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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL MOVIMIENTOS DE TIERRA ASIGNATURA UNIDAD II. TRABAJOS PREVIOS A LOS MOVIMIENTOS DE TIERRA INVESTIGACION ALVAREZ RAMIREZ MARIO ALBERTO SEXTO SEMESTRE GRUPO “A”. VESPERTINO PRESENTA TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS. SEPTIEMBRE 2015
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
MOVIMIENTOS DE TIERRA
ASIGNATURA
UNIDAD II. TRABAJOS PREVIOS A LOS MOVIMIENTOS DE TIERRA
INVESTIGACION
ALVAREZ RAMIREZ MARIO ALBERTO
SEXTO SEMESTRE GRUPO “A”. VESPERTINO
PRESENTA
TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS. SEPTIEMBRE 2015
Ingeniería Civil Movimientos de tierra IESCH
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INDICE
INTRODUCCION 3
CAPITULO 1.
DESMONTE
1.1- El desmonte en la construcción 4
1.1.1- Criterios de medición 5
1.2- Desmonte por medio manual 6
1.2.1- Herramientas para desmonte manual 6
1.3- Desmonte con medios mecánicos 8
CAPITULO 2.
DESPALMES
2.1- Despalmes en la construcción 10
2.2- Despalme con tractores de oruga 11
2.3- Despalme con motoescrepas 12
2.3.1 Tipos de motoescrepas en la construcción 14
2.4- Despalme con excavadora y retroexcavadora 16
2.5- Despalme con cargador frontal 19
CONCLUSION 22
BIBLIOGRAFIA 23
GLOSARIO 24
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INTRODUCCION
Desde tiempos muy antiguos la obra civil que es realizada por personal calificado y preparado
profesionalmente conlleva una metodología que marca el camino a seguir en la construcción
de un proyecto; si bien es cierto, algunas técnicas varían de otras dependiendo de las
características del terreno y de la utilidad del proyecto, las obras preliminares comprenderán
todas aquellas actividades que ocurren antes de la construcción de la edificación, vialidad o
inmueble.
Esta antelación de actividades proporciona los elementos necesarios para iniciar una
construcción de manera adecuada, cuando se hace un análisis del lugar de construcción y se
determinan las actividades a realizar es el momento en que el proceso comienza.
Este texto tiene como objetivo el ofrecer fundamento teórico y visual a los profesionales
interesados en las obras preliminares que se llevan a cabo en toda construcción;
comenzando con el desmonte y preparación inicial del terreno, pasando a temas referentes
al despalme que involucra el uso de maquinaria mayor, así como la descripción de dichas
máquinas.
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CAPITULO 1
DESMONTE
1.1- El desmonte en la construcción
Consiste en la remoción de la vegetación existente en el derecho de vía, en la zona de los
bancos, de canales y en las áreas que se destinen a instalaciones o edificaciones, entre otras,
con objeto de eliminar material vegetal, impedir daños a las obras, mejorar la visibilidad y
podría o no ser complementado con el trasplante de especies vegetales en casos donde se
incurra en destrucción de follaje natural en peligro de extinción de acuerdo a normativas
ambientales.
Las siguientes actividades son comprendidas en la operación de desmonte de un proyecto
determinado:
Tala; consiste en cortar árboles y arbustos.
Roza; incluye la remoción de maleza, hierba, zacate o residuos de las siembras.
Desenraice; que consiste en sacar los troncos o tocones con o sin raíces.
Limpieza y disposición final; en esta actividad se retiran los productos del desmonte al banco
de desperdicio que indique el proyecto.
Para fines de cuantificar el desmonte se consideran los siguientes tipos de vegetación:
Manglar. Mangles y demás especies de raíces aéreas, típicas de los esteros y pantanos de los
climas salados.
Bosque. Arboles típicos de las zonas altas de clima templado o frío. Entre ellos; pinos,
oyameles, abedules, piñoneros, encinos y eucaliptos.
Selva. Arboles típicos de las zonas bajas y cálidas. Ejemplos; palmeras, amates, chicozapotes,
ceibas, caobas, mangos y cedros.
