2015-2016 Inter MT Unidad 1 Tema 2 - Características y Aplicación de La Maquinaria Pesada -...

MOVIMIENTO DE TIERRAS

Unidad I – Conceptos Fundamentales


INTRODUCCIÓN. Podemos decir que las maquinarias, desde su invención, ayudaron al hombre a que su trabajo fuera menos forzoso y que las construcciones, que se empleaban fueran terminadas en menos tiempo. Dicho de otra forma: 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. Las máquinas y herramientas en su sentido más amplio, inventadas y concebidas para satisfacer las necesidades primarias y de superación en el desarrollo de obras civiles, han estado acompañando la vida del hombre desde tiempos inmemorables. En la actualidad, maquinaria no solo comprende a las máquinas en sí sino también a las piezas u otros elementos que formen parte de esa ejecución mayor. Es decir, que la combinación de piezas, máquinas, accesorios, novedades técnicas, todo eso da como resultado la maquinaria propiamente dicha. No es casual, entonces, que a la maquinaria se la clasifique por el ambiente en el que se la utiliza. De ahí que existan, entre muchas otras subdivisiones, maquinaria agrícola, maquinaria de guerra, maquinaria para movimiento de tierras, etc. Las revistas internacionales, especializadas en construcción, proveen tablas concentradas de las características más relevantes de los tipos, marcas y modelos de maquinaria, producidos por el mundo. Tres de los más importantes fabricantes de equipos de construcción pesada son: Caterpillar, Fiat-Allis y Komatsu, que además resultan ser los de mayor presencia en el área latinoamericana.



Movimiento de tierras. Se denomina movimiento de tierras al conjunto de operaciones que se realizan con los terrenos naturales, a fin de modificar las formas de la naturaleza o de aportar materiales útiles en obras públicas, minería e industria. Las operaciones del movimiento de tierras, en el caso más general, son:

- Excavación. - Carga. - Acarreo. - Descarga. - Extendido. - Humectación o desecación. - Compactación. - Servicios auxiliares.

Entre la maquinaria considerada como de movimiento de tierras podemos citar:

- Tractor de empuje frontal. - Excavadoras. - Mini-excavadoras. - Retroexcavadoras. - Palas Cargadoras. - Mini-cargadoras. - Moto-traílla o Motoescrepa. - Equipo de transporte de maquinaria (cama baja). - Camiones de volteo y camiones fuera de carreteras. - Carros tanque o pipas. - Equipos de compactación. - Equipo de estabilización de suelos. - Escobas o barredoras mecánicas. - Petrolizadoras. - Pavimentadora o extendedora (finisher). - Perfiladoras o Fresadoras. - Recuperadoras o Recicladoras. - Motoniveladora o Motoconformadora. - Equipo de elevación:

A continuación, se realizará una breve descripción de los principales tipos de equipo existentes en el mercado.



2.1. MAQUINARIA PARA EXCAVACIÓN Y EMPUJE. Entre estas podemos citar al tractor de empuje, los cargadores, las excavadoras, la retro-excavadora, la draga de arrastre, la draga de succión, etc. Tractor. Máquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas, diseñada para ejercer una fuerza de empuje o tracción. Para ser consistentes con su propósito, como una unidad que trabaja con la barra de tiro, tienen su centro de gravedad muy bajo. Este es un requisito para que sea una máquina efectiva. Cuanto mayor sea la diferencia entre el eje de aplicación de la fuerza de transmisión de la máquina y la del eje de la fuerza de resistencia menor será la eficiencia en el uso de la potencia desarrollada. Por su sistema de locomoción existen dos tipos:

Tractores sobre ruedas. Tractores sobre cadenas

Las ventajas de los tractores sobre cadenas se pueden sintetizar en:

Grandes esfuerzos de tracción. En general donde la adherencia es

importante. En espacios pequeños y difíciles por su

capacidad de maniobra. Dentro de los implementos principales se encuentran la hoja topadora o cuchilla (ya sea articulada o no), el escarificador o desgarrador (ripper) y el cabrestante (“wincher”). Con hoja frontal recta (cuchilla). Para excavaciones superficiales (corte) empujando el material excavado, transportándolo y amontonándolo dentro del radio de acción de cargadores y caminos. Es ideal que las distancias que recorra el tractor, en su ciclo de trabajo, sean pequeñas, normalmente hasta 20 m y como máximo hasta 100 m.

Aplicaciones: Formación de terraplenes en carreteras, aeropuertos, canales. Remoción de monte y material indeseable en canteras, explanadas, bancos

de extracción. Limpieza y desbroce de terrenos (apertura de caminos en selvas,

destoconado de árboles). Extendido de tierras. Cortes laterales o superficiales, raspando las superficies, transportando por

empuje dicho material y amontonándolo. Trabajando en equipo con excavadoras forma montículos con el producto de

éstas con el fin de que sean fácilmente cargados en los camiones de acarreo.



Con escarificador (ripper). El escarificador consiste en un bastidor con travesanos, armados por su parte inferior, con cuchillos de acero para cortar verticalmente la tierra y las raíces. Los escarificadores actuales se montan en la parte superior de un tractor o cargador sobre orugas. También se les puede denominar con propiedad como "roturadores" y suele llamársele muy a menudo a la operación, con el anglicismo "rippeo". De hecho se emplean para aflojar ciertos tipos de rocas medianamente duras o pre-fracturadas con explosivo; es un procedimiento que se ha difundido por la mayor capacidad de los tractores y de los propios escarificadores. El escarificador puede constar de 1, 2 o 3 vástagos con dientes. Tipos de escarificadores:

- Radial. Se presenta en dos modalidades: La de diente sencillo o la de diente múltiple, a este último se le denomina como paralelogramo. Se emplea diente sencillo para la escarificación más difícil, así toda la potencia de la máquina y de este equipo queda destinada a un solo punto. El diente o los dientes tienen un ángulo constante con la barra que los une al punto de apoyo con el tractor y por lo tanto el ángulo que forman el diente y el terreno, sólo puede variarse aumentando la profundidad.

- Inclinación variable del diente. A diferencia del anterior, éste puede modificar el ángulo de penetración independientemente de la profundidad. Se logra con un conjunto adicional de cilindros hidráulicos, el primero varía la profundidad de roturación y el segundo la inclinación de los dientes en sí, obteniendo la operación un doble efecto de ataque.

- Bastidor rígido u oscilante. Consiste en girar hasta 30 grados el plano del diente o cuchillo de rotación; pudiendo ampliar la roturación hacia la izquierda y derecha del eje del equipo. El rendimiento de roturación tiene muy alto grado de incertidumbre, entendible por la muy variable resistencia de los materiales a la escarificación, debido a su dureza y capacidad de abrasión.

Con malacate, wincher o cabrestante. Es un dispositivo mecánico impulsado manualmente o por un motor eléctrico o hidráulico, con un cable que le permite al tractor arrastrar, levantar y/o desplazar objetos o grandes cargas.



Operación segura:

- No se debe permitir el abandono de la máquina sin antes haber apoyado sobre el terreno al escarificador y la cuchilla (hoja).

- Se prohíbe estacionar un tractor a menos de 3 metros del borde de barrancos, zanjas, excavaciones, pozos, etc., para evitar riesgos de vuelcos por fatiga del terreno.

- En trabajos a media ladera (pendiente hacia abajo), previo a su inicio se deberá de practicar inspección por la zona para evitar que desprendimientos o aludes se vuelquen sobre personas o bienes existentes.

- Como norma general: se prohíbe utilizar tractores de empuje en zonas con pendientes superiores al 30%.

- Para traslado de la máquina a distancias superiores a los 500 metros se recomienda transportarlo en un remolque con cama baja. Moverlos con su propia potencia para realizar recorridos de ese tipo, aún a velocidades muy bajas, incrementa el uso de la tracción disminuyendo la vida útil de la máquina.

Efecto del peso en el desempeño. Algunas veces, los usuarios incrementan el peso de las llantas de los tractores de ruedas para superar las limitaciones de potencia y tracción. Se recomienda una mezcla de cloruro de calcio y agua como balastro. Debe tenerse especial cuidado para asegurar que el nuevo peso se distribuya de manera equilibrada entre todas las llantas de dirección. Un tren de rodaje de un tractor de cadenas estándar es apropiado para uso general en roca y terreno moderadamente suave. La presión típica del terreno para un tractor de orugas con un carruaje estándar es de 6 a 9 psi. (41-62 KPa). La configuración del tren de rodaje para una menor presión del terreno (LGP) está diseñada para condiciones de suelo blando. La presión del suelo desarrollada por un tractor de orugas con un tren de rodaje LGP es de 3 a 4 psi (21-28 KPa). Las máquinas con LGP no deben usarse en condiciones de terreno duro o rocoso, ya que reducirían su vida útil. Hay trenes de rodaje extra-largos disponibles para las máquinas dedicadas a trabajos de acabado. En el caso de tractores con neumáticos, las llantas más anchas proporcionan una mayor área de contacto e incrementan la flotación. Debe recordarse, sin embargo, que las cartas de desempeño se basan en un equipo estándar, incluyendo las llantas. Unas llantas más grandes reducirán el desarrollo del empuje. Tanto los tractores de orugas como los de cadenas están tipificados por potencia de giro de los discos (fwhp) y el peso. Normalmente el peso se considera de operación, es decir, incluye lubricantes, refrigerantes, un tanque de combustible lleno, una cuchilla, el fluido hidráulico, cabinas de protección estándar y el operador. El peso del tractor es importante en muchos proyectos porque el máximo esfuerzo de tracción que una unidad puede proporcionar está limitada por el producto del peso por el coeficiente de tracción entre la unidad y la superficie del terreno, independientemente de la potencia que tenga el equipo. Para movilizar la mayoría de los tractores se usan motores de combustión interna, siendo los más comunes los de diésel. Los motores de gasolina se usan en unidades más pequeñas. Algunos tractores diseñados para el trabajo en túneles usan energía eléctrica o aire como sistema de propulsión para evitar los gases de combustión.



Como la rotación derivada del motor es generalmente demasiado rápida y no tiene suficiente fuerza (torque), las máquinas tienen transmisiones que reducen la velocidad rotacional e incrementan la fuerza disponible para realizar el trabajo La transmisión proporciona al operador la habilidad de cambiar la relación velocidad-potencia de la máquina de modo que cumpla los requerimientos del trabajo. Los fabricantes han venido implementando los tractores con una variedad de sistemas de transmisión, pero las opciones principales son la dirección directa y el convertidor de torque con transmisión de potencia. Efectos de la tracción en el desempeño. Los requerimientos de tracción o flotación se pueden conseguir con un adecuado tren de rodaje o neumáticos. Las unidades sobre orugas están diseñadas para aquellos trabajos que requieren gran esfuerzo de tracción. No hay otras piezas de equipo que puedan proporcionar la potencia, tracción y flotación necesarias en condiciones tan variadas. Un tractor de orugas puede operar en pendientes muy empinadas de hasta 45° (de cualquier forma se recomienda no utilizarlos en pendientes mayores de 30°). En la mayoría de los terrenos, el coeficiente de tracción de los neumáticos es menor que el de orugas. Por lo tanto, un tractor de ruedas deberá ser considerablemente más pesado (aproximadamente un 50%) que los tractores de orugas para desarrollar la misma cantidad de fuerza útil. Al incrementar el peso, se requerirá a su vez de un motor más grande para mantener la relación peso-potencia. Esto establecerá un límite hasta el cual puede añadirse peso y permita aún tener una máquina con las ventajas de velocidad y movilidad respecto al tractor de orugas. Una ventaja de un tractor de ruedas en comparación con uno de orugas es la gran velocidad que puede desarrollar la máquina, llegando en algunos casos hasta 48 Km/h. Para conseguir una alta velocidad, sin embargo, un tractor de ruedas debe sacrificar el empuje. Además, como el coeficiente de tracción entre las llantas y algunos terrenos es bajo, los tractores de ruedas pueden deslizar sus llantas antes de desarrollar su esfuerzo de empuje establecido. Normas básicas para un buen rendimiento.

