Unidad Es de Transport e

Transporte de equipo pesado.Tipos de unidades de transporte

Caminos IIUnidades de Transporte

Ing. Alexsi Capar Ch.1

1Escuela Profesional de Ingeniera CivilUniversidad Alas Peruanas

Arequipa, 2014

A. Capar Unidades de transporte


Contenido

1 Transporte de equipo pesado.

2 Tipos de unidades de transporte



Tipos de unidades de transporte. I

En obra, usualmente se tienen las siguientes unidades detransporte:

Camin cama baja (lowboy truck).

Camin cama alta (flatbed truck).

Camin baranda.

Camin cisterna.

Camin imprimador.

Camin mixer.

Camin volquete.



Cama baja. I

Figura: Camin cama baja



Cama baja. II

Un camin cama baja consiste de una unidad tractora yuna plataforma, el cual es un equipo usado para eltransporte de otros equipos de construccin, la plataformatiene una distancia al suelo muy corta que facilita la cargade mquinas sin una rampa auxiliar.

Comercialmente existen diferentes tamaos ycapacidades.



Cama baja. III

Figura: Plataforma cama baja



Cama baja. IV




Cama baja. V




Ventajas y desventajas del uso de plataformas decama baja. I

Mayor peso de carga.

Menor altura total de transporte.

Menor longitud y menor radio de giro.

Rampa incorporada para carga y descarga del equipo.

Mayor costo horario.



Ventajas y desventajas del uso de plataformas Camaalta. I

Mayor longitud de carga.

Menor costo horario.

Adaptacin de barandas para diversos usos.

Menor resistencia por arrastre de neumticos en lascurvas.

Menor peso por eje (til si se quiere cruzar puentesprecarios).



Movilizacin y desmovilizacin de equipos. I

Es el trasnporte de todas las unidades consideradas allugar donde se ejecutar la obra.

Se debe realizar un anlisis de costos unitarios en base ala relacin de equipo mnimo ofertado en las bases delproceso de seleccin.

Equipo Cantidad Peso Tn Alquiler diarioUnitario Total Unitario Total

a) EquipotransportadoTractor D7-G 5 20.52 102.6 0 0TractorD6-G 3 14.9 44.7 0 0



Camin baranda. I

Son unidades utilizadas para movilizar campamentos ymateriales a obra, durante la ejecucin de la misma esindispensable programar adecuadamente el uso de estosvehculos como unidades de apoyo logstico permanente(transporte de personal, almuerzos, compras en general,transportes locales de encofrados, cemento, tubos, fierro,etc.).



Camin baranda. II

Figura: Camin baranda



Camin baranda. III




Camin baranda. IV




Camin baranda. V




Cisterna de agua. I

Se utiliza para humedecer los agregados en la contruccinrellenos compactados, terraplenes, concreto portland,construccin de capas de pavimentos y para humedecerlos caminos de trocha o cuando se realiza unmantenimiento rutinario de vas a nivel de caminosafirmados. Tambin se utiliza bastante en la mitigacin dela polucin ocasionada por el paso de vehiculos encaminos afirmados o de campamentos.



Cisterna de agua. II

Figura: Cisterna de agua



Cisterna de agua. III




Cisterna de agua. IV




Cisterna de agua. V




Cisterna de agua. VI


En el medio existen de diversas capacidades: 2000 gln,3000 gln, 3500 gln, 5000 gln, 7000 gln.



Cisterna de agua. VII

El rendimiento del cisterna, se puede calcular con lasiguiente expresin:

R =Q 3,785 J E

1000 Cm (1)

En donde:R, Rendimiento del cisterna, en m3/da.Q, es la capacidad del cisterna, en galones.J, es la jornada de trabajo, en min.E , es el factor de eficiencia de trabajo.Cm, es el ciclo de carga y descarga, en min.



Cisterna de agua. VIII

Problema: Se debe realizar la compactacin de unterrapln de 900 m3 con un peso especfico seco de 1,98t/m3. Y se tiene un banco de prstamo donde el pesoespecfico del suelo es 1,75 t/m3 y su contenido dehumedad promedio es de 0,5 %. Calcule la cantidad deagua necesaria para realizar la compactacin delterrapln, si su COH es de 10 %. Si se cuenta con untanque cisterna de 4000 galones, calcule el nmero deviajes que realizar el cisterna para el trabajo encargado.