Monte de regiones áridas o semiáridas. Arboles de poca altura y diámetro reducido, y
arbustos; ejemplo de ellos son los mezquites, pirules, huizaches y espinos.
Monte de regiones desérticas, zonas cultivadas o de pastizales. Aquí encontramos cactáceas,
vegetación de sembradío o zacatales, ejemplos; nopales, ocotillos, sembradíos de maíz, trigo,
cebada, zacate y herbáceas.
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1.1.1 Criterios de medición
El desmonte se medirá en el lugar de ejecución, tomando en cuenta como unidad la hectárea
y con aproximación de dos decimales (1 hectárea=1Ha=10,000 m2), la superficie para
desmontar se dividirá en tramos o zonas de características de vegetación semejante, según
los tipos considerados previamente en el anterior capítulo de este texto.
Los tramos de vegetación correspondientes a selva, bosque y montes con regiones áridas o
semiáridas se subdividirán en subtramos o subzonas con densidad de vegetación semejante.
En zonas de selva o bosque, se considerará el 100% cuando haya 100 metros cuadrados de
área de corte de madera por hectárea, la medición se hará a 1.5 metros de altura en árboles
y a 0.6 metros en arbustos. Las demás zonas de desmonte consideran una densidad del 100%
para el costo correspondiente.
En costos establecidos por la Secretaría de Infraestructura del estado de Chiapas se toman a
consideración los cobros por metro cuadrado en cuanto a desmonte se refiere, a
continuación se presenta la tabla perteneciente al Tabulador de Edificación 2013 por
regiones.
Fig. 1. Desmonte. Tabulador de Edificación 2013. Secretaría de Infraestructura de Chiapas.
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Fig. 2 Guadaña Industrial Fig. 3 Guadaña Agrícola
1.2- Desmonte por medio manual
El desmonte se llevará a cabo con herramienta manual sólo en los casos siguientes:
a) En lugares inaccesibles para la maquinaria.
b) En lugares alejados o aislados, en los que el costo del transporte de la maquinaria
resulte en un precio unitario superior al correspondiente cuando se ejecuta el trabajo
con herramienta manual.
c) En franjas limitadas o áreas con limitaciones federales en donde exista la posibilidad
de afectar dichas áreas con la utilización de la maquinaria.
1.2.1- Herramientas para desmonte manual
Se mencionarán aquellas herramientas mayormente utilizadas para el desmonte de áreas
seleccionadas por un proyecto de obra civil.
La guadaña: es una herramienta agrícola compuesta de una cuchilla curva insertada en un
palo, usada para cortar hierba, forraje para el ganado o cereales.
La cuchilla tiene forma de arco de gran radio, que se prolonga en punta por la extremidad
libre. Suele ser de acero, más por su resistencia que por su maleabilidad. Se consideran en
esta lámina tres partes:
El corte
El lomo o canto
El talón que está algo encorvado y termina en una anilla para encajar el mango o en un
gancho que se enlaza a un aro del propio mango.
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Fig. 4. Machete
Fig. 5. Desbrozadora Fig. 6. Motosierra
Machete: es un cuchillo grande pero más corto que una espada o un sable. Comúnmente
mide menos de 60 cm y tiene un solo filo. Generalmente, el filo es muy agudo en el tercio de
cuchilla más cercano a la punta. La punta del machete sobresale ligeramente por arriba del
resto de la cuchilla. El frente del machete es curvo.
También existe otro tipo de machete cuyo frente es puntiagudo y se afila el tercio final de la
cuchilla por ambas orillas. Es especialmente usado para cortar maleza y hierba.
Dentro de las herramientas motorizadas menores encontramos la desbrozadora eléctrica o
a gasolina y la motosierra que tambien puede ser de alimentación electrica o a base de
gasolina, siendo ésta la más utilizada en bosques y selvas para la tala de árboles.
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Fig. 7. Tractor con rastrillo frontal
1.3- Desmonte con medios mecánicos
Se trata de realizar las operaciones de desmonte con la utilización de herramienta
motorizada mayor.
Tractor de rastrillo frontal
Este tipo de tractor como su nombre lo indica trabaja similar a un rastrillo manual, con la
diferencia que éste tractor utiliza su fuerza empujando la hoja-rastrillo que tiene en su parte
frontal, arrancando así progresivamente la vegetación.
