’? đ?’„đ?’–đ?’„đ?’‰đ?’‚đ?’“Ăłđ?’? đ?’†đ?’? đ?’Žđ?&#x;‘ ) A este valor de producciĂłn se debe multiplicar por el factor de eficiencia del trabajo đ??śđ??šđ??Ťđ?? đ??š Ăşđ??­đ??˘đ??Ľ đ??Śđ??žđ???đ??˘đ??š đ???đ??žđ??Ľ đ??œđ??Žđ??œđ??Ąđ??šđ??ŤĂłđ??§ đ??žđ??§ đ??Śđ?&#x;‘ = đ??œđ??šđ??Šđ??šđ??œđ??˘đ???đ??šđ??? đ??œđ??¨đ??Ľđ??Śđ??šđ???đ??š đ???đ??žđ??Ľ đ??œđ??Žđ??œđ??Ąđ??šđ??ŤĂłđ??§ đ??ą(đ??…đ??šđ??œđ??­đ??¨đ??Ť đ???đ??ž đ??Ľđ??Ľđ??žđ??§đ??šđ???đ??¨ đ???đ??žđ??Ľ đ??œđ??Žđ??œđ??Ąđ??šđ??ŤĂłđ??§) Material Factor de llenado (porcentaje de la capacidad colmada del cucharĂłn) Marga mojada o arcilla arenosa 100 – 110 % Arena y grava 95 – 110% Arcilla dura y compactada 80 – 90 % Roca bien fragmentada por voladura 60 – 75 % Roca mal fragmentada por voladura 40 – 50 % Tabla#4 (Factor de llenado por clase de material)

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58 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] Metros cúbicos por hora de 60 minutos

Los números sobre fondo blanco indican producción media.

Tabla#5

(Determinación de los tiempos de ciclo)

Estimador de Eficiencia en la Obra Tiempo de Eficiencia trab/h 60 min 100% 55 91% 50 83% 45 75% 40 67%

Tabla#6

(Estimación de eficiencia en obra)

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 59

6.Retroexcavadora.- Este tipo de máquina es muy práctica dado que por un

lado dispone de una pala ancha capaz de mover volúmenes considerables de tierras y por otro lado dispone de una pala con brazo articulado muy práctica para la ejecución de zanjas, trabajos en taludes, de escombros etc. Unido todo ello al reducido volumen de la máquina y su diseño por lo cual es capaz de moverse en terrenos difíciles hace de esta máquina un modelo muy práctico e imprescindible para toda empresa dedicada al movimiento de tierras y/o construcción. Es muy usual su utilización en el desbroce o desescombro de solares y terrenos para comenzar nuevos edificios, limpiando el terreno y realizando las excavaciones en zanja y pozos para sus cimientos. Fig#43 (Retroexcavadora)

Fig#44 (Retroexcavadora Trabajando)

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60 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 6.1.- Sistema de Indicación Laser.- Los sistemas de tipo INDICATIVO consisten en un nivel de rotación láser encargado de generar un plano altamente estable y preciso con un alcance de hasta 450 m de radio y puede ser horizontal o con pendientes de hasta 110%; en la maquina (Bulldozer, Cargador Frontal, Excavadora) se instala un dispositivo que recibe la señal láser y la transforma en información útil para el operador, de tal forma que pueda realizar las correcciones en forma tradicional para mantener el borde cortante de la maquina en el nivel deseado. De fácil y rápida instalación estos sistemas permiten el intercambio de una maquina a otra sin complicaciones. Los sistemas pueden ser autónomos con baterías alcalinas o conectarse vía cable a la fuente de poder de la máquina.

Fig#45 (Control de Maquinaria con tecnología láser)

En el diagrama anterior se observa el sistema de control de maquinaria con tecnología láser, se puede apreciar un emisor láser al centro entregando un plano de referencia continuo y estable a cada una de las maquinas que operan en el sector. Estas maquinas, pueden estar trabajando todas en el mismo plano o también pueden encontrarse en distintas etapas del proyecto, como por ejemplo, pensando en la construcción de una plataforma para una pila de lixiviación; el bulldózer esta en la etapa de enrasado del material o superficie, la

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIร N] 61 motoniveladora en terminaciones en donde se necesita una mayor precisiรณn, y la excavadora se encuentra construyendo una zanja perimetral colectora.

Fig#46 ( Esquema de Control de Maquinaria por medio de lรกser)

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62 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN]

7.Camiones de Carga (Volquetes y Dúmpers).- 7.1.- Definición.- Estas maquinas están diseñadas para el acarreo de material y su respectiva descarga, Posee una tolva cuya capacidad puede ser al ras o colmada, el peso a cargar en dicha tolva está en función del tipo de material. El volumen de carga debe definirse además por la ley de cargas considerando las vías por donde vaya a movilizarse el camión (esto para no dañar el camino existente).

Fig#47 (Volquete)

7.2.- Operaciones.- ! Cargar.- Carga material excedente. ! Descargar.- Descargar material en obra. ! Acarrear.- Traslada volúmenes de tierra excavada.

