INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR

DE CINTALAPA

ENSAYO:

UNIDAD 3: RENDIMIENTO DE LA MQUINARIA PESADA.

DOCENTE: ING. JOS DANIEL LUNA MACAS.

MATERIA: MAQUINARIA PESADA Y MOVIMIENTO DE TIERRA.

ALUMNA: REYNA GPE. CARRILLO ESCOBAR.

GRADO: 4 SEMESTRE.

GRUPO: K.

CARRERA: ING. CIVIL.

CINTALAPA DE FIGUEROA, CHIS.; A 12 DE MAYO DEL 2015.

UNIDAD 3: RENDIMIENTO DE LA MQUINARIA PESADA

EI rendimiento de una mquina debe medirse como eI costo por unidad de

materiaI movido, una medida que incluye tanto produccin como costo. En otras

palabras, las unidades de trabajo que se realizan en unidad de tiempo, que

como resultado genera un costo.

El ing. Ignacio Vega Noguez, del Instituto Tecnolgico de Pachuca, define al

rendimiento como: La cantidad de obra ejecutada por una mquina en la unidad de

tiempo (por jornada o una hora efectiva de trabajo).

Cuando en una obra existe un buen rendimiento de las mquinas, esto se refleja

en el menor o determinado tiempo de culminacin, calidad y ganancias en la

construccin.

Pero para que exista un buen rendimiento se debe de realizar una seleccin del

equipo adecuado, verificar que factores influyen en el rendimiento de estas y por

ltimo los clculos del rendimiento de acuerdo a cada mquina.

El primer paso es realizar una seleccin del equipo adecuado, para que esto ocurra

debemos conocer los tipos de materiales que se van a excavar, tipo y tamao deI

equipo para eI transporte, capacidad de soporte de carga deI piso originaI, volumen

deI materiaI excavado que se va a mover, voIumen que se va a mover por unidad de

tiempo, longitud deI acarreo, tipo deI camino deI acarreo, maniobrabilidad,

compactacin y costo. Esto conlleva a la realizacin de un estudio minucioso de las

condiciones del terreno en las que se llevara a cabo la obra, as como, que el

encargado realice un seguimiento de las actividades que se ejecutaran, previendo los

inconvenientes o contratiempos y darles solucin. Tambin se debe de tener los

planos correspondientes a la obra con sus respectivas indicaciones de corte y

relleno que se realizaran, para saber que tipo de maquinaria emplear y reducir el

transporte de materiales y darle al material un mejor empleo. Adems de vemos de

seleccionar el tipo de rodadura (sean llantas u orugas) a emplear, tomando en cuenta

la resistencia a la rodadura y la pendiente del terreno, al igual que su traccin

propulsora, es decir, que las maquinarias se adapten a las condiciones del terreno.

Ahora bien, ya que tenemos el equipo a utilizar, debemos verificar que factores

influyen en el rendimiento de estas maquinarias. Influyen directamente en la

productividad factores tales como la relacin de peso a potencia, la capacidad, el tipo

de transmisin, las velocidades y los costos de operacin; adems hay otros factores

menos directos que influyen en el funcionamiento y productividad de las mquinas,

pero no es posible mostrarlos en tablas ni grficas. Son ejemplos de esto la facilidad

de servicio, la disponibilidad de piezas de repuesto y las conveniencias para el

operador. Generalmente estos factores se clasifican en primarios y secundarios.

En los factores primarios se incluyen los factores humanos, los factores geogrficos

y la naturaleza del terreno. Los humanos consisten en la destreza y pericia de los

operadores (eficiencia), as como demoras de rutinas. En los geogrficos los

conforman las condiciones de trabajo y condiciones climticas, segn su ubicacin y

altitud media, ya que las horas de trabajo efectivas de un equipo se ven afectadas

por la lluvia, viento, etc. y esto puede llegar hasta duplicar el tiempo previsto para Ia

terminacin de los trabajos, pues el sistema de traccin de las maquinas se ve

grandemente afectadas por la humedad.

