tema 8. 1.1. esponjamiento movimiento de tierras 8... · 17 pcm/itop 2010/11 ecuación del...

TEMA 8.TEMA 8.MOVIMIENTO DE MOVIMIENTO DE

TIERRAS TIERRAS

22

PCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11

Tema 8. Movimiento de tierrasTema 8. Movimiento de tierras

1.1. Cambios de volumenCambios de volumen

1.1.1.1. EsponjamientoEsponjamiento

1.2.1.2. ConsolidaciConsolidacióón y compactacin y compactacióónn

2.2. EcuaciEcuacióón del movimienton del movimiento

2.1.2.1. Esfuerzo tractorEsfuerzo tractor

2.2.2.2. Resistencia a la tracciResistencia a la traccióónn

3.3. Ciclo de trabajo y producciCiclo de trabajo y produccióón n

4.4. ClasificaciClasificacióón y tipos de mn y tipos de mááquinas en la excavaciquinas en la excavacióónn

5.5. Equipos de excavaciEquipos de excavacióón y empuje: tractoresn y empuje: tractores

33


Tema 8. Movimiento de tierrasTema 8. Movimiento de tierras

6.6. Equipos de excavaciEquipos de excavacióón en posicin en posicióón fija: excavadoras n fija: excavadoras hidrhidrááulicasulicas

7.7. Equipos de excavaciEquipos de excavacióón y carga: cargadorasn y carga: cargadoras

8.8. MMááquinas de excavaciquinas de excavacióón, carga y transporte combinadas: n, carga y transporte combinadas: tratraííllasllas

9.9. DragalinasDragalinas

10.10. Equipos de transporte: camiones y Equipos de transporte: camiones y ddúúmperesmperes

11.11. Extendido y nivelaciExtendido y nivelacióón: motoniveladorasn: motoniveladoras

12.12. CompactaciCompactacióón de tierras: compactadoresn de tierras: compactadores

44


Movimiento de tierrasMovimiento de tierras

Movimiento de tierrasMovimiento de tierras: conjunto de operaciones que se : conjunto de operaciones que se realizan con los terrenos naturales con el fin de modificar su realizan con los terrenos naturales con el fin de modificar su forma para poder ser aprovechables en la ejecuciforma para poder ser aprovechables en la ejecucióón de obras n de obras ppúúblicas, industriales o de edificaciblicas, industriales o de edificacióón.n.

Las Las fasesfases fundamentales son:fundamentales son:

ExcavaciExcavacióón y arranquen y arranque

CargaCarga

TransporteTransporte

Vertido o descargaVertido o descarga

ExtendidoExtendido

CompactaciCompactacióónn

Refino, saneo, etc.Refino, saneo, etc.


Movimiento de tierrasMovimiento de tierrasMMááquinas mquinas máás utilizadas en el movimiento de tierras:s utilizadas en el movimiento de tierras:

MotoniveladoraMotoniveladoraRefinoRefino

CompactadorCompactadorCompactaciCompactacióónn

MotoniveladoraMotoniveladoraExtendidoExtendido

DescargaDescarga

CamiCamióónnDDúúmpermperTransporteTransporte

Pala Pala cargadoracargadora

CargaCargaMototraMototraííllalla

ExcavadoraExcavadora

TractorTractorVoladuraVoladuraArranqueArranque

66


Cambios de volumenCambios de volumen

Los terrenos estLos terrenos estáán constituidos por la agregacin constituidos por la agregacióón de partn de partíículas culas de tamade tamañños variados, entre os variados, entre ééstas quedan huecos ocupados stas quedan huecos ocupados por el aire y por el agua.por el aire y por el agua.

Si mediante acciones mecSi mediante acciones mecáánicas se varnicas se varíía la ordenacia la ordenacióón de las n de las partpartíículas, se estculas, se estáá variando el volumen de huecos. variando el volumen de huecos.

El volumen de una porciEl volumen de una porcióón de material no es constante sino n de material no es constante sino que depende de las acciones mecque depende de las acciones mecáánicas a las que le nicas a las que le sometamos. sometamos.

El cambio de volumen puede ser simplemente un efecto El cambio de volumen puede ser simplemente un efecto secundario (excavacisecundario (excavacióón) o bien ser el resultado de conseguir n) o bien ser el resultado de conseguir una mejora del comportamiento mecuna mejora del comportamiento mecáánico (compactacinico (compactacióón).n).

77



Al volumen que ocupa el material en una situaciAl volumen que ocupa el material en una situacióón n determinada se le llama volumen aparente y al cociente entre determinada se le llama volumen aparente y al cociente entre la masa del material (partla masa del material (partíículas y agua) y el volumen aparente culas y agua) y el volumen aparente se le llama se le llama densidad aparentedensidad aparente..

siendo:siendo:

ddaa densidad aparente,densidad aparente,

MM masa de las partmasa de las partíículas + masa del agua,culas + masa del agua,

VVaa volumen aparente.volumen aparente.

aa

MdV

=

88



Una evoluciUna evolucióón del volumen aparente durante el movimiento n del volumen aparente durante el movimiento de tierras, tomando como referencia el volumen en banco, es:de tierras, tomando como referencia el volumen en banco, es:

ExcavaciExcavacióón en tierrasn en tierras

ExcavaciExcavacióón en rocan en roca

0,95 a 1,000,95 a 1,001,00 a 1,101,00 a 1,101,10 a 1,201,10 a 1,201,20 a 1,301,20 a 1,301,001,00

CompactadaCompactadaPisadaPisadaVertidaVertidaCargada y Cargada y transportadatransportadaEn bancoEn banco

1,20 a 1,301,20 a 1,301,30 a 1,401,30 a 1,401,25 a 1,501,25 a 1,502,002,001,001,00

TrituradaTriturada(secundario)(secundario)

Machacada Machacada (primario)(primario)

Cargada y Cargada y transportadatransportadaVoladaVoladaEn bancoEn banco

99


Cambios de volumen. EsponjamientoCambios de volumen. Esponjamiento

Factor de esponjamientoFactor de esponjamiento: relaci: relacióón entre el volumen aparente n entre el volumen aparente en banco y excavado.en banco y excavado.

siendo: siendo: FFWW factor de esponjamiento,factor de esponjamiento,

VVBB volumen aparente del material en banco,volumen aparente del material en banco,

VVSS volumen aparente del material suelto,volumen aparente del material suelto,

ddBB densidad aparente del material en banco,densidad aparente del material en banco,

ddSS densidad aparente del material suelto.densidad aparente del material suelto.