Cisterna de combustible. I

Usado para el transporte de combustibles, el cual puedeabastecer diesel y gasolina. Puede ser usado para elabastecimiento en obra o en distribuidor local.



Cisterna de combustible. II

Figura: Abastecimiento de combustible

Su control debe ser muy estricto.



Cisterna de combustible. III

El abastecimiento de cmbustibles se debe realizar enhorarios que no interrumpan la jornada normal de trabajo.




Transporte de asfalto. I

Se debe realizar el transporte de productos asflticos entermotanques debido a que permiten calentar el productoasfltico.




Distribuidor de asfalto. I

Es un equipo para aplicar riegos de liga y de imprimacin.El distribuidor de asfalto es un tanque de asfalto montadosobre un camin o sobre un remolque, adaptado conbombas rociadoras y controles apropiados para regular lacantidad de asfalto que sale por las boquillas de la barrarociadora. Inluye un sistema de calentamiento con base enquemadores de combustible o gas, para mantener elasfalto a la temperatura correcta de aplicacin, y unaccesorio manual de rociado para aplicar asfalto en reasque las barras no puedan alcanzar. Con emulsiones no esnecesario usar el sistema de calentamiento.



Distribuidor de asfalto. II

Figura: Dosificador de asfalto

Un sistema de circulacin por bombeo mantiene el asfaltoen movimiento, cuando el distribuidor no est operando,para evitar que este se solidifique y en consecuenciabloquee la barra rociadora y las boquillas.



Distribuidor de asfalto. III

Un asfalto diluido de curado medio, el cual se aplicausualmente a temperaturas elevadas, no deber ponerseen un distribuidor que haya tenido previamente unaemulsin, a menos de que se confirme que no hay rastrosde agua en el sistema.

Cuidar el alineamiento del eje de las boquillas, adems deque deben tener un ngulo de 15 a 30 grados con l ejehorizonrtal de la barra.



Distribuidor de asfalto. IV

Figura: ngulo correcto de las boquillas

Tambin es importante el ajuste de la altura de la barrapara lograr un adecuado cubrimiento de la superficie.



Distribuidor de asfalto. V

Figura: Altura y cubrimiento de la barra rociadora



Distribuidor de asfalto. VI

Comunmente hay tres dispositivos de control: un sistemade vlvulas que controla el flujo de asfalto, un tacmetrode bomba, que registra la produccin de la bomba yunbitmetro con odmetro que indica la velocidad en piespor minuto y la distancia total recorrida por el distribuidor.

Los tanques de asfalto tienen varillas de medicinproporcionadas por el fabricante, las cuales marcanincrementos de 25 o 50 galones. Es importante realizar lamedicn de la cantidad de asfalto antes y despus deltrabajo para determinar la cantidad de asfalto distribuidaen la superficie.



Distribuidor de asfalto. VII

Se puede calcular la longitud de cubrimiento de la cargade un camin imprimador con la siguiente expresin:

L =T

W R (2)

En donde:L, es la longitud de cubrimiento, en metros.T , es el volumen total de asfalto en el distribuidor, en litros.W , es el ancho rociado de carretera, en metros.R, es la tasa de aplicacin, en litros/m2.

Las temperaturas en el tanque deben ser revisadas.



Distribuidor de asfalto. VIII

Figura: Temperaturas de aplicacin



Distribuidor de asfalto. IX

La tasa de riego para el trabajo de imprimacin esta entre0,7 - 1,5 litro/m2.



Camin mixer. I

Transporte a largas dstancias el concreto elaboradofabricado en plantas dosificadoras.

Consiste en un contenedor de forma cilindro-cnica, degran capacidad: 6 a 10 m3, cuyo eje est inclinado 15grados sobre la horizontal y va montado sobre un chasisgeneral colocado sobre la plataforma del camin.