Fig#48(Camión operando)

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 63 El transporte de material excavado a la zona de vertido o al lugar de empleo es muy usual en las obras. Esta operación comprende el transporte de tierras sobrantes de la excavación a las zonas denominadas de tiro, o bien el transporte de las tierras necesarias para efectuar un terraplén o un relleno. Tanto camiones como dúmper son medios de transporte para largas distancias, con una serie de peculiaridades. Mientras los primeros no pasan de un peso de 13 toneladas por eje (pueden circular por carreteras convencionales), los segundos no. Los segundos, además de su gran capacidad, tienen un diseño especial que los compatibilizan para soportar cargas bruscas, terrenos accidentados, etc. ! Camiones: Conocidos también como volquetas, se utilizan para el transporte de tierra, agregados y otros materiales de construcción. Debido a las altas velocidades que son capaces de desarrollar requieren de caminos adecuados, para aprovechar su gran capacidad de transporte a costos relativamente bajos. Vehículos de caja descubierta, destinados al transporte de cargas superiores a 500 kgs., siempre han de ser basculantes. Los volquetes son camiones fabricados en serie, con dos o tres ejes provistos de neumáticos, sobre los cuales en vez de carrocería se ha montado una caja o tolva basculante. Pueden transitar por carretera o terreno llano siempre que tenga la resistencia necesaria para soportar su peso, se fabrican con capacidades entre 4 y 30 Ton, con motores a diesel o gasolina de 65 a 250 HP. La caja de carga o tolva es de fabricación robusta, de acero de alta resistencia, dotada de un sistema hidráulico de elevación, formado por uno o dos pistones accionados por la toma de fuerza del motor y un eje de transmisión que está conectado a una bomba hidráulica.

Fig#49 (Volquete)

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64 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] ! Dúmper: Vehículos de caja basculante muy reforzada. Suelen tener varios ejes tractores y calzar neumáticos todo terreno. Se emplean para transportes fuera de carreteras o caminos y tienen capacidad de carga muy variable. Pueden tener una elevada capacidad de transporte, oscilando los pesos netos entre 30 y 40 toneladas con cargas útiles entre las 40 y 60 toneladas.

Fig#50 (Dámper) Los camiones dumpers tienen dos variantes en cuanto a su uso específico, dumpers para movimiento de tierras y dumpers para roca: Los dumpers para movimiento de tierras están montados siempre sobre tres ejes, son construidos para obras de largo alcance, con la capacidad necesaria para vencer las dificultades de caminos de tierra mal conformados y cargar pesos ente 20 y 36 Ton, para lo cual están provistos de motores con potencias que varían de 180 a 400 HP. Su caja de carga generalmente tiene doble o triple fondo para resistir los impactos de la carga. Los dumpers para roca están montados sobre dos ejes, están construidas especialmente para el transporte de materiales pesados, como ser rocas de gran tamaño de difícil acomodo. Por sus características impresionantes de tamaño y elevado peso no deben circular por carreteras pavimentadas, su ciclo de trabajo debe ser corto para obtener su mayor rentabilidad. Están equipados con motores diesel de 400 a 2000 HP de potencia, pueden transportar cargas con pesos entre 36 y 250 Ton.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIĂ“N] 65 7.3.-Seguridad Industrial.- El operador que utiliza o maneja un camiĂłn de obra debe: Conocer y cumplir el programa de seguridad de su empresa. " Vestir las prendas de seguridad pertinentes con el trabajo que tiene asignado, consulte el manual de seguridad de su empresa dĂłnde tienen que venir especificadas cuales son estas. " Debe conocer las posibilidades de su camiĂłn, asĂ­ como sus limitaciones. " FamiliarĂ­cese con los controles, indicadores e instrumentos. " Debe conocer de antemano el estado de las zonas de trabajo, tales como: Estado de las pistas, baches, barro, trĂĄfico intenso, polvo, humo, niebla, etc. " Debe conocer las seĂąales de trĂĄfico, las seĂąales que se hacen con las manos y quienes son los encargados de la seĂąalizaciĂłn, deberĂĄ respetar las indicaciones de estos. " AsegĂşrese de que conoce el sentido de la marcha y cualquier otra norma interna de la explotaciĂłn que pudiera diferenciarse significativamente de los procedimientos habituales. " Todos los camiones de volteo deberĂĄn tener palancas de disparo para las compuertas de descarga para mantener al operador en un espacio libre. " Es muy importante la experiencia del chofer " Necesariamente debe tener un celular para conocer la ubicaciĂłn de la unidad de acarreo. " La maquina debe estar limpia, para esto usar agua Ăł vapor en posta. " La velocidad de operaciĂłn: Urbana: 8 - 12 [Km/hr] cargado, 20 - 40 [Km/hr] descargado Rural: 10 - 15 [Km/hr] cargado, 15 - 25 [Km/hr] descargado Medio Ambiente CĂłdigo de transito (se debe respetar los horarios en los puede transitar en el ĂĄrea urbana) .En el ĂĄrea rural emanaciĂłn de gases y ruido .Consumo de combustible y contaminaciĂłn del aire. 7.4.-PRODUCTIVIDAD DE LOS VOLQUETES.- La producciĂłn de los volquetes depende de la distancia de transporte, de la velocidad que puede desarrollar la mĂĄquina, del estado del camino, de las caracterĂ­sticas del equipo de carga , de la habilidad del chofer, etc.