SBW

S B

dVFV d

= =

El factor de esponjamiento siempre es menor que 1.El factor de esponjamiento siempre es menor que 1. 1010



Porcentaje de esponjamientoPorcentaje de esponjamiento: incremento de volumen que : incremento de volumen que experimenta el material respecto del que tenexperimenta el material respecto del que teníía. a.

siendo:siendo: SSWW porcentaje de esponjamiento.porcentaje de esponjamiento.

100 100S B B SW

B S

V V d dSV d− −

= ⋅ = ⋅

1111


Cambios de volumen. EsponjamientoCambios de volumen. EsponjamientoDe las dos relaciones anteriores se obtiene: De las dos relaciones anteriores se obtiene:

1100

WB S

Sd d⎛ ⎞= + ⋅⎜ ⎟⎝ ⎠

1

1100

WW

FS

=⎛ ⎞+⎜ ⎟⎝ ⎠

1

1100

B SW

V VS

= ⋅⎛ ⎞+⎜ ⎟⎝ ⎠



0,690,6944441,371,370,950,95Tierra vegetalTierra vegetal

0,790,790,790,790,810,81

262626262323

1,901,902,022,021,541,54

1,511,511,601,601,251,25

Tierra: secaTierra: secahhúúmedamedabarrobarro

0,700,700,750,750,800,80

424233332525

2,792,792,282,281,961,96

1,961,961,721,721,571,57

Roca alterada:Roca alterada:75% roca y 25% tierra75% roca y 25% tierra50% roca y 50% tierra50% roca y 50% tierra25% roca y 75% tierra25% roca y 75% tierra

0,670,6749492,612,611,751,75Basalto o diabasas Basalto o diabasas fragmfragm..0,600,6067672,522,521,511,51AreniscaArenisca0,570,5775753,173,171,811,81Yeso fragmentadoYeso fragmentado0,610,6164642,732,731,661,66Granito fragmentadoGranito fragmentado0,590,5969692,612,611,541,54CalizaCalizaFFWWSSW W (%)(%)ddBB (t/m(t/m33))ddSS (t/m(t/m33))MaterialMaterial



0,890,890,910,91

12121010

1,931,932,232,23

1,721,722,022,02

Tierra y grava: secaTierra y grava: secahhúúmedameda

0,890,890,890,890,880,88

131312121313

1,601,601,901,902,082,08

1,421,421,691,691,841,84

Arena: secaArena: secahhúúmedamedaempapadaempapada

0,790,7926262,022,021,601,60Arena y arcillaArena y arcilla

0,890,890,890,890,890,89

121212121212

2,172,171,901,902,262,26

1,931,931,691,692,022,02

Grava: estado naturalGrava: estado naturalseca (6seca (6--50 mm)50 mm)hhúúmeda (6meda (6--50 mm)50 mm)

0,860,860,840,84

17172020

1,661,661,841,84

1,421,421,541,54

Arcilla y grava: secaArcilla y grava: secahhúúmedameda

0,820,820,800,800,800,80

222224242525

2,022,021,841,842,082,08

1,661,661,481,481,661,66

Arcilla: estado naturalArcilla: estado naturalsecasecahhúúmedameda

FFWWSSW W (%)(%)ddBB (t/m(t/m33))ddSS (t/m(t/m33))MaterialMaterial

1414


Cambios de volumen.Cambios de volumen.ConsolidaciConsolidacióón y compactacin y compactacióónn

Factor de consolidaciFactor de consolidacióónn: relaci: relacióón entre el volumen aparente n entre el volumen aparente en banco y el volumen una vez compactado.en banco y el volumen una vez compactado.

Si durante la compactaciSi durante la compactacióón no ha habido pn no ha habido péérdida de agua:rdida de agua:

Bh

C

VFV

=

Ch

B

dFd

=

siendo: siendo:

FFhh factor de consolidacifactor de consolidacióón,n,

VVCC volumen aparente del material compactado,volumen aparente del material compactado,

ddCC densidad aparente del material compactado.densidad aparente del material compactado.

1515



Porcentaje de consolidaciPorcentaje de consolidacióónn: relaci: relacióón entre la variacin entre la variacióón de n de volumen (en banco y compactado) y el volumen en banco. volumen (en banco y compactado) y el volumen en banco.

siendo:siendo: SShh porcentaje de consolidaciporcentaje de consolidacióón.n.

100B Ch

B

V VSV−

= ⋅

1616



De las relaciones anteriores se obtiene: De las relaciones anteriores se obtiene:

1

1100

B Ch

V VS

= ⋅⎛ ⎞−⎜ ⎟⎝ ⎠

1

1100

hh

FS

=⎛ ⎞−⎜ ⎟⎝ ⎠

1717


EcuaciEcuacióón del movimiento n del movimiento

Con la ecuaciCon la ecuacióón del movimiento se determina la velocidad de n del movimiento se determina la velocidad de traslacitraslacióón a la que pueden trabajar las mn a la que pueden trabajar las mááquinas de quinas de movimientos de tierras.movimientos de tierras.