Camin mixer. II

Figura: Camin mixer



Camin mixer. III

Figura: Camin mixer



Camin mixer. IV

Al interior de la pared del contenedor estn fijadas doshileras de espiras helicoidales. En la parte de arriba deltronco de cono lleva una tolva de llenado y en la parte deabajo de dicho tronco de cono, una tolva de descarga, conuna canaleta que normalmente es extensible; va plegada yen el momento de la descarga se despliega paradepositad el concreto donde deseemos. Dicha canaletapuede ser hasta de cuatro metros de longitud.



Camin mixer. V

Figura: Vista posterior



Camin mixer. VI

Figura: Interior de la cuba

La descarga se hace mediante una inversin del giro deltambor y a traves de la canaleta.Las velocidades de giro son variables en funcin de lasoperaciones deseadas: amasado, simple agitacin duranteel transporte o vaciado.



Camin mixer. VII

El equipo contiene tambin un tanque de reserva de aguade aproximadamente 500 litros de capacidad, que secomplementa con una bomba centrfuga ( > 1), uncontador de vlumen lquido y una lanza de riego, para lalimpieza y vaciado de la hormigonera. El agua debe lanzara una velocidad menor de 240 litros/minuto y a unapresin de 4,5 atmsferas. Suele llevar dos tanques; unopara la operacin de limpieza y otro para la mezcla.La alimentacin se realiza en la planta dosificadora, dondeel concreto amasado se introduce en el tambor o de otraforma, tambin se puede cargar los ridos y cemento sinaadir agua o bien solamente una parte del aguanecesaria para el fraguado.



Camin mixer. VIII

Hay instalaciones que cargan la mezcla en seco con el finde que las partculas no se disgreguen. El tambor no giradurante el desplazamiento y al llegar al destino donde seva a utilizar el concreto, desde el depsito que lleva elcamin se llena el tambor de agua y este gira paraterminar de hacer la mezcla, el agua se introduce pordifusin, no por chorro.

Otras instalaciones, introducen una parte de agua a lamezcla. Durante el transporte el mixer va girando para queno se disgreguen los compenentes del concreto. Prximoal lugar donde se va a utilizar le aade la cantidad precisade agua para el tipo de obra.



Camin mixer. IX

La distancia que se puede trasnportar el oncreto yamezclado con agua no puede sobrepasar los 30 o 40 km.aproximadamente. Si el concreto se transporta en seca,esta distancia es ilimitada, siempre y cuando no sea tangrande que resulte antieconmico el transporte.



Camin volquete. I

Son mquinas autopropulsadas sobre ruedas, con cajaabierta, que transporta materiales y los descarga. Lacarga se efecta por medios externos.

Son cargadas por unidades de carga. Disponen de granmovilidad y se adaptan a todo tipo de terrenos. Cuentancon mecanismos capaces de efectuar, por s mismas ladescarga por vuelco trasero o lateral, algunas unidadespueden descargar por el fondeo de la caja.



Camin volquete. II

Figura: Camin volquete



Camin volquete. III

La unidad motriz es un motor Diesel que, a travs de unembrague, caja de cambios, transmin, grup diferencial, yen algunos casos mando finales, transmite el movimientoal eje o ejes motrices, apoyndose en el terreno medianteruedas neumticas, de diseo adecuado para lograr unagran adherencia.Los elementos de suspensin se intercalan entre elbastidor y ejes, para evitar que las irregularidades delterreno se transmitan al bastidor.En la parte superior se coloca la caja, o elemento receptorde carga, que ocupa la mayor parte del bastidor, e inclusosobresale de ste, y que bascula sobre unos ejes, por suparte trasera (o a veces lateral), empujada por unospistones hidrulicos.



Camin volquete. IV

Existe una gama muy variada, desde una simple carretillaautopropulsada de tres ruedas, hasta gigantescosdmperes de 400 toneladas de carga. Se pueden clasificaren:

Extraviales, son aquillos que slo pueden circular por laobra ya que debido a sus dimensiones o condiciones deuso les est prohibido circular por carretera.Intraviales ,pueden circular tanto por la obra como porcarretera, ya que estos cumplen el reglamente decirculacin.

Tambin se les puede clasificar segn su capacidad decarga til:

Transporte ligero, formado por los autovolquetes ovolquetes de obra con una capacidad mxima de 3toneladas.