đ?‘š! đ?‘‰! Ă—60Ă—đ??š! đ?‘… = â„Ž đ?‘‡! Donde: đ?‘˝đ?‘Ş = Capacidad de la caja en m3

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66 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN]

𝑭𝒆 = Capacidad de eficacia de la máquina, siendo función del conductor y estado de la misma, tipo de tierras a transportar y estado del terreno. Varía entre el 70 y 80 %. 𝑻𝑪 = Tiempo de ciclo en minutos. Suma del tiempo fijo (carga, descarga y maniobra) y del tiempo variable (marcha) Existen camiones de diferentes capacidades de volumen para cubrir con las diferentes necesidades. La capacidad de un camión y el número de unidades necesarias están condicionados a la producción de los cargadores. El ciclo de trabajo de un dúmper se puede desglosar de la forma siguiente: ! Salida de la zona de carga. ! Transporte cargado. ! Descarga. ! Maniobra de salida de la zona de descarga. ! Transporte vacío (retorno). ! Maniobras hasta posición de carga. ! Carga. Para estimar la producción hay que determinar el número de viajes completos que hace una máquina por hora.

8. Camión Mixer.-

Fig#51 (Camión Mixer) 8.1.- Definición.- El camión mixer (conocido también como camiónhormigonera, camión mezclador y/o agitador), consiste en un camión equipado

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 67 con una hormigonera. Debido a esta disposición, le es posible transportar hormigón premezclado al mismo tiempo que continúa su amasado. Es el método más seguro y más utilizado para transportar hormigón en trayectos largos, debido a que retarda el inicio del proceso de fraguado del hormigón. El mixer posee una capacidad que oscila entre 2 y 8 m3 (actualmente hay equipos de mayor volumen), son más frecuentes los de capacidad mas cercana a 8 m3. 8.2.-Partes de un Camión Mixer.- CONJUNTO DE CARGA Y DESCARGA.- Construido en chapas de acero de alta resistencia de la misma calidad y espesor del tambor. Dimensionado para una rápida carga y descarga. TAMBOR.- El tambor es uno de los componentes que más sufre la acción de la abrasión y corrosión. Esta fabricado de una aleación metálica cuya característica principal una alta resistencia a la abrasión, corrosión y fatiga. La soldadura es hecha externa e internamente por máquinas semiautomáticas, garantizando un perfecto acabado y gran resistencia mecánica. TANQUE DE AGUA.- Presurizado por el propio sistema de aire del camión. Con una capacidad de 650 litros (100%utilizable). COMANDO TRASERO.- El comando de la hormigonera podrá ser mecánico o electrónico. El comando de acción mecánica es de concepto simple, robusto y seguro. Posee 3 palancas, siendo una de traba, la segunda para el control de la rotación del motor diesel y la tercera para la bomba hidráulica. Cómo influye la operación y la puesta en obra del hormigón?.- " Un mezclado demasiado breve, incompleto, contribuirá a la segregación de la mezcla, y aparte de disminuir la resistencia, afectará a la variabilidad del hormigón de un mismo pastón. " Un exceso de mezclado o una demora en la descarga fuera de los límites normalizados perjudicará la resistencia, y una demora importante puede comprometerla seriamente. " Un curado deficiente o la falta total de curado puede reducir la resistencia del hormigón de la estructura, comparada con la de las probetas con curado normalizado, hasta en un 50%. Cuándo y cómo se tomarán las muestras?.- Las muestras de hormigón elaborado deben tomarse en la obra en el momento de la descarga y directamente de la canaleta de descarga del mixer, siguiendo las especificaciones de las Normas. ! Las muestras para los ensayos de consistencia, contenido de aire y resistencia, se tomarán después de haberse descargado por lo menos los

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68 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] primeros 250 litros del total del pastón y antes de los últimos 250 litros del mismo. ! Las muestras para determinar la densidad del hormigón (llamada comúnmente "Peso Específico"), se tomarán normalmente al estar descargando aproximadamente la mitad de la carga total del pastón, de cada uno de tres tongadas diferentes. La cantidad mínima de muestras a extraer, para el conjunto de los ensayos de consistencia, contenido de aire y resistencia, será para cada dosificación de hormigón elaborado la que se resume a continuación: Tabla#7 (Numero de toma de muestras recomendada) Número de tongadas (p) por día No. De Muestras p=1 1 2 p 5 2 6 p 10 3 Por cada 10 tongadas adicionales o fracción 1 más Nota: Las muestras se tomarán aleatoriamente de tongadas distintas para cada clase de hormigón y por jornada. Remezclado de la muestra.-Todas las muestras de hormigón que han sido tomadas deben ser remezcladas para asegurar la uniformidad de la mezcla, antes de ser usadas para ejecutar los ensayos. Además, la muestra debe ser protegida del sol, del viento y de la lluvia durante el período entre su toma y su empleo. El tiempo entre la toma y la utilización no deberá ser superior a 15 minutos. Mover la muestra NO las probetas.-Una falta bastante común observada en las obras, es que se confeccionan las probetas en lugar de descarga y luego se las lleva a su lugar de almacenamiento. Las probetas nunca deben ser alteradas por movimientos, sacudidas o golpes, especialmente durante las primeras 24 horas. Esta mala práctica puede ser evitada tomando la muestra en un recipiente de tamaño suficiente (por ejemplo una carretilla y llevándola al lugar donde se fabricarán las probetas, prácticamente en el lugar de su estacionamiento durante las primeras 24 horas. ¿Deben tomarse muestras del hormigón vertido en los encofrados? Es una práctica a todas luces no recomendable ya que, aparte de la dificultad de tomar una porción representativa del material, el hormigón al estar en el encofrado ya sufrió manipulaciones, y puede tener agua de exudación o haber perdido agua de mezclado al contacto con encofrados secos, contener partes segregadas de la mezcla, etc. El productor de hormigón elaborado no puede responsabilizarse de tareas tales como el transporte interno, colocación, compactación y curado, que no le competen y sobre los cuales no tiene control.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 69 El hormigón elaborado -se reitera-, debe ser objeto del muestreo tal como viene en la Hormigoneras sobre camión, en especial si el ensayo es para determinar Asentamiento en el Cono de Abrams o Resistencia. Toma de muestras de hormigón fresco.- Las muestras deben extraerse directamente de la canaleta del camión mezclador en el momento de la descarga y nunca del hormigón colocado en los encofrados o descargado en el suelo. Si el ensayo se realiza para determinar la aceptabilidad del hormigón, las muestras deberán tomarse después de haber descargado los primeros y antes de los últimos 250 litros (dm3) del pastón. Si el ensayo tiene por objeto verificar la uniformidad del hormigón o su densidad, la muestra debe tomarse aproximadamente en mitad de la carga y de por lo menos tres tongadas diferentes. Cada muestra deberá​́ tener una cantidad de hormigón de aproximadamente el doble del necesario para el ensayo, y antes de iniciarlo deberá​́ remezclarse a mano. Desarrollo del ensayo: 1o.- Colocar el Cono sobre una superficie plana, horizontal, firme, no absorbente y ligeramente humedecida. Se aconseja usar una chapa de metal cuya superficie sea varios centímetros mayor que la base grande del Cono. Colocar el Cono con la base mayor hacia abajo y pisar las aletas inferiores para que quede firmemente sujeto. 2o.- Llenar el Cono en tres capas: Llénese hasta aproximadamente 1/3 de su volumen y compáctese el hormigón con una varilla lisa, de acero, de 1,6 centímetros de diámetro y con uno de los extremos semiesféricos. La compactación se hace con 25 golpes de la varilla, con el extremo semiesférico impactando al hormigón. Los golpes deben repartirse uniformemente en toda la superficie y penetrando la varilla en el espesor de la capa pero sin golpear la base de apoyo. Utilizar la varilla siempre con el extremo redondeado hacia el hormigón. 3o.- Llénese el Cono con una segunda capa hasta aproximadamente 2/3 del volumen del mismo y compáctese con otros 25 golpes de la varilla, siempre con