Para ello, se debe estudiar:Para ello, se debe estudiar:

Esfuerzo tractorEsfuerzo tractor

TracciTraccióón disponible.n disponible.

TracciTraccióón utilizable.n utilizable.

Resistencia a la tracciResistencia a la traccióónn

Resistencia a la rodadura.Resistencia a la rodadura.

Resistencia a la pendiente.Resistencia a la pendiente.

Resistencia a la aceleraciResistencia a la aceleracióón.n.

Resistencia al aire.Resistencia al aire. 1818


EcuaciEcuacióón del movimiento. Esfuerzo tractor n del movimiento. Esfuerzo tractor

La La traccitraccióón disponiblen disponible es la fuerza que un motor, mediante la es la fuerza que un motor, mediante la transmisitransmisióón, puede transmitir al suelo.n, puede transmitir al suelo.

vDPotT ρ⋅

=

siendo:siendo: TTDD traccitraccióón disponible,n disponible,

PotPot potencia que produce el motor,potencia que produce el motor,

vv velocidad,velocidad,

ρρ rrendimiento de la transmisiendimiento de la transmisióón: relacin: relacióón entre la n entre la potencia que produce el motor y la que llega a potencia que produce el motor y la que llega a la rueda motriz.la rueda motriz.

1919


EcuaciEcuacióón del movimiento. Esfuerzo tractorn del movimiento. Esfuerzo tractor

Todo el esfuerzo que puede producir una mTodo el esfuerzo que puede producir una mááquina no se quina no se desarrolla totalmente debido a la falta de adherencia en el desarrolla totalmente debido a la falta de adherencia en el neumneumáático o la oruga.tico o la oruga.

La La traccitraccióón utilizablen utilizable es la parte del esfuerzo que se desarrolla.es la parte del esfuerzo que se desarrolla.

La tracciLa traccióón utilizable depende de:n utilizable depende de:

El peso que gravita sobre las ruedas motrices, que es el El peso que gravita sobre las ruedas motrices, que es el úútil til para empujar o tirar del vehpara empujar o tirar del vehíículo.culo.

Las superficies de contacto: Las superficies de contacto: áárea, textura y rugosidad, tanto rea, textura y rugosidad, tanto de las ruedas motrices como del suelo.de las ruedas motrices como del suelo.

2020



siendo:siendo: TTUU traccitraccióón utilizable,n utilizable,

ffTT factor de traccifactor de traccióón o coeficiente de adherencia,n o coeficiente de adherencia,

WWDD peso adherente.peso adherente.

En los vehEn los vehíículos sobre orugas, el peso adherente coincide con culos sobre orugas, el peso adherente coincide con el peso total del vehel peso total del vehíículo.culo.

En los vehEn los vehíículos sobre neumculos sobre neumááticos, el peso adherente es el ticos, el peso adherente es el que gravita sobre las ruedas motrices. Normalmente, las que gravita sobre las ruedas motrices. Normalmente, las ruedas motrices soportan entre 1/2 y 2/3 del peso total. ruedas motrices soportan entre 1/2 y 2/3 del peso total.

Si el terreno es inclinado, el peso adherente es la componente Si el terreno es inclinado, el peso adherente es la componente del peso perpendicular al terreno.del peso perpendicular al terreno.

U D TT W f= ⋅


EcuaciEcuacióón del movimiento. Esfuerzo tractorn del movimiento. Esfuerzo tractorFactores de tracciFactores de traccióón habituales:n habituales:

0,120,120,120,12HieloHielo0,270,270,200,20Nieve compactaNieve compacta0,600,600,450,45Tierra sueltaTierra suelta0,900,900,550,55Tierra firmeTierra firme0,500,500,360,36Camino de grava sueltaCamino de grava suelta0,550,550,650,65CanterasCanteras0,500,500,400,40Arena hArena húúmedameda0,300,300,200,20Arena secaArena seca0,700,700,450,45Arcilla hArcilla húúmedameda0,900,900,550,55Arcilla secaArcilla seca0,450,450,900,90HormigHormigóón o asfalton o asfalto

CadenasCadenasNeumNeumááticosticosTipos de terrenoTipos de terreno

2222



Balance entre la tracciBalance entre la traccióón disponible y la utilizablen disponible y la utilizable

Si Si TTDD > T> TUU: se produce deslizamiento, las ruedas patinan y la : se produce deslizamiento, las ruedas patinan y la mmááquina avanza menos e incluso puede detenerse. quina avanza menos e incluso puede detenerse.

Si Si TTDD ≤≤ TTUU:: hay adherencia entre ruedas y suelo, la mhay adherencia entre ruedas y suelo, la mááquina quina avanza correctamente.avanza correctamente.

Por lo tanto, de nada sirve una mPor lo tanto, de nada sirve una mááquina con un grupo quina con un grupo propulsor muy potente si no tiene el peso suficiente como para propulsor muy potente si no tiene el peso suficiente como para garantizar la adherencia.garantizar la adherencia.

2323


EcuaciEcuacióón del n del movimmovim. Resistencia a la tracci. Resistencia a la traccióónn

La La resistencia a la rodaduraresistencia a la rodadura es el esfuerzo que hay que vencer es el esfuerzo que hay que vencer para mantener una velocidad constante del vehpara mantener una velocidad constante del vehíículo sobre un culo sobre un tipo de terreno dado. tipo de terreno dado.

Para vehPara vehíículos sobre culos sobre neumneumááticos, la resistencia a la ticos, la resistencia a la rodadura se compone de un rodadura se compone de un ttéérmino para vencer las rmino para vencer las resistencias internas y de otro resistencias internas y de otro que es proporcional a la que es proporcional a la penetracipenetracióón de los neumn de los neumááticos ticos en el terreno. en el terreno.