- Si la distancia de arrastre es mayor a 15 metros, se recomienda trabajar en zanja dejando un cordón entre ellas con un ancho menor a la distancia entre las orugas del tractor.

- Trabajar cuesta abajo reduce consumos y aumenta volumen, pero si la pendiente es excesiva deberá de utilizarse un contrapeso.

- En el arrastre debe evitarse el zig-zag y trabajar en línea recta. - Otra característica que debe observarse, es la velocidad máxima de

desplazamiento, tanto hacia adelante como de reversa. - El volumen del material desplazado por la hoja estará en función del tipo de hoja

(cuchilla) empleada y del material que se corta. Por lo que su correcto diagnóstico influirá en el rendimiento.



- Al trabajar dos o más tractores en paralelo, se debe respetar la zona de trabajo de cada uno de ellos, evitando interferencias. Como regla debe considerarse para cada uno de ellos una franja de trabajo de 8 metros y una separación entre las franjas de trabajo de cada tractor igual o menor al ancho entre bandas del tractor de menores dimensiones.

- Dejar de excavar cuando la carga este completa. - La excavación debe efectuarse con todo el ancho de la hoja. - Al empujar el material hacia el talud de un terraplén la hoja nunca debe llegar hasta

el punto donde inicia el talud. Se recomienda dejar al menos un metro entre este punto y la hoja del tractor.

Errores frecuente de operación con tractores.

- Llevar el pedal del freno accionado cuando la máquina va en marcha. Desgasta la maquinaria y baja la productividad.

- Dar marcha atrás a alta velocidad o acelerar en este proceso. Gran desgaste de la maquinaria y en los casquillos de las orugas, incremento innecesario del consumo de combustible.

- Cambiar el sentido de la marcha sin disminuir las revoluciones del motor. Grúa pala mecánica sobre oruga o draga de arrastre. Es un equipo que consiste en una cabina casi rectangular y girable, montada sobre orugas, que tiene una pluma tipo armadura (grúa) y que se mueve mecánicamente mediante cables y malacates. Generalmente se le conoce como draga o grúa; en inglés se le nombra como grúa-pala de poder y actualmente operan por cable. Conocido ahora en la actualidad como draga, se le emplea principalmente en las obras hidráulicas y en particular la excavación, desazolve de canales de riego y drenes.



Excavadoras. Máquina auto-propulsada sobre ruedas o cadenas con una súper-estructura capaz de girar 360° que excava o carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín o brazo, sin que el chasis o la estructura portante se desplace. Los movimientos del equipo de trabajo se realizan a través de cilindros hidráulicos.

Para su propulsión pueden ser montadas sobre orugas o sobre llantas neumáticas, siendo las más comunes las montadas sobre orugas. Por lo general, el uso más rentable de las excavadoras sobre orugas es cuando hay que mover grandes volúmenes de material sin necesidad de grandes desplazamientos.

Las excavadoras son equipos que se utilizan en una amplia variedad de trabajos de excavación, lo más usual: donde el material a excavar se encuentra bajo el nivel de piso en el que se desplanta el equipo. Según sea el trabajo que realicen existen distintas aplicaciones. Empuje frontal: trabaja alejándose de la maquina hacia arriba. Se utiliza para

excavar bancos de altura o cargar un frente de una cantera. Empuje retro: trabaja acercándose a la máquina. Se aplica en excavaciones por

debajo de la línea de apoyo de la maquina (cimientos, zanjas para tuberías, afine de taludes).

Equipo bivalva: la cuchara, suspendida del brazo de la máquina, está formada por

dos mordazas que se abren y cierran girando alrededor de un eje horizontal, se deja caer abierta sobre el material a excavar, en el cual se hincan los dientes; al levantarse se cierran las mordazas, cogiendo dentro de ella el producto excavado

Las excavadoras hidráulicas pequeñas suelen trabajar en alcantarillados y líneas de agua, hacer obra de excavación para cimentaciones y urbanizaciones. Por su parte, las grandes excavadoras, gracias a su alcance, profundidad y productividad se han abierto paso a nuevas aplicaciones en excavaciones en general, así como en trabajo de canteras (minas a cielo abierto) y manejo de materiales. Dentro de las excavadoras de tamaño estándar, podemos distinguir las de brazo corto o normal y las de brazo largo; las primeras se utilizan en trabajos de excavación y carga; por su parte, las segundas en trabajos de desazolves y conservación, donde se requiere recoger material suelto para restituir niveles y no tanto el excavar en sí.



Plumas y cucharones disponibles para excavadoras



Retroexcavadora-cargadora. Es una maquina autopropulsada de ruedas con un bastidor especialmente diseñado para montar, a la vez, un equipo de carga frontal y otro de retro-excavación trasero de forma que puedan ser utilizados alternativamente. Coloquialmente se le conoce como “mano de chango” o “pacharita” Cuando se emplea como excavadora, la máquina excava normalmente por debajo del nivel del terreno donde esta desplantada. La acción de excavar es realizada mediante un movimiento de la cuchara hacia la máquina, luego una vez que corta el material, eleva el brazo que soporta la cuchara, la recoge, traslada y descarga el material mientras la máquina permanece en su sitio. Cuando se emplea como cargadora, carga o excava mediante la conjunción de su desplazamiento hacia adelante y el movimiento de los brazos, luego con la pala cargada, eleva los brazos que la soportan, transporta la carga y descarga los materiales en el sitio o equipo predestinado.



Se trata de una maquina muy versátil y rentable que trabaja el mayor número de horas en una obra, esto es debido a su facilidad de transporte en el modelo sobre ruedas que es el más normal, y a los equipos que lleva. En apertura de zanjas realiza la doble función de abrir la zanja con el brazo retro y rellenarla después con la cuchara frontal. Remplazando el cucharón de la retro por un martillo demoledor puede triturar concreto hidráulico, pavimentos asfalticos u otro material no excavable. Mini-excavadoras. Son máquinas autopropulsadas sobre ruedas o cadenas metálicas o de goma, con una superestructura capaz de rotar 360° que carga, elevan, giran y descargan los materiales por acción de una cuchara montada en un conjunto de pluma y balancín, sin que la estructura portante. El peso de las mini-excavadoras no excede de los 6,000 kg. En determinados entornos, las mini-excavadoras presentan ventajas con respecto a equipos de mayor tamaño, disponen de sistemas hidráulicos avanzados que responden a cargas con mayor potencia útil, lo que lleva a ciclos de trabajo más rápidos. Orugas vs Ruedas La tendencia general del contratista latinoamericano es optar por la excavadora de oruga, pero conviene reflexionar en los siguientes puntos de cada una:

- Excavadoras de oruga. Cuando no se requieren muchos movimientos de transportación, ésta es la mejor opción, la que adicionalmente ofrece flotación, tracción, potencia, maniobrabilidad, estabilidad y eficiencia operativa.

- Excavadoras de ruedas neumáticas. La movilidad de esta máquina es la más importante característica, para el caso de ciertas obras en las que con un solo equipo puede trabajarse alternativamente en dos o más tareas (cepas, explotación de banco de río y carga a camiones). Otra característica importante de este equipo, es su desplazamiento rápido sin dañar pavimentos y sin necesidad de cama-baja conocido también como "low boy".



Dragalina. Es una máquina excavadora de grandes dimensiones, construida exprofeso para mover grandes cantidades de material. Excava por arrastre. Algunas de ellas llegan a pesar 13,000 toneladas y el peso estándar supera las 2,000. Por su forma de trabajar, son altamente productivas en trabajos de minería y en excavaciones en lugares inundados como, por ejemplo, para la construcción de puertos. En estos casos ofrecen uno de los costos más bajos por tonelada de material extraído. El equipo de trabajo de la dragalina está formada por:

- La estructura principal, en forma de caja, que tiene movimiento rotatorio. Aquí reside el motor, diésel o eléctrico, y la cabina de mando.

- El brazo móvil o mástil que soporta la pala cargadora. - La pala cargadora que está sujeta verticalmente al brazo principal y horizontalmente

a la estructura principal a través de cables y cuerdas. - Cables, cuerdas y cadenas que permiten la maniobra del proceso de excavación. - Esta soportada sobre apoyos metálicos, tipo zapatas.

Durante el proceso de excavación, la pala cargadora se sitúa sobre el lugar donde se quiere excavar, destensando los cables y las cuerdas. Entonces se arrastra la pala para recoger la carga tensando las cuerdas horizontales. Una vez cargada, la pala se sube tensando los cables verticales. La máquina se gira hacia el lugar de descarga donde, una vez alcanzado, se sueltan las cuerdas inferiores permitiendo la caída del material. El proceso de carga y descarga, a pesar de la dimensión de la estructura, es relativamente rápido. La cantidad de material que puede ser removida en cada ciclo de excavación depende del volumen de la pala que puede llegar a los 30 y 60 metros cúbicos. Esta máquina es transportada con grandes remolques, ya que ella sola solo puede recorrer varios metros. Por tanto, el coste total se eleva por el transporte. Sale rentable solo cuando necesitamos excavar muchos metros cúbicos de tierra en grandes superficies.

Dragalina Cat 8000



Draga. Una draga es una embarcación para excavar debajo del nivel del agua y elevar el material extraído hacia la superficie. Existen dos grandes grupos, las dragas mecánicas y las dragas de succión. Dragas mecánicas.

- Draga de cuchara: Compuesta por una grúa giratoria que va montada encima de un pontón. La grúa lleva una cuchara bivalva que puede alcanzar grandes profundidades (50 m) y extrae materiales con gran precisión en sitios reducidos. Usa un sistema de fijación de spuds que son unos pilotes que se hincan en el fondo con anclas. El terreno preferible es el suelo granular, suelto o algo cohesivo debido a la baja disolución que provocan, además la cuchara es intercambiable lo que facilita la extracción de otros materiales.

- Draga de pala de carga frontal:

Constituida por un fuerte brazo que puede realizar una excavación frontal, elevar la carga, girar el brazo y depositar el material sobre el pontón (embarcación plana). Esta draga se fija al fondo con tres pilotes o escoplos, dos en proa y uno en popa. La capacidad del cucharón es de entre 3 y 5 metros cúbicos aunque existen dragas de este tipo con cucharones de hasta 20 metros cúbicos. Como ventajas podemos citar que excavan muy bien las rocas blandas y las arcillas duras y además, según excava se va abriendo a sí misma un canal.



- Draga retroexcavadora (backhoe dredger) Es, en esencia, una draga montada sobre un pontón que se fija al fondo y una retroexcavadora encima. Excavan bien materiales duros hasta profundidades de 24 m. Uno de los inconvenientes es que tiene una baja producción en suelos blandos y arenas, otro de ellos es que el acabado del fondo será irregular, en especial si el control de obra no es el adecuado.

- Draga de tolva continua o de rosario.

Formada por una cadena de cangilones montada sobre un robusto castillete. La escala de cangilones atraviesa el pontón y se hunde en el fondo para excavar el material. Después lo eleva y lo vuelca sobre el mismo pontón. Como ventajas de estas dragas podemos señalar que trabaja en forma continua, que la dilución que generan al excavar es moderada y que se puede controlar con precisión la profundidad a la que se excava. Como desventajas se tiene que son costosas; ocupan demasiado espacio pues necesitan extender los anclajes y, no son apropiadas para el trabajo de remoción de espesores pequeños.

- Draga de remoción:

Consiste en una embarcación que carga una cuchilla que va alisando el fondo. Se usan cuando el dragado realizado por otras máquinas ha dejado un fondo irregular que requiere ser nivelado.



Dragas de succión.

- Draga de succión estacionaria. Consisten en una embarcación que porta una tubería conectada a una bomba que absorbe el material del fondo. Existen a su vez dos tipos:

Impulsora simple. Consiste en una embarcación que carga la bomba y que lleva la tubería que puede llegar hasta otro barco de transporte de material o algún sitio de destino del material como una playa. Auto-portadora. Contiene la bomba y además, transporta el material dragado hasta el destino. Es apropiada para dragar materiales granulares y el acabado del fondo es irregular.

