desempeño cat 320d

7/24/2019 Desempeo Cat 320d

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ANLISIS DEL DESEMPEO DE LA EXCAVADORA CAT 320D EN LA

CONSTRUCCIN DE UNA VA, EJECUTANDO ACTIVIDADES DE MOVIMIENTODE TIERRA. CASO DE ESTUDIO PROYECTO CARICARE EN EL

DEPARTAMENTO ARAUCA


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ANLISIS DEL DESEMPEO DE LA EXCAVADORA CAT 320D EN LA

CONSTRUCCIN DE UNA VA, EJECUTANDO ACTIVIDADES DE MOVIMIENTODE TIERRA. CASO DE ESTUDIO PROYECTO CARICARE EN EL

DEPARTAMENTO ARAUCA

PAULA JOHANNA CARRANZA CORTSWILMER ALFONSO COMBITA CASTRO

TRABAJO DE INVESTIGACIN PRESENTADO COMO REQUISITO PARAOPTAR AL TTULO DE INGENIERO CIVIL


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AGRADECIMIENTOS

Les agradecemos sinceramente a nuestros asesores de Tesis, Dra. JeannetteMartnez Gonzlez y Msc. Ic. Antonio Carranza Roa, por su esfuerzo y dedicacin.

Sus conocimientos, orientaciones, persistencia, paciencia, motivacin y su manerade trabajar fueron fundamentales para la elaboracin de este proyecto.

Agradecemos al Ingeniero William Mellado por sus valiosas y oportunasobservaciones las cuales nos ayudaron a concluir satisfactoriamente este proceso.

Agradecemos a la firma MARPRA por permitirnos el acceso a su proyecto.

MUCHAS GRACIAS!


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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIN .................................................................................................... 6

1.

GENERALIDADES ........................................................................................... 7

1.2.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................ 7

1.2.

JUSTIFICACIN ........................................................................................ 9

1.3.

OBJETIVOS ............................................................................................. 10

1.3.1.

Objetivo General ................................................................................ 10

1.3.2.

Objetivos Especficos ........................................................................ 10

2.

MARCOS DE REFERENCIA ......................................................................... 11

2.1.

ANTECEDENTES .................................................................................... 11

2.2.

MARCO DE REFERENCIA TERICA ..................................................... 12

2.2.1.

Excavadoras Hidrulicas ................................................................... 12

2.2.2.

Deterioro de la Excavadora ............................................................... 15

2.2.3.

Fuentes de fallas en la Excavadora ................................................... 16

2.2.4.

Tipos de Mantenimiento de una Excavadora ..................................... 16

2.2.5.

Ventajas y Costos de la Excavadora ................................................. 17


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2.3.4.

HidrografaDepartamento de Arauca ............................................. 39

2.3.5.

ClimaDepartamento de Arauca...................................................... 39

2.3.6.

Actividades EconmicasArauca ..................................................... 39

2.3.7. Vas de ComunicacinArauca........................................................ 40

2.3.8. Panam, Arauquita, Arauca ............................................................... 41

2.4.

MARCO LEGAL ....................................................................................... 43

3.

DISEO METODOLGICO ........................................................................... 44

3.1.

LNEA ....................................................................................................... 44

3.1.1 Sublnea ............................................................................................ 44

3.2. ENFOQUE DE LA INVESTIGACIN ....................................................... 44

3.3.

TIPO DE INVESTIGACIN ...................................................................... 44

3.4.

VARIABLES ............................................................................................. 45

3.5

INSTRUMENTOS Y TCNICAS .............................................................. 45

3.4.1.

Formato de Campo ............................................................................ 45

3.4.2.

Lecturas ............................................................................................. 45

3.4.3.

Software MINITAB ............................................................................. 46

3.4.4.

Entrevistas a Profundidad .................................................................. 46


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4.2.

FASE 2: Anlisis de costos vs utilidad de la excavadora 320D en la

construccin de una va ..................................................................................... 50

4.3.

FASE 3: Determinar las actividades de mantenimiento preventivo ycorrectivo, indicando los beneficios que conduzcan a un eficiente funcionamientode la excavadora. .............................................................................................. 51

4.3.1.

Mantenimiento Preventivo. ................................................................ 51

4.3.2.

Mantenimiento Correctivo. ................................................................. 52

5.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................. 56

6. BIBLIOGRAFIA .............................................................................................. 57

7.

WEBGRAFIA .................................................................................................. 58

8.

ANEXOS ........................................................................................................ 59


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LISTADO DE TABLAS

Tabla 1Factores de llenado de las excavadoras hidrulicas

Tabla 2Factor de Eficiencia

Tabla 3Informe Excavadora 320D

Tabla 4Insumos por hora trabajada

Tabla 5Costos de la Excavadora

Tabla 6Rendimiento de la Excavadora 320D segn el Tipo de Trabajo

Tabla 7Normas generales para el uso de Maquinaria Pesada

Tabla 8Definicin de Variables

LISTADO DE IMGENESImagen 1Excavadora 320D

Imagen 2Esquema de la Excavadora Hidrulica y sus partes

Imagen 3Esquema de la Excavadora Hidrulica

Imagen 4Clasificacin Textural del Suelo

Imagen 5Descripcin grfica del ciclo de la Excavadora segn la gama del trabajo

Imagen 6Mapa poltico Colombiano


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LISTADO DE ANEXOS

Anexo 1Formato de Campo

Anexo 2Formatos de Campo Diligenciados

Anexo 3Anlisis Estadstico

Anexo 4Consolidado del Anlisis Estadstico

Anexo 5Consolidado de Rendimiento y Productividad


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INTRODUCCIN

Este trabajo analiza el rendimiento y la productividad de la excavadora CAT 320Den la construccin de una va, ejecutando actividades de movimientos de tierra, paralo cual se ha estructurado en cinco captulos, a fin de obtener un panorama msamplio del tema a tratar.

Se inicia hablando de la necesidad que nace de renovar las vas del pas teniendoen cuenta que es uno de los principales requerimientos que surgen de los tratados

de libre comercio que se estn firmando, teniendo en cuenta lo anterior y que lamaquinaria pesada es una de las principales aportantes de las utilidades de unaobra o proyecto se ve la necesidad de estudiar el rendimiento y la productividad dela excavadora 320D para determinar los factores que no permiten que esta alcanceun ptimo rendimiento.

En el transcurso del documento se explica las teoras de rendimiento de la mquina

para dar una amplia visin de los factores que se deben analizar en distintascircunstancias en las que se puede encontrar la mquina, se analiza los distintosciclos y cul de ellos es el que est siguiendo la maquina observada; entre losfactores que influyen en el rendimiento y la productividad de la mquina seencuentra el tipo de suelo que se est removiendo, su porcentaje de humedad, ysus caractersticas mecnicas.

Se utilizan todos los factores encontrados en las teoras de rendimiento y se analizala excavadora CAT 320D determinando los factores que afectan la mquina ydeterminando el porqu del bajo rendimiento.

E t li di t f t d l l t b d t d


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1. GENERALIDADES

1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En Colombia, la mayor parte de la red vial tiene un gran atraso tanto en las vasprimarias como terciarias debido a la falta de inversin, y muchas de estas vastienen ms de 50 aos de operacin, presentando daos por el incrementoprogresivo del trfico vehicular. Por otro lado es importante mencionar lassignificativas perdidas socioeconmicas sufridas por la red vial nacional ante los

peligros naturales, condiciones topogrficas, hidrolgicas y geolgicas, que hanpuesto en evidencia la alta vulnerabilidad ambiental, que exige cambios en lastcnicas y mtodos encaminados al diseo, la gestin, administracin yprogramacin de las obras viales.

Colombia tiene en total 187.432,89 kilmetros de red vial, de los cuales 19.714,89kilmetros estn a cargo de la nacin, 35.040 kilmetros de la red departamental,

12.556 kilmetros es red privada no clasificada y 135.679,45 kilmetros hacen partede la red terciaria entre los que tambin figuran entre otros INVAS; del total de lared vial colombiana, 2.000 kilmetros estn pavimentados por concesionarioscontratados por el Instituto Nacional de ConcesionesINCO y los 4.000 kilmetrosrestantes por los gobernadores y alcaldes, esto quiere decir que solo el 3,2% de lared vial en Colombia esta pavimentada y en buen estado1y ms del 96% estn enmal estado o sin pavimentar.

La participacin del trabajo mecnico en la construccin y mantenimiento de las vases del 60% y en la urbanizacin del orden del 40%, estos equipos contribuyen aldesarrollo econmico de un pas, el cual depende en parte de la culminacin exitosa


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actividades en especfico, ya que solo se pueden orientar por sistemas generales

de informacin como lo son CONSTRUDATA e INARDATOS, que s proporcionaninformacin sobre maquinaria, pero que toman estas actividades muy generales yno representan un porcentaje alto de fiabilidad.

Los proyectos de desarrollo vial en el pas han tenido un mejoramiento en surendimiento debido a la intervencin de los equipos de construccin. Si no se llevaun adecuado manejo de estos equipos las utilidades pueden decaer ya que ellos

son los principales aportantes de las utilidades de una obra o proyecto.Por lo anterior es necesario analizar el desempeo, as como las causas del bajorendimiento y productividad en la utilizacin de la excavadora en una obra vial.

Esto nos conduce a preguntarnos Cul ser el desempeo de la excavadora en laconstruccin de una va, ejecutando actividades de movimiento de tierra, en el casode estudio proyecto CARICARE en el departamento de Arauca?