2424


EcuaciEcuacióón del n del movimmovim. Resistencia a la tracci. Resistencia a la traccióón n

Los vehLos vehíículos sobre orugas llevan su propio camino de culos sobre orugas llevan su propio camino de rodadura, que no ofrece resistencia al desplazamiento, por lo rodadura, que no ofrece resistencia al desplazamiento, por lo que la resistencia a la rodadura es causada que la resistencia a la rodadura es causada úúnicamente por la nicamente por la friccifriccióón interior.n interior.

La resistencia a la rodadura depende de:La resistencia a la rodadura depende de:

El peso total del vehEl peso total del vehíículo.culo.

El tipo de terreno.El tipo de terreno.

El tipo de tren de rodaje (neumEl tipo de tren de rodaje (neumááticos o cadenas).ticos o cadenas).

La velocidad de desplazamiento: en movimiento de tierras La velocidad de desplazamiento: en movimiento de tierras puede considerarse que no afecta.puede considerarse que no afecta.

La presiLa presióón de inflado, para neumn de inflado, para neumááticos.ticos.

2525


EcuaciEcuacióón del n del movimmovim. Resistencia a la tracci. Resistencia a la traccióónnLa resistencia a la rodadura se calcula:La resistencia a la rodadura se calcula:

R RR f W= ⋅

siendo:siendo: RRRR resistencia a la rodadura,resistencia a la rodadura,

ffRR factor de resistencia a la rodadura,factor de resistencia a la rodadura,

WW peso total de la mpeso total de la mááquina.quina.


EcuaciEcuacióón del n del movimmovim. Resistencia a la tracci. Resistencia a la traccióónnFactores de resistencia a la rodadura (Factores de resistencia a la rodadura (kpkp/t):/t):

80 80 –– 100100110 110 –– 130130130 130 –– 145145Arena sueltaArena suelta

140 140 -- 170170

75 75 –– 100100

35 35 –– 5050

25 25 –– 3535

25 25 –– 30302222

Baja presiBaja presióónn

100 100 -- 120120150 150 -- 200200Camino fangoso irregular y Camino fangoso irregular y penetracipenetracióón de mn de máás de 15 cms de 15 cm

70 70 –– 909090 90 –– 110110Camino muy blando de tierra, Camino muy blando de tierra, superficie irregular y penetracisuperficie irregular y penetracióón n de 10 de 10 óó 15 cm15 cm

40 40 –– 454550 50 –– 7070Camino blando de tierra, Camino blando de tierra, superficie irregular y penetracisuperficie irregular y penetracióón n de 2 de 2 óó 3 cm3 cm

30 30 –– 404020 20 –– 3535Camino firme, superficie plana y Camino firme, superficie plana y ligera flexiligera flexióón bajo cargan bajo carga

30 30 –– 353520 20 –– 3232Asfalto en buen estadoAsfalto en buen estado27271717HormigHormigóón lison liso

Alta presiAlta presióónnCadenasCadenas

NeumNeumááticosticosTipos de terrenoTipos de terreno

2727



La La resistencia a la pendienteresistencia a la pendiente es la componente del peso es la componente del peso paralela al plano de rodadura.paralela al plano de rodadura.

senPR W α= ⋅

siendo: siendo: RRPP resistencia a la pendiente,resistencia a la pendiente,WW peso total de la mpeso total de la mááquina,quina,aa áángulo que forman el terreno ngulo que forman el terreno

y el plano horizontal.y el plano horizontal.

2828


EcuaciEcuacióón del n del movimmovim. Resistencia a la tracci. Resistencia a la traccióónnPara pendientes pequePara pendientes pequeññas (hasta el 20%) se cumple: as (hasta el 20%) se cumple:

sen tg 100iα α= =

Si el vehSi el vehíículo sube la resistencia a la pendiente es positiva y si culo sube la resistencia a la pendiente es positiva y si baja es negativa.baja es negativa.

siendo: i pendiente en %.siendo: i pendiente en %.

( ) 10 ( ) (%)PR kp W t i= ⋅ ⋅

Por lo tanto, la resistencia a la pendiente aproximadamente Por lo tanto, la resistencia a la pendiente aproximadamente es:es:

2929



La La resistencia a la aceleraciresistencia a la aceleracióónn es la fuerza de inercia, es la fuerza de inercia, supuesta una aceleracisupuesta una aceleracióón constante para pasar de vn constante para pasar de v11 a va v22 en en un tiempo t. un tiempo t.

2 22 1 2 1v v v v

2.AW W WR ag g t g d

− −= ⋅ = ⋅ = ⋅

En el movimiento de tierras, esta aceleraciEn el movimiento de tierras, esta aceleracióón es pequen es pequeñña.a.

En el caso de frenado es muy importante porque nos da la En el caso de frenado es muy importante porque nos da la distancia de frenado.distancia de frenado.

3030


EcuaciEcuacióón del n del movimmovim. Resistencia a la tracci. Resistencia a la traccióónnLa La resistencia al aireresistencia al aire es:es:

2aire vR K S= ⋅ ⋅

siendo:siendo: KK coeficiente que depende de la forma coeficiente que depende de la forma aerodinaerodináámica, comprendido entre 0,02 y 0,08mica, comprendido entre 0,02 y 0,08

SS superficie desplazada normal a la direccisuperficie desplazada normal a la direccióón del n del movimiento,movimiento,

vv velocidad relativa entre el aire y el vehvelocidad relativa entre el aire y el vehíículo.culo.

Para bajas velocidades y vientos moderados (velocidad Para bajas velocidades y vientos moderados (velocidad relativa menor de 80 relativa menor de 80 kmkm/h), la resistencia al aire es /h), la resistencia al aire es despreciable.despreciable.