- Draga cortadora o Cutter Suction Dredger. Es igual que una draga succionadora estacionaria con la diferencia que lleva una cuchilla cortadora en la entrada de la tubería para disgregar el material. Se fija mediante spuds (pilotes hincados) Son capaces de cortar materiales con más de 500 kg/cm2 de resistencia a compresión simple. Actualmente son muy usadas por tener muchas ventajas: Extracción de cualquier material, ser capaces de trabajar en aguas someras, dejar un fondo uniforme y tener una alta producción. Como inconvenientes se pueden citar su sensibilidad a las condiciones marinas, la limitada distancia de dragado y su alto costo.

• Draga de succión en marcha.

Succiona mientras se mueve, a 3 nudos por hora, por la zona de dragado; a diferencia de las otras dragas de succión el tubo mira a popa. Pueden transportar entre 750 y 10,000 metros cúbicos. Están equipadas con bombas sumergidas para disminuir la longitud de la tubería de aspiración. Los materiales que succionan se limitan a arenas, si éstas contienen algo de limo el rendimiento baja apreciablemente. Generalmente, presentan rendimientos peores que las estacionarias porque éstas últimas generan un escalón que facilita la disgregación del material.



• Draga Dustpan o recogedora de fangos. Son una variante de las dragas de succión que aspira el material del fondo a través de una bomba de succión que recoge la suspensión de agua y material provocada por un sistema de inyectores o lanzas de aguas. Es muy habitual que esta dragas viertan el material directamente en el mismo cauce del río para que las corrientes se lo lleven, aunque también se puede enviar a vertederos terrestres a través de una tubería flotante (lo cual significa sacrificar parte de la libertad de movimiento de la draga). Su aplicación principal es remover el suelo de canales de navegación o la extracción de material granular en zonas confinadas. Las profundidades de dragado suelen oscilar entre los 1.5 y 20 metros, siendo la distancia máxima a la que se realiza el vertido de 500 metros.



2.2. MAQUINARIA PARA CARGA. Bajo el nombre de maquinaria de construcción se incluyen un grupo de máquinas utilizadas en actividades de construcción con la finalidad de remover parte de la capa del suelo, de forma de modificar el perfil de la tierra según los requerimientos del proyecto de ingeniería específico. Carga: El acto y la consecuencia de cargar dan origen a la noción de carga. El concepto, que puede aprovecharse en ciertos contextos como sinónimo de cargo, está relacionado a aquella cosa que genera peso o presión respecto a otra o a la estructura que se transporta en un vehículo. Cargadores. Son de hecho, la versión moderna de las palas cargadoras y que consistían generalmente en un equipo montado sobre orugas, con dos plumas en forma de tijera que mecánicamente y por medio de cables accionaban un cucharón. Los cargadores son máquinas auto-propulsadas sobre orugas (cadenas) o ruedas, equipadas con una cuchara frontal, una estructura soporte y un sistema de brazos articulados capaz de cortar y cargar, frontalmente, mediante su desplazamiento y el movimiento de los brazos y de elevar, transportar y descargar el material. Los cargadores frontales se emplean para tomar de un banco frontal o de un sitio d acopio, material para ser cargado sobre un camión de volteo; cuentan con un cucharón desde 0.8 hasta 9.0 m3 y se dispone de dos clases principales para la actividad constructora: Sus operaciones básicas son: Cargar materiales sueltos de abajo hacia arriba. Transportarlos o arrastrarlos a distancias menores a 10 m, aunque puede llegar a

20. Descargarlos sobre tolvas de poca altura o sobre medios de acarreo, camiones de

volteo. Tienen amplia aplicación en construcciones en toda obra que requiere de corte, carga, acarreo y descarga de volúmenes medianos de material suelto o blando, así como en el apilado de materiales. En este caso, el cargador realiza esta función cuando el bulldozer o la excavadora ya han organizado el material para su recolección o bien, en casos en que el brazo de la excavadora se encuentra realizando trabajo de corte y se tendrían tiempos largos de espera para cargar a los camiones de volteo. De igual forma, es frecuente encontrarlas en plantas trituradoras, plantas de manejo de agregados, recicladoras, etc… Incluso, en bancos de desperdicio y basureros.


http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina

http://definicion.de/cargo


Cargadores sobre ruedas. Los cargadores sobre neumáticos, son uno de los equipos más usados en construcción hoy en día. Conocidos por su extrema versatilidad y capacidad de carga útil, estas máquinas realizan múltiples tareas a un bajo precio. Los cargadores frontales son usados primordialmente en aplicaciones de construcción como el manejo de material, excavación, carga y transporte, construcción de carreteras, y preparación de lugares. Hoy en día, un cargador frontal es compuesto por un bastidor pivotante, usualmente articulado, con el motor montado sobre las ruedas traseras, y con una cabina o cúpula descansando sobre la parte delantera o trasera del marco final. El arreglo del pívot de la maquina es vital en darle al cargador frontal la capacidad de maniobrar y trabajar en pequeños giros circulares. Los cargadores sobre neumáticos son segmentados en el mercado de acuerdo a sus caballos de fuerza. Los cargadores sobre neumáticos compactos (mini-cargadores) contienen 80 caballos de fuerza o menos, y por consiguiente la clasificación es categorizada de 80 a 150 caballos de fuerza, de 150 a 200 caballos de fuerza, y de 200 a 250 caballos de fuerza. La energía es abastecida desde un motor diésel a través de un convertidor de torque y posee “power shift wheels” para manejar las ruedas. Actualmente, la mayoría de los cargadores sobre neumáticos son de tracción a las cuatro ruedas, aunque también estas máquinas que pueden ser operadas con tracción de dos ruedas. La rueda motriz trasera mejora la capacidad para excavar de la maquina mientras que la rueda motriz delantera permite una mejor tracción cuando está cargando un cucharón lleno. Es necesario que los cuatro neumáticos sean de igual tamaño. Especificaciones. En la industria del equipo, un una serie de criterios específicos es usada para medir la capacidad de realizar y de utilidad de un cargador sobre neumáticos para manejar particulares tareas de contracción. Estas incluyen las características del cucharón como el tamaño y sus gavilanes o dientes, las llantas y su habilidad para proveer tracción, “tipping load” y velocidad-contrapeso y, la fuerza de arranque. La fuerza de arranque es la cualidad más apreciada en un cargador frontal y proporciona una indicación de la capacidad del cargador sobre neumáticos para cavar.


http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php/construcci%C3%B3n

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=articulado&action=edit&redlink=1

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=motor&action=edit&redlink=1

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=caballos_de_fuerza&action=edit&redlink=1

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=cargadores_sobre_neum%C3%A1ticos_compactos&action=edit&redlink=1

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=motor_diesel&action=edit&redlink=1

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=convertidor_de_torque&action=edit&redlink=1

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=cuchar%C3%B3n&action=edit&redlink=1

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=contrapeso&action=edit&redlink=1


Mantenimiento preventivo del Cargador Frontal Cada 10 horas o diariamente se debe:

- Verificar el nivel de aceite del cárter del motor (SAE 15 W 40). - Verificar el nivel de aceite de la transmisión (SAE 30 TO-4). - Verificar el nivel de aceite del tanque hidráulico (SAE 10 W). - Verificar el nivel de refrigerante del radiador. - Drenar la humedad y el sedimento del depósito de aire. - Inspeccionar alrededor de la máquina. - Inspeccionar el cinturón de seguridad. - Probar indicadores y medidores, así como los frenos. - Probar alarma de retroceso.

Cada 50 horas de servicio o semanalmente se debe:

- Limpiar los filtros del sistema de aire de la cabina. - Lubricar las graseras de los pivotes superiores del cucharón. - Lubricar las graseras de los cilindros y varillajes del cucharón. - Verificar la presión de inflado de los neumáticos (delanteras 50 psi, traseras 35 psi).

Cada 100 horas o quincenalmente se debe:

- Lubricar muñón del eje trasero (grasa). - Lubricar cojinetes del cilindro de la dirección (ídem).

Cada 250 horas de servicio o cada mes se debe:

- Cambiar aceite y filtro del motor (15 W-40). - Añadir aditivo de refrigerante al sistema de enfriamiento. - Verificar el nivel de aceite en los depósitos de aceite del freno. - Probar aire acondicionado (si lo tuviera). - Inspeccionar y ajustar las correas del ventilador y alternador. - Lubricar las graseras de los cojinetes del ventilador y de la polea de ajuste. - Inspeccionar las baterías.

Cada 500 horas de servicio o cada tres meses se debe:

- Cambiar filtro de aceite de la transmisión. - Cambiar elementos del sistema de aceite hidráulico. - Limpiar o cambiar los filtros del sistema de combustible. - Limpiar la rejilla y reemplazar el filtro de la tapa del tanque de combustible y rejilla

de llenado. - Limpiar el respiradero del cárter del motor.

Cada 1,000 horas de servicio o cada seis meses se debe:

- Cambiar el aceite del sistema de la transmisión (SAE 30 TO-4). - Lubricar las graseras del eje impulsor (grasa). - Lubricar los cojinetes de pivotes de los bastidores (grasa). - Inspeccionar estructura de protección en caso de vuelcos.



Cada 2,000 horas de servicio o cada año se debe:

- Cambiar aceite hidráulico y limpiar la tapa y rejilla de llenado (SAE 10 W). - Cambiar el aceite de los diferenciales (SAE 90 GL-5). - Cambiar el aceite de los mandos finales (SAE 80 W-90, GL-5). - Lubricar pasadores de pivotes inferiores del cucharón (aceite para engranaje GO). - Limpiar la válvula de romper vacío en el tanque hidráulico. - Ajustar la luz (espacio libre) de las válvulas del motor. - Verificar rotador de válvulas del motor.

Cada 3,000 horas de servicio o cada dos años se debe:

- Cambiar refrigerante del sistema de enfriamiento. Cargador de cadena. Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación en el caso y eventualmente excavación en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas. Con características similares a los cargadores de ruedas y mayor relación potencia-tracción su uso ha ido decreciendo en los últimos años debido a que los cargadores de ruedas son cada vez más eficientes y presentan mayores ventajas para su traslado entre obras o frentes cercanos. 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. Los cucharones del cargador frontal varían, en tamaño, desde 0.19 m3 hasta más de 19.1 m3 de capacidad, colmado. El tamaño del cucharon está estrictamente relacionado con el tamaño de la máquina.



Mini-cargadores. Son máquinas autopropulsadas sobre ruedas u orugas, de 80 o menos caballos de fuerza, equipadas con una cuchara frontal, estructura soporte en chasis rígido y un sistema de dirección mediante palancas o pedales que permite frenar o controlar el medio de locomoción. Características básicas. Los mini-cargadores son muy versátiles, contando con numerosos implementos para trabajos especiales como por ejemplo martillos rompedores o sierras circulares para cortar pavimento. El chasis inferior con orugas de caucho ofrece a los cargadores compactos con orugas una flotación superior en suelos blandos o arenosos.

Los trabajos exigentes requieren equipos que puedan enfrentar los retos y en circunstancias específicas, la mejor opción será un cargador compacto con orugas, con caballos de fuerza entre 49 y 92 (excediendo un poco la norma que indica que un cargador compacto es hasta 80 HP), diseñados y fabricados para realizar los trabajos en condiciones donde un cargador normal no los podría

realizar por limitaciones de espacio. Con los cargadores compactos con orugas se obtiene los resultados en el sitio de trabajo que necesita y desea debido a lo que cada máquina incorpora. Por ejemplo, motor de transmisión directa, chasis inferior macizo y buen equilibrio entre el peso de la máquina y los caballos de fuerza, ofrecen una potencia de empuje superior. Los cargadores compactos con orugas ofrecen la mejor relación caballos de fuerza-peso de todas las máquinas cargadoras. Las orugas con patrón en C y una mejor distribución del peso de la máquina ofrecen a los operadores un viaje más suave. Y debido a su mayor flotación, puede trabajar, productivamente, en suelos blandos, arenosos, húmedos o pantanosos, ampliar su temporada de trabajo (a menudo sustancialmente) y viajar en superficies sensibles alterando muy poco el suelo. Normas de uso y mantenimiento

- Controlar la máquina únicamente desde el asiento del conductor. - Prohibir la presencia de trabajadores o terceros en el radio de acción de la máquina. - No se utilizará como medio para transportar personas, excepto que la máquina

disponga de asientos previstos por el fabricante con este fin. - Prohibir el transporte de personas en la pala. - No subir ni bajar en movimiento.