Las hojas frontales son adaptadas para ser controladas mediante los mandos del tractor,
existen varios modelos, algunos capaces de voltear la hoja y también capaces de ajustar el
ángulo de ataque de la cuchilla. Para adaptar una hoja a un tractor se toman en cuenta las
especificaciones de éste, tipo de tractor y potencia, simple o doble tracción; de esta manera
se elige la que mayor convenga y mejores resultados provea.
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Fig. 8. Tractor con pala cargadora
Tractor de pala
Con un poco más de fuerza al empujar este tractor cuenta con una pala cargadora que
permite levantar mayor peso y al mismo tiempo disponer de la vegetación o el material de
desmonte en un lugar determinado.
Cada vez existen modificaciones a este tipo de adaptaciones para los tractores que los hacen
altamente eficientes a la hora de realizar una operación de desmonte, sistemas avanzados
permiten mejor visibilidad y control de los movimientos de la pala.
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CAPITULO 2
DESPALMES
2.1- Despalmes en la construcción
Un despalme es la extracción y retiro de la capa superficial del terreno natural, que por sus
características es inadecuada para la construcción de terracerías.
El material producto del despalme se clasifica como material tipo A, suelo altamente
orgánico y con un espesor máximo de 40 centímetros. Previo inicio al despalme y una vez
ejecutado el desmonte, se delimitará la zona de despalme de acuerdo con lo indicado en el
proyecto.
El producto del despalme se coloca en el área que indique el residente de obra del proyecto
o el encargado de éste, considerando 20 metros de acarreo libre, si la configuración del
terreno así lo requiere o a menos distancia, también se considera que el producto del
despalme no será ubicado en el mismo lugar que el material producto del desmonte.
En la figura se aprecian los cobros establecidos por la Secretaría de Infraestructura de
Chiapas por concepto de despalme. Teniendo como unidad el m3.
Fig. 9. Despalme. Tabulador de Edificación 2013. Secretaría de Infraestructura de Chiapas.
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2.2- Despalme con tractores de oruga
Es realmente difícil no encontrar presente este tipo de máquinas en la construcción pesada,
quizás la más necesaria debido a su facilidad de transitar en todo terreno.
Es larga la lista de aplicaciones generales tales como; caminos, vías férreas, autopistas,
desmontes pre-agrícolas, explotación de bancos. Su aplicación preponderante es el empuje
de tierras en base a su hoja topadora, pero es capaz de portar algunos accesorios y
herramientas también útiles, como el desgarrador o riper, cadenas y hojas especiales para
desmonte de terrenos.
El desmonte y despalme son las operaciones más usuales donde participan los tractores.
Fig. 10. Despalme con tractor de oruga.
Aunque es posible trabajar en pendientes de hasta 45 grados, las operaciones de hasta 25
grados son más usuales, característica que refuerza la gran utilidad de éste tipo de máquina,
normalmente tienen dos tipos de transmisión; palanca de potencia, que proporciona un
cambio de velocidad a través de un convertidor de torsión que lo hace apto para topar y
desgarrar la tierra cuando se cambia constantemente de dirección y de tracción directa,
preferido en trabajos agrícolas en donde se presenta un arrastre o empuje estable sin
cambios de dirección.
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2.3- Despalme con motoescrepas
Las motoescrepas son remolques excavadores montados sobre ruedas y remolcados por un
tractor de uno o dos ejes que forma parte integral de la unidad. La primera máquina
autopropulsada fue puesta en el mercado a principios de la década de 1940.
La motoescrepa en los movimientos de tierra fue inventada y desarrollada como una pieza y
equipo que puede cargar, transportar y verter material suelto. La parte del equipo que
maneja el material se llama escrepa. La otra parte necesaria proporciona el poder y se
conoce como el principal impulsor. Por lo tanto; el equipo puede ser llamado tractor-escrepa,
por la sencillez de la combinación en general puede llamarse “motoescrepa”.
La escrepa con su motor puede funcionar con independencia de cualquier otro equipo. Con
esta capacidad el equipo se conoce como auto-carga, la motoescrepa es un equipo que se
utiliza ampliamente en las operaciones de movimientos de tierra.