3131


EcuaciEcuacióón del n del movimmovim. Resistencia a la tracci. Resistencia a la traccióónnLa La resistencia total a la tracciresistencia total a la traccióónn es la suma de las cuatro es la suma de las cuatro anteriores. anteriores.

total aireR P AR R R R R= + + +

Si se desprecian la resistencia a la aceleraciSi se desprecian la resistencia a la aceleracióón y al aire, la n y al aire, la resistencia total queda:resistencia total queda:

total 10R P RR R R f W i W= + = ⋅ ± ⋅ ⋅

total ( 10 )RR f i W= ± ⋅ ⋅3232


EcuaciEcuacióón del movimienton del movimiento

La resistencia total debe ser menor que la tracciLa resistencia total debe ser menor que la traccióón disponible n disponible y que la tracciy que la traccióón utilizable. n utilizable.

total DR T≤

total UR T≤

Recordar que para que la mRecordar que para que la mááquina no deslice:. quina no deslice:.

D UT T≤

3333


EcuaciEcuacióón del movimienton del movimiento

vv11:: TTDD > T> TUU la mla mááquina deslizaquina desliza

vv22:: TTDD = T= TUU > R> RTT vv2 2 es ves váálida lida

vv33:: TTDD = R= RTT < T< TUU vv3 3 es ves váálida lida

vv44:: TTDD < R< RTT falta potenciafalta potencia

Rango de velocidades: Rango de velocidades: vv22 ≤≤ v v ≤≤ vv33

TD

TU

RT

V1 V2 V3 V4

Velocidades

Trac

cion

es

El El rango rango óóptimo de velocidadesptimo de velocidades serseráá::

3434


Ciclo de trabajo y producciCiclo de trabajo y produccióónn

El El ciclociclo es el conjunto de operaciones necesarias que se es el conjunto de operaciones necesarias que se repiten una y otra vez, para llevar a cabo un trabajo.repiten una y otra vez, para llevar a cabo un trabajo.

El El tiempo de ciclotiempo de ciclo es el tiempo invertido en realizar un ciclo es el tiempo invertido en realizar un ciclo completo. Se compone de una componente fija (tiempos de completo. Se compone de una componente fija (tiempos de carga, de descarga, etc.) y de una variable (tiempo de carga, de descarga, etc.) y de una variable (tiempo de acarreo, de retorno, etc.)acarreo, de retorno, etc.)

La La producciproduccióónn es el nes el núúmero de unidades de trabajo que se mero de unidades de trabajo que se realiza en la unidad de tiempo.realiza en la unidad de tiempo.

En movimiento de tierras, las unidades de trabajo mEn movimiento de tierras, las unidades de trabajo máás s empleadas son el metro cempleadas son el metro cúúbico y la tonelada y para el tiempo bico y la tonelada y para el tiempo la hora o el dla hora o el díía.a.

3535


Ciclo de trabajo y producciCiclo de trabajo y produccióónnLa producciLa produccióón depende de:n depende de:

La eficiencia horaria.La eficiencia horaria.

Las condiciones de trabajo.Las condiciones de trabajo.Naturaleza, disposiciNaturaleza, disposicióón y grado de humedad del terreno.n y grado de humedad del terreno.Accesos: pendiente, estado del firme, etc.Accesos: pendiente, estado del firme, etc.ClimatologClimatologíía.a.Altitud, puede reducir la potencia de las mAltitud, puede reducir la potencia de las mááquinas.quinas.

OrganizaciOrganizacióón de la obra.n de la obra.PlanificaciPlanificacióón: esperas, maniobras,...n: esperas, maniobras,...Incentivos a la producciIncentivos a la produccióónn

Habilidad y experiencia del operador.Habilidad y experiencia del operador.

3636


Ciclo de trabajo y producciCiclo de trabajo y produccióónn

La producciLa produccióón horaria ten horaria teóórica (t rica (t óó mm3 3 por hora) es el producto por hora) es el producto de la capacidad por ciclo (t de la capacidad por ciclo (t óó mm3 3 por ciclo) por el npor ciclo) por el núúmero de mero de ciclos por hora (ciclos por hora).ciclos por hora (ciclos por hora).

La producciLa produccióón horaria real es la anterior multiplicada por los n horaria real es la anterior multiplicada por los factores correctores, como la eficiencia horaria, el factor de factores correctores, como la eficiencia horaria, el factor de disponibilidad de la mdisponibilidad de la mááquina, etc.quina, etc.

3737


Tipos de excavaciTipos de excavacióónn

Los tipos de excavaciLos tipos de excavacióón se pueden dividir en tres grupos: n se pueden dividir en tres grupos:

A cielo abiertoA cielo abierto

SubterrSubterrááneanea

SubacuSubacuáática. tica.

Dependiendo del tipo de terreno y del material excavado, se Dependiendo del tipo de terreno y del material excavado, se tendrtendráán que usar unos medios de excavacin que usar unos medios de excavacióón u otros.n u otros.


ExcavaciExcavacióón a cielo abierton a cielo abierto

En este caso, los trabajos se realizan en seco o con muy poca En este caso, los trabajos se realizan en seco o con muy poca agua.agua.

El mEl méétodo de excavacitodo de excavacióón sern seráá::

Medios de transporte especiales o desecaciMedios de transporte especiales o desecacióónnFangosFangos

A manoA manoTierrasTierras

Medios mecMedios mecáánicosnicosTerreno en trTerreno en tráánsitonsito

Explosivos o Explosivos o ripadoripadoTerreno duroTerreno duro

ExplosivosExplosivosRocaRoca

MMéétodo de excavacitodo de excavacióónnTipo de terrenoTipo de terreno

3939


ExcavaciExcavacióón subterrn subterráánea nea Puede ser:Puede ser:

En tEn túúnel y galernel y galeríías: normalmente es necesario el uso de as: normalmente es necesario el uso de explosivos o de topos. Tambiexplosivos o de topos. Tambiéén pueden usarse rozadoras o n pueden usarse rozadoras o martillos de percusimartillos de percusióón. Si los terrenos son inestables suelen n. Si los terrenos son inestables suelen utilizarse los escudos. La secciutilizarse los escudos. La seccióón debe ser suficiente para n debe ser suficiente para permitir el uso de medios mecpermitir el uso de medios mecáánicos de excavacinicos de excavacióón, carga n, carga y acarreo.y acarreo.