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70 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] la punta redondeada en contacto con el hormigón y repartiéndolos uniformemente por toda la superficie. Debe atravesarse la capa que se compacta y penetrar ligeramente (2 a 3 cm.) en la capa inferior pero sin golpear la base de ésta. Compactar cada capa con 25 golpes. 4o.- Llénese el volumen restante del cono agregando un ligero "copete" de hormigón y compáctese esta última capa con otros 25 golpes de la varilla, que debe penetrar ligeramente en la segunda capa. 5o.- Retirar el exceso del hormigón con una llana metálica, de modo que el Cono quede perfectamente lleno y enrasado. Quitar el hormigón que pueda haber caído alrededor de la base del Cono. 6o.- Sacar el molde con cuidado, levantándolo verticalmente en un movimiento continuo, sin golpes ni vibraciones y sin movimientos laterales o de torsión que puedan modificar la posición del hormigón. 7o.- Medida del asentamiento: a continuación se coloca el Cono de Abrams al lado del formado por el hormigón y se mide la diferencia de altura entre ambos. Si la superficie del cono de hormigón no queda horizontal, debe medirse en un punto medio de la altura y nunca en el más bajo o en el más alto. Fig#51 (Medida de asentamiento cono de Abramas)

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 71 Advertencia: Nunca debe utilizarse el hormigón empleado en el ensayo de Cono para confeccionar probetas para ensayo de resistencia. Tabla#7 (Valores de asentamiento en Cono de Abrams recomendado ) Mínimo (cm) Máximo (cm) Muros y bases armadas, para cimientos 5 10 Pilotes y tabiques de submuración 10 15 Columnas, losas, vigas y de llenado no dificultoso 10 15 Ídem anterior de poco espesor o fuertemente armados 10 +de 15 Pavimentos 5 5 Hormigón bombeado 7,5 + de 15

Cuidados a tener con el Hormigón Elaborado en las operaciones de Obra tales como: descarga desde la Hormigoneras sobre camión, transporte interno, colocación en los moldes, compactación, protección y curado. Fig#52 (Colocación del hormigón en obra ) Descarga del hormigón elaborado.- Toda demora en la descarga del Hormigón Elaborado una vez salido de la planta de elaboración, terminado su mezclado y completado el viaje hasta la obra, puede afectar la resistencia a compresión y otras características importantes del material, en especial la consistencia. A medida que transcurre el tiempo entre la salida de planta de la Hormigoneras sobre camión y la terminación de la descarga en obra, va produciéndose una disminución del asentamiento en el Cono de Abrams, hasta el punto de dificultar la manipulación normal del material, lo que obliga a agregarle agua para poder manejarlo. Y esto significa