- Durante la conducción, utilizar siempre un sistema de retención (cabina, cinturón de seguridad o similar). Fuera de la obra, hay que utilizar el cinturón de seguridad obligatoriamente.

- En trabajos en zonas de servicios afectados, cuando no se disponga de una buena visibilidad de la ubicación del conducto o cable, será necesaria la colaboración de un señaliza.

- Al reiniciar una actividad tras producirse lluvias importantes, hay que tener presente que las condiciones del terreno pueden haber cambiado. Asimismo, hay que comprobar el funcionamiento de los frenos.

- En operaciones en zonas próximas a cables eléctricos, es necesario comprobar la tensión de estos cables para poder identificar la distancia mínima de seguridad. Estas distancias de seguridad dependen de la tensión nominal de la instalación y serán de 3, 5 o 7 m dependiendo de ésta.

- Si la visibilidad en el trabajo disminuye por circunstancias meteorológicas o similares por debajo de los límites de seguridad, hay que aparcar la máquina en un lugar seguro y esperar.

- No está permitido bajar pendientes con el motor parado o en punto muerto. - Realizar las entradas o salidas del solar de la obra con precaución y, si fuese

necesario, con el apoyo de un señaliza. - Mantener el contacto visual permanente con los equipos de obra que estén en

movimiento y los trabajadores del puesto de trabajo. - Con el fin de evitar choques (colisiones), deben definirse y señalizarse los recorridos

de la obra. - No utilizar accesorios más grandes de lo que permite el fabricante.



2.3. MAQUINARIA PARA ACARREO Y TRANSPORTE. Existen máquinas diseñadas para el acarreo de materiales sólidos o líquidos y su respectiva descarga; desde agua hasta emulsiones y, desde gravas y arenas hasta rocas y escombros. Dependiendo de sus dimensiones y el material a transportar encontramos: escrepas, moto-escrepas, camiones de volteo, volquetes articulados, góndolas de volteo remolcadas, camiones fuera de carretera, camiones cisterna o pipas, etc. Todos estos equipos realizan la recepción de carga, el acarreo y la descarga del material. En el caso de las escrepas y moto-escrepas adicionalmente realizan el corte o arranque del material del terreno y trabajos de nivelación. Camiones de volteo. Toda obra de construcción, salvo casos excepcionales, lleva consigo un movimiento de tierras de mayor o menor volumen: el material, debe ser retirado y trasladado a otro punto más o menos cercano, es decir, hay que realizar su transporte. Aunque hay muchos diseños diferentes de camiones de volteo, sus características básicas se mantienen, más o menos similares, para todos ellos.

- La carrocería principal del camión de volteo es basada generalmente en la de un camión de plataforma, con un eje debajo de la cabina y en cualquier lugar de uno a más ejes por debajo de la caja de volteo.

- La caja en sí generalmente tiene una puerta posterior que es abatible en la parte

superior, de modo que se abrirá automáticamente cuando se esté vertiendo. El llenado de la caja puede ser al ras o colmada.

- El mecanismo de vertido está accionado hidráulicamente con el fin de evitar

problemas de compresión que a veces pueden ser encontrados al utilizar sistemas neumáticos.

- El motor del camión de volteo puede ser de gasolina o diésel, pero en general es un

motor de combustión interna grande, independientemente del tipo de combustible usado.

- La carga es efectuada por medios externos.

Aplicación: En prácticamente toda obra donde se requiera el cargado, traslado y descarga de materiales a más de 500 metros.

- Para transportar materiales desde los sitios de excavación hacia los terraplenes y bancos de desperdicio.

- Para transportar materiales desde los bancos de préstamo hacia los terraplenes. - Para transporte de materiales desde las canteras hacia la planta de procesamiento. - Para transportar materiales desde la planta de procesamiento hasta los diferentes

sitios de la obra en construcción.



Las principales partes componentes de un camión de acarreo son las siguientes:

- Tractor. Es el vehículo sobre el cual se instalan las partes componentes de la herramienta de trabajo. Su configuración es muy variable dependiendo del tipo de camión y del fabricante del mismo.

- Caja. Es el recipiente en el cual se colocan los materiales que van a ser

transportados. Su configuración también varía según el tipo de camión y del fabricante del mismo. La caja va articulada al bastidor del camión por medio de una bisagra ubicada en la parte trasera del camión.

- Sistema hidráulico para descarga. Como todo sistema hidráulico está conformado

por un tanque hidráulico, mangueras, válvulas y cilindros hidráulicos que tienen la función de controlar los movimientos de la caja en las operaciones de descarga. Los cilindros hidráulicos pueden ir instalados debajo de la caja o en las partes laterales de la misma.

Mecanismos de vertido. Los mecanismos de vertido hidráulico, utilizados en los camiones de volteo, son generalmente de uno de dos tipos.

- El tipo más común implica el uso de uno o más pistones hidráulicos para levantar el extremo de la caja de volteo que está más cerca de la cabina. Esto hace que la caja de volteo completa se incline, vertiendo lo que está contenido dentro de ella.

- El otro tipo de mecanismo de vertido que se encuentra en los camiones de volteo

consta de un panel de refuerzo montado verticalmente dentro de la caja de volteo en sí, que tiene cilindros hidráulicos que lo sujetan en su sitio. Los cilindros lo empujan hacia la parte posterior de la caja de volteo, empujando cualquier cosa dentro de ella hacia atrás, donde se verá forzado a salir a través de la puerta posterior abatible.

El tipo de elevación del mecanismo de volteo es más popular entre los fabricantes porque es un mecanismo simple para producir y mantener, pero algunas compañías de construcción y otros usuarios del camión de volteo prefieren el otro mecanismo, ya que no requiere espacio vertical adicional para usar. La potencia, tanto para el camión de volteo en sí, como para el mecanismo de vertido es proporcionada por el motor de combustión interna del camión. El propio camión es accionado en la misma vía como cualquier otro camión accionado por gas o diésel, mientras que las bombas que potencian los cilindros hidráulicos son accionadas por el despegue de energía (PTO) conectado a la transmisión del camión. Esto significa que el camión tiene que estar en funcionamiento antes de que el mecanismo de vertido pueda ser utilizado. Con el fin de evitar posibles accidentes, el PTO no puede ser activado, a menos que la transmisión haya sido colocada en la posición neutral de antemano.



Tipos principales.

Camión de volteo (dumper truck). Es un vehículo autopropulsado sobre grandes ruedas, con caja abierta muy resistente. Consta de tres ejes, dos traseros de tracción y uno delantero para de dirección. Hay rígidos y articulados. Puede circular por pistas de obras en mal estado y por carretera. Se utiliza en obras pequeñas y medianas, los más utilizados pueden transportar entre 7 y 14 m3. En cuanto a peso, por carretera puede transportar una carga cercana a las 13 toneladas, siendo mayor cuando el trasporte es por los caminos de obras (18-28 toneladas). Camión de volteo góndola. También se le conoce como semi-remolque basculante o bañera. Consta con una cabeza tractora que tiene un punto de apoyo y una caja que puede transportar hasta 24 toneladas. Se utiliza para el transporte de aglomerados, arenas, gravas, asfalto, etc. Camión de volteo extravìal rígido. Consta de una caja que tiene en el frente posterior forma de “V” para bajar el centro de gravedad y evitar el vuelco. No se le permite circular por carretera. Pueden transportar hasta 375 toneladas, si bien, en construcción rara vez se utilizan modelos con capacidades mayores de 85 toneladas. Los más comunes son para 40 toneladas. Camión de volteo extravìal articulado (lagarto). Originalmente diseñado para trabajar en terrenos difíciles y barrosos, su desarrollo posterior ha permitido que se usen con éxito en las condiciones del rígido. Los fabricantes ofrecen típicamente las configuraciones de transmisión 4 x 4, 6 x 6, o 6 x 4. Se utiliza en obras de mucha producción. Puede llevar una carga de entre 22 y 36 toneladas.



Moto-volquete. El auto volquete o moto-volquete autopropulsado (también llamado simplemente dumper del inglés) es un vehículo utilizado en la construcción destinado al trasporte de materiales ligeros, y consta de un volquete, tolva o caja basculante, para su descarga, bien sea hacia adelante o de forma lateral, mediante gravedad o con ayuda del sistema hidráulico. Posee tracción delantera o de doble eje, siendo las traseras direccionales.

Se distingue del camión de volteo o dumper truck por su configuración: el moto-volquete auto-propulsado tiene la cabina del conductor en la parte trasera mientras que el camión de volteo común tiene la cabina en la parte delantera.

Como el puesto de conducción está ubicado detrás del volquete, sobre las ruedas traseras, se hace necesario colocar la carga de forma tal que permita la visibilidad.

La capacidad de volquete oscila entre 0.5 y 1.5 m3 (de 1 a 3 toneladas).

Concretera u Hormigonera (Mezclador de Concreto). Tiene una cuba, cilindro o tambor manejado por un motor y se utiliza para mezclar concreto. Las cuchillas dentro de la cuba o tambor, facilitan el mezclado del concreto. Algunas mezcladoras poseen un equipo de pesaje, para mezclar el concreto por masa, más bien que por volumen. El tamaño de las hormigoneras o mezcladoras puede variar desde tan pequeños como de 35 litros hasta otros que superan los 100 litros por mezcla. Camión de plataforma cama baja o Low Boy. Consta de un tracto-camión y una plataforma no motorizada con una o más ejes, que se apoya y acopla a éste por medio de la quinta rueda o torna mesa.



Traíllas o escrepas y moto-escrepas. No obstante que la palabra "escrepa" es un anglicismo y la traducción de scraper debiera ser rescatadora, o quizás mejor aún moto-escarbadora, se ha difundido esta denominación para un tipo de equipos que constan de una caja con una hoja-cuchilla en la parte inferior, que se encarga de escarbar la superficie de tierra cargándose por el efecto de avance que le imprime un tractor. Las traíllas son máquinas utilizadas para el movimiento de tierra que realizan las siguientes funciones: corte, carga, transporte,

descarga y nivelación de materiales tales como arena, arcilla, tierra incluso zahorras (mezcla de suelos granulares con cementante, también llamado material Reynoso), dependiendo de los distintos modelos de máquinas. Por sus características, se utiliza para mover cantidades importantes de tierra, y fundamentalmente en tareas de compensación de volúmenes. Su rango de distancia de acarreo más adecuado es entre 200 y 2,000 metros aunque puede aplicarse desde los 50 hasta los 2,400 metros. Las traíllas pueden ser de dos tipos:

- Auto-propulsadas. Llamadas moto-escrepas o moto-traíllas. Pueden tener un solo motor delantero o dos motores: uno delantero y otro trasero.

- Remolcadas por tractores de cadena o de orugas.

Son las escrepas propiamente dichas. Los elementos del equipo de trabajo de las moto-escrepas son:

- Elemento tractor: Es el que mueve la máquina y en él está situado el motor, la transmisión y la cabina del conductor. Hay equipos que constan de dos motores, en ese caso, el otro motor va ubicado en el área que se apoya en las ruedas traseras.

- La caja:

Abierta por su parte superior, esta provista en su borde de una cuchilla recambiable dotada de movimientos ascendentes y descendentes; es decir, se puede subir o bajar para ajustar la posición para el corte y su profundidad o para el traslado. La caja tiene dos compuertas: una delantera de tipo “sector” que sirve para cargarla, mantener la carga y descargarla, y otra trasera, placa de descarga “eyector” que sirve para empujar la carga al efectuar la operación de descarga. Las compuertas y la caja son operadas desde el tractor, a través del sistema eléctrico o el hidráulico.



- La suspensión: Es la unión entre la caja y el elemento tractor, tiene forma de cuello de cisne. El sistema asegura conjunción y estabilidad entre ambas partes, proporcionando una gran independencia de movimientos.

Dentro de las moto-escrepas podemos distinguir tres modelos generales:

Convencionales. Son aquellas que tienen un solo motor, localizado en la parte delantera; la tracción también se aloja en la parte delantera.