En pozos: la excavaciEn pozos: la excavacióón es vertical o casi vertical, por lo n es vertical o casi vertical, por lo que los materiales tienen que ser extraque los materiales tienen que ser extraíídos por elevacidos por elevacióón.n.

Estas excavaciones estEstas excavaciones estáán fuertemente condicionadas por:n fuertemente condicionadas por:

la distancia de los frentes de ataque a los accesos y bocas la distancia de los frentes de ataque a los accesos y bocas de entrada.de entrada.

la presencia de agua.la presencia de agua. 4040


ExcavaciExcavacióón subacun subacuáática tica

Son aquellas en las que no es posible realizar la excavaciSon aquellas en las que no es posible realizar la excavacióón n desde tierra siendo necesario utilizar material flotante o desde tierra siendo necesario utilizar material flotante o medios anmedios anáálogos.logos.

SegSegúún la naturaleza del fondo se pueden clasificar en:n la naturaleza del fondo se pueden clasificar en:

Arenas y fangos: los productos de excavaciArenas y fangos: los productos de excavacióón se pueden n se pueden transportar por tubertransportar por tuberíías mediante bombas y dragas de as mediante bombas y dragas de succisuccióón.n.

Arenas consolidadas y rocas blandas (moderadamente Arenas consolidadas y rocas blandas (moderadamente duras): se utilizan dragas de succiduras): se utilizan dragas de succióón con cabezal cortador.n con cabezal cortador.

Fondos duros: mediante dragas de arranque de rosario.Fondos duros: mediante dragas de arranque de rosario.

Rocas: mediante martillos rompedores o explosivos Rocas: mediante martillos rompedores o explosivos subacusubacuááticos.ticos.

4141


ClasificaciClasificacióón de las mn de las mááquinas dequinas deexcavaciexcavacióón a cielo abierton a cielo abierto

Atendiendo a su traslaciAtendiendo a su traslacióón, se pueden clasificar en:n, se pueden clasificar en:

MMááquinas que excavan al trasladarse: quinas que excavan al trasladarse:

Tractores con hoja empujadora.Tractores con hoja empujadora.

Tractores con escarificador.Tractores con escarificador.

MototraMototraííllas.llas.

MMááquinas que excavan manteniquinas que excavan manteniééndose fijas:ndose fijas: cuando la cuando la excavaciexcavacióón sale del alcance de la mn sale del alcance de la mááquina, se traslada a la quina, se traslada a la nueva posicinueva posicióón pero no excava durante ese movimiento.n pero no excava durante ese movimiento.

Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas de empuje frontal.ulicas de empuje frontal.

Retroexcavadoras.Retroexcavadoras.

Dragalinas.Dragalinas.4242


Tractores Tractores

Los tractores son equipos diseLos tractores son equipos diseññados para acciones de ados para acciones de excavaciexcavacióón y empuje. n y empuje.

Existen dos tipos: sobre ruedas y sobre cadenas. Existen dos tipos: sobre ruedas y sobre cadenas.


Tractores Tractores En las obras pEn las obras púúblicas el uso de los tractores sobre cadenas es blicas el uso de los tractores sobre cadenas es mmáás ventajoso que los de neums ventajoso que los de neumááticos porque:ticos porque:

La superficie de apoyo es mayor y por lo tanto la presiLa superficie de apoyo es mayor y por lo tanto la presióón n transmitida al terreno es menor, teniendo mtransmitida al terreno es menor, teniendo máás dificultades s dificultades para hundirse (terrenos blandos o con agua).para hundirse (terrenos blandos o con agua).

La tracciLa traccióón utilizable es mayor (se considera todo el peso n utilizable es mayor (se considera todo el peso del vehdel vehíículo) por lo que es mculo) por lo que es máás fs fáácil evitar el deslizamiento cil evitar el deslizamiento (terrenos accidentados o con cierta pendiente). (terrenos accidentados o con cierta pendiente).

Tiene gran capacidad de maniobra (espacios pequeTiene gran capacidad de maniobra (espacios pequeñños).os).

En terrenos rocosos, el desgaste de los neumEn terrenos rocosos, el desgaste de los neumááticos es muy ticos es muy importante incidiendo significativamente en el coste del importante incidiendo significativamente en el coste del trabajo.trabajo.

En actividades agrEn actividades agríícola e industriales normalmente se utilizan cola e industriales normalmente se utilizan los tractores de neumlos tractores de neumááticos.ticos. 4444


Tractores Tractores

Las aplicaciones de los tractores son:Las aplicaciones de los tractores son:

Como Como elemento de tiroelemento de tiro ((pullpull): remolcando m): remolcando mááquinas que quinas que no tengan suficiente traccino tengan suficiente traccióón o potencia (tran o potencia (traííllas, llas, compactadores de neumcompactadores de neumááticos, rodillos vibratorios). ticos, rodillos vibratorios). Actualmente, con este fin se utilizan menos ya que existe Actualmente, con este fin se utilizan menos ya que existe una tendencia a muna tendencia a mááquinas autopropulsadas.quinas autopropulsadas.

Como Como elemento de empujeelemento de empuje ((pushpush): empujando a las ): empujando a las mototramototraííllas en la fase de carga.llas en la fase de carga.