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1.2. JUSTIFICACIN

Los empresarios de la construccin esperan cada da mejores dividendos al invertiren costosos parques de maquinaria y equipo de construccin vial, es por esto quese hace necesaria la siguiente investigacin para as contribuir en el manejo de unbuen manejo operativo y administrativo en la utilizacin de la excavadora CAT 320Du otra con caractersticas similares, con el fin de obtener buenos resultados.

La investigacin observar las tareas, procesos, sistemas, costos y obras, querequieren de una mayor atencin en los planes de mejoramiento, diseandoestrategias de mejoramiento productivo de la operacin de la excavadora, paralograr un buen desempeo de la gestin, aumento de la productividad y disminucinde las prdidas econmicas.

Las anteriores acciones beneficiaran favorablemente al gremio de los empresarios

de maquinaria y equipos de construccin vial, a los socios, empleados, clientes yproveedores, mejorando la presentacin de su cultura organizacional, con una nicaimagen y una administracin de calidad en busca de los logros establecidos.

Con la investigacin se busca complementar, mejorar e implementar loslineamientos administrativos y operativos de la excavadora CAT 320D u otra similar,y as producir mejores dividendos a dueos de maquinaria y mayor desempeo en

las obras por parte de la maquina beneficiando a ingenieros constructores.Debido a la falta de informacin que hay sobre los desempeos de la maquinarapesada en la construccin de una va, esta investigacin ser til para ingenieros


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1.3. OBJETIVOS

1.3.1. Objetivo General

Analizar el desempeo de la excavadora CAT 320D en la construccin de una va,ejecutando actividades de movimiento de tierra, en el caso de estudio proyectoCARICARE en el departamento de Arauca.

1.3.2. Objetivos Especficos

Evaluar los desempeos de la excavadora en la remocin de material en laconstruccin de una va.

Analizar los costos vs la utilidad que produce la excavadora en actividadesde remocin de tierra.

Determinar las actividades de mantenimiento preventivo y correctivo,indicando los beneficios que conduzcan a un eficiente funcionamiento de la

excavadora.


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2. MARCOS DE REFERENCIA

2.1. ANTECEDENTES

El desarrollo de las vas en Colombia se encuentra en gran atraso en relacin conotros pases suramericanos segn estudios realizados. Las vas terrestres, fuentede economa y desarrollo de las regiones deben enfrentar problemticas deconstruccin, diseo y mantenimiento debido a situaciones topogrficas,geolgicas, hidrolgicas, culturales y ambientales para lo cual se necesita una

participacin activa de las diferentes disciplinas para dar soluciones contundentesa las diferentes problemticas.

De acuerdo a lo anterior, se han generado proyectos de investigacin, como elrealizado por el del Instituto Tecnolgico de la Construccin3donde el autor haceuna recuento de los tipos de maquinaria pesada, compactadores, cargadores,excavadoras, motoniveladoras, etc., dando de forma muy general los factores que

influyen en cada uno de los diferentes clculos del rendimiento. Al final concluyecon que se recomienda efectuar de manera peridica una evaluacin total en lamaquinaria, los mtodos y volmenes, la rapidez y desarrollo as como la variedadde mquinas aumenta constantemente, por consiguiente las tcnicas para el uso yaprovechamiento de la maquinaria de construccin se hace cada vez mscomplicada.

Las investigaciones realizadas a nivel nacional en vas y transporte se handesarrollado en la seguridad, movilidad, planeacin, pero son pocas las que cubrenlos avances que se tiene de la maquinaria pesada, teniendo en cuenta que latecnologa avanza a pasos agigantados diariamente, una de estas investigaciones


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2.2. MARCO DE REFERENCIA TERICA

2.2.1. Excavadoras Hidrulicas

Las excavadoras hidrulicas son frecuentemente usadas para la remocin de rocasy tierra, sin embargo, gracias a sus numerosos accesorios tambin pueden serutilizadas para el corte de acero, la demolicin deconcreto,el cimiento de gravillaantes delpavimento,la explotacin de material de cantera, el trasiego de materialen distancias cortas, y hasta para acopiar el material en lugares especficos.

Imagen 1Excavadora 320D
http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=concreto&action=edit&redlink=1http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=pavimento&action=edit&redlink=1http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=pavimento&action=edit&redlink=1http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php?title=concreto&action=edit&redlink=1


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Minera.

Manejo de materiales. Excavaciones de stanos. Manejo forestal. Instalacin de oleoductos y gasoductos. Taladrado. Manejo de aguas y lodos. Desgarramiento de materiales.

Limpieza de terrenos.

Imagen 2Esquema de la Excavadora Hidrulica y sus partes

Tomado de Curso Virtual de Equipos de Excavacin: Excavadoras, palas y sus componentes

Los factores q ue primor dialmente dan el rendimiento d e las excavadoras son:

El estado actual de la mquina.


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Est imacin d e la carga del cu charn:

La cantidad de material que carga el cucharn en cada ciclo, depende del factor dellenado del material. En la Tabla 1 Factores de llenado de las ExcavadoraHidrulicas se indican los factores de llenado dependiendo del material excavado.

Tabla 1Factores de llenado de las excavadoras hidrulicas

MATERIAL FACTOR %Marga mojada o arcilla arenosa 100 a 110

Arena y grava 90 a 100Arcilla dura y tenaz 75 a 85Rocas de voladura, bien fragmentadas 60 a 75Rocas de voladura, mal fragmentadas 40 a 50

Tomada de Caterpillar Tractor Co.

Tiemp o de cic lo

El tiempo de ciclo de las excavadoras consta de los siguientes cuatro pasos: cargay descarga del cucharn y oscilacin con y sin carga. En razn a que la estimacindel tiempo de ciclo depende del grado de facilidad de carga del material, del pesode la carga til, de la profundidad del corte, de la altura del montn de tierra y delngulo de oscilacin, es difcil calcularlo antes de iniciar el trabajo.

Produccin:

La produccin est determinada por la siguiente frmula:


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Tabla 2Factor de Eficiencia

Tomada de Movimiento de Tierras5

Vida til de la excavado ra de acu erdo a las reas que in tervi ene:

Para trabajos en suelos rocosos, topografa altamente irregular, laexcavadora tiende a durar entre cinco y nueve aos aproximadamente 35000

horas. Puede operar en terrenos duros o blandos segn el ancho de la oruga,

trabajar por encima o por debajo del nivel de la mquina con una duracinmedia de 9 aos.

Mximo puede aumentar su vida til hasta los 14 aos, adelantando ciclos

de trabajos pequeos, rendimientos de carga elevados y anchuras de tajopequeas.6

2 2 2 Deterioro de la Excavadora


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2.2.3. Fuentes de fallas en la Excavadora

Las fallas que se originan en una mquina son ocasionadas por las siguientesfuentes:

La mquina o equipo mismo:

La mquina se vuelve una fuente de fallas, dependiendo de las propiedadeselctricas, mecnicas y electrnicas de sus partes; la calidad de los materiales

empleados en ella; la bondad del diseo y, por ltimo, la calidad de su instalacinen el lugar a donde va a prestar el servicio.

El ambiente circundante:

Este se torna en una fuente de fallas cuando es agresivo a la mquina por ejemplo,la humedad y la temperatura fuera de especificaciones, el polvo, el humo, lasalinidad o acidez, etc. Es necesario construir un ambiente adecuado para la

mquina en cuestin a fin de reducir al mnimo las fallas por este concepto. El personal de mantenimiento, operacin o ampliaciones:

Se deben acometer estas actividades por personal idneo, bajo estrictasrecomendaciones de la casa fabricante, procurando que la excavadora seaintervenida lo menos posible.

Poltic as de Interven cin d e la Excav ado ra

El operario debe adelantar permanentes anlisis de verificacin en conjunto de laexcavadora; toda intervencin de la excavadora estar sustentada en un


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Mantenimiento prevent ivo

Estos trabajos generalmente se desarrollan con el fin de asegurar que la calidad delservicio de la excavadora permanezca dentro de los limites previstos y se toman delas instrucciones que proporcionan los fabricantes al respecto, y los puntos de vistaque dan los tcnicos en cada especialidad al visitar cada nueva instalacin ycorroborar el ambiente circundante y las condiciones que guarda el lugar o artefacto.

Mantenimiento peridico

El mantenimiento peridico considera que la probabilidad de cambios en lascaractersticas fsicas de los componentes de la excavadora, se incrementa a partirde cierto nmero de horas de trabajo y deber cambiar determinadas piezas sinimportar su estado, inspeccionar otras y proceder conforme el anlisis de ellas,limpiar, lubricar, etc.

Man ten im ien to tcn ico

Es una combinacin de los mantenimientos peridicos y progresivos, en ste seefectan algunos trabajos por etapa a la excavadora bajo calendario despus deciertas horas de funcionamiento, pero en forma progresiva, aprovechando tiemposociosos para que de acuerdo con la prioridad establecida, se realicen los cambiosde piezas, lubricacin, etc.

Mant enim ient o analtico

Los trabajos a efectuar se derivan del anlisis de la estadstica de fallas, de las


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Costos de pos esin o de propiedad

Son los causados por el solo hecho de poseer mquinas, as estn trabajando o no.Para estos costos se debe establecer un capital amortizable. Estos costos sepueden dividir en dos categoras: Costos de depreciacin y Costos debido al Inters,Impuesto y Seguros.