Camin volquete. V

Transporte pesado, formado por aquellas unidades cuyacarga sea mayor de 3 toneladas, u que se concoen comounidades de acarreo. Las unidades de acarreo se puedendividir segn su destino de trabajo en:

Camiones basculantes (camiones volquetes).Semiremolques basculantes o baeras.Dumpers rgidos (de Obra Pblica o Minera).Dumpers Articulados



Camin volquete. VI

Figura: Semiremolque basculante o baera



Camin volquete. VII

Figura: Dumper rgido



Camin volquete. VIII

Figura: Dumper articulado



Camiones basculantes. I

Respetan las dimensiones y cargas permitidas encarretera.Generalmente llevan tres ejes.Su caja es basculante con visera, para proteccin de lacabina de posibles golpes.Ventajas:

Facilidad de alquilar o subcontratar.Poca tara, pueden transportar grandes cargas encarreteras.Mayores velocidades mximas en buenas carreteras.

Desventajas:Ruedas pequeas y bastidor de una sola pieza, no aptopara terreno malo.



Camiones basculantes. II

Fuera de la carretera, cargas fuertes o pistas en malestado, aumentan los costes de reparacin.Velocidad lenta en pistas en mal estado.Mayores radios de giro que los dumpers y maniobran peoren carga y descarga.



Semiremolques. I

Su caja es alargada y tiene gran capacidad.Formados por una unidad tractora cuyo eje trasero puedeser doble o simle.Se apoya mediante un pivote sobre una placa colocada enla parte trasera de la unidad tractora.Tiene dos o tres ejes traseros, por lo que el vehculocompleto puede tener 4 5 ejes.Ventajas:

Puede acarrear ridos y aglomerados asflticos porcarretera.Pueden llevar ms carga que los camiones basculantes.

Desventajas:Son lentos en descarga y maniobras.



Semiremolques. II

Slo pueden transitar sobre carreteras en buen estado,debido a que la traccin la ejerce la unidad tractora.Tienden a patinar y tienen problemas de estabilidad enperaltes de curvas.



Dumpers rgidos. I

No pueden transitar por carretera debido a suscaractersticas especiales.Tienen dos ejes, el delantero de direccin y el trasero detraccin con ruedas gemelas.Su peso propio es 3 4 veces el de un camin.Sus elementos son muy robustos.Sus amortiguadores son muy importantes, porque ademsde tener un gran peso se les exige grandes velocidadespor pistas, que en muchas ocasiones no circulara uncamin normal.Necesitan motores de gran potencia para poder alcanzar50 60 km/h.



Dumpers rgidos. II

La absorcin de golpes permite un nivel de comodidadmuy buena en cabina.

Tiene direccin hidrulica, permitiendo maniobrar con unesfuerzo mnimo del conductor y logrando radios de giromnimos.

En obras pblicas su capacidad llega hasta 75 t y enminera hasta 450 t.

Existen dos capacidades de caja: a ras y colmada (2:1,h:v).

Existen tambin diferentes formas de cajas (fig 29)



Dumpers rgidos. III

Figura: Tipos de cajas

La caja est sujeta al bastidor por su parte inferior trasera,mediante unos bulones que sirven de eje de giro para elvuelco de la misma.



Dumpers rgidos. IV

La elevacin de la caja se realiza mediante cilindroshidrulicos, en su mayora dos, aunque algunas unidadesutilicen uno slo y vehculos de mayores dimensioneshasta cuatro.



Dumpers rgidos. V

Figura: Elevacin de caja

Dispone de ruedas de gran dimtero y anchura.



Dumpers rgidos. VI

El dibujo de las ruedas suele ser profundo para conseguirmayor adherencia.



Dumpers articulados. I

Tienen 2 3 ejes.El giro es en la articulacin.Las capacidades varan entre 20 y 40 t.Ventajas frente a los camiones:

Gran produccin.Mayor disponibilidad.Bajos coste por metro cbico.Gran robustez, por lo tanto mayor durabilidad de suscomponentes y menores desgastes.No circula por carretera.Para trabajos de ms de 4 5 meses, debido al alto costedel transporte.Si se precisa transportar diversos materiales encondiciones variables de trabajo.