Y en los de la naturaleza del terreno son las condiciones o propiedades que tiene el

terreno donde se trabajara, el material que lo conforma (rocoso, arciIIoso, pantanoso,

etc.), porque como se sabe los suelos tienen caractersticas diferentes, que hay que

tomar en cuenta en el momento de elegir las maquinarias a emplear, que

generalmente estas manejan, casi siempre, tierras sueltas y abundadas. Algunas

propiedades que se toman en cuenta para elegir la maquinaria de acuerdo a las

condiciones del terreno, son la resistencia al rodamiento que es la fuerza que opone

el terreno al giro de las ruedas y la cual depende del tipo de suelo y del inflado de

los neumticos; tambin la resistencia por pendiente resistencia al movimiento de la

mquina en ascenso, esta varia en proporcin directa al ngulo de la pendiente y al

peso de la mquina; adems de los efectos de la humedad del material, debido a que

cuando el material est seco solo ocupa la capacidad til de la hoja empujadora,

mientras que en estado hmedo tienen una adherencia que aumenta el volumen

transportado, pero cuando la humedad es en exceso, el volumen transportado ser

anlogo al volumen en estado seco.

Otro aspecto por mencionar son los efectos de la altura sobre el nivel del mar, este

se debe tomar en cuenta, porque al aumentar la altura sobre el nivel del mar,

disminuye la presin atmosfrica y baja la potencia de todo motor de aspiracin

natural. Lgicamente, se reduce la fuerza de traccin del vehculo, es decir, reduce la

potencia de la mquina. Al igual que hay que prestarle atencin a las restricciones en

la operacin ptima, la cual se refiere al ngulo de giro, altura o profundidad del

corte, pendientes de ataque, coeficiente de rodamiento.

Ahora bien, los factores secundarios, son los que se determinan de acuerdo a

cuanto equipo se va utilizar, que metas hay que cumplir y en que tiempo, a que

distancia se transportara y mover el movimiento; as como repartir en cada

actividad al personal y a las maquinarias, para un mejor funcionamiento.

Cuando ya tenemos el equipo seleccionado a emplear y los factores que influyen en el

rendimiento, es la hora del clculo del rendimiento que vara en cada una de las

maquinarias a emplear, esto debido a las condiciones en que se opera la mquina, a la

habilidad del operador, a la forma en que se le pague, a la climatologa y a las

condiciones fsicas de la obra, aspectos que anteriormente ya se mencionaban. El

rendimiento de la maquinaria pesada se puede calcular de forma grfica, por

observacin directa y mediante frmulas.

En el caso de la observacin directa, esta se gua mediante la experiencia propia, o

bien, de otros obtenidas al investigar con un operador de confianza, un mtodo que se

puede definir como emprico y tambin mediante generar un banco de informacin en

base a las obras ejecutadas anteriormente; as como consultar las tablas y manuales

del fabricante de la maquinaria que nos proporcionaran datos de las propiedades de

esta y que nos servira para calcular su rendimiento y la cual ser 100% confiable o

justificada.

Las premisas bsicas para el clculo de la capacidad de produccin, es decir, el

rendimiento, se sustenta en una sencilla formula: R= 60 min* E* Vc / Tc.

Donde R es el rendimiento en , E es el factor eficiencia de 75%-80%, Vc es el

volumen movido por ciclo y Tc es el tiempo del ciclo en min. O seg.

Esta frmula resulta contener los aspectos del mtodo general para calcular el

rendimiento, como el nmero de ciclos por hora, la cual se menciona al inicio de la

formula (60 min/h); as como la capacidad volumtrica de la mquina, o bien, el

volumen que puede mover; al igual que el tiempo por ciclo, que es el resultado de la

sumatoria de los tiempos fijos (no cambia para un mismo tipo de mquina y trabajo) y

los tiempos variables (depende de la distancia a recorrer y de la velocidad).

Otro factor que se menciona en la formula anterior, es la eficiencia, la cual

comprende eI trabajo, Ia energa y/o Ia potencia del equipo, en conjunto con la

eficiencia de quien lo opere. En el caso de las mquinas senciIIas o complejas

que realizan trabajo tiene partes mecnicas que se mueven, de cmo que

siempre se pierde aIgo de energa debido a Ia friccin o alguna otra causa. As, no

toda Ia energa absorbida realiza trabajo tiI. La eficiencia mecnica es una

medida de Io que se obtiene a partir de Io que se invierte, esto es, eI trabajo

tiI generado por Ia energa suministrada.