Estos costos se reducen a una cifra horaria y se descuentan durante la vida tilestimada del equipo. La vida econmica til de una mquina es el perodo de tiempo

de trabajo que se considera va a aportar buenas utilidades a su propietario. Amedida que el equipo se va usando, la mayor parte de sus piezas se va gastando,incidiendo considerablemente en su vida til, la habilidad y cuidado del operario y elmantenimiento oportuno, suficiente y adecuado.

Depreciacin:

Es la disminucin gradual del precio original de adquisicin de la excavadora,

ocasionado por el desgaste y el transcurso del tiempo.

La depreciacin se calcula proporcionalmente a la duracin de la excavadora o enotras palabras, el nmero de horas de servicio que se espera de ella.

Normalmente el propietario del equipo espera recuperar el dinero invertido en elmismo, durante la vida econmica til, lo que se denomina perodo de amortizacin.Esto se hace mediante un recargo al precio de alquiler por hora de la mquina. Elvalor a depreciar no debe incluir el costo de las llantas y neumticos, pues estosestn incluidos como un elemento en el costo de operacin.

P h ll l l t d ti i d i


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Impuestos:son los gravmenes que impone el Estado sobre el patrimonio de una

persona o entidad. El impuesto sobre el patrimonio vara de acuerdo con el montototal del contribuyente.

Seguros:las primas de seguros varan, tanto con la clase de equipo, como con elriesgo que se desee cubrir. Estos riesgos incluyen incendio, daos a terceros,responsabilidad civil, etc. La tasa para equipo de construccin de vas cubriendoestos riesgos es de un 3.2 % anual aproximadamente.

Para hallar el costo horario de los intereses, impuestos y seguros, es necesarioestablecer un valor promedio anual para la mquina.

Estacionamiento y Bodegaje

Se debe incluir los valores ocasionados por concepto de celadores y de bodegaje.

Costos de operacin

Los equipos de construccin accionados por motores de combustin interna,requieren para su funcionamiento de operarios, combustibles y lubricantes. Para unbuen funcionamiento se necesita, adems, servicio adecuado de mantenimiento yremplazo oportuno de las piezas daadas o gastadas. Las aplicaciones realizadaspor todo esto se constituye como los costos de operacin de una mquina:

Nota: En los costos cabe resaltar que estn incluidos los parafiscales y la seguridadsocial de los dos trabajadores

= Salario del operador + Salario del ayudante


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su clculo las recomendaciones de las casas fabricantes de acuerdo a los intervalos

de lubricacin, filtros, etc., que se influyen en los manuales del operador.Para determinar el costo hora de los equipos especiales de desgaste, se calcula elcosto total de las piezas y se divide por la vida til:

2.2.6. Excavadora Caterpillar 320D

La mquina objeto de estudio es la EXCAVADORA CATERPILLAR 320D modelo2009, en la Tabla 3Informe Excavadora 320D se muestra un resumen del Informede Maquinaria emitido por la Cmara Colombiana de Infraestructura.

Tabla 3Informe Excavadora 320D

=


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Imagen 3Esquema de la Excavadora Hidrulica

Tomado de Catalogo Excavadora Hidrulica CAT 320D

Se muestran a continuacin los gastos en insumos que representa la maquina porhora trabajada.

Tabla 4Insumos por hora trabajada

Elaboracin propia basado en Informe de Maquinaria de la Cmara Colombiana de InfraestructuraAo 2009.


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A continuacin se muestra los rendimientos para la Excavadora 320D segn el tipo

de trabajo que relaciona el fabricante en el catlogo de la mquina.Tabla 6Rendimiento de la Excavadora 320D segn el Tipo de Trabajo

MODELOPOTENCIA

(HP) TIPO DE TRABAJOCAPACIDAD DEL

CUCHARON RENDIMIENTO

CAT

320D

138 HP

Excavacin en tierra1,31 yd

o

1,00 m

100 m/hrExcavacin en

Material Heterogneo 70 m/hr

Excavacin en Rocacon voladura

40 m/hr

Elaboracin propia basada en catlogo del fabricante.8

Como se describe a continuacin el materia que trabaja la maquina es un materialheterogneo, por lo anterior el rendimiento estndar que se tendr en cuenta paraesta investigacin es de setenta metros cbicos por hora (70 m/hr).

2.2.7. Tipos de Materiales a los cuales se someti la Mquina en laRemocin del Material

4.1.7.1. Gradacin

Este trmino se refiere al tamao de las partculas, las cuales componen unamuestra de tierra o material. De acuerdo al tamao y forma, las partculas de tierra

exhiben otras ciertas propiedades fsicas las cuales pueden ayudar a la remocin oimpedirla.

A continuacin se muestra la clasificacin del suelo en funcin de la granulometra:


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Imagen 4Clasificacin Textural del Suelo

Elaboracin propia segn fracciones granulomtricas.

El Porcentaje de Humedad registrado en el laboratorio de suelos fue del 18%

El porcentaje de expansin es un factor importante en la excavacin ya que no se


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2.2.8. Maquinaria y Rendimientos

Para hablar del rendimiento de la maquinaria utilizada en el proceso de elaboracinde la estructura de un eje vial, se debe hablar de los principios en que se basa susfuncionamientos, las formas de obtener sus rendimientos y los factores que afectana los mismos. Para comprender mejor lo anterior es recomendable consideraralgunos conceptos manejados en maquinaria pesada:

2.2.8.1 Con cepto s Uti l izados en Maquin aria

Potencia:Es energa de accin, o la capacidad de ejecutar un trabajo a unavelocidad determinada. Se requiere potencia para empujar o jalar una carga.

Potencia disponible:Es la suministrada por la mquina para ejecutar ciertacantidad de trabajo, es decir, la capacidad que tiene una mquina paradesarrollar un trabajo especfico a una velocidad determinada.

Potencia utilizable o necesaria: Es la mnima capacidad que tiene quedesarrollar una mquina para un trabajo especfico considerando las

restricciones impuestas por las condiciones del trabajo. Fuerza tractiva o rimpull:Es la fuerza que genera que el vehculo mediantesus fuerzas motrices o de coeficiente de traccin multiplicada por elcoeficiente de traccin.

El estudio de las diferentes clases de potencia y los factores que afectan a cada unade ellas, nos da a conocer las razones de que una mquina pueda o no ejecutar untrabajo especfico.

2.2.8.2. Factores que influ yen en el Rendim iento

Resistencia al rod amiento:


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Eficiencia de operacin:

Es el porcentaje de tiempo que la maquina efectivamente trabaja durante las nuevehoras que dura la jornada. Este factor lo determina cada empresario o contratista ypor lo general es de 5/6 que significa que la mquina trabaja 50 de cada 60 minutos(0.83).

Con dic ion es climticas :

Las horas de trabajo efectivas de un equipo se ven afectadas por la lluvia, viento ycondiciones climticas desfavorables.

Efectos de la al tura sobre el nivel del mar:

Debe tomarse en cuenta que al aumentar la altura sobre el nivel del mar, disminuyela presin atmosfrica y baja la potencia de todo motor de aspiracin natural.Lgicamente, se reduce la fuerza de traccin del vehculo.

Al estimar el rendimiento, el factor de eficiencia en el trabajo es uno de los elementosms complicados, pues depende de los factores humanos (de parte de laadministracin y de los operadores) tales como la experiencia, la dedicacin,disponibilidad y destreza para efectuar determinada labor. Existen factores que seaplican al calcular el rendimiento que dependen de la organizacin y tamao de laobra, cuyos valores varan dependiendo de los criterios utilizados.

2.2.8.3. Calculo del Rendim iento de una Maquin a

La eficiencia ptima de una maquina es la relacin entre rendimiento y gastos que


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Proc edim iento p ara Clculo de Rend imien to:

a.) Investigar directamente con un operador de confianza: Tomando encuenta las caractersticas de la mquina y de la obra. Este mtodo esemprico y se basa nicamente en la experiencia. Debemos ser cuidadososcon la informacin obtenida por este medio, pues si bien son datos reales, nosignifica que sean confiables, pues el operador no toma en cuenta todos losfactores que intervienen en el rendimiento.

b.) Generando un banco de informacin en base a las obras ejecutadasanteriormente:Esto es, basarse en datos histricos de la mquina. Puederesultar el ms confiable de todos aunque hay que considerar las diferenciasentre las obras ejecutadas anteriormente y la obra por realizar.

c.) Consultar tablas y manuales del fabricante de la maquina: Estainformacin es muy til, sobre todo cuando no se tienen a la mano los datosde los dos primeros mtodos mencionados. Debe tomarse en cuenta, sin

embargo, que todos los datos se basan en un 100% de eficiencia en lasoperaciones, lo cual no es posible conseguir de modo consistente, ni an encondiciones ptimas. Por lo tanto, al utilizar los datos sobre operacin yproductividad, es necesario rectificar los resultados de las tablas, usandofactores adecuados a fin de compensar la menor eficiencia en lo obra, lahabilidad del operador, las caractersticas del material, las condiciones de loscaminos de acarreo, la altitud, y otros factores ya comentados que puedan

reducir la produccin en un trabajo determinado.


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d.) Mtodo general:El rendimiento depende bsicamente de:

Capaci dad vo lumtr ica de la mqu ina

Tiempo del ciclo:

Dnde:

=

= Tiempo fijo:Es aquel que no cambia para un mismo tipo de mquina y trabajo(duracin pequea) maniobras, carga y descarga.

Tiempo variable:Es aquel que depende de la distancia a recorrer y de la velocidad.