De dos motores. Uno adelante y otro atrás, este tipo de escrepa presenta tracción total. Con elevador de paletas para la carga. Cuentan con un solo motor y tracción delantera.

Normas de uso y mantenimiento

- Pueden emplearse hasta para roca tronada o escarificada, siempre y cuando el tamaño de piedra sea menor a los 40 cm, pero en esos casos se afectan las llantas.

- Antes de empezar los trabajos hay que localizar y reducir al mínimo los riesgos derivados de cables subterráneos, aéreos u otros sistemas de distribución.

- Controlar la máquina únicamente desde el asiento del conductor. - Prohibir la presencia de trabajadores o terceros en el radio de acción de la máquina. - La moto-escrepa no será utilizada como medio para transportar personas, excepto

que la máquina disponga de asientos previstos por el fabricante con este fin. - No subir ni bajar de la moto-escrepa cuando ésta se encuentre en movimiento. - Durante la conducción, utilizar siempre un sistema de retención (cabina, cinturón de

seguridad o similar). - Al reiniciar una actividad, tras producirse lluvias importantes, hay que tener presente

que las condiciones del terreno pueden haber cambiado. Hay que comprobar el funcionamiento de los frenos.



- En operaciones en zonas próximas a cables eléctricos, es necesario comprobar la tensión de estos cables para poder identificar la distancia mínima de seguridad. Estas distancias de seguridad dependen de la tensión nominal de la instalación y serán de 3, 5 o 7 m dependiendo de ésta.

- Si la visibilidad en el trabajo disminuye por circunstancias meteorológicas o similares por debajo de los límites de seguridad, hay que aparcar la máquina en un lugar seguro y esperar.

- No está permitido bajar pendientes con el motor parado o en punto muerto. - Cuando las operaciones comporten maniobras complejas o peligrosas, el

maquinista ha de disponer de un señaliza experto que lo guíe. - Mantener el contacto visual permanente con los equipos de obra que estén en

movimiento y los trabajadores del puesto de trabajo. - Con el fin de evitar choques (colisiones), deben definirse y señalizarse los recorridos

de la obra. - Evitar desplazamientos de la moto-escrepa en zonas a menos de 2 m del borde de

coronación de taludes. - Trabajar, siempre que sea posible, con viento posterior para que el polvo no impida

la visibilidad del operario. - Trabajar a una velocidad adecuada y sin realizar giros pronunciados cuando se

trabaje en pendientes. - En trabajos en pendientes, hay que trabajar en sentido longitudinal, nunca

transversalmente. - Trabajar a una velocidad adecuada y sin hacer giros pronunciados cuando se

trabaje en pendientes. - En zonas fangosas pueden ser empujadas por un tractor en su fase de corte. - Si la zona de trabajo tiene demasiado polvo, hay que regarla para mejorar la

visibilidad. - En operaciones de mantenimiento, no utilizar ropa holgada, ni joyas, y utilizar los

equipos de protección adecuados. - En operaciones de mantenimiento, la máquina ha de estar estacionada en terreno

llano, con la pala apoyada en el suelo, el freno de estacionamiento conectado, la palanca de transmisión en punto neutral, el motor parado y el interruptor de la batería en posición de desconexión.

- Efectuar las tareas de reparación de la moto-escrepa con el motor parado y la máquina estacionada.

- Los residuos generados como consecuencia de una avería o de su resolución hay que segregarlos en contenedores.

- En operaciones de transporte, comprobar si la longitud, la tara y el sistema de bloqueo y sujeción son los adecuados. Asimismo, hay que asegurarse de que las rampas de acceso pueden soportar el peso de la moto-escrepa y, una vez situada, hay que retirar la llave del contacto.

- Estacionar la moto-escrepa en zonas adecuadas, de terreno llano y firme, sin riesgos de desplomes, desprendimientos o inundaciones (como ya se comentó: mínimo a 2 m de los bordes de coronación).

- En el proceso de estacionamiento, una vez que el equipo ha dejado de moverse, se mantendrá puesto el freno, se apoyará el escarificador y la hoja de corte en el suelo, asegurándose de que ésta no sobrepase el ancho de la máquina, se sacarán las llaves del contacto, se cerrará el interruptor de la batería, la cabina y el compartimento del motor.



2.4. MAQUINARIA PARA COMPACTACIÓN. La compactación de la superficie de desplante de una obra constituye un factor decisivo para la seguridad y capacidad estructural, calidad y vida útil de la misma. Un compactador es una máquina auto-propulsada, de gran peso por unidad de volumen, dotada de uno o varios rodillos o ruedas cuya función consiste en aplanar y dar la compacidad requerida al material sobre el cual es desplazada. Han quedado en desuso los compactadores remolcados. Los compactadores de hoy en día tienen inversores del sentido de la marcha, de acción suave, y están dotados de dispositivos para mantenerlos húmedos en caso necesario. Podemos dividir a los compactadores en dos grandes grupos: Compactadores estáticos.

- De rodillo liso El rodillo consiste en un cilindro de acero con un determinado peso que compacta el material por presión. Existen modelos que tienen un rodillo liso y otro neumático (mixto); y existen otros, tándem, que tienen dos rodillos lisos. El peso del rodillo depende del tipo de suelo a compactar. El peso de estos equipos oscila desde 4 a 12 toneladas. Su aplicación es muy flexible, pues puede emplearse en todo tipo de compactaciones con la excepción de rellenos de roca y arcillas (en estas últimas tiende a “encarpetar” la capa o efecto de laminación)

- Rodillo patas de cabra (pies tamping). Coloquialmente se les conoce como “patas de cabra”. En la superficie del rodillo tiene una serie de pequeños troncos piramidales que se hincan en el terreno y así extienden y compactan el material. Cuando se tiene humedad excesiva, las patas, al remover el terreno, provocan la aireación en los huecos que dejan. No conviene que las salientes se hinquen en exceso por que el cilindro podría llegar a estar en contacto con el suelo, y la potencia necesaria para su arrastre se incrementará notablemente. Combina dos efectos: el de amasado producido por las patas, con el impacto (efecto dinámico) originado por la velocidad de rotación del rodillo, lo cual produce una cierta rotura en el material, cuando éste está en forma de bolos o grumos. No deben de ser utilizados, en operaciones de estabilización, como equipos de mezclado, ya que la profundidad de penetración no será suficiente y la calidad de mezclado es baja.



- Rodillos de neumáticos (autopactor). Formados por hileras delanteras y traseras de neumáticos lisos, en número, tamaño y configuración tales que permitan el solape de las huellas de las delanteras con las de las traseras. Serán capaz de alcanzar una masa de al menos 35 toneladas y una carga por rueda de 5 toneladas, con una presión de inflado que pueda alcanzar al menos ocho décimas de mega-pascales (0,8 MPa). Este tipo de equipo, aunque compacta en capas de poco espesor (entre 13 y 20 cm) trabaja a velocidades más rápidas (12 kph promedio), y es tan versátil que se aplica a todo tipo de material con excepción de los enrocamientos. Se usan para la densificación de todo tipo de capas de firme y/o explanadas bien graduadas, ya que durante la compactación se consigue un incremento en el efecto de amasado, resultando una superficie acabada más densa y uniforme. Por lo general pueden lastrarse, incrementándose prácticamente en un 100% su peso vacío. Uso específico: para compactar, tras su tendido, a las mezclas bituminosas en caliente. El contacto de los rodillos neumáticos con la superficie a tratar produce un batido de la capa superficial que hace subir al betún. El inconveniente que presentan en la compactación de asfaltos, es el levantamiento inicial de material superficial en las ruedas, lo cual puede prevenirse calentando éstas de tal manera que no exista una diferencia de temperatura con el material mayor de 20 grados.

Compactadores vibratorios. Hoy en día, es frecuente que los rodillos tanto lisos como de pata de cabra, se fabriquen con un dispositivo que permite poner en marcha la vibración con lo que se incrementa muy notablemente la capacidad de compactación. Tienen su fundamento en la presencia combinada del peso estático y de una fuerza dinámica generadora de vibración. Utilizan una masa excéntrica que gira dentro de un rodillo liso, produciendo una fuerza centrífuga que se suma al peso de la máquina al producir la correspondiente presión sobre el suelo.

- De rodillo liso. Pueden ser mono-cilíndricos o bi-cilíndricos (tándem).

Mono-cilíndrico. Compuesto por un cilindro metálico vibratorio liso (con o sin tracción) que actuará como elemento de compactación y dos neumáticos traseros de tracción. Pueden usarse para la compactación de todo tipo de capas de cimiento, núcleo, explanada y firme, teniendo una mejor adaptación a la compactación de suelos no cohesivos, donde el efecto de la vibración posibilita una mejor acomodación de los elementos granulares.



Tándem. Compuesto por dos cilindros metálicos vibratorios lisos y con tracción que trabajarán en la compactación. Pueden usarse para la densificación de todo tipo de capas de firme y/o explanadas bien graduadas, aunque generalmente son usados para la compactación y el acabado de capas asfálticas.

- De rodillo de patas apisonadoras. Combina el efecto de la vibración con un mayor impacto, el resultado es una fuerza hasta 3 veces superior.

Las características principales de los diferentes equipos de compactación son

Equipo Peso (kg) Potencia (CV) Ancho tambor (m) Vibratorio mono-cilíndrico 7.000 – 20.000 100 – 186 1,70 – 2,22 Vibratorio tándem 1.500 – 12.000 22 – 132 0,88 – 2,14 Neumático 9.000 – 35.000 100 – 130 1,90 – 2,00 Pata de cabra 5.500 – 32.700 60 – 400 1,37- 3,00

El equipamiento opcional disponible es muy variado, entre el más requerido se encuentra:

- Cabina antivuelco - Control automático de tracción - Rascadores de tambor delantero y trasero de poliuretano - Automatismo para eliminar la vibración al invertir el sentido de la marcha.

Equipo o dispositivos auxiliares que actúan por percusión o impacto: Para aprisionar zonas difíciles, pequeñas zanjas, rincones próximos a obras de fábrica, etc..., donde no es posible entrar con los rodillos convencionales, se emplean los métodos de percusión: los pisones automáticos y la placa vibratoria.

Pisón automático (bailarina). Con un peso que llega a los 100 kg..., tiene en su parte posterior un pequeño motor de explosión que hace que se eleve automáticamente sobre el terreno al producirse explosiones; un hombre puede girarlo fácilmente cuando está en el aire. Placa vibratoria o “rana”. Las placas vibrantes fueron la primera aplicación de la vibración para la compactación. Son muy útiles para compactar pequeñas superficies, zanjas, porqué son muy manejables y llegan donde no pueden entrar rodillos pesados. Tiene el mismo fundamento que el pisón pero es más grande y más pesada; se llega a los 1,000 kg, y como consecuencia su rendimiento es más elevado.



Aplicación del equipo de compactación:

• Construcción y mantenimiento de autopistas, carreteras principales y secundarias, revestidas con asfalto o a base de concreto hidráulicas o de terracerías.

• Construcción y mantenimiento de pistas en aeropuertos. • Desplante de naves industriales. • Construcción y mantenimiento de calles y avenidas. • Construcción y mantenimiento de la base de sustentación de vías de ferrocarril.