Pero la eficiencia optima de una mquina es la relacin entre el rendimiento y

gastos que de como resultado el costo ms bajo posible por unidad del material

movido. Este factor se obtiene de 16 subfactores, como se muestra en la frmula:

E=T*O*A*M*E*C*G*P*R*L*U*N*D*H*Z*V*

En donde, T es la eficiencia en tiempo, la cual consiste en el tiempo efectivo de

trabajo durante el da o en cada hora; la O es la operacin, que toma en cuenta la

habilidad de los operadores (80%-100%); la A es la administracin, en esta se

considera la planeacin y organizacin adecuada del mantenimiento y reparaciones

del equipo; la M es el tipo de material, la cual puede ser: fcil de atacar o suave

(100%),medio son los suelo con contenido del menos 25% de material rocoso,

(90%), medio difcil que son suelos duros (50% - 80%),los difciles con material

rocoso del 70%(75 %) y los muy difciles los cuales son suelos areniscos y

caliche(60%); la E es el estado del material, que son las condiciones del material y se

manejan en estados: en banco, suelto y compactado; la C es la carga o copeteo, o

factor de llenado, la cual se clasifica en: 100% (materiales amontonados y

previamente cortados), 55% - 85% (suelos con grava, arena, triturados, finos, arcilla

secas) y 40% - 55% (rocas tronadas y otros materiales cuchareados con facilidad);

la G representa la maniobra y alcance, esta toma el giro que requiere una draga u

otro equipo para depositar el material producto de la excavacin;

la P es la pendiente del terreno; la R son las condiciones del camino;

la L es el clima, la cual considera los das de lluvia y sus efectos secundarios; la U es

el uso, eficiencia del uso efectivo del equipo; la

N es el efecto de altitud (msnm), seala la eficiencia del motor al incrementarse la

altura; la D es el desperdicio, se emplea un factor de 1.04 y 1.08;

la H es la humedad, son las condiciones de igualdad de temperatura; la Z es la

temperatura; y la V es el polvo, que en ocasiones esta se desprecia.

Los requerimientos que se emplean en la frmula de cada maquinaria difieren, solo

el factor de eficiencia (E) se incluye en todas las formulas. A continuacin se

presentan las formulas del clculo del rendimiento de algunas maquinarias.

El tractor, PH=PXE/((2XD/FV(V1+V2)/2+TF); en donde P es la capacidad del

cucharon (0.8* largo*ancho), D la distancia de acarreo en un sentido, FV es el factor

de velocidad, V1 es la velocidad mxima hacia adelante, V2 es la velocidad mxima

en reversa y TF son los tiempos fijos.

Los compactadores, PH=VXAXCXEXK/N; en donde V es la velocidad, A es el ancho

del cilindro, C es el espesor de capa, K es el traslape y N es el no. de pasadas.

Los cargadores, PH=PXE/(TC+CONDI.)/3600); en donde P es la capacidad del

cucharon, TC es el tiempo y CONDI. CONDICIONES es la sumatoria de las

condiciones.

Las motoniveladoras o motoconformadoras, PH=EXVXAXAHX0.9XES/P; en donde V

es la velocidad, A es el ancho, AH es el ngulo de hoja, ES el espesor y P son las

pasadas.

Las dragas y arrastre, PH=PXE/T; en donde P es la produccin por ciclo y T es el

tiempo.

El camin volteo, R=PXE/(D/V)=VXPXE/D; P es la produccin por ciclo, D es la

distancia total de acarreo (ambos sentidos) y V es la velocidad promedio.

En el clculo del rendimiento de las maquinarias pesadas, tambin podemos hacer

uso de la aplicacin de un software, para que nos facilite el clculo de estas con

diferentes datos y por consiguiente nos ahorramos tiempo, en este caso el programa

que se empleo fue EXCEL.

De acuerdo a todo lo analizado, se concluye que el rendimiento de una maquinaria

nos ayuda a conocer el costo de lo que se debe de cobrar o pagar, de acuerdo a los

nmeros de trabajos en un tiempo determinado.

Pero para lograrlo, en su clculo primeramente hay que seleccionar la maquinaria a

emplear segn el tipo de trabajo que se realizara y tipo de terreno en el que se

ejecutara la actividad, as como conocer las especificaciones de la maquinaria y los

factores que influyen en su rendimiento de cada una de estas. Adems para su

clculo ya existen frmulas determinadas y software que nos facilitan el trabajo, nos

ahorra tiempo y nos ayuda a conocer el costo, por lo tanto nos trae un beneficio para

la construccin y para el buen empleo del equipo.

Y adems se logra una obra de calidad, que es lo que distingue a toda obra de la

ingeniera civil, pues se emplea la maquinaria pesada que permiten realizar trabajos

a menor tiempo, mayor escala y menor costo econmico