Numero de c ic los por h ora:

=

= +

=60 =/


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Factores:

Factor de abundamiento Factor por tipo de suelo Factor por tipo de trabajo o factor de acarreo Factor por pendiente Factor por operacin o tiempo efectivo Factor por tipo de operador

Factor de cargaEs lgico pensar que no todos los factores se aplican a todas las maquinas. Debenseleccionarse de acuerdo a las condiciones de trabajo que se presenten para cadauna de ellas.

Tiemp o o Duracin del Cic lo

Cunto tiempo se requiere para hacer el trabajo?

Cuntos minutos invierte una maquina en hacer un viaje de ida y vueltas?

El tiempo necesario para hacer un viaje de ida y vuelta se denomina ciclo. Encualquier trabajo de movimiento de tierras o pavimentacin, las maquinas seadaptan a un ciclo de trabajo determinado. En este ciclo estn incluidas lasoperaciones de carga, acarreo, descarga y retorno al lugar original, con algunas

variaciones en ciertos casos. El tiempo de ciclo es el que interviene una mquinapara llevar a cabo todas estas operaciones.

Para el proceso constructivo que nos dedicaremos a describir, las operaciones de


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Imagen 5Descripcin grfica del ciclo de la Excavadora segn la gama del trabajo

Tomado de Catalogo Excavadora Hidrulica CAT 320D

Una vez que se planea una obra de pavimentacin y se inicia el trabajo, esrelativamente simple determinar el tiempo de ciclo para cualquiera de las unidadescon solo medir varias veces el tiempo invertido por la mquina en un ciclo completo


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mencion consiste de dos partes: tiempo fijo y tiempo variable. El tiempo fijo es el

que invierte una mquina, durante el ciclo, en todo aquello que no sea acarreo yretorno. Incluye el tiempo para cargar, descargar y maniobrar en el curso del trabajo.Todos estos tiempos son ms o menos constantes, sea cual sea la distancia a quese lleve o acarree el material.

El tiempo variable es el que se necesita para el acarreo, o, en otras palabras, eltiempo invertido en el camino acarreando el material y regresando vaco, y varia conla distancia a recorrer y la velocidad de las maquinas.

La razn para considerar el tiempo de ciclo en dos partes, es que este sistemasimplifica enormemente el procedimiento de clculo. Por ejemplo, en los cargadoresfrontales, el tiempo para cargar, descargar, retornar, hacer los cambios develocidad, frenar, etc., es casi siempre constante y no hay razn para calcular porseparado el tiempo de cada unidad, a no ser que existan circunstancias especiales.

Un ciclo de trabajo est compuesto por todas las maniobras que se tengan quehacer empleando diferentes tiempos, que se pueden considerar de la siguientemanera:

Tiempo en cargar el cucharon Tiempo empleado en elevar y efectuar un giro para poner el cucharon en

posicin de descarga Tiempo de maniobra

Tiempo de regreso del cucharon para ponerse en su posicin inicial o deataque para efectuar la carga.


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normalmente el rendimiento se expresa como la cantidad de actividad realizada por

unidad de tiempo9

.Factores q ue afectan los rend imientos

Cada proyecto de construccin vial se realiza en diversas condiciones, intervenidopor diferentes factores que influyen positiva o negativamente en los rendimientos,los cuales se enuncian a continuacin.

Eco noma Gene ral

Factor que manifiesta la situacin econmica del rea en donde se desarrolla elproyecto, considerando aspectos tales como: las tendencias y resultados de losnegocios en general, el volumen de la construccin y la situacin del empleo,aspectos que permitirn concluir si la economa general es buena o excelente, encuyo caso la productividad tiende a rebajar, debido a la difcil consecucin de buena

mano de obra, recurriendo a personal inexperto. Con una economa en estadosnormales, la productividad tiende a mejorar, ya que bajo condiciones normales sefacilita el alcance de personal calificado para realizar labores de supervisin yejecucin de las actividades,

La economa general en la que se desarrolla el proyecto, produce una reaccin encadena con las otras seis categoras, por lo tanto este aspecto debe ser consideradocuidadosamente.

Asp ectos Laborales

S b i t t it i t l di i l b l l


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Sindical ismo

Un sindicalismo mal orientado, contribuye negativamente en la eficiencia deloperador de la maquinaria de construccin vial.

Compensac iones

Una clara y equitativa poltica de compensaciones para los operadores, aumenta elrendimiento y la productividad de la maquinaria empleada en la obra.

Ambiente Organizacional

Las relaciones afables entre compaeros, personal obrero y jefes, sumado a unambiente de trabajo con condiciones en las que se tengan en cuenta el factorhumano, garantizan un mejor desempeo de la operacin de la maquinaria deconstruccin.

Clima

Cuidadosamente se deben analizar los antecedentes del estado del tiempo en elrea de proyecto, procurando intervenir la obra en las mejores condicionesclimticas, durante el periodo de ejecucin de la misma, lo anterior contribuyepositivamente en la obtencin de mejores rendimientos.

Condic ion es del suelo

La excesiva precipitacin desestabiliza los suelos, afectando el buen desempeode las maquinas.


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Riesgo

El peligro en obra, disminuye el rendimiento.

Discont inuidad

La no continuidad de las actividades, disminuye la productividad de la operacin dela maquinaria de construccin vial, generando atrasos en la programacin de obra.

Orden y aseo

Obras en sitios limpios y organizados, favorecen la productividad de la maquinariade construccin vial.

Act iv idades predecesoras

La calidad y seguridad del rea de maniobra, intervienen en los rendimientos de la

operacin de la maquinaria de construccin vial.Tipic idad

Los rendimientos se ven afectados positivamente si existe un alto nmero derepeticiones de actividades iguales, ya que facilita al operario de maquinaria deconstruccin vial, desarrollar una curva de aprendizaje.

Tajo

Tajo se refiere al rea o lugar de trabajo, entonces adelantar procesos constructivosen espacios pequeos o incmodos disminuye el rendimiento de la mquina de


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Una buena supervisin aumenta considerablemente la productividad esperada10.

Recursos Humanos

Los aspectos personales del operario deben considerarse, ya que afectan sudesempeo. Los factores como la situacin personal, el ritmo de trabajo, lascompetencias laborales y el compromiso contribuyen decididamente sobre elrendimiento de la maquinaria de construccin vial.

2.2.10. Rendimiento y Productividad de Las Excavadoras

Los factores que deben tomarse en cuenta para el clculo del rendimiento son:

Tipo de material Profundidad real del corte Angulo de giro Dimensin del equipo frontal

Eficiencia del operador Condiciones del equipo y obra Capacidad del cucharon

Por lo tanto la frmula con que se calcula el rendimiento terico de estas mquinases:

= (3600) (0.764) . .


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Product iv id ad de la operacin de la maqu inaria de construcc in vial

La operacin de la maquinaria de construccin es un recurso activo que se requiereen un proceso constructivo y que, determina de manera directa, el tiempo deduracin del mismo. La productividad de la operacin de la maquinaria y equipos deconstruccin vial, indica la cantidad de material que mueve, transporta, compacta oinstala una mquina o equipo, maniobrada por un operario calificado, debidamentecertificado e indica la cantidad de obra ejecutada por una mquina en una actividad

definida, en un perodo de tiempo

11

.


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2.3. MARCO GEOGRFICO

El proyecto denominado CARICARE se encuentra ubicado en el Departamento deArauca, el cual se encuentra situado en el extremo nordeste del territorio nacional,en el norte de la regin de la Orinoqua colombiana, localizado entre los 06 02` 40"y 07 06` 13" de latitud norte y los 69 25` 54" y 72 22` 23" de longitud oeste. Cuentacon una superficie de 23.818 km lo que representa el 2.1 % del territorio nacional.Limita por el Norte con el ro Arauca que lo separa de la Repblica de Venezuela,por el Este con la Repblica de Venezuela, por el Sur con los ros Meta y Casanare,que lo separan del departamento del Vichada y Casanare, y por el Oeste con eldepartamento de Boyac.

Imagen 6Mapa poltico Colombiano


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2.3.1. Datos Generales del Departamento de Arauca

Superficie: 23.818 kmAltitud: 343 msnmPoblacin: 281.435 Habitantes13Densidad: 11.82 Hab/KmCapital:Arauca90.548 Habitantes14Clima: Pisos Trmicos Clidos

2.3.2. Divisin Administrativa - Arauca

El departamento de Arauca est dividido en 7 municipios: Arauca, ciudad capital,Arauquita, Cravo Norte, Fortul, Puerto Rondn, Saravena y Tame; un corregimiento,77 inspecciones de polica, as como, numerosos caseros y sitios poblados. Losmunicipios estn agrupados en 5 crculos notariales, con un total de 5 notaras; uncrculo principal de registro, con sede en Arauca y jurisdiccin sobre todo el

departamento, pertenece al distrito judicial, Villavicencio, con 11 cabeceras decircuito judicial en Villavicencio, Acacas, Granada, Puerto Lpez, San Martn,

Arauca (Arauca), Saravena (Arauca), Mit (Vaups), Puerto Carreo (Vichada),Puerto Inrida (Guaina) y San Jos del Guaviare (Guaviare). El departamento formaparte de la circunscripcin electoral del Meta.