El proceso de compactación. La extensión previa del material normalmente se realiza con motoconformadoras. El espesor de la capa a compactar varía según el tipo de compactador a emplear y del suelo a compactar, pero suele ser, por término medio de 30 cm. En la compactación de un suelo juega un papel muy importante la cantidad de agua que contiene. En un suelo seco necesitaremos mucho más energía, para llegar a la máxima consolidación, venciendo los rozamientos entre las partículas que lo conforman; si este suelo tiene una pequeña cantidad de agua, esta formará una película alrededor de las partículas que actuará como lubricante y el esfuerzo de compactación necesario para obtener la máxima densidad será menor. Utilizando un esfuerzo constante de compactación, si incrementamos gradualmente la proporción de agua existente en el suelo, encontraremos que la densidad seca del suelo irá en aumento hasta un punto en que ésta empezará a decrecer; en ese punto, el agua habrá alcanzado el espesor máximo que puede tener alrededor de cada una de las partículas (agua atrapada) y a partir de entonces, si seguimos incrementando la cantidad de agua, el agua libre irá desplazando al aire existente en los huecos hasta llegar a la saturación. Si en ese último punto queremos llegar a la compactación deberemos expulsar o comprimir el agua libre contenida en el suelo, lo que resulta más difícil que expulsar o comprimir el aire. Para obtener una compacidad máxima con una determinada energía de compactación existe una humedad óptima. Fue Proctor, en 1933, quien descubrió la relación de densidad-humedad en la compactación y sugirió el ensayo denominado “Proctor Normal”, que posteriormente, con el progresivo aumento de las cargas, fue ajustado obteniéndose el “Proctor Modificado”. El grado de compactación a lograr se define en los proyectos, mediante la indicación del porcentaje que el suelo compactado en obra debe alcanzar respecto de los ensayos estandarizados “Proctor Normal” o “Proctor Modificado”. En la obra el grado de compactación alcanzado se comprueba mediante la medida de la densidad, que se realiza por el método de la arena o bien mediante el empleo de isotopos radioactivos. Equipo de estabilización de suelos. Está formado por el equipo básico de tratamiento del suelo más un equipo normal de humectación (pipas o carros-tanque), extendido (moto-conformadora) y de compactación de tierras. Este conjunto se suele utilizar en suelos arcillosos, con características plásticas, riesgo de sufrir cambios volumétricos con los cambios de humedad y una baja capacidad de soporte.



2.5. MAQUINARIA PARA PAVIMENTACIÓN. Cualquiera que sea el producto asfáltico que ha de emplearse en una pavimentación requiere ser transportado desde los lugares de producción hasta los de aplicación. Este acarreo o transporte se realiza mediante carros-tanque de ferrocarril, o bien, en tanques montados sobre camiones o remolques, si el transporte se realiza por carretera. Escobas o barredoras mecánicas. Tienen como función realizar la limpieza previa a la colocación de los materiales asfálticos. Son máquinas autopropulsadas, pequeñas, cuya potencia fluctúa entre los 100 y los 140 HP.

Comúnmente constan de motor, transmisión y demás equipo de una máquina autopropulsada y además, con rodillos escoba colocados en el contorno de la máquina, los cuales son cilindros giratorios con cerdas plásticas de un material resistente.



Petrolizadoras o equipo de riego. Son tanques montados en un chasis, con tracción propia o remolcados, que se utilizan para la aplicación de riegos de producto asfáltico rebajados (emulsiones asfálticas) ya sea que se pretenda, por el sistema de riegos, realizar la mezcla en el lugar o bien, dar riegos de impregnación, de liga o de carpetas asfálticas. Nos podemos encontrar dos tipos de riegos, y por tanto de equipo que lo aplica:

Sin gravilla. El cual consiste en la aplicación de un adherente bituminoso sobre una capa pre-existente.

Se aplica con una cisterna para adherentes.

Normalmente auto-propulsadas (camión-cisterna), adaptadas para calentar el producto asfáltico al intervalo de entre 65.50° y 79.5° C. El riego se realiza mediante una barra aspersora que va instalada en la parte posterior del camión, aproximadamente a 0.30 metros de altura sobre la superficie a la que se va a regar.

La barra se extiende a todo lo ancho del camión y tiene una serie de espreas, espaciadas regularmente, con inclinaciones variables para graduar los traslapes deseados en la zona de riego. Para asegurar una cobertura uniforme y positiva, la emulsión asfáltica, se aplica a presión. Esto se hace mediante un sistema de bombeo instalado en el tanque del camión que tiene un medidor para controlar el gasto de bombeo en litros por minuto (lt/min). El riego depende de la cantidad de asfalto bombeado por minuto y al desplazamiento del vehículo en m/s, así como al tamaño de la barra de distribución. Para la correcta aplicación del asfalto, debe adaptarse a las petrolizadoras un tacómetro que mida la velocidad de desplazamiento en pies o en metros por segundo. Los riegos deben llevarse a cabo con control de la temperatura del asfalto para poder darle la fluidez requerida. Esta fluidez se logra calentando el producto asfáltico mediante quemadores accionados por el mismo motor de la petrolizadora. Para que el calentamiento sea uniforme deberá procurarse que éste circule. La emulsión es un asfalto mezclado con agua, en donde se mantiene suspendido hasta que hace contacto con el agregado, rompiéndose la emulsión al drenarse o evaporarse el agua. El asfalto normal esta rebajado con un solvente tal como el keroseno o diesel. Debe tenerse sumo cuidado con el proceso de calentamiento y evitar que el asfalto llegue a su punto de ignición, para ello, el control de la temperatura debe realizarse mediante termómetros bien graduados.



Riego con gravilla o riego sincronizado. Se aplica mediante un camión cisterna que adicionalmente tiene acoplado un depósito de gravilla.

La finalidad: obtener mezclas en el lugar. Las especificaciones a cumplir y características del depósito del material adherente son las descritas para el equipo anterior.

Los equipos de riego siempre van acompañados de:

• Escoba o barredora mecánica. • Extendedora mecánica incorporada a un camión o autopropulsada. • Equipo de compactación neumático.

Aplicación.

• Construcción y mantenimiento de autopistas, carreteras principales y secundarias, revestidas con asfalto.

• Construcción y mantenimiento de pistas en aeropuertos. • Desplante de naves industriales. • Construcción y mantenimiento de calles y avenidas. • Construcción y mantenimiento de la base de sustentación de vías de ferrocarril.

Importante: Para que el producto asfáltico, en un riego de impregnación, cumpla con su cometido, es necesario que la superficie sobre la que se esparcirá (base) esté seca cuando menos en el centímetro superior de la misma y el material pétreo (especificaciones SCT).

Adicionalmente, en una mezcla para carpeta en el lugar, el material pétreo debe tener una humedad mínima de ± 3.5% (Especificación SCT).



Pavimentadora o extendedora (finisher). Podemos distinguir entre pavimentadoras para concreto bituminoso y pavimentadoras para concreto hidráulico. Aplicación: Las extendedoras se utilizan en la construcción de:

- Autopistas, carreteras principales, calles. - Pistas en aeropuertos. - Vías de ferrocarril (superficie de soporte). - En el caso de las extendedoras de concreto hidráulico, también son utilizadas para

la construcción de firmes de concreto donde se desplantan las naves industriales. Extendedora de mezclas bituminosas. Tienen como función depositar, los materiales asfálticos premezclados en una planta de asfalto, en una planta de asfalto, de manera uniforme, semi-compacta, con espesores y densidades predefinidos conforme al diseño. El aglomerante asfáltico se trae mediante camiones y es descargado en las extendedoras, las cuales se encargan de crear capas uniformes. Está formada por una tolva para materiales, un depósito, una banda transportadora, una mezcladora (a base de paletas de reparto), una barra regadora, rodillos (screeds) flotantes de auto-nivelación, un tornillo sinfín y una regleta de extensión. Los rodillos constituyen la parte más importante de una pavimentadora; y hay de dos tipos de compactación: vibratorio y de apisonamiento; y también se manejan dos características: fijas o telescópicas (de extensión). Su potencia fluctúa entre los 100 y los 180 HP. Pueden ser

- Auto-propulsadas. Empujan al camión que las alimenta y cuentan con neumáticos o cadenas.

- Remolcadas.

En estas, el camión, además de alimentarlas, las empuja.

Su producción se mide en toneladas por hora y está condicionada por diversos factores, entre ellos, el modelo específico, el espesor de la capa asfáltica, la velocidad de recorrido de la pavimentadora. Extendedora de concreto hidráulico. Como su nombre lo indica, se utiliza para extender y dar acabado a superficies de rodamiento de concreto hidráulico. Lleva incorporada la enrasadora, la vibradora y la terminadora.



Fresadora o perfiladora en frío (de asfalto o concreto) Máquina autopropulsada sobre ruedas, diseñada para efectuar decapado mecánico superficial y transporte del material resultante, de superficies de rodamiento en vías o áreas de tráfico. Diseñadas para romper material compactado, asfalto o sub-rasantes rocosas para facilitar la nivelación. Al mismo tiempo permite recuperar todo o una parte del pavimento pre-existente, ya sea que deje o no una capa del mismo, con una contextura uniforme, a fin de que en su superficie se coloque una nueva capa de pavimento. La remoción será parcial si la finalidad es eliminar irregularidades y añadir textura anti-deslizamiento. El reciclado se realiza con mezclas calientes. La remoción será a profundidad total cuando se realizará una reconstrucción total de la capa de rodamiento. La capa descubierta requerirá un tratamiento adicional en su superficie el cual puede ser, en primera instancia, a través de un riego de sello. El proceso de molienda del pavimento es en frío. Cuando se fresa, los dientes rompen la adhesión de los agregados impregnados con asfalto sin fracturar el agregado en sí. Este proceso es controlado automáticamente mediante un tambor cortador. La profundidad del corte puede llegar a los 35 cm. El material así recuperado es descargado, mediante una banda transportadora direccionable, hacia vehículos de carga con el fin de que sea mezclado con otros componentes y sea re-utilizado.

La descarga de la máquina puede ser en el mismo sentido o no del desplazamiento de esta.

Tomar en cuenta. Con cualesquier fresadora: un pavimento con una mezcla de alto porcentaje de agregados finos y gran contenido de asfalto, presentará una mayor dificultad a la molienda que un pavimento que tenga un alto porcentaje de agregados gruesos.



Fresadora de asfalto compacta.

- Impulsión estándar de la rueda delantera. - Estas fresadoras se han desarrollado para quitar

los pavimentos del asfalto hasta una profundidad de corte de 100 milímetros en la anchura de corte de 350 milímetros.

- Más flexibles de utilizar. - Peso: 3,000.00 kg



Recuperadoras o Recicladoras (Rotary Mixer). A través de la pulverización de la capa de rodamiento tiene como función recuperar una parte o todo el pavimento ya colocado, triturarlo y realizar una mezcla del mismo con asfaltos y/o agregados restituir la capa de pavimento. Permite estabilizar la superficie asfáltica deteriorada, recuperarndo los materiales pre-existentes a los que añadirá emulsiones asfálticas y otros agentes adherentes durante la pulverización o en pasadas independientes.

Pueden utilizarse para trabajos de estabilización de suelos, bio-remediación o en la recuperación y estabilización de superficies asfálticas. Retiran el material indeseable, desgastado o deteriorado hasta un determinado nivel y pendiente; en el caso de superficies de rodamiento permiten eliminar baches.

Presentan tracción constante en las cuatro ruedas. Las ruedas traseras controlan la dirección de la máquina.

La cámara de mezcla es una campana de servicio pesado con gran volumen para la mezcla en profundidad. Con control de profundidad, cribado correcto y mezcla intensiva de los materiales recuperados. La profundidad del corte puede llegar a ser de 20 o 30 cm según el equipo.

La velocidad de tránsito media es de 9.2 kph, y en operación su velocidad es de 5 minutos por metro longitudinal cuando está en proceso de remoción de carpeta asfáltica.



Moto-conformadoras. Maquina auto-propulsada sobre ruedas, con hoja larga, ajustable, situada entre los ejes delantero y trasero y que es utilizada para cortar, mover y extender materiales con fines de mezcla y nivelación. Consta de cabina, sistema de traslación, neumáticos (delanteros y traseros) y un equipo de trabajo. El equipo de trabajo está formado por: Barra de tiro: Se mueve por cilindros hidráulicos y brazos de elevación. Soporta la

corona y la hoja vertedera. Corona: Debajo de la barra de tiro. Tiene un dentado de forma circular. Se mueve

de derecha a izquierda y la hoja puede girar 360°. Hoja vertedera: Es el elemento primordial de trabajo, permite el movimiento de

elevación y descenso respecto del suelo, giro en el plano horizontal, variación del ángulo respecto del terreno y desplazamiento lateral fuera de la máquina.

Puede llevar además una pequeña hoja de empuje frontal y escarificador en la parte trasera.

Sus funciones principales son: Extendido de materiales descargados por camiones (nivelación y afine). Mezcla de materiales descargados. Estabilización de suelos en un sitio. Excavación de cunetas y canales. Nivelación de terracerías y sus taludes. Conservación de pistas y caminos de terracería, etc.