Fig. 11. Principales partes de una motoescrepa.
Esta máquina consta fundamentalmente de dos partes principales; una caja de metal
reforzada soportada por un eje con ruedas neumáticas y una unidad motora que la
transporta. Ambas partes están unidas mediante un elemento de enganche.
Las motoescrepas son fundamentales en los movimientos de tierra. Se trata de la
herramienta estándar para la realización de los cortes y rellenos, en virtud de la amplia gama
de condiciones en las que el corte es lo suficientemente firme.
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Éste tipo de máquinas realizan despalmes, excavaciones, acarreos, y extienden el material
en un solo ciclo. Funciona haciendo cortes en capas delgadas y sin límite en cuanto al número
de capas, de modo que su eficacia no está especialmente afectada por la profundidad de
corte o altura del relleno. Su uso provoca gran compactación de rellenos, y favorece el uso
adecuado de rodillos.
En sus diferentes modelos el acarreo resulta económico en una distancia media. Cuando las
condiciones son favorables puede mover la tierra a menor costo por metro cúbico que
cualquier otro tipo de máquina que se use para el movimiento del material.
No sólo es una excelente máquina para los movimientos de tierra a granel, sino una
herramienta de precisión y acabado. Si las condiciones de trabajo dan el tiempo suficiente,
el operador puede excavar o rellenar con un excelente grado de precisión.
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2.3.1 Tipos de motoescrepas en la construcción
Para efectuar estos grandes movimientos de tierra, existen varios tipos de máquinas siendo
las motoescrepas las que mayor demanda han tenido, sobre todo en aquellos tipos de obras
donde se requiere acarrear las terracerías a distancias que oscilan de 200 a 3000 metros. Es
por ello que los fabricantes actualmente se enfocan en proporcionar una constante
evolución tecnológica para mejorar las operaciones de estos equipos, con el objetivo de
proporcionar mayores rendimientos y reducir los costos de operación al mínimo.
Por esta razón es que las compañías armadoras de estos equipos cuentan con una gran
variedad de modelos, esto ayuda a seleccionar el equipo óptimo para la realización del
trabajo según lo requieran las condiciones del proyecto para los movimientos de tierra a
realizar.
La compañía Caterpillar cuenta en la actualidad con una gran variedad de modelos que se
consideran entre los más avanzados en cuanto a tipos y capacidades se refiere.
Dichos modelos se dividen principalmente en:
1.- Motoescrepa estándar
2.- Motoescrepa con potencia tándem o de dos motores
3.- Motoescrepa autocargable
4.- Motoescrepa barrenadora
5.- Motoescrepa push-pull (tiro y empuje)
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Fig. 12. Modelos de motoescrepas.
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2.4- Despalme con excavadora y retroexcavadora
El término retroexcavadoras se aplica a una máquina del grupo de las palas mecánicas, donde
se encuentran también, la pala normal, la pala niveladora, la draga o excavadora con
cucharón de arrastre, la excavadora con cucharón de almeja, entre otras. Antiguamente los
constructores elegían sus excavadoras de modo que pudieran servir para cualquier tipo de
excavación.
Además del término de retroexcavadora a este tipo de máquina se le conoce como
excavadora de pala, retroexcavador, pala retroexcavadora o simplemente retro.
En sus principios las retroexcavadoras hidráulicas tuvieron su mayor aplicación como
excavadoras de zanja y de usos generales de desplazamiento en tierras. Las primeras eran
pequeñas, montadas básicamente sobre un tractor de llantas, que también llevaba un bote
cargador frontal. Esta sigue siendo una combinación ideal para aplicaciones pequeñas
aunque en medida en que la obra exige un esfuerzo mayor, esta máquina disminuye su
eficiencia.
Fig. 13. Retroexcavadora
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Las retroexcavadoras son equipos diseñados principalmente para realizar trabajos abajo del
nivel del terreno en que se sustentan, vienen montadas sobre neumáticos las pequeñas y
sobre orugas las de gran tamaño, esto debido principalmente a su propio peso, pero también
al tipo de terreno en el que vayan a trabajar.