Imagen 7Divisin Administrativa del Departamento de Arauca


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2.3.3. Fisiografa Departamento de Arauca

El relieve del departamento de Arauca, est constituido por tres conjuntosmorfolgicos; la cordillera Oriental, el piedemonte y la llanura aluvial. La cordilleraOriental en el occidente, representa aproximadamente la quinta parte de lasuperficie departamental y comprende elevaciones desde los 500 m en lmites conel piedemonte, hasta los 5.380 m en la Sierra Nevada del Cocuy; se caracteriza porlas altas montaas, pramos cubiertos por pajonales y frailejones, pendientesabruptas, fuertemente disectadas y vertientes bajas con bosque subandino, en lasiguiente imagen se muestra a lado derecho del territorio colombiano comoatraviesa la cordillera oriental.

Imagen 8Mapa orogrfico de Colombia


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de piedemonte est conformada por conos, abanicos aluviales y terrazas de relieve

a plano inclinado, cubierta vegetacin de sabana y bosque ecuatorial. Por ltimo, lallanura aluvial que se extiende desde el piedemonte hasta los lmites con laRepblica de Venezuela, el modelado es de terrazas y llanuras aluviales dedesborde cubierta por vegetacin de sabana inundable y por bosque de galera enlas vegas de los ros y caos.

2.3.4. Hidrografa Departamento de Arauca

La red hidrogrfica del departamento de Arauca es extensa; todo el sistema fluvialdesagua en direccin occidente - oriente hacia el Orinoco a travs de los ros

Arauca, Casanare, Tocoragua, Tame, Cravo Norte, Ele, Lipa, San Miguel y elconjunto Negro Cinaruco, adems cuenta con numerosas quebradas, caos ylagunas.

2.3.5. Clima Departamento de Arauca

Los vientos alisios del noreste y del sureste, el desplazamiento de la Zona deConvergencia Intertropical (ZCIT) y la cordillera Oriental son los factores principalesque determinan el comportamiento climtico en el departamento de Arauca. La fajalongitudinal entre el piedemonte y el flanco oriental entre 1.000 y 2.000 m sobre elnivel del mar es el rea ms lluviosa; su precipitacin alcanza hasta 4.000 mmanuales, en contraste con las reas de menor lluviosidad, las cuales se ubican en

alturas superiores a 4.000 m sobre el nivel del mar en la Sierra Nevada del Cocuy yen el sector oriental del departamento, donde la precipitacin anual es menor de1.500 mm.


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mecanizado, caf, caa panelera y frjol. La pesca de bagre, bocachico y cachama

constituye un rengln de cierta importancia; su produccin se distribuye haciaCcuta, Bucaramanga, Ibagu, Cali y Santaf de Bogot D.C.

Imagen 9Actividad Econmica Araucana

Tomada de Toda Colombia

2.3.7. Vas de Comunicacin Arauca

El departamento de Arauca cuenta con una red de carreteras y carreteables queconecta a las diferentes localidades entre s. El tramo que comunica losdepartamentos de Casanare y Arauca hasta su capital, pasando por Tame, seencuentra en buen estado; de ste se desprende una serie de ramales que

conducen a Saravena y Puerto Rondn; del municipio de Arauca salen 3 vas queconducen al centro del departamento, a Cravo Norte y a la Repblica deVenezuela.17


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2.3.8. Panam, Arauquita, Arauca

El rea geogrfica en la cual se centra esta investigacin es en el departamento deArauca; a 45 kilmetros de su capital que lleva su mismo nombre, en la veredaPanam en el municipio de Arauquita.

Imagen 10Divisin Poltica de Arauca


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Constructora MARPRA S.A.S., la excavadora Caterpillar 320D, maquina objeto de

estudio, se encuentra ejecutando las actividades de excavacin en este proyecto.Imagen 11Foto Satelital de la Vereda Panam

Tomada de Google Earth

En la vereda de Panam se est realizando la rehabilitacin de la va queintercomunica a este poblado con la capital araucana y con veredas aledaas con

el fin de facilitar una mayor comunicacin comercial, turstica y ganadera de lasregiones araucanas.

Imagen 12 Trazado de la va en rehabilitacin


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2.4. MARCO LEGAL

En la siguiente tabla se relaciona de forma muy general las normas que rigen lautilizacin de maquinaria pesada en proyectos viales y su transporte.

Tabla 7Normas generales para el uso de Maquinaria Pesada

NORMA AO DESCRIPCIN

Resolucin463 1999 Manual para el Manejo del Trnsito por ObrasCiviles en Zonas rurales

Ley 769 2002Cdigo Nacional de Trnsito Terrestre

Automotor, Artculos 68, 69, 70, 76, 101, 102, 127y 131

Decreto112 1994 Lineamientos para el Trnsito de Vehculos deCarga e Industriales en el rea rural

Resolucin1050

2004Manual de Sealizacin Vial. Ministerio deTransporte.

Resolucin

5866INVIAS

1998

Manual sobre Dispositivos para la Regulacin del

Trnsito en Calles y Carreteras


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3. DISEO METODOLGICO

3.1. LNEA

Vas y transportes para el desarrollo de la infraestructura fsica regional sostenible,la competitividad y el desarrollo econmico y social: VITRA-UGC.

3.1.1 Sublnea

Construccin de vas. Aplicacin de equipos, mano de obra, materiales y costos

relacionados con la conservacin, mantenimiento y mejoramiento vial.3.2. ENFOQUE DE LA INVESTIGACIN

El enfoque de la presente investigacin es Cuantitativa, ya que se requiere realizaruna recoleccin de datos, como lo son las horas de trabajo diario de la mquina enla obra, el consumo de combustible, el tipo de material que est removiendo, ya seauna arena, grava o arcilla, y el volumen que excavo a diario la mquina.

Tambin se debe tener en cuenta que se tiene como base la Ficha Tcnica delfabricante para dar un resultado mejor acerca del rendimiento y productividad de lamquina.

Por otro lado, se realiza un anlisis estadstico que requiere de un perodo de seis(06) semanas de seguimiento, treinta y cinco (35) das, teniendo en cuenta lascondiciones climticas y novedades que se presentaron en la ejecucin del trabajo

de excavacin y remocin puntual.

3.3. TIPO DE INVESTIGACIN


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para determinar, cules son los factores que conllevan a un bajo rendimiento del

equipo.3.4. VARIABLES

Tabla 8Definicin de Variables

CLASE DEFINICIONUNIDAD DE

MEDIDA

INDEPENDIENTEHORA NETA: Define la cantidad de horas trabajadaspor la maquina en un da.

HORAS (hr)

INDEPENDIENTE VOLUMEN EXCAVADO: Define la cantidad dematerial removido en un periodo determinado.

METRO CBICO(m)

DEPENDIENTERENDIMIENTO: Define cuanto material se remueveen un periodo de tiempo definido.

METRO CBICOPOR HORA

(m/hr)

DEPENDIENTEPRODUCTIVIDAD: Define lo que se necesita de unahora para mover un metro cubico de material, esdirectamente inversa al rendimiento.

HORA PORMETRO CBICO

(hr/m)

Elaboracin propia.3.5 INSTRUMENTOS Y TCNICAS

3.4.1. Formato de Campo

Se construy un formato para agilizar y facilitar la recoleccin de dato el cualcomprende un nico formato diseado para tomar informacin de la fuente primariay aborda los siguientes temas20: Nombre de la Empresa Constructora, de la Obra,Descripcin de la Actividad, Cantidad, Tiempo Programado, Unidad de Medida, Tipode Contrato, Equipo utilizado, Perodo de seguimiento (inicio y terminacin),C tid d d P l (O i d t i ) V l d b d


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Rendimientos y Consumos de Mano de Obra en Actividades de Construccin,

Seguimiento de la Productividad en Obra: Tcnicas de Medicin de Rendimientosde maquinaria y equipos de construccin vial, entre otros.

3.4.3. Software MINITAB

La informacin recolectada se dispuso en Excel para su posterior procesamiento enel software Minitab versin quince, obteniendo tablas y grficos suficientementeilustrativos.

3.4.4. Entrevistas a Profundidad

El tema de la referencia ha sido ampliamente debatido con ingenieros colegascomo: Judy Perdomo Castro de la Firma CHAHER LTDA, Edgar Balln dueogerente de la Firma BALLEN B&Cia LTDA, Jaime Alfonso Daz Moreno de la FirmaCONALVIAS, Ronald Molina Snchez de la Firma INACAR S.C.A., quienes

manifestaron en general que la productividad en las obras civiles depende dediferentes y variados factores que deben estudiarse con sumo cuidado.

Adicionalmente se habl del tema con personas que conocen el problema entre loscuales se encuentran los Ingenieros Diego Mauricio Galn Echeverri, JosGuillermo Galn Gmez dueos y gerentes de sus respectivas firmas, VAS yCANALES SAS y GAMA INGENIEROS SA, y Sandra Mahecha Tafur Directora deObra de la localidad de Engativ de la Unidad de Mantenimiento Vial Entidad Estatal

entre otros con quienes se trat el tema dados sus conocimientos y alta experienciaen la construccin de vas.


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3.5. FASES DE LA INVESTIGACIN

Las siguientes fases dan a conocer los criterios que se tiene en cuenta para laelaboracin de un anlisis del rendimiento y la productividad de la excavadora comouna mquina de tipo pesado empleada en la construccin vial.

3.5.1. FASE 1: Evaluacin de desempeo de la excavadora en remocin dematerial heterogneo en la construccin de una va

Partiendo del estudio de suelos facilitado por la firma contratista, se identific el tipode material en obra, determinando la resistencia al corte de dicho suelo y sucapacidad portante con el fin de proyectar el rendimiento de excavacin y laproductividad de una retroexcavadora con una potencia de 138 HP de fuerza. Sedetermin la productividad del ciclo excavacin-cargue del material natural.