En definitiva se le considera como una máquina de terminación superficial. La hoja de la motoconformadora puede mantenerse en posiciones semejantes a las de la del tractor de hoja frontal angular, la del tractor de hoja frontal recta y la del tractor de hoja frontal inclinada, pero además tiene mayor flexibilidad de movimiento en la hoja que el tractor. Normalmente se utiliza en terrenos blandos o sueltos, aunque también puede utilizarse en terreno semiduro.

Esta máquina no puede aplicar la potencia de movimiento ni de corte de un tractor de empuje de hoja frontal. Sin embargo, la motoconformadora puede cortar el material superficial a muchos más ángulos y con ajuste más fácil que el de un tractor, como por ejemplo, para la construcción de cunetas y contra-cunetas.



2.6. MAQUINARIA PARA PERFORACIÓN. Son máquinas auto-propulsados o no, que constan de un mecanismo apropiado para producir efectos de percusión o rotación de una barrena que normalmente va provista de una broca en su extremo de ataque. Diseñadas para la horadación del terreno y construir taladros, los cuales, conforme al uso al que se destinan permanecerán intactos o bien, alojarán explosivos y serán volados. Se clasifican conforme al agente impulsor, al tipo de servicio, al tamaño y tipo de la obra a realizar, la forma de perforar (principio de movimiento), la dirección de la perforación y la naturaleza del terreno. Perforadoras de pozos de agua. El agua es esencial para la civilización. Aunque que puedes construir una casa en el desierto o en la cima de una montaña, si no puede conseguir agua para la construcción, no serás capaz de vivir allí. Los lagos y los ríos no son capaces de abastecer de agua a todas las casas en el país. Más de la mitad del agua potable del país proviene de los pozos. Y para la obtención de agua existen diferentes métodos de perforación de pozos. Perforación por percusión. Esto también se conoce como perforación por cable o herramienta "spudding". Pueden realizarse perforaciones de hasta 200 metros de profundidad con diámetro entre 25 y 45 cm. Los primeros sistemas de perforación por percusión (China 4,000 A.C.) consistían en un balancín contrapesado por un grupo de hombres, que efectuaban el tiro en un extremo de una cuerda mientras que del otro colgaba la sarta de perforación construida con cañas de bambú. Este sistema de perforación ha ido evolucionando incorporando técnicas y materiales modernos, por lo que sigue siendo uno de los procedimientos más utilizados en la actualidad para la explotación de acuíferos y la investigación. En diversas circunstancias presenta ventajas que otros sistemas de perforación, más modernos, no han podido igualar. La técnica de perforación, válida para cualquier tipo de material, sobre todo rocas consolidadas, consiste en realizar un movimiento alternativo de bajar-subir una masa pesada que en su caída va fracturando o disgregando la roca. El taladro funciona al levantar un taladro con un cable y dejarlo caer en el agujero de perforación. La cabeza de perforación gira ligeramente con cada golpe para mantener un agujero circular. El impacto rompe la arcilla y la roca. Los restos se mezclan con agua para crear una suspensión, que luego se separa por un dispositivo de rescate (cuchara de limpieza)



Perforación rotativa. Una máquina perforadora rotativa es una máquina usada para crear orificios en la tierra.

Una broca está unida al extremo de una longitud de tubería de perforación; piezas adicionales de tubería pueden ser conectadas a medida que el agujero se va profundizando. La broca es típicamente una broca de tricono, que es en realidad tres brocas que funcionan conjuntamente para cortar en el material. Elegir la broca de perforación correcta ayudará a la máquina perforadora rotativa a completar las operaciones de perforación de forma rápida y eficiente. Las dos principales variantes del sistema de rotación son la rotación con circulación directa y la rotación

con circulación inversa. La principal diferencia es el sentido de circulación del fluido de perforación. No obstante, los equipos de perforación a rotación modernos sueles estar preparados para trabajar a varios sistemas (circulación directa, inversa, roto-percusión, rotación con aire) pudiendo, de este modo, adaptarse a las condiciones específicas de cada perforación. En el sistema de circulación directa la barrena o trepano giratorio muele o rompe la formación mientras que el material cortado y el suelo aflojado son retirados de la perforación mediante una circulación continua de fluido de lavado: El fluido, usualmente basado en arcilla, es mezclado en una fosa de lodos o tanque y bombeado a presión elevada a través de una manguera flexible hasta la parte superior de una columna giratoria de herramientas llamada columna de perforación. La tubería de perforación es hueca y el aire o el barro circulan, de manera descendente, alrededor de la tubería fuera de los agujeros en la broca. El aire o el lodo arrastran los cortes hasta el lado del orificio a la superficie. Este tipo de perforación es particularmente adecuada en formaciones de terreno suelto y roca suave. Se pueden hacer perforaciones de gran diámetro a profundidades considerables. La mayor desventaja es su requerimiento de cantidades importantes de agua, lo cual puede llegar a ser un serio problema. Cuando el diámetro de una perforación la velocidad del lodo en el anular comprendido entre la pared del varillaje y el terreno, resulta muy pequeña e insuficiente para elevar los residuos a la superficie, haciendo lenta y peligrosa la perforación. Para evitar esto se invierte el sentido de circulación del lodo, es decir, se le hace descender por el espacio anular y retornar por el interior del varillaje, con mínimo efecto de erosión en las paredes del terreno del pozo.



En equipos de sólo rotación directa y de sólo rotación inversa la principal diferencia es que mientras los primeros utilizan una bomba de lodos, los segundos utilizan un compresor. En ambos casos, estos elementos suelen ir montados sobre el propio chasis de la máquina aunque a veces, debido al tamaño de los compresores suelen ir en remolques independientes. El método de rotación con circulación inversa. Es un método excelente para su aplicación en la perforación de terrenos detríticos no consolidados. La perforación se realiza mediante un movimiento de rotación de la herramienta de corte. El lodo, es clave en esta perforación. Permite la extracción y evacuación de detritus del fondo de la perforación permitiendo el avance de la misma, la refrigeración de la herramienta de corte y proporciona estabilidad a las paredes del sondeo. El lodo sale con los detritos procedentes de la perforación por el interior del varillaje de la perforación, ya en superficie va a parar a la fosa de decantación para una vez que ha dejado el detritus, vuelve al interior del sondeo, por el espacio anular comprendido entre la pared de la perforación y el varillaje. Perforación por taladro. Esto es similar a un taladro de mano. Un espiral sinfín, en 5 pies (152,4 cm) de largo, se enciende por un cabezal de la unidad que le permite excavar en la tierra. La perforación por taladro de diámetro grande apareció hace unos 75 años. Perforación de martillo (percusión-rotación). Este es un tipo de inyección que utiliza aire comprimido en lugar de agua. El pistón golpea en su recorrido sobre la culata del barreno y en su carrera de retroceso el pistón gira un cierto ángulo arrastrando al barreno por medio del buje de rotación. La rotación del pistón es de 35°, es decir, aproximadamente 1/10 de vuelta. El aire también llevará los cortes hacia arriba y a fuera del agujero de perforación. Perforadora de barrenas. Son equipos o máquinas que se usan para perforación de barrenos y pueden ser: Neumáticas, de percusión, o rotativas ya sea eléctrica o de combustión interna. El elemento básico en las perforadoras de percusión es un pistón que se mueve de forma reciprocante dentro del cilindro de la perforadora golpeando en cada ciclo completo la espiga de acero de barrenación, la energía es transmitida por el acero hasta la broca, que a su vez golpea la roca. Los fragmentos de roca son desalojados por medio de un conducto coaxial interior en el acero de barrenación llamado conducto de circulación o de soplado.



Perforadora Topo o Tuneladora (T.B.M.) Equipo de trabajo utilizado para perforar terreno en la construcción de túneles mediante una broca de grandes dimensiones. Es una máquina capaz de excavar túneles a sección completa. La excavación normalmente se realiza mediante una cabeza giratoria equipada con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos (alimentados a su vez por motores eléctricos, dado que la alimentación general de la máquina se realiza con energía eléctrica), aun cuando también existen tuneladoras menos mecanizadas sin cabeza giratoria. El empuje necesario para adelantar se consigue mediante un sistema de gatos perimetrales que se apoyan en el último anillo de sostenimiento colocado o en zapatas móviles (denominadas grippers), accionados también por gatos que las empujan contra la pared del túnel, de forma que se obtiene un punto fijo desde donde empujarán. Detrás de los equipos de excavación y avance se sitúa el denominado "equipo de rezaga" de la tuneladora (o en denominación inglesa back up), constituido por una serie de plataformas arrastradas por la propia máquina y que, a menudo, ruedan sobre rieles que la misma tuneladora coloca, donde se alojan todos los equipos transformadores, de ventilación, depósitos de mortero y el sistema de evacuación del material excavado. Los rendimientos conseguidos con tuneladoras de cabeza giratoria son elevadísimos si se comparan con otros métodos de excavación de túneles, pero su uso no es rentable salvo que se tenga una longitud mínima de túnel a excavar tal que permita amortizar el precio de la máquina y compensar el tiempo que se tarda en diseñarla, fabricarla, transportarla y montarla (que puede llegar a los dos años). Además, los túneles a excavar con tuneladora tienen que tener radios de curvatura elevados porque las máquinas no aceptan curvas cerradas, y la sección tiene que ser circular en túneles excavados con cabeza giratoria. Tipos de Tuneladoras. Se distinguen dos grandes grupos: “topos” y “escudos”, aun cuando también existen tuneladoras mixtas como las que excavan la línea 9 del metro de Barcelona. A continuación se describen los tres tipos:

Topos. Son tuneladoras diseñadas para excavar rocas duras o medianas, sin demasiadas necesidades de sostenimiento. Su diferencia fundamental con los escudos es que no están dotadas de un cilindro de acero tras la rueda de corte que realiza la función de contención (apuntalamiento) provisional. La fuerza de empuje se transmite a la cabeza de corte mediante cilindros (cilindros de empuje). La reacción producida se transmite a la cara lateral del túnel mediante las zapatas o grippers (fuerza de anclaje). Los grippers también compensan el par producido por la cabeza de corte, que se transmite a éstos a través de la viga principal. Cuando se ha terminado un ciclo de avance, se necesita reposicionar las zapatas de agarre (grippers), para la cual se apoya la viga principal en el apoyo trasero. Una vez anclados los grippers en su nuevo emplazamiento, se libera el apoyo trasero y se inicia un nuevo ciclo de avance.



Escudos. Son tuneladoras diseñadas por excavar rocas blandas o suelos, terrenos que necesitan sistemáticamente la colocación de un sostenimiento. A diferencia de las tuneladoras topo, las tuneladoras escudo cuentan con una carcasa metálica exterior (que da el nombre a este tipo de máquina) que sostiene provisionalmente el terreno desde el frente de avance hasta algo más allá de donde se coloca el soporte definitivo, el cual normalmente consiste en anillos formados por unas 7 dovelas. De este modo, se garantiza en todo momento la estabilidad del túnel. A menudo están preparadas para avanzar bajo el nivel freático. Si se trata de una tuneladora de cabeza giratoria, suele estar equipada con picas o escarificadores (elementos que arrancan los suelos) y cortadores (elementos que rompen por desgarramiento la roca). También dispone de una serie de aperturas, frecuentemente regulables, por donde el material arrancado pasa a una cámara situada tras la rueda de corte y desde donde se transporta posteriormente hacia el exterior de la máquina. Tras esta cámara se alojan los motores y el puesto de mando de la máquina, espacios completamente protegidos por la carcasa metálica. Seguidamente está todo el sistema de perforación: primero los cilindros perimetrales (con un recorrido entre 1,20 y 1,50 m). Estos gatos perimetrales se apoyan contra el último anillo colocado de dovelas del revestimiento definitivo del túnel. Cuando finaliza el recorrido de los cilindros de avance, se coloca un nuevo anillo de dovelas (en el interior de la carcasa, que se extiende algo más allá, de forma que el túnel siempre está sostenido y se empieza un nuevo ciclo de excavación. Una inyección de mortero es necesaria para llenar el vacío de 7 a 9 cm de grueso entre las dovelas y el terreno excavado. Se distinguen dos grandes grupos de escudos que se explicitan a continuación:

Escudos de frente abierto: se usan cuando el frente del túnel es estable. El sistema de excavación puede ser manual, mediante brazo fresador, con un brazo excavador o con una cabeza giratoria. En algunos casos, se puede colaborar con la estabilidad del frente una vez acabado cada ciclo con unos paneles a modo de reja. Con este tipo de máquina, si la cabeza no es giratoria, es posible trabajar con secciones no circulares. Escudos de frente cerrado: se usan cuando el frente del túnel es marcadamente inestable, por ejemplo en terrenos no cohesivos, saturados de agua, etc. La sección excavada ha de ser circular. Tiene varios tipos:

- Escudos con cierre mecánico. La entrada y salida de material se regula

mediante dos puertas de apertura controladas hidráulicamente. La máquina tiene limitaciones en presencia de agua.