Como Como equipo de trabajoequipo de trabajo

hoja de empuje recta (bulldozer), hoja de empuje recta (bulldozer),

hoja de empuje orientable (hoja de empuje orientable (angledozerangledozer) )

escarificador (escarificador (ripperripper). ).

4545


Tractores. Bulldozer Tractores. Bulldozer

La La hoja de empuje frontalhoja de empuje frontal se utiliza para empujar el material se utiliza para empujar el material excavado superficialmente a pequeexcavado superficialmente a pequeññas distancias (20 a 60 m). as distancias (20 a 60 m).

En el movimiento de tierras, se utilizan mucho las cargadoras En el movimiento de tierras, se utilizan mucho las cargadoras y los camiones, por lo que el bulldozer es la my los camiones, por lo que el bulldozer es la mááquina de quina de excavaciexcavacióón superficial que excava, transporta y amontona el n superficial que excava, transporta y amontona el material en los radios de accimaterial en los radios de accióón de las cargadoras y camiones. n de las cargadoras y camiones.

Las principales Las principales aplicacionesaplicaciones son:son:

Explanaciones de carreterasExplanaciones de carreteras

Limpieza del pie de cantera despuLimpieza del pie de cantera despuéés de las voladurass de las voladuras

Limpieza y desbroce de tierras, incluyendo arrastre de Limpieza y desbroce de tierras, incluyendo arrastre de bolos, eliminacibolos, eliminacióón de tocones, apertura de caminos, derribo n de tocones, apertura de caminos, derribo de de áárboles, etc.rboles, etc.


Tractores. BulldozerTractores. Bulldozer

La hoja de empuje recta (1) permanece perpendicular al eje La hoja de empuje recta (1) permanece perpendicular al eje longitudinal de la mlongitudinal de la mááquina. Estquina. Estáá acoplada al tractor con dos acoplada al tractor con dos brazos de empuje (2) articulados a los largueros del bastidor brazos de empuje (2) articulados a los largueros del bastidor del tren de rodaje en un extremo y a la parte inferior de la del tren de rodaje en un extremo y a la parte inferior de la hoja en el otro extremo. Una pareja de cilindros (3) suben y hoja en el otro extremo. Una pareja de cilindros (3) suben y bajan la hoja (bajan la hoja (movimiento de elevacimovimiento de elevacióón y descenson y descenso).).

11 22

33

44

4747



Con la ayuda de los tirantes (4), se pueden realizar dos Con la ayuda de los tirantes (4), se pueden realizar dos movimientos mmovimientos máás:s:

InclinaciInclinacióón transversal de la hojan transversal de la hoja((tilttilt), actuando s), actuando sóólo en uno de los lo en uno de los lados. lados.

InclinaciInclinacióón de la incidencia de la n de la incidencia de la hojahoja ((tiptip), acortando o alargando en ), acortando o alargando en la misma cantidad los dos tirantes.la misma cantidad los dos tirantes.


Tractores. BulldozerTractores. BulldozerLas hojas mLas hojas máás coms comúúnmente utilizadas son:nmente utilizadas son:

Hoja universal o en UHoja universal o en U: sus extremos forman un : sus extremos forman un áángulo de ngulo de 2525ºº con la parte central, lo que permite reducir los con la parte central, lo que permite reducir los derrames laterales, ya que al avanzar el tractor los derrames laterales, ya que al avanzar el tractor los extremos recogen el material que tiende a perderse por los extremos recogen el material que tiende a perderse por los laterales. Es la de mayor capacidad por lo que es la mlaterales. Es la de mayor capacidad por lo que es la máás s usada para empujar materiales que no ofrezcan especiales usada para empujar materiales que no ofrezcan especiales dificultades.dificultades.

Hoja rectaHoja recta: carece de los extremos en : carece de los extremos en áángulos por lo que ngulos por lo que su capacidad para recoger material es menor, sin embargo, su capacidad para recoger material es menor, sin embargo, da mejores resultados al excavar en terrenos difda mejores resultados al excavar en terrenos difííciles o ciles o rocas y en la apertura de caminos. Es de menor tamarocas y en la apertura de caminos. Es de menor tamañño.o.

Hoja Hoja semiuniversalsemiuniversal: se encuentra entre las dos anteriores. : se encuentra entre las dos anteriores. Hay una tendencia a ella en los grandes tractores.Hay una tendencia a ella en los grandes tractores.

4949



Hoja amortiguadaHoja amortiguada: dise: diseññada para ada para empujar las mototraempujar las mototraííllas. Suele llas. Suele ser mser máás peques pequeñña que los otros a que los otros tipos y esttipos y estáá equipada con un equipada con un refuerzo. La amortiguacirefuerzo. La amortiguacióón es tal n es tal que el tractor puede acoplarse a que el tractor puede acoplarse a la mototrala mototraíílla estando ambas en lla estando ambas en movimiento.movimiento.

5050


Tractores. Tractores. AngledozerAngledozer

La La hoja orientablehoja orientable puede adoptar distintas posiciones a la puede adoptar distintas posiciones a la transversal con transversal con áángulos fijos de derecha a izquierda de 25ngulos fijos de derecha a izquierda de 25ºº. .

Su acoplamiento a la mSu acoplamiento a la mááquina es similar al del bulldozer y quina es similar al del bulldozer y tambitambiéén posee los movimientos n posee los movimientos tilttilt y y tiptip..

En este equipo la hoja En este equipo la hoja utilizada es la recta y utilizada es la recta y presenta una posicipresenta una posicióón muy n muy adelantada por lo que su adelantada por lo que su esfuerzo tractor es menor esfuerzo tractor es menor que para los bulldozer.que para los bulldozer.


Tractores. RipperTractores. Ripper

El El escarificadorescarificador sirve para fragmentar las rocas y preparar el sirve para fragmentar las rocas y preparar el terreno para su arranque con la hoja empujadora.terreno para su arranque con la hoja empujadora.