En el proceso de excavacin se tomaron datos de remocin del terreno en formatosencontrados en el Anexo 2 Formatos de Campo Diligenciado para as poder

realizar un anlisis estadstico del rendimiento operacional de la excavadoracomparando lo hecho en obra con el par estndar.

Actividad 1: Identificar el tipo de suelo in situ. Actividad 2: Toma de datos de remocin de material adelantado por la

excavadora. Actividad 3: Realizar un anlisis estadstico entre la productividad y el

rendimiento en el ciclo de trabajo.

3.5.2. FASE 2: Anlisis de costos vs utilidad de la excavadora 320D en lat i d


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tendencias a la baja en la parte prctica, aunque sin ocasionar perdidas al

contratista de la maquinaria, se present una disminucin de sus gananciasnormales en estos tipos de contratos.

Actividad 1: Analizar ficha tcnica de retroexcavadora suministrada porproveedores.

Actividad 2: Control de horas netas laboradas por retroexcavadora. Actividad 3: Comparacin de costos vs utilidad de retroexcavadora.

3.5.3. FASE 3: Determinar las actividades de mantenimiento preventivo ycorrectivo, indicando los beneficios que conduzcan a un eficientefuncionamiento de la excavadora

La mquina debe cumplir con ciertos parmetros mecnicos para tener undesarrollo de sus labores optimo y eficaz, se debe cumplir con los mantenimientospreventivos necesarios para su normal desempeo laboral, por otra parte si se es

necesario realizar un mantenimiento correctivo, se debe hacer en el menor tiempoposible y con los correctivos ejecutados al 100% para evitar inconvenientesposteriores por los mismos daos. Los mantenimientos preventivos se debenrealizar fuera del horario laboral para no afectar el transcurso normal de la obra.

Actividad 1: Verificacin de mantenimientos preventivos de laretroexcavadora.

Actividad 2: Segn los usos de la mquina, generar unas recomendacionesal operario sobre mantenimientos preventivos para as evitar contratiemposen el manejo rutinario de la excavadora.

Actividad 3: Determinamos las actividades de mantenimiento que se le


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4. ANLISIS DE RESULTADOS

De la presente investigacin se analizaron una serie de eventualidades, facilitandoconclusiones relevantes con el fin de determinar una optimizacin operativa paramaquinarias de construcciones civiles, especficamente la excavadora 320D.

El proceso de anlisis de esta investigacin fue realizado en tres fasesfundamentales para as poder subdividir temas de suprema importancia y tener unalto porcentaje de credibilidad y autenticidad de datos tcnicos, mecnicos,

operativos y financieros de esta investigacin.A continuacin se realiza el anlisis de las fases de la investigacin en la quesubyacen tres etapas fundamentales.

4.1. FASE 1: Evaluacin de desempeo de la excavadora en remocin dematerial heterogneo la construccin de una va

El nmero de mediciones incide directamente en la precisin y validez de los

valores, se determin el nmero de observaciones necesarias para el caso de 5%de error y un 95% de nivel de confianza, se adelantaron pruebas de normalidad21de Anderson-Darling y Kolmogorov-Smirnov para la serie de rendimientos, lasactividades analizadas arrojaron los siguientes resultados:

La cantidad excavada acumulo un total de 12.133 metros cbicos, con 35observaciones directas, una desviacin estndar de 8,881, un rendimiento

promedio de 64,195 metros cbicos por hora, desfavorable en comparacincon el rendimiento par modelo de setenta (70) metros cbicos por hora, laserie se considera que se ajusta a una funcin de distribucin normal. Estos


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observaciones, afectando las horas diarias de trabajo de 291 que era lo ideal

a 189 horas total trabajadas.4.2. FASE 2: Anlisis de costos vs utilidad de la excavadora 320D en la

construccin de una va

Analizando la productividad obtenida en el transcurso de estos 35 das deestudio mediante procesos analticos y definidos por una serie de pautastrazadas a lo largo del trabajo investigativo se lograron definir algunas

falencias o situaciones no tenidas en cuenta tanto por las empresasvendedoras de maquinaria como los compradores. En condiciones ptimas de trabajo donde la mquina en las seis (6) semanas

trabaj 189 horas con el rendimiento estndar (70 m/hr) la mquina hubieseremovido 13.230 m de tierra con este volumen el constructor hubiera tenidounos ingresos de $54243.000,oo (comparndolo por el valor unitario de laactividad de excavacin, sin incluir el cargue, el cual es $4.100 por metro

cbico), ver clculos:

35 = 189 189 70 =13.230 13.230 $4.100 = $54243.000

Sin embargo como el rendimiento no fue el ptimo se excavaron 12.133 my se obtuvieron unos ingresos reales de $49745.300, ver clculos:


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4.3. FASE 3: Determinar las actividades de mantenimiento preventivo y

correctivo, indicando los beneficios que conduzcan a un eficientefuncionamiento de la excavadora.

En el proceso preventivo y correctivo se evidenciaron diferentes manejos en elproceso de solucin y prevencin de actividades con la excavadora. En la primerasemana de estudio de la maquina se le realiz un mantenimiento preventivo que sedebe ejecutar cada 200 horas trabajadas segn hormetro y el da sbado 17 deenero las cumpli, se le realizo cambio de aceite de motor y cambio de filtros lo cual

garantizaba un buen funcionamiento de la excavadora, al menos en lo queconcierne en la parte prevencin de daos.

El da mircoles 25 de enero en horas de la tarde la excavadora realizabaactividades de remocin, y por el uso desmedido de fuerza por parte del operario lamaquina sufre dao de manguera hidrulica lo que ocasiono prdidas de tiempo yutilidades tanto para la firma constructora como para el proveedor de la excavadora.

Con esta situacin se evidenciaron falencias tanto del operario como de la maquinaya que al momento de cambiar la manguera se le encontraba un desgastepronunciado y es deber del operario revisar todos los das antes de iniciaractividades el estado de la mquina. As como este hubo otros factores quecausaron retrasos y prdidas econmicas para las partes.

Realizando un anlisis general de las actividades de mantenimiento preventivo y

correctivo se evidencia una buena reaccin por parte de los encargados de lamaquina ya que los fallos encontrados son peculiares en este tipo de trabajos y sepresent una buena reaccin para arreglarlos.


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para la aplicacin del mantenimiento preventivo, a continuacin se mencionarn loscriterios de cada una de ellas.

Inspecc in Preventiva.

Esta es la serie de observaciones llevadas a cabo para verificar la actuacinhumana sobre la excavadora, antes que el servicio acuse falla.

Para conseguir una aplicacin y uso adecuado de estas observaciones, as comopara facilitar su control, es conveniente dividir los programas y reportes deinspeccin en:

1. Programas de visitas.2. Programas de inspecciones.3. Programas de rehabilitacin.4. Notas de inspeccin.5. Informes de calidad de servicio.

Actividades a realizar en el mantenimiento Preventivo de la excavadora CAT 320DEn trminos Generales en la excavadora CAT 320D se deben adelantar lassiguientes actividades: Lavar por completo el equipo; sacar muestra de todos loscompartimientos, engrase general del equipo, eliminar todo tipo de fugas de aceitede acuerdo a las listas de chequeo de inspeccin reciente, inspeccionar y ajustarpernos y tuercas en general, verificar el estado de las mangueras de todos los

sistemas, abrazaderas, conectores, sellos, inspeccionar guardas en general,inspeccionar cinturn de seguridad; inspeccionar pernos de zapatas y todos lossistemas


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hacer cualquier trabajo adicional que no sea necesario para que pueda seguirprestando su servicio.

Este tipo de mantenimiento se divide en: mantenimiento correctivo ligero ymantenimiento correctivo a fondo, dependiendo de la importancia de los trabajosque hay que desarrollar para corregir la falta, este mantenimiento pude ser atacadopor dos tipos de personal; el de escasa preparacin atender el mantenimientocorrectivo ligero; el personal especializado tendr que atender el mantenimientocorrectivo a fondo o ambos. Podemos aclarar que una persona especializada, con

herramientas necesarias, puede atacar cualquier tipo de mantenimiento, tantopreventivo como correctivo.

El mantenimiento correctivo se controla por medio de reportes mquina fuera de

servicio, lo cual debe ser atendido de inmediato, pues un reporte de esto significasiempre la prdida de la calidad de servicio. Este tipo de mantenimiento, por su faltade planeamiento y programacin, es el ms caro; por lo tanto, debe tenerse cuidado

de que al atacar un mantenimiento correctivo no se traspasen los linderos delmantenimiento preventivo.

Es muy comn que el personal de mantenimiento, al ocurrir una prdida de lacalidad del servicio, ocasionado por la falta de una mquina, aproveche paraarreglar algunos otros elementos de sta, o cambiar piezas o hacer cualquiertrabajo adicional que no es esencial para que la mquina pueda seguir

proporcionando dicho servicio. Como esta labor ha resultado de una accinimprevista, es difcil que se tenga todo lo necesario para el arreglo concienzudo dela mquina, dando por resultado que el paro se prolongue innecesariamente ms


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debe tener el criterio lo bastante normado para efectuar los trabajos absolutamenteindispensables, a fin de restablecer el servicio de una manera rpida y segura.