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72 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] elevar el valor de la relación agua/cemento y con ello disminuir la resistencia del hormigón. Por estas razones, la Norma, especifica que la descarga del hormigón debe estar terminada dentro de los 90 minutos, a contar desde la salida de la Hormigoneras sobre camión de la planta de carga (para condiciones atmosféricas normales con 25˚ C como máximo). Dentro de ese tiempo, la obra dispone de 30 minutos para efectuar la descarga. Si la temperatura ambiente fuera mayor, la misma Norma autoriza a hasta con temperatura ambiente de 32˚C, pero tomando precauciones especiales (uso de aditivos retardadores de fraguado, enfriamiento de los agregados y del agua, etc. La descarga del hormigón en obra deberá hacerse de modo que no se produzca segregación de los materiales, para lo cual el hormigón nunca se dejará en caída libre desde más de un metro de altura. Si la descarga se hace directamente sobre la estructura (caso típico: pavimentos) el hormigón deberá caer verticalmente y en la cantidad aproximada al espesor necesario y corriendo la canaleta de descarga para evitar la acumulación de material en exceso que luego haya que corre lateralmente. Transporte interno dentro de la obra.- Para llevar el hormigón desde el punto de descarga de la Hormigoneras sobre camión hasta el lugar de colocación, el transporte vertical u horizontal debe hacerse en recipientes estancos -para evitar pérdidas de lechada-, y con piso y paredes no absorbentes y permanentemente bien humedecidas para evitar pérdidas de humedad a la mezcla y facilitar el corrimiento del material. Si se descarga en canaletas, deben estar colocadas con un ángulo tal que permita el deslizamiento lento del hormigón, y al llegar a la parte inferior, la caída debe ser vertical y de no más de un metro de altura. Actualmente, el mejor medio de transporte vertical y horizontal es la bomba de hormigón, impulsando el material por una tubería desde la canaleta de descarga de la Hormigoneras sobre camión hasta el lugar de colocación con total uniformidad, en el mínimo de tiempo y conservando todas las condiciones de limpieza y calidad que tenía al salir del tambor de la Hormigoneras sobre camión. Además, las Fig. # 53 bombas modernas son de mecánica muy confiable y con un diseño tal, que la vena del (Bomba estacionaria) hormigón sale de la manguera final en forma de un chorro continuo. Existen principalmente dos tipos de bombas diferentes, las bombas estacionarias y las autobombas.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 73 Las estacionarias son bombas remarcables que se llevan por medio de un camión hasta su emplazamiento. No llevan pluma y a la salida se acopla una tubería gracias a la cual se puede llegar al lugar donde se requiere colocar el hormigón. Las autobombas sin embargo son móviles ya que van montadas directamente sobre camión. La pluma de brazos articulados lleva adosada la tubería por la cual se transporta el hormigón a su lugar de puesta en obra.

Fig#54 (Autobomba )

El récord mundial de altura de bombeo se fijó en abril de 2008, durante la construcción del Burj Dubai, el edificio más alto del mundo (hecho con hormigón armado). Se produjo al hormigonar la planta número 159 a una altura de 606 metros. A partir de esta planta la estructura se construyó con acero. El bombeo del hormigón en el Burj Dubai planteaba retos únicos (requisitos climáticos, altura de bombeo…) para los que se exigían soluciones innovadoras. Durante toda la construcción, debido a las altas temperaturas el bombeo del hormigón sólo se realizaba por la noche, a una temperatura de 30˚C aproximadamente, y como la temperatura todavía era excesiva la mezcla se enfriaba mediante la adición de hielo. Durante el bombeo no sólo se controlaba la temperatura del hormigón, el comportamiento de la mezcla también estaba monitorizado y se testaba periódicamente mediante los ensayos pertinentes. El bombeo se realizaba gracias a tres bombas estacionarias situadas en planta baja (nivel 0) a una altura de -0,075m. Éstas bombeaban hormigón de alta resistencia a muy alta presión. En total 165.000m3 de hormigón fueron bombeados durante los 32 meses de actividad. Parámetros para considerar un hormigón como “bombeable” " " " "

Tamaño máximo del agregado grueso 1’ Agregado fino bien graduado. Utilización aditivos químicos “plastificantes” Asentamiento (10 a 15 cm)

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74 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] Colocación del hormigón en los encofrados.- Un buen proceso de colocación es el que tiende al llenado completo de los encofrados, en especial en las esquinas, sin alterar la uniformidad del hormigón y con un perfecto recubrimiento de las armaduras de refuerzo. Para ello deberá cumplir con los siguientes requisitos: 1. No depositar una gran masa en un solo punto y esperar que por su propio peso o con ayuda de algún elemento para correrlo, se vaya deslizando lateralmente hasta alcanzar la altura que corresponde y se llene el encofrado. Estos deslizamientos producen segregación del agua de mortero y de leche de cemento, dejando en algunos casos separado al agregado grueso. 2. Evitar un exceso de compactación, en especial vibración, que hace subir a la superficie el mortero y lechada de cemento y envía hacia abajo el agregado grueso. 3. Evitar la compactación insuficiente porque se produce el fenómeno conocido como formación de "nidos de abeja", es decir, oquedades ocupadas por macro burbujas de aire o bolsones de agua segregados de la mezcla que dejan huecos al desaparecer. En los "nidos de abeja" la resistencia al hormigón es cero. 4. Realizar una correcta colocación del hormigón en los moldes, haciéndolo caer en vertical sobre el lugar asignado, y nunca desde alturas superiores a un metro. Descargar desde alturas mayores produce inevitablemente segregación del material. En algunos casos habrá que dirigir el hormigón hacia los moldes (encofrados), utilizando trozos cortos de tuberías que deben tener un diámetro de por lo menos tres veces el tamaño máximo del agregado. El peligro de segregación es tanto mayor cuanto más grande es el tamaño del agregado y más discontinua su curva granulométrica. Las consecuencias son más graves cuanto menor es la sección de la pieza. 5. Para desplazar el hormigón, no tratar de arrojarlo con palas a gran distancia. 6. En las estructuras muy gruesas ( losas de fundación) debe hormigonarse por tongadas cuyo espesor no supere los 50 cm. ya que en espesores superiores, la compactación es ineficaz.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 75 Compactación del hormigón después de colocado.- Es la operación que -bien ejecutada-, hace llegar el hormigón a su máxima compacidad, llenando perfectamente los encofrados y cubriendo totalmente las armaduras de refuerzo. Las mezclas Duras y Plásticas (aproximadamente 5 y 10 cm. de asentamiento en el Cono de Abrams) deben compactarse con vibradores internos, de encofrado . Las mezclas Blandas y Fluidas (aproximadamente 15 cm. y más de 15 cm. de asentamiento en el Cono de Abrams) se compactan normalmente con varilla o pisón. Para que los vibradores internos sean efectivos, la frecuencia de vibración será de por lo menos 6000 ciclos por minuto. La vibración debe hacerse sumergiendo la aguja rápida y profundamente en dirección vertical y luego retirándola lentamente y con velocidad constante, también en vertical. Durante la vibración, debe evitarse todo movimiento de corrimiento transversal o inclinación de la vela fuera de la vertical. Los puntos de aplicación no deben estar separados más de 50 cm. entre sí a y su efecto puede apreciarse visualmente al aparecer toda la superficie vibrada con una humectación brillante. Es preferible vibrar más puntos en menos tiempo, que menos puntos en más tiempo. La vibración en cada punto debe demandar no más de un minuto a un minuto y medio, lo que depende del espesor a vibrar. Cuando el hormigonado se realice por tongadas, el vibrador debe penetrar ligeramente (3 a 5 cm.) en la capa inferior. No debe introducirse la aguja del vibrador a menos de 10/15 cm. de la pared del encofrado, para evitar la formación de macro burbujas de aire y desplazamiento de la lechada de cemento hacia la misma. Fig#55 (Recomendaciones para realizar el vibrado del hormigón )