Equipos de transporte. I

Criterios de seleccin:Recorrido de acarreo, pendientes y curvas.Distancias.Estado del terreno y climatologa durante la obra.Material a transportar.Produccin requerida.Equipos de carga disponibles.

Figura: Criterios de seleccin



Equipos de transporte. II

Su ciclo de trabajo se compone de tiempos fijos y tiemposvariables.Tiempos fijos:

Posicionamiento en zona de carga.Tiempo de carga: depende del ciclo del cazo de la pala oexcavadora y del nmero de cargas o cazos.Tiiempo de descarga: suele incluir la desaceleracin, lamaniobra de posicionamiento en la zona de descarga, ladescarga y la aceleracin.

Tiempos variables:Tiempo de acarreo.Tiempo de retorno.



Equipos de transporte. III

La produccin est dada por:

P = C N fh (3)En donde:

C, es la capacidad de carga.N, es el nmero de ciclos.fh, es el factor de eficiencia horaria.

El acoplamiento de los equipos se logra empleando unnmero de unidades de acarreo y de carga que consiganque ninguno espere o que la espera sea mnima.



Equipos de transporte. IV

El factor de acoplamiento es:

MF =Produccin del equipo de acarreoProduccin del equipo de carga

(4)

En donde para valores de MF = 1, se observa unacoplamiento ptimo, es decir ninguno de los equipostiene alguna espera. Para valores de MF < 1, elacoplamiento no es bueno teniendo a los equipos de cargacon esperas mientras que los equipos de acarreo noesperan. Si contrariamente, MF > 1, los equipos de cargano esperan mientras que los equipos de acarreo si.



Equipos de transporte. V

Si consideramos la relacin anterior en el caso de queMF = 1, podemos determinar la cantidad de equipos deacarreo y de carga con la siguiente expresin:

ncamionesTciclo, camin

=ncargadoras

Tciclo, cargadoras(5)



Ejemplo. I

El ciclo de una cargadora para llenar un camin es de 2,4minutos, mientras que el de la unidad de transporte es de 35minutos. Contestar las siguientes preguntas:a) Cuntos camiones sern necesarios para que una

cargadora no espere por falta de camiones?b) Si en obra disponemos de 25 camiones Cuntas

cargadoras seran necesarias para que stas no fuesen elcuello de botella? Cul es el porcentaje de saturacin delas cargadoras?

c) Si tenemos en obra 2 cargadoras, cuntos camionesseran necesarios sin que stos esperen por falta decargadoras? Cal sera en este caso la saturacin de lascargadoras?



Ejemplo. II

d) Cuntos camiones y cargadoras seran necesarios, bajo elpunto de vista terico, para que ninguna mquina delconjunto tuviese esperas?

Solucin:

a) El nmero de camiones necesarios para que una cargadorano espera por falta de camiones ser

ncamiones = ncargadoras Tciclo, caminTciclo, cargadora = 135 min2,4 min

= 14,6 camiones

Si son las cargadoras las que no deben parar, redondeamosla cifra por exceso, as que seran necesarios 15 camiones.



Ejemplo. IIIb) El nmero de cargadoras estritamente necesario sera

ncargadoras = ncamionesTciclo, cargadoraTciclo, camin

= 252,4 min35 min

= 1,7 camiones

si se desea que las cargadoras no sean el cuello de botella,stas deben de estar en exceso, por lo tanto se necesitarn2 cargadoras.El numero de ciclos que son capaces de desarrollar estas 2cargadoras por unidad de tiempo. ser mayor que el quehagan los 25 camiones, y por lo tanto, las cargadoras sloestn saturadas en su trabajo en un porcentaje com elsiguiente:

% Saturacincargadoras =Nciclos, camones

Nciclos, cargadoras=

25/352/2,4

= 0,8571



Ejemplo. IV

c) El nmero de camiones estrictamente necesario sera:

ncamiones = ncargadoras Tciclo, caminTciclo, cargadora = 235 min2,4 min

= 29,2 camiones

si pretendemos que los camiones no tengan paradas,redondeamos por defecto y necesitariamos 29 camiones.En este caso, las cargadoras no e encuentran trabajandosin esperas, y por tanto su saturacin ser

% Saturacincargadoras =Nciclos, camones

Nciclos, cargadoras=

29/352/2,4

= 99,43 %

este clculo es mas aproximado al dimensionamientoptimo que en el caso anterior.