Para aumentar la confiabilidad, en muchas ocasiones es necesario tener unamquina de reserva, lista para entrar en accin si es posible automticamente- alsufrir un paro la mquina normal en servicio. Debe tenerse cuidado de programarpara la mquina de reserva su funcionamiento a intervalos regulares, paracomprobar su estado. Adems, hay que tener en cuenta que la confiabilidad ha deaumentarse slo en maquinarias claves, las cuales, al parar, ocasionaran que la

produccin sufriera enormemente.

El programa de anlisis de aceites es una herramienta valiosa en el mantenimientopreventivo de equipos, desafortunadamente en la firma MARPRA, no estabaaprovechando al mximo este instrumento, actualmente luego de nuestra visitatcnica, se pudieron hacer algunas mejoras de las fallas detectadas.

a. Falta de envo de muestras de aceite de la excavadora CAT 320D, se hizouna revisin de la excavadora CAT 320D, la cual no posean un historial deresultados de anlisis de aceites, informndose al rea de lubricacin parainiciar l envi de las correspondientes muestras para analizar.

b. Errores en el momento de recoger muestras, se detectaron fallas en elmomento de la recoleccin de muestras, como falta de aseo en el momento

de la toma, recipientes con presencia de agua, mangueras de recoleccinque eran reutilizadas, todos estos y otros elementos eran causantes deresultados errneos.L f lt d j i d l i ti d d b


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La actualizacin de planillas de lubricacin, ha permitido elevar la calidad delproceso de lubricacin, ya que muchos de los lubricantes que se estaban utilizandono eran los ms recomendables para las condiciones de la obra, as como losperodos de cambio de los fluidos no se estaban realizando segn lasrecomendaciones del fabricante. Se debe recurrir a diferentes fuentes deinformacin como: manuales del fabricante, catlogos digitales, consultas en la Redde Internet entre otros.


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5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se puede concluir que el modelo planteado se ajusta a las necesidades de lainvestigacin, con la cual se podr continuar enriqueciendo la base de datos conms observaciones adicionadas a la actividad estudiada o con nuevas actividadesde otros sistemas constructivos.

La actividad analizada, arrojo que el rendimiento y la productividad son

desfavorables en comparacin con los rendimientos pares, dado que el rendimientocalculado es de 64,195 metros cbicos por hora (m/hr) contra el estndar que esde setenta metros cbicos por hora; y la productividad alcanz un promedio de0,01569 horas por metro cbico (hr/m); teniendo en cuenta que la productividadcon base en el estndar es igual a 0.01428 (hr/m), dando un desempeo del92.708% del estndar, siendo este bastante cercano al par, sin embargo no alcanzaal ideal de la mquina.

Dadas las anteriores circunstancias se concluye que para alcanzar el rendimientoptimo que relaciona el fabricante depende de una serie de factores y condicionesprcticamente perfectas, por lo anterior estos rendimientos que relacionan las casasfabricantes son idealistas.

Aunque los ingresos no son ptimos, las ganancias indican un 54% del total de losingresos.

El mantenimiento preventivo deficiente no permiti obtener el rendimiento esperadode la excavadora.


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[citadoen 7 de marzo de 2015]

OLA POLTICA en la cresta de la opinin [en lnea]
http://www.infraestructura.org.co/revistacci/29/RevistaID29.pdfhttp://www.colombiasinpalabras.com/2012/08/mapas-de-colombia.htmlhttp://www.infojardin.com/foro/showthread.php?t=12159&page=3http://www.ingenieria.uady.mx/revista/volumen8/lasupervision.pdfhttp://www.ingenieria.uady.mx/revista/volumen8/lasupervision.pdfhttp://www.infojardin.com/foro/showthread.php?t=12159&page=3http://www.colombiasinpalabras.com/2012/08/mapas-de-colombia.htmlhttp://www.infraestructura.org.co/revistacci/29/RevistaID29.pdf


62/79

8. ANEXOS

A continuacin se encuentran los anexos relacionados anteriormente.


63/79

ANEXO 1

FORMATO DE CAMPO


64/79

SEMANA

RENDIMIENTO PRODUCTIVIDAD

INICIO FIN OPERARIO AYUDANTE (m/hr) (hr/m)

LunesEXCAVADORA

320D___

MartesEXCAVADORA

320D___

MircolesEXCAVADORA

320D___

JuevesEXCAVADORA

320D ___

ViernesEXCAVADORA

320D___

SbadoEXCAVADORA

320D___

RENDIMIENTO SEMANALPRODUCTIVIDAD SEMANAL

TOTAL

FECHAHOROMETRO

CANTIDAD DEPERSONAL EQUIPO

VOLUMENEXCAVADO

(m)

HORA NETATRABAJADA

OBSERVACIONES

EMPRESAOBRAUBICACIN

CONSTRUCTORA MARPRA S.A.S.

DEPARTAMENTO DE ARAUCA, VEREDA PANAM A 45 KM DE LA CAPITALCONTRUCCIN DE 6 KM DE VA, PROYECTO CARICARE

TIPO DE CONTRATO

PERIODO DE SEGUIMIENTO

DESCRIPCIN DE LAACTIVIDAD

EQUIPO

Remocion y nivelacion del terreno natural y la disposicion de los materiales para llegara grado de subrasante, buscando el alineamiento vertical y horizontal, elevaciones,

pendientes, dimensiones y secciones tipicas indicada por el diseo.

EXCAVADORA 320DCONTRATO DE OBRA CON LA GOBERNACION DEL ARAUCA

ACTIVIDADMETRO CBICO (m)CANTIDAD TOTAL

CUADROS DE SEGUIMIENTO DE OBRAORGANIZACIN DE RECURSOS

PROGRAMACI N DE OBRAINGENIEROS PAULA CARRANZA Y WILMER C MBITA

UNIDAD DE MEDIDA35 DASTIEMPO PROGRAMADOEXCAVACIN


65/79

ANEXO 2

FORMATOS DE CAMPO DILIGENCIADOS


66/79

SEMANA 1

RENDIMIENTO PRODUCTIVIDADINICIO FIN OPERARIO AYUDANTE (m/hr) (hr/m)

Lunes 12 deEnero de 2015

___

Martes 13 deEnero de 2015

7.422 7.429 1 1EXCAVADORA

320D 392,00 7 56,00 0,0179 ___

Mircoles 14 deEnero de 2015


320D333,00 6 55,50 0,0180 ___

Jueves 15 deEnero de 2015


320D 316,00 5 63,20 0,0158Se presentan lluvias fuertes en horas de latarde

Viernes 16 deEnero de 2015


320D 328,00 6 54,67 0,0183 ___

Sbado 17 deEnero de 2015 7.446 7.449 1 1

EXCAVADORA320D 202,00 3 67,33 0,0149

Se realiza mantenimiento preventivo deretroexcavadora 320D

5 5 1571,00 27,00 59,34 0,0170

58,190,0169

Vo. Bo. Ingeniero:

CUADROS DE SEGUIMIENTO DE OBRAORGANIZACI N DE RECURSOS


OBSERVACIONESFECHA

TIPO DE CONTRATO CONTRATO DE OBRA CON LA GOBERNACION DEL ARAUCAEQUIPO EXCAVADORA 320D


Remocion y nivelacion del terreno natural y la disposicion de los materiales para llegara grado de subrasante, buscando el alineamiento vertical y horizontal, elevaciones,pendientes, dimensiones y secciones tipicas indicada por el diseo.

ACTIVIDAD EXCAVACIN TIEMPO PROGRAMADO 35 DAS

TOTAL


FESTIVO

PERIODO DE SEGUIMIENTO 12 - 17 de Enero de 2015

HOROMETRO

CANTIDAD DE

PERSONAL EQUIPO

VOLUMEN

EXCAVADO(m)

HORA NETATRABAJADA

CANTIDAD TOTAL 12133 UNIDAD DE MEDIDA METRO CBICO (m)

EMPRESA CONSTRUCTORA MARPRA S.A.S.OBRA CONTRUCCIN DE 6 KM DE VA, PROYECTO CARICAREUBICACI N DEPARTAMENTO DE ARAUCA, VEREDA PANAM A 45 KM DE LA CAPITAL


67/79

SEMANA 2




320D 480,00 8 60,00 0,0167 ___



320D 457,00 7 65,29 0,0153 ___



320D140,00 3 46,67 0,0214 Se suspenden actividades de escavacin, pordao en manguera hidraulica



320D 385,00 6 64,17 0,0156 ___



320D 462,00 7 66,00 0,0152 ___

Sbado 24 deEnero de 2015 7.480 7.485 1 1

EXCAVADORA320D 295,00 5 59,00 0,0169 ___

6 6 2219,00 36,00 60,19 0,0168

61,640,0166

Vo. Bo. Ingeniero:

OBSERVACIONES

TOTAL





FECHA HOROMETRO

CANTIDAD DE

PERSONAL EQUIPO

VOLUMEN

EXCAVADO(m)

HORA NETATRABAJADA

TIPO DE CONTRATO CONTRATO DE OBRA CON LA GOBERNACION DEL ARAUCAEQUIPO EXCAVADORA 320D


Remocion y nivelacion del terreno natural y la disposicion de los materiales para llegara grado de subrasante, buscando el alineamiento vertical y horizontal, elevaciones,pendientes, dimensiones y secciones tipicas indicada por el diseo

ACTIVIDAD EXCAVACIN TIEMPO PROGRAMADO 35 DASCANTIDAD TOTAL 12133 UNIDAD DE MEDIDA METRO CBICO (m)