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76 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] Concreto con moderados requisitos estructurales en donde se requiere de un mayor grado de consistencia y trabajabilidad, en estructuras con alta densidad de acero y largas distancias de bombeo como cimentaciones, losas tradicionales o prefabricadas, muros esbeltos y columnas con alta densidad de acero de refuerzo. Para las pruebas de resistencia a la compresión debe de cumplir con la norma ASTM C39, además se deben seguir las recomendaciones de la ACI 318 “Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary” y de la ACI 308 “Standard Practice for Curing Concrete” donde se recomienda un curado no menor de 7 días. Se debe garantizar por parte del productor la calidad uniformidad, medición y dosificación de materiales controlados por medio de pruebas de laboratorio certificadas.

Fig#56 (Vibración del hormigón en obra )

9. Centrales de Hormigón y Mezcladoras.- El hormigón (mezcla de: cemento, arena ripio y agua) puede obtenerse por medios mecánicos como por ejemplo, utilizando mezcladoras al pie de la obra ó utilizando centrales de hormigón que son instalaciones fijas que fabrican hormigón en cantidades importantes.

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 77 9.1.- Centrales de Hormigón.- Planta de hormigón es una instalación utilizada para la fabricación del hormigón a partir de la materia prima que lo compone: árido, cemento y agua (también puede incluir otros componentes como: fibras de refuerzo o aditivos). Estos componentes que previamente se encuentran almacenados en la planta de hormigón, son dosificados en las proporciones adecuadas, para ser mezclados en el caso de centrales amasadoras o directamente descargados a un camión hormigonera en el caso de las centrales dosificadoras. Fig#57 (Vibración del hormigón en obra ) La planta de hormigón se puede clasificar desde varios puntos de vista: 9.1a).-Según el tipo de hormigón que se produce Plantas de mezclado: para la producción de hormigón amasado. Incluyen una amasadora, que es la encargada de homogeneizar la mezcla de hormigón. Plantas de dosificado: para la producción de hormigón dosificado, a veces llamado hormigón seco. La principal característica de estas plantas, es que carecen de amasadora. La mezcla de componentes dosificados, se vierte en un camión hormigonera que es el encargado de homogeneizar la mezcla. Plantas de grava cemento: para la producción de una mezcla semi-seca de grava con cemento. Normalmente este tipo plantas realizan la dosificación y pesaje de los componentes en modo continuo. Plantas combinadas: para la producción de hormigón amasado y dosificado en una misma planta, mediante la utilización de un sistema de by-passes, que hacen que el hormigón pase por la amasadora o directamente se descargue en el camión hormigonera. 9.1.b)Según la movilidad de la planta Plantas fijas: son las instalaciones destinadas a un centro productivo con una localización fija. La estructura de la planta se diseña e instala de con la idea de no ser trasladada a lo largo de la vida útil de la instalación. Plantas móviles: son las instalaciones destinadas a trabajar en una obra o proyecto concreto. Tras la finalización del mismo, la planta es desmontada, trasladada y ensamblada en otro lugar de trabajo. La estructura de la planta,