Las máquinas montadas sobre llantas son veloces y para su mejor rendimiento deben
trabajar sobre terrenos en buen estado y donde los caminos sean transitables, generalmente
tienen estabilizadores que son dispositivos a base de cilindro hidráulico para elevar la
máquina durante el trabajo, son accionados desde la cabina, entonces las ruedas se
mantienen en posición elevada y la retro reposa sobre una plataforma en la que puede girar
360°.
Las unidades sobre llantas pueden tener dos o más ejes, y su potencia puede ser transmitida
en cuatro o más ruedas. Estas variaciones aparecen en la especificación de la unidad, y así,
puede tratarse de una retroexcavadora de 4x4 o de 6x4; el primer dígito indica el número de
ruedas, y el segundo se refiere a las ruedas motrices o impulsoras para diferenciarlas de las
ruedas locales o de movimiento libre. Su velocidad máxima oscila los 35 km/hr.
Fig. 14. Retroexcavadora montada sobre neumáticos.
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Las retroexcavadoras montadas sobre orugas son un equipo móvil de construcción que
trabaja los despalmes y excavaciones sobre superficies de material suelto o de características
inadecuadas para el uso de neumáticos, también son recomendadas en los casos en que el
equipo después de ser instalado en el lugar de obras no necesita ser movido frecuentemente.
El montaje sobre oruga aporta el máximo de área de apoyo para los trabajos en tierra suelta,
a la vez que puede soportar el mayor abuso de la superficie en términos ásperos y distribuye
el propio peso de las grandes máquinas que llega a ser de 190 toneladas aproximadamente.
El bastidor de base soportado por las unidades de tracción aloja a los mecanismos de
propulsión y dirección, los cuales son accionados desde la torreta giratoria de la
retroexcavadora. La transmisión de propulsión puede ser de una o varias velocidades, el
fabricante especifica las velocidades de trabajo de acuerdo a ciertas normas. Las
retroexcavadoras montadas sobre orugas avanzan normalmente a velocidades de 0.8 a 3.2
km/hr sobre superficies planas y con la capacidad de subir colinas con pendientes grandes
en terrenos firmes, secos y sin carga.
Fig. 15. Retroexcavadora montada sobre oruga.
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2.5 Despalme con cargador frontal
Los cargadores frontales son principalmente de dos tipos, cargadores frontales montados
sobre orugas y cargadores frontales montados sobre ruedas.
Los tractores cargadores de hoy nacieron principalmente de las necesidades económicas de
las obras. El constructor se enfrentó con el uso de maquinaria que no se adaptaba al ritmo
de aumento del costo de los trabajos, por lo que fue necesario buscar una máquina que
excavara y cargara; es decir, un tractor cargador que proporcionase fundamentalmente
mayor producción, menor costo de funcionamiento, mayor movilidad y facilidad de servicio.
En el caso de desmontes y despalmes cuando el cargador frontal hace un corte en la
superficie del material, el cucharón entra aproximadamente a un ángulo de 10 a 30 grados.
Cuando ha penetrado la profundidad de 2 a 6 pulgadas éste debe ser levantado hasta quedar
en posición casi plana, posterior a ello se penetra el material y se llena el cucharón.
Respecto al transporte del material, si el terreno que se está excavando y descargando es
duro y uniforme, los giros y recorridos para descargar pueden ser realizados a gran velocidad
y con seguridad. Si el terreno es áspero, la máquina deberá moverse muy lentamente, si se
golpea por causa del terreno y lleva una carga muy pesada puede causar un accidente, por
lo que el operador debe estar alerta ante cualquier situación y tirar un poco de carga si es
necesario para estabilizar la máquina.
Los factores de llenado para cargadores de ruedas dependen de la penetración del cucharón,
la fuerza de desprendimiento, el ángulo de inclinación hacia atrás, el perfil del cucharón y el
tipo de herramientas de corte como dientes de cucharón o cuchillas reemplazables con
pernos.
Por la forma de efectuar la descarga, los cargadores se clasifican principalmente en:
Descarga frontal
Descarga lateral
Descarga trasera
Los de descarga frontal son los más usuales, éstos voltean el cucharón o bote hacia la parte
delantera del tractor, accionándolo por medio de gatos hidráulicos.