EMPRESA CONSTRUCTORA MARPRA S.A.S.OBRA CONTRUCCIN DE 6 KM DE VA, PROYECTO CARICAREUBICACI N DEPARTAMENTO DE ARAUCA, VEREDA PANAM A 45 KM DE LA CAPITAL


68/79

SEMANA 3




320D 357,00 5 71,40 0,0140 ___



320D 295,00 4 73,75 0,0136Operario tiene cita medica en horas dela tarde, solicita permiso



320D353,00 6 58,83 0,0170 ___



320D 346,00 6 57,67 0,0173 ___



320D 397,00 7 56,71 0,0176 ___

Sbado 31 deEnero de 2015 7.513 7.517 1 1

EXCAVADORA320D 307,00 4 76,75 0,0130 ___

6 6 2055,00 32,00 65,85 0,0154

64,220,0152

Vo. Bo. Ingeniero:

OBSERVACIONES

TOTAL


FECHA HOROMETRO

CANTIDAD DE

PERSONAL EQUIPO

VOLUMEN

EXCAVADO(m)

HORA NETATRABAJADA

EQUIPO EXCAVADORA 320D





TIPO DE CONTRATO CONTRATO DE OBRA CON LA GOBERNACION DEL ARAUCA

OBRA CONTRUCCIN DE 6 KM DE VA, PROYECTO CARICAREUBICACI N DEPARTAMENTO DE ARAUCA, VEREDA PANAM A 45 KM DE LA CAPITAL




EMPRESA CONSTRUCTORA MARPRA S.A.S.


69/79

SEMANA 4


Lunes 02 deFebrero de 2015


320D346,00 6 57,67 0,0173 ___

Martes 03 deFebrero de 2015


320D357,00 6 59,50 0,0168 ___

Mircoles 04 deFebrero de 2015


320D425,00 5 85,00 0,0118

Se presentan lluvias intensas en horasde la maana

Jueves 05 deFebrero de 2015


320D 438,00 7 62,57 0,0160 ___

Viernes 06 deFebrero de 2015


320D322,00 5 64,40 0,0155 ___

Sbado 07 de

Febrero de 20157.546 7.550 1 1

EXCAVADORA

320D336,00 4 84,00 0,0119 ___

6 6 2224,00 33,00 68,86 0,0149

67,390,0145

Vo. Bo. Ingeniero:

OBSERVACIONES

TOTAL


FECHAHOROMETRO

CANTIDAD DE

PERSONAL EQUIPO

VOLUMEN

EXCAVADO(m)

HORA NETATRABAJADA




PERIODO DE SEGUIMIENTO 02 - 07 de Febrero de 2015









70/79

SEMANA 5


Lunes 09 deFebrero de 2015


320D392,00 5 78,40 0,0128 ___



320D456,00 6 76,00 0,0132 ___



320D333,00 6 55,50 0,0180 ___



320D 311,00 6 51,83 0,0193 ___



320D297,00 4 74,25 0,0135

Retroexcavadora 320D queda sincombustible y le llega hasta el otro da

Sbado 14 de

Febrero de 20157.577 7.580 1 1

EXCAVADORA

320D202,00 3 67,33 0,0149 ___

6 6 1991,00 30,00 67,22 0,0153

66,370,0149

Vo. Bo. Ingeniero:

OBSERVACIONES

TOTAL


FECHAHOROMETRO

CANTIDAD DE

PERSONAL EQUIPO

VOLUMEN

EXCAVADO(m)

HORA NETATRABAJADA













71/79

SEMANA 6

RENDIMIENTO PRODUCTIVIDAD

INICIO FIN OPERARIO AYUDANTE (m/hr) (hr/m)Lunes 16 de

Febrero de 20157.580 7.585 1 1

EXCAVADORA320D

364,00 5 72,80 0,0137 ___



320D397,00 6 66,17 0,0151 ___



320D461,00 7 65,86 0,0152 ___



320D 316,00 5 63,20 0,0158 ___



320D333,00 5 66,60 0,0150 ___

Sbado 21 de

Febrero de 20157.608 7.611 1 1

EXCAVADORA

320D202,00 3 67,33 0,0149 ___

6 6 2073,00 31,00 66,99 0,0150

66,870,0149

Vo. Bo. Ingeniero:

OBSERVACIONES

TOTAL


FECHAHOROMETRO

CANTIDAD DE

PERSONAL EQUIPO

VOLUMEN

EXCAVADO(m)

HORA NETATRABAJADA













72/79

ANEXO 3

ANLISIS ESTADSTICO


73/79


74/79

ANEXO 4

CONSOLIDADO DEL ANLISIS

ESTADSTICO


75/79

No. M2 M3 M4

(Xi - X)^2 (Xi - X)^3 (Xi - X)^41 56.00 79.1313 -703.9188 6,261.76452 55.50 88.2769 -829.4124 7,792.80943 63.20 2.8750 -4.8748 8.26554 54.67 104.6306 -1,070.2575 10,947.56915 67.33 5.9426 14.4867 35.31516 60.00 23.9667 -117.3308 574.40207 65.29 0.1522 0.0594 0.02328 46.67 332.2932 -6,057.3437 110,418.7820

9 64.17 0.5313 -0.3873 0.282310 66.00 1.2197 1.3471 1.487811 59.00 34.7578 -204.9176 1,208.107612 71.40 42.3075 275.1858 1,789.924813 73.75 78.4008 694.1936 6,146.683114 58.83 36.7508 -222.7924 1,350.622315 57.67 52.2572 -377.7624 2,730.811016 56.71 66.9335 -547.6029 4,480.099717 76.75 140.5273 1,665.8701 19,747.9264

18 57.67 52.2572 -377.7624 2,730.811019 59.50 29.1123 -157.0775 847.523920 85.00 404.1878 8,125.9615 163,367.757221 62.57 5.4017 -12.5543 29.178122 64.40 0.2456 -0.1217 0.060323 84.00 364.9789 6,972.7114 133,209.620224 78.40 182.3694 2,462.7934 33,258.600725 76.00 123.3082 1,369.2661 15,204.907926 55.50 88.2769 -829.4124 7,792.8094

27 51.83 170.6222 -2,228.7095 29,111.949428 74.25 87.5052 818.5606 7,657.161229 67.33 5.9426 14.4867 35.315130 72 80 62 4799 493 8674 3 903 7358

CLCULO DE LOS MOMENTOS - RENDIMIENTOVALORES

(Ordenados)


76/79

M2 M3 M4(Xi - X)^2 (Xi - X)^3 (Xi - X)^4

1 0.01786 4.70E-06 1.02E-08 2.21E-112 0.01802 5.43E-06 1.26E-08 2.94E-113 0.01582 1.80E-08 2.42E-12 3.25E-164 0.01829 6.78E-06 1.77E-08 4.60E-115 0.01485 7.01E-07 -5.86E-10 4.91E-136 0.01667 9.57E-07 9.36E-10 9.15E-137 0.01532 1.38E-07 -5.12E-11 1.90E-148 0.02143 3.29E-05 1.89E-07 1.09E-099 0.01558 1.08E-08 -1.13E-12 1.17E-16

10 0.01515 2.88E-07 -1.55E-10 8.32E-1411 0.01695 1.59E-06 2.00E-09 2.53E-1212 0.01401 2.83E-06 -4.77E-09 8.02E-1213 0.01356 4.53E-06 -9.65E-09 2.06E-1114 0.01700 1.71E-06 2.24E-09 2.93E-1215 0.01734 2.73E-06 4.51E-09 7.46E-1216 0.01763 3.78E-06 7.34E-09 1.43E-11

17 0.01303 7.07E-06 -1.88E-08 5.00E-1118 0.01734 2.73E-06 4.51E-09 7.46E-1219 0.01681 1.25E-06 1.40E-09 1.56E-1220 0.01176 1.54E-05 -6.04E-08 2.37E-1021 0.01598 8.60E-08 2.52E-11 7.39E-1522 0.01553 2.58E-08 -4.14E-12 6.65E-1623 0.01190 1.43E-05 -5.42E-08 2.05E-1024 0.01276 8.60E-06 -2.52E-08 7.40E-1125 0.01316 6.40E-06 -1.62E-08 4.10E-11

26 0.01802 5.43E-06 1.26E-08 2.94E-1127 0.01929 1.30E-05 4.68E-08 1.69E-1028 0.01347 4.93E-06 -1.09E-08 2.43E-1129 0 01485 7 01E 07 5 86E 10 4 91E 13

No.

CLCULO DE LOS MOMENTOS - PRODUCTIVIDAD

VALORES


77/79

ANEXO 5

CONSOLIDADO DE RENDIMIENTO Y

PRODUCTIVIDAD


78/79

VARIABLE N OBSERV. PROMEDIO DESVIACIN

ESTANDAR

COEFICIENTE

ASIMETRIA

COEFICIENTE

KURTOSIS NORMALIDAD

RENDIMIENTO 35 64.195 8.9033 0.4121 3.1958 SI

PRODUCTIVIDAD 35 0.0157 0.0021 0.3300 3.1958 SI


79/79

ACTIVIDAD N OBSERV. CANTIDAD

EJECUTADA UNIDAD PRODUCTIVIDAD REDIMIENTO

RENDIMIENTO

PAR % CUMPLIMIENTO

EXCAVACIN 35 12,133 m 0.01569 64.195 70 91.707%

desempeño cat 320d

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