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78 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] suele incorporar un tren de rodadura, de manera que se necesita solamente una cabeza tractora para realizar el transporte de las principales partes de la planta. 9.1.2.- Elementos de la planta de hormigón Batería de tolvas. Se trata de conjunto de recipientes de gran capacidad (generalmente desde 10 m³ hasta 200 m³) en los que se almacena el árido que será utilizado en el proceso de fabricación. El número de recipientes será igual al número de áridos diferentes que se utilicen en la planta (normalmente entre 3 y 8) Sistema de pesaje de áridos. Para la correcta dosificación del árido en la central de hormigón, es necesario un sistema que pese la cantidad programada. Lo más común es utilizar un sistema de cinta pesadora que pesa los diferentes tipos de árido por adición dentro de un mismo ciclo de pesaje, o un sistema de tolvas pesadoras independientes que pesan por separado cada tipo de árido. El elemento medidor más utilizado el la célula de carga, que va incorporado a cualquiera de los dos sistemas anteriormente mencionados. Sistema de elevación y transporte de áridos. Para elevar y transportar los áridos bien sea antes del acopio, o después del mismo, se utilizan diferentes soluciones. Las más habituales son las cintas transportadoras, que es el sistema más fiable y con menor mantenimiento. Silos de cemento: Es el elemento de almacenamiento del cemento. Sus capacidades van desde los 30 a los 1.000 m³ . Sistema de pesaje de cemento. Se utiliza báscula o tolva pesadora con células de carga incorporadas. Sistema de pesaje de agua. Se utiliza báscula o tolva pesadora con células de carga incorporadas. Como alternativa más económica puede utilizarse un contador de agua, que realiza una medición volumétrica. Amasadora. Utilizada en las plantas de hormigón amasado. Dependiendo del tipo de hormigón a producir, de la viscosidad del mismo, del nivel de homogeneización deseado, del tamaño de los áridos, se utilizará un tipo u otro de amasadora de las disponibles en el mercado. Los principales tipos de amasadoras son: de doble eje horizontal, de eje vertical, planetaria, de tambor y continua. Sistema de control. Las plantas de hormigón son instalaciones completamente automatizadas, con sistemas integrados de control de peso y producciones. Existen otros elementos más o menos utilizados en la plantas de hormigón, como pueden ser los sistemas de dosificación de aditivos, sistema de dosificación de fibras, sistemas neumáticos de carga de cemento, etc. Su incorporación o no dependerá de cada planta y del tipo de hormigón a fabricar.

9.2.- Mezcladoras o Concreteras.- Existen varios tipos de mezcladoras, siendo las mas comunes las de tipo tambor. El sistema de amasado o mezclado, tiene lugar en el interior de un tambor metálico que recibe los componentes y por medio del giro del mismo y por acción de unas paletas interiores, mezclan los materiales para convertirlos en

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIĂ“N] 79 hormigĂłn . Se recomienda en base a la experiencia que el tiempo de amasado no sea inferior a 2 minutos. La concreteras de tambor se las puede clasificar de la siguiente manera: ! De tambor basculante. ! De tambor giratorio. 9.2.a) Concreteras de Tambor Basculante.- Estas mĂĄquinas son las mĂĄs usadas van montadas sobre un chasis con neumĂĄticos los que permiten que la concretera pueda ser remolcada fĂĄcilmente de un sitio al otro. Poseen un motor a gasolina o a diesel. TAMBOR TAMBOR MOTOR VOLANTE

Fig#58 (Concretera de tambor Basculante ) El tambor tiene 2 tipos de movimientos uno alrededor de su eje (fase de amasado) y el movimiento basculante en donde se produce la fase de carga y descarga . La carga de los materiales es manual, mientras que la descarga del hormigĂłn es por gravedad y se logra invirtiendo la posiciĂłn de la boca del tambor por el movimiento bascular.

Capacidad: 200 a 300 litros (0.20 a 0.30 đ?’Žđ?&#x;‘ )

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80 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIĂ“N] La dosificaciĂłn del hormigĂłn que se mezcla en esta concretera, se lo hace por lo general “al volumenâ€?, para lo cual es necesario conocer la resistencia especifica requerida. Ejemplo:

1:2:4 f’c= 210 Kg/đ?‘?đ?‘š!

1 Parte de hormigĂłn (1 saco de 50 Kg) que alcanza a llenar una pariguela. 2 Partes de arena (2 pariguelas llenas al ras) 4 Partes de ripio (4 pariguelas llenas al ras) !

1:3:6 f’c= 180 Kg/đ?‘?đ?‘š

Fig#59 (Pariguela 35 cm por lado ) El volumen de agua no se especifica , ya que depende del contenido de humedad de los agregados. La resistencia se la puede controlar mediante su relaciĂłn con el asentamiento paralo cual realizamos el ensayo del cono de Abrams. Con el objeto de obtener un hormigĂłn homogĂŠneo y de la mejor calidad, se recomienda colocar los materiales para el hormigĂłn dentro de la concretera en el siguiente orden: 1. ž partes de agua 2. Ripio 3. Cemento 4. Arena 5. Âź parte de agua (mezclada con los aditivos que vayamos a utilizar en la cantidad que indica el fabricante) ProducciĂłn.- # Capacidad de la concretera 200 litros (0.20 đ?‘š! )

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIĂ“N] 81 # #

Tiempo de amasado (2 minutos) Tiempo de ciclo completo (parada) 4 minutos . Carga Amasado Descarga

1 ½ minuto 2 minutos ½ minuto

đ?&#x;”đ?&#x;Ž đ?’Žđ?’Šđ?’? đ?‘šđ?’†đ?’?đ?’…đ?’Šđ?’Žđ?’Šđ?’†đ?’?đ?’•đ?’? đ?‘Żđ?’?đ?’“đ?’‚đ?’“đ?’Šđ?’? (đ?‘š) = = đ?&#x;?đ?&#x;“ đ?’‚đ?’Žđ?’‚đ?’”đ?’‚đ?’…đ?’‚đ?’”/đ?’‰đ?’?đ?’“đ?’‚ đ?&#x;’ đ?’Žđ?’Šđ?’?