- Escudos presurizados con aire comprimido. - Escudos de bentonita o hidro-escudos. Con la inyección de bentonita se

consigue estabilizar el terreno por sus propiedades tixotrópicas y facilitar el transporte de material mediante bombeo.

- Escudos de balance de presión de tierras (EPBs). El material es extraído del cuarto de tierras mediante un tornillo de Arquímedes.



Mixtas o Doble Escudo. Es otra modalidad diferente, es una máquina capaz de trabajar como topo o como escudo, en función de la calidad del macizo rocoso, siendo la mejor solución para macizos con tramos de tipología variable suelo-roca. En este tipo de tuneladoras el escudo está dividido en dos partes, la delantera en la que se encuentra la cabeza de corte, y la zona trasera en la que se realiza el montaje del anillo de dovelas. El movimiento de estas dos partes del escudo es independiente, situándose los "grippers" en un hueco abierto entre ambas, por lo que la cabeza puede excavar mientras que en la cola del escudo se van montando los anillos de dovelas. De esta manera los rendimientos alcanzados con este sistema son mucho mayores que con un escudo simple. Este sistema se aplica en aquellos terrenos capaces de resistir la presión que transmiten los “grippers”. Al mismo tiempo que los cilindros de empuje principal impulsan hacia delante el escudo de cabeza y con la rueda de corte se realiza la excavación, en el escudo trasero se procede al montaje de un nuevo anillo de dovelas de sostenimiento al abrigo del mismo. Cuando el terreno es más débil y no es capaz de resistir la presión de los “grippers”, la tuneladora funciona como escudo simple, cerrándose el hueco de los "grippers", y apoyándose la tuneladora, mediante unos cilindros auxiliares, en el último anillo colocado. De esta forma obtiene la reacción necesaria para el empuje de la cabeza de corte (es decir, como trabaja un escudo normal). Por ello, trabajando en modo escudo, no es posible realizar, de manera simultánea, la excavación y el montaje del anillo de dovelas.

Normas de uso y mantenimiento:

- Prohibir la presencia de trabajadores o terceros en el radio de acción de la máquina. - La perforadora no se utilizará como medio para transportar personas, excepto que la

máquina disponga de asientos previstos por el fabricante con este fin. - Durante la actividad de perforación, comunicarse por señales visuales para no tener

que quitarse la protección auditiva. - No abandonar la máquina durante su funcionamiento. - Comprobar que la ventilación es suficiente y que se han extraído los gases.

Asegurarse de que el ventilador funciona siempre y que el caudal de aire es el adecuado para la excavación.

- Antes de la colocación de la perforadora se tiene que tener en cuenta la posible inestabilidad del terreno, la presencia de otras excavaciones o la existencia de canalizaciones subterráneas y, en cualquier caso, hay que asegurarse de la existencia de un macizo de suficiente protección de acuerdo con las características estáticas y dinámicas de la máquina.

- Asegurar un sistema de comunicación entre la zona de trabajo que se ha de perforar y el exterior.

- Dotar a la perforación de un mecanismo de recogida de polvo para evitar atmósferas saturadas de polvo.

- En operaciones de mantenimiento, no utilizar ropa holgada, ni joyas, y utilizar los equipos de protección adecuados.

- No reparar la perforadora cuando esté en funcionamiento o con el motor en marcha.



- Los residuos generados como consecuencia de una avería deben de ser separados y enviados a contenedores.

- En operaciones de transporte, comprobar si la longitud, la tara y el sistema de bloqueo y sujeción son los adecuados.

- Es necesario que los ganchos de los polipastos tengan pestillos de seguridad. - Es necesario proteger las bandas de transporte del material resultante de la

excavación con el fin de evitar la caída del material. - Se debe disponer de paradas de seguridad para evitar el atrapamiento de personas.

Para evitar riesgos innecesarios, su utilización requiere:

- Un sistema de comunicación eficaz con el exterior de la perforación de modo que, en caso de emergencia, se tenga contacto permanente con el exterior.

- Tener identificadas, en todo momento, las personas que se encuentran en el interior de la perforadora.

- Utilizar perforadoras que dispongan de marcado CE, declaración de conformidad y manual de instrucciones o que se hayan sometido a puesta en conformidad de acuerdo con la normatividad vigente.

- Verificar que las personas que dirigen la máquina están autorizadas. - Antes de iniciar los trabajos, comprobar que todos los dispositivos de la perforadora

responden correctamente y están en perfecto estado. - Verificar que la zona de conducción esté limpia, sin restos de aceite, grasa o barro y

sin objetos descontrolados en la zona de mandos. - Los operarios tienen que limpiarse el calzado antes de utilizar la escalera de acceso

a la máquina. - Subir y bajar de la perforadora únicamente por el acceso previsto por el fabricante. - Comprobar que todos los rótulos de información de los riesgos estén en buen

estado y situados en lugares visibles. - Verificar la existencia de un extintor en la perforadora. - Inspeccionar el terreno antes del inicio de los trabajos. - Inspeccionar la broca de perforación y accesorios necesarios y mantenerlos en

buenas condiciones. - Analizar las condiciones de estabilidad de los taludes próximos a la perforadora, ya

sea en su traslado o en su emplazamiento de trabajo. - Bajo ningún concepto, los operadores de la máquina se han de acercar a los

componentes en movimiento de la perforadora. - En ningún caso se debe sobrepasar la presión recomendada por el fabricante en los

gatos hidráulicos.



2.7. MAQUINARIA DE ELEVACIÓN. Una grúa es una máquina o dispositivo cuya función es la de levantar mecánicamente determinados materiales o cargas. También se la conoce con el nombre de quinche. Donde más se puede observar la presencia de grúas es en las obras de construcción, que requieren el levantamiento de cargas de alto peso. La grúa se constituyó en la evolución directa del puntal utilizado para el traslado de cargas pesadas. Si hacemos un poco de historia, los orígenes de esta máquina se remontan al puntal de carga, que consistía en una pieza cilíndrica alargada, de dimensión y material variable, cuya parte inferior, llamada coz, era anclada de tal forma que se debía impedir su movimiento; por su parte, en el extremo superior el puntal presentaba el amante (cabo o cable) que se encargaba de inclinar el puntal de carga mientras que otro cable era el responsable de sostener el peso de toda la carga. A su vez, dos cabos llamados ostas movían el puntal de manera horizontal de forma tal que se trasladara la carga de un sitio a otro. Dicho sistema de carga estaba muy en boga en los barcos mercantes, cuyos tripulantes mismos se encargaban de manejar, en un proceso de carga y descarga constante. Sin embargo, con el paso del tiempo se hizo imperante la renovación del puntal, en especial porque éste necesitaba ser operado por un alto número de individuos, lo cual retrasaba el proceso mismo de descarga de los materiales. En la actualidad, la elevación de cargas se lleva a cabo con grúas que, en esencia de cabrestante y de un elemento llamado pluma, normalmente triangular, con un lado comprimido y otro tendido, en cuyo extremo existe la polea del cambio de dirección del cable que va de este punto al tambor del cabrestante. Los cuatro movimientos de la grúa son: elevación de la carga, elevación de la pluma, giro del conjunto, traslación del conjunto. Tipos: La variedad de grúas es indiscutible, puesto que cada una de ellas está siempre sujeta a la acción que se quiere desempeñar, desde la grúa fija, con solo el primer movimiento, hasta la grúa móvil con los cuatro movimientos mecanizados. Grúa torre:

La grúa torre está constituida como su nombre lo indica por una torre de altura suficiente para dominar la obra en cuya parte superior esta la pluma y un contrapeso, en la parte inferior lleva un lastre y se apoya en una vía por la que se desplaza. Es una versión moderna de la grúa balanceada y del puntal de carga. Son las más requeridas a la hora de construir edificios de gran altura, puesto que combinan un notable poder de levantamiento con una gran capacidad para llegar a diferentes alturas, donde otro tipo de grúas no pueden llegar.



Grúa móvil sobre pórticos.

Manejo de grandes volúmenes en puertos y astilleros.

Grúa móvil sobre camión:

Para obras que se necesitan de la elevación de materiales de una manera esporádica, se utiliza en la colocación de vigas y en puentes.

Blondina Equipo de trabajo consistente en un sistema de elevación mediante cables. Está compuesto por dos pilares auto-estables o atirantados, que se apoyan en el suelo, unidos por un cable portador sobre el cual se desplaza un carro. Se utiliza para el transporte de concreto en cubilote (depósito de forma cónica) en la construcción de presas.



Cubilote La instalación y el uso del blondina debe realizarse por manos expertas y utilizando el equipo adecuado. Dentro de los riesgos en su operación se encuentran: caída de objetos por desplome; caída de objetos por desprendimiento, golpes y contactos con elementos móviles de la máquina; golpes por objetos o herramientas; atrapamiento por y/o entre objetos; sobre-esfuerzos y rotura de cables; choque eléctrico; daños derivados de exposición al polvo. Dentro de las principales medidas preventivas y de uso se encuentran: Evitar o minimizar posturas forzadas y sobre-esfuerzos durante el trabajo. Evitar llenar el cubilote hasta límites en los que el balanceo provocado por la

blondina provoque derrames. Adaptar la carga del cubilote al peso máximo que pueda transportar la

blondina. Debe colocarse, de manera visible, la indicación del valor de carga máxima, el

cual nunca deberá sobrepasarse. Evitar su uso para finalidades diferentes a las previstas por el fabricante.

Montacargas.

Equipo de trabajo constituido por una plataforma que desliza por una guía lateral rígida o por dos guías rígidas paralelas; en ambos casos, ancladas a la estructura de la construcción. Se utiliza para subir y bajar materiales, y su plataforma puede pararse en las distintas plantas de la obra.

Otros tipos de grúa que podemos citar son la grúa viajera sobre rieles (industrial), el malacate y la grúa de demolición, esta última, una variante de la grúa móvil.



Grúa móvil.

Sea cual fuere el modelo de grúa utilizado, siempre existe el peligro de no poder mantener el equilibrio, debido al enorme peso que deben trasladar de un lado a otro. Para combatir esta dificultad, se emplea un dispositivo compuesto por dos partes que les permite a los operarios el desplazamiento del centro de gravedad de la grúa y el de la carga que se ve obligada a sostener.



CONCLUSIÓN: En conclusión podemos decir que las maquinas cumplen un papel importante en las construcciones. Ya que sin ellas duraríamos demasiado tiempo realizando obras que requieran de un esfuerzo mayor; hemos notado que no todas poseen las mismas funciones, y que, cada una de ellas es utilizada depende al trabajo que se le ha asignado realizar, que al igual ellas dependen de nosotros como nosotros de ellas, y que tanto las maquinarias simples como las pequeñas, aplanadores como la rana hasta el gigante de las maquinas, como el dumper extravìal (camión de volteo fuera de carretera), cumplen un papel importante al momento de construir y que cada uno le da la facilidad al ingeniero de realizar obras inmensas como obras pequeñas. Gracias a esta majestuosa invención, al ser humano, se le ha hecho más fácil dominar las construcciones, hacerlas en periodos cortos y realizar trabajos que serían imposibles para una simple persona.


2015-2016 Inter MT Unidad 1 Tema 2 - Características y Aplicación de La Maquinaria Pesada -...

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