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Su acción es a base de desplazamientos cortos y se usa en cielo abierto, se aprovecha para
la manipulación de materiales suaves o fracturados y es eficaz en los despalmes. También se
usa con frecuencia en rellenos de zanjas, alimentación de agregados a plantas dosificadoras
o trituradoras.
Tanto el de descarga lateral y descarga trasera tienen un uso justificado en condiciones
especiales; por ejemplo, en sitios donde no hay muchos espacios para maniobras, como
túneles de gran sección, cortes largos de camino, ferrocarriles o canales.
El elemento básico de carga es el cucharón, existen diversos tipos, a continuación se
describen algunos.
Cucharón ligero. Para cargas de materiales sueltos y
poco abrasivos, en la parte interior están reforzados
por una cuchilla que es la primera en penetrar el
material.
Cucharón reforzado. Además de excavar y cargar son
equipados con una serie de puntas o dientes
repartidos en la parte interior, éstos facilitan la
penetración dentro del material.
Cucharón eyector de rocas. Posee un eyector que
descarga de manera regulada el material para situar
bien la carga y minimizar choques en la caja del
camión. La cuchilla en “v” truncada facilita la
penetración.
Cucharón con rejilla. Se utiliza para el manejo de roca suelta. Poseen aberturas al
fondo que permiten que el material indeseable caiga a través de ellas.
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Representación gráfica de los tipos de cargadores frontales utilizados con mayor frecuencia.
Fig. 16. Cargador montado sobre oruga. Modelo CAT 973C WH.
Fig. 17. Cargador montado sobre ruedas. Modelo KOMATSU WA600-6.
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CONCLUSION
Es amplio el contexto de los trabajos preliminares respecto a los movimientos de tierra que
se realizan ante cualquier proyecto de construcción. Estas actividades son competentes a los
profesionales de la construcción y de manera especial a los Ingenieros Civiles, por tal razón
es fundamental que sean estudiadas para ser capaces de diseñar y construir con eficiencia.
Generalmente las acciones preliminares se llevan a cabo de forma mecanizada, mediante el
empleo de las maquinarias diseñadas especialmente para cada proceso, se pudo obtener
una apreciación gráfica de los distintos tipos existentes en el mercado, algunas de sus
características y limitaciones.
Comprobamos que existe más de una aplicación para cada maquinaria que fue expuesta
textual y gráficamente, esto representa una ventaja para aquellos constructores que buscan
economizar sus procesos, invertir en maquinaria distinta o bien agilizar sus obras.
Sin duda el desmonte y despalme representan las actividades preliminares más importantes
en cuanto a proceso de campo se refieren. Las características y modo de realización de cada
una varían indudablemente de las condiciones naturales del terreno y las dimensiones de la
obra, así como de la lejanía en situaciones de traslado de maquinaria.
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BIBLIOGRAFIA
I. Crespo, Carlos. Vías de comunicación: Caminos, ferrocarriles, aeropuertos, puentes
y puertos. 4ª Edición. Editorial Limusa.
II. Vargas Sánchez Roberto. La Maquinaria Pesada en Movimiento de Tierras
(Descripción y Rendimiento). Tesis con validez oficial de la S.E.P. según acuerdo No.
952359 de fecha 15 de Noviembre de 1995.
III. González Aguilar Andrés. Movimiento de tierras. Publicación del Colegio de
Ingenieros de Caminos. 144 páginas.
IV. htpp://www.caterpillar.com
V. htpp://www.komatsu.com
VI. htpp://www.google.com.mx
VII. htpp://www.slideshare.com
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GLOSARIO
Tocones: Troncos de madera, residuos propios de la tala de árboles.
Banco: En construcción se refiere a un depósito determinado al cual se le extrae o
deposita material.
Riper: Brazo de acero que se adapta a maquinaria pesada y es utilizado para
desgarrar el terreno.
Rodillos: Maquinaria mayor utilizada para la compactación del terreno.
Acarreo: Movimiento de tierras producto de excavación; o bien, traslado de material
desde un banco o depósito.