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Fundición de una losa plana, alivianada con bloques de pómez: 20 cm de espesor. Hormigón f’c= 210 Kg/cm2 Equipo : " Mezcladora de Tambor Basculante " Elevador " Vibrador " Herramientas varias (pariguelas, baldes, carretillas, palas,etc.)

SoluciĂłn.- Etapas ! FabricaciĂłn ! Transporte ! Acabado Fig#60 (Proceso de fabricaciĂłn del hormigĂłn)

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82 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] FABRICACION Función Operación Mezcladora Colocación del cemento Llenado pariguelas de arena Vaciado pariguelas de arena en el Tambor 2 Llenado pariguelas ripio 4 Vaciado pariguelas ripio Subtotal = 11 Obreros TRANSPORTE #Obreros Función 1 Operación del elevador 1 Llenado balde 1 Descarga y llenado carretillas 2 Carretilleros Subtotal = 5 Obreros COLOCACION Y ACABADO # Obreros Función 1 Operación del Vibrador 2 Paleros para distribución del Hormigón 2 Vaqueador del Hormigón 1 Acabado del Hormigón Subtotal = 6 Obreros TOTAL: 1 Maestro Mayor + 22 Obreros Ejercicio 2 # Obreros 1 1 1 2

• •

Fundición de una losa plana, alivianada con bloques de pómez: 20 cm de espesor. Hormigón f’c= 210 Kg/cm2 (premezclado)

Solución.- Etapas ! Fabricación ! Transporte ! Acabado

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 83 FABRICACION Función Distribución del hormigón Operación vibradores Vaqueadores Acabado Subtotal = 9 Obreros TOTAL: 1 Maestro Mayor + 9 Obreros Fig#61 (Vaqueador nivelando hormigón ) 10. Grúas Torre.- Son máquinas especialmente diseñadas para elevación y traslado de diferentes materiales, el la construcción de edificios. 10.1.- Clasificación.- Según el movimiento del mástil se las puede clasificar de siguiente forma: # Obreros 4 2 2 1

! Grúas Mástil Central Fijo ! Grúas Mástil Giratorio.

10.1.a.- Grúas Mástil Central Fijo.- Presenta un mástil de estructura metálica siempre fijo en su plataforma o base y una pluma dispuesta horizontalmente en la cabeza de la torre, formando un ángulo de 90˚ con la misma. La pluma es giratoria pudiendo adoptar cualquier posición del cuadrante de 0˚ a 360˚ y trabaja equipada con un carretón desplazable , polea, cable de elevación y gancho.

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84 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] Giro de la Corona de Giro Fig#62 (Partes de la Grúa Torre Mástil Central Fijo )

En el lado opuesto donde se desliza el carretón va un contrapeso para mantener el equilibrio de la máquina. El montaje de la grúa utiliza un sistema de elementos modulares ensamblados con pernos de alta resistencia con lo que se logra reducir el tiempo de instalación. Características.- " " " "

Capacidad Altura Alcance Velocidad

: 4 a 8 Ton. : 25 a 65 m. : 8 a 35 m. : Elevación : 15 a 65 m/min Traslación : 20 a 30 m/min Giro: 1 vuelta/min

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 85 Capacidad de Carga.-

Fig#63 (Capacidad de carga vs. Alcance Grúa Torre )

10.1.a.- Grúas Mástil Central Giratorio.- Presentan un mástil construido con tubo de acero y una pluma de estructura de acero o tubular articulada sobre cojinetes basculantes que le permiten cambiar su ángulo de trabajo. Permiten un manejo simple y rápido y además pueden desmontarse y remolcarse fácilmente de un sitio a otro. Características.- " Capacidad maxima " Altura máxima " Alcance maximo

: 2 Ton. : 32 m. : 22 m.

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86 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN]

Fig#64 (Grúa Torre con Mástil Giratorio)

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[MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN] 87

Fig#65 (Despliegue de Torre Grúa con Mástil Giratorio)

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88 [MAQUINARIA Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN]

Bibliografía

http://www.osalan.euskadi.net/s94osa9999/es/contenidos/informacion/congreso_ponencias/es_dia_17_s/adjunto s/Ponencia_maquinas.pdf http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/tablas-de-referencia.pdf http://www.doggettgroup.com/uploads/doggett/new/dkakpldres.pdf http://repositorioacademico.upc.edu.pe/upc/bitstream/10757/273562/1/RCa nturin.pdf http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcir934c/doc/bmfcir934c.pdf CONSTRUCCIÓN Y ARQUITECTURA INDUSTRIAL E.T.S. de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación GIDAI - Grupo de I + D de Actuaciones Industriales UNIVERSIDAD DE CANTABRIA http://www.elconstructorcivil.com/2011/01/colocacion-del-concretofresco.html http://eadic.com/blog/bombeo-del-hormigon-record-de-bombeo-en-alturaburj-dubai/ http://www.ibarga.com/es/componentes_camiones_hormigonera.asp APUNTES PARA LA CLASE UNIDAD DE APRENDIZAJE: “MAQUINARÍA DE CONSTRUCCIÓN”. Cuaderno de Apuntes de la materia de Construcciones I, Escuela de Ingeniería Civil UCE. 2012.

REVISAR

http://www.conexionescat.com/maquina/ecuador/excavadorashidraulicas?utm_source=google#2 http://www.monografias.com/trabajos32/grua-torre/grua-torre.shtml http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/tablas-de-referencia.pdf

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