Ejemplo. V

d) Tericamente, el nmero estricto de camiones y cargadorasguardan la misma relacin que sus ciclos, entonces

ncamionesncargadoras

=Tciclo, camin

Tciclo, cargadora=

352,4

=17512

y entonces necesitamos 175 camiones y 12 cargadoras. Eneste caso la saturacin en ambos equipos sera del 100 %.



Transporte de materiales. I

No es suficiente el conocimiento de los volmenes decorte y relleno y asignarles un precio adecuado; esnecesario determinar la manera de realizar el procesopara luego optimizarlo.Con las tcnicas de investigacin operativa es posiblerealizar esta tarea.Los materiales de corte pueden ser utilizados si es que sucondicin es apta para el relleno de terraplenes o de locontrario se elimina en vertederos.El material de un relleno puede provenir de un corte o unbanco de prstamos, la decisin de inclinarse por uno uotro origen en los materiales se centra en determinar lacalidad de los materiales a ser transportados y el coste porel traslado.



Transporte de materiales. II

En la compensacin de tierras, se debe determinar laprocedencia de los materiales con los cuales se va arealizar el relleno.Existen factores volumtricos en los suelos al serexcavados, cargados y compactados.Se puede realizar la compensacin transversal en tramosa media ladera en donde hay una parte en corte y otra enrelleno. Debido a que las distancias son muy cortas sepuede realizar esta compensacin con tractor.Despus de descartar los materiales a eliminar y los quese pueden compensar transversalmente, se debe realizarla compensacin longitudinal.El diagrama de masas permite estudiar la compensacinlongitudinal.



Transporte de materiales. III

Es necesario contar con la planilla de explanaciones.

Figura: Planilla de explanaciones



Transporte de materiales. IV

Es posible la determinacin de las distancias medias detransporte de cada volumen transportado a partir de laseparacin entre los centros de gravedad de los tramosinterceptados en el diagrama de masas. Analizar laposibilidad de prstamos segn los costos de transporte.



Transporte de materiales. V

Figura: Diagrama de masas



Transporte de materiales. VI

Se puede optimizar el diagrama de masas determinandoel coste mnimo por medio de la programacin lineal,particularmente con el problema del transporte. Esteproblema se puede resolver con la investigacin operativa.Ejemplo: Una obra tiene tres prstamos de tierradenominados A, B, C, donde trabajan tres cargadoras queproducen 100, 150 y 250 m3/h, respectivamente en cadauno de ellos, de material suelto. Tambin existen dospuntos de vertido, denominados como V1 y V2, donde sedeben descargar 300 m3/h y 200 m3/h de material suelto,respectivamente. Sabiendo que la capacidad de loscamiones es de 10 m3, que cargados circulan a 40 km/h, yvacos a 60 km/h, y que el tiempo de descarga ymaniobras de 2,5 minutos, averiguar el nmero de



Transporte de materiales. VII

camiones necesarios suponiendo que cualquier unidad detransporte siempre carga en el mismo prstamo ydescarga en el mismo punto de vertido, y que loscamiones deben realizar el mnimo recorrido posible.Dichos prstamos y vertederos estn conectados por uncamino de obra, que permite el doble sentido decirculacin, y que forma el circuito representado en elesquema siguiente:



Transporte de materiales. VIII

Figura: Esquema de transporte


Apndice Bibliografa

Bibliografa I

J. Chern.Movimiento de tierras.Madrid, 2010.

P. Barber.Maquinaria de obras pblicas.Ed. Club Universitario. Alicante, 2009.

V. Yepes.Equipos de movimiento de tierras y compactacin.Ed. Universidad Politcnica de Valencia. Espaa , 2010.

F. Hillier.Introduccin a la investigacin de operaciones.McGraw Hill. Mxico , 2010.


Apndice Bibliografa

Bibliografa II

C. Kraemer.Ingeniera de Carreteras, Vol I.McGraw Hill. Espaa , 2003.


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