EstEstáá formado por un bastidor situado en la parte trasera del formado por un bastidor situado en la parte trasera del tractor en el cual se fijan 1, 2 tractor en el cual se fijan 1, 2 óó 3 v3 váástagos con dientes con un stagos con dientes con un acoplamiento que permite cambiar su longitud.acoplamiento que permite cambiar su longitud.

5252



Mediante cilindros hidrMediante cilindros hidrááulicos (1) que ulicos (1) que actactúúan sobre el bastidor, los dientes an sobre el bastidor, los dientes descienden clavdescienden claváándose sobre el terreno y ndose sobre el terreno y al ser arrastrados por el tractor producen al ser arrastrados por el tractor producen profundos surcos quebrantprofundos surcos quebrantáándolo y ndolo y aflojaflojáándolo cuando es excesivamente ndolo cuando es excesivamente duro o cohesivo para poder ser removido duro o cohesivo para poder ser removido por la hoja frontal. por la hoja frontal. El El áángulo de corte se varngulo de corte se varíía durante la penetracia durante la penetracióón mediante n mediante un cilindro hidrun cilindro hidrááulico (2). El vulico (2). El váástago varstago varíía su longitud de a su longitud de voladizo cambiando los taladros de posicivoladizo cambiando los taladros de posicióón (3).n (3).

Deben evitarse esfuerzos transversales que lo pueden daDeben evitarse esfuerzos transversales que lo pueden daññar, ar, por lo que cuando el vpor lo que cuando el váástago eststago estáá introducido el tractor sintroducido el tractor sóólo lo debe avanzar en ldebe avanzar en líínea recta.nea recta.

22

11

33

5353



Para seleccionar el equipo escarificador deben estudiarse tres Para seleccionar el equipo escarificador deben estudiarse tres factores:factores:

PresiPresióón descendenten descendente que se puede obtener en la punta de que se puede obtener en la punta de su escarificador, ya que determina su penetracisu escarificador, ya que determina su penetracióón.n.

PotenciaPotencia al volante del tractor, pues determina si el tractor al volante del tractor, pues determina si el tractor tiene potencia suficiente para avanzar con los dientes tiene potencia suficiente para avanzar con los dientes clavados en el suelo.clavados en el suelo.

Peso del tractorPeso del tractor, ya que indica si el tractor tendr, ya que indica si el tractor tendráá suficiente suficiente traccitraccióón para desarrollar su potencia.n para desarrollar su potencia.

5454


Tractores. Ciclo de trabajo como empujadorTractores. Ciclo de trabajo como empujador

El trabajo del tractor con su hoja empujadora consta de tres El trabajo del tractor con su hoja empujadora consta de tres fases:fases:

11ªª Fase:Fase: ExcavaciExcavacióón o arranquen o arranque. El tractor baja la hoja . El tractor baja la hoja hasta que empiece a clavarse en el terreno y continhasta que empiece a clavarse en el terreno y continúúa a avanzando disminuyendo su velocidad y aumentando su avanzando disminuyendo su velocidad y aumentando su empuje.empuje.

22ªª Fase:Fase: Acarreo y apiladoAcarreo y apilado. El tractor contin. El tractor continúúa avanzando y a avanzando y el operador levanta la hoja para empujar y transportar el el operador levanta la hoja para empujar y transportar el material ya excavado. A continuacimaterial ya excavado. A continuacióón apila el material.n apila el material.

33ªª Fase:Fase: Retorno.Retorno. El tractor se detiene, invierte la marcha y El tractor se detiene, invierte la marcha y retrocede a mayor velocidad con la hoja levantada.retrocede a mayor velocidad con la hoja levantada.

5555


Tractores. Ciclo de trabajo como empujadorTractores. Ciclo de trabajo como empujadorPCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11

Tractores. Capacidad de la hoja de empujeTractores. Capacidad de la hoja de empuje

La hoja empujadora transporta el material y para ello es La hoja empujadora transporta el material y para ello es necesario un esfuerzo que crece a medida que aumenta el necesario un esfuerzo que crece a medida que aumenta el tamatamañño de la hoja empleada, por ello debe limitarse el o de la hoja empleada, por ello debe limitarse el tamatamañño de la hoja.o de la hoja.

La capacidad de la hoja no se puede determinar exactamente. La capacidad de la hoja no se puede determinar exactamente. Si se asimila a una cuSi se asimila a una cuñña, su capacidad sera, su capacidad seráá::

21 12 tg 2 tg

HC H L H Lα α

= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅⋅

siendo:siendo: CC capacidad de la hoja,capacidad de la hoja,

HH altura de la hoja,altura de la hoja,

LL longitud de la hoja,longitud de la hoja,aa áángulo de talud en reposongulo de talud en reposo..

5757


Tractores. Capacidad de la hoja de empujeTractores. Capacidad de la hoja de empuje

En la realidad muchas veces el material apilado no se parece En la realidad muchas veces el material apilado no se parece a una cua una cuñña, su ca, su cáálculo se puede hacer:lculo se puede hacer:

2· ·C K H L= siendo:siendo: KK coeficiente que depende del tipo coeficiente que depende del tipo de hoja y del tipo de material.de hoja y del tipo de material.

5858


Tractores. Distancia de llenado y empuje Tractores. Distancia de llenado y empuje

Para optimizar el rendimiento del bulldozer, debe conseguirse Para optimizar el rendimiento del bulldozer, debe conseguirse llenos totales de la hoja, con el mllenos totales de la hoja, con el mááximo esfuerzo de la ximo esfuerzo de la mmááquina y el mquina y el míínimo tiempo posible. Por ello, deben nimo tiempo posible. Por ello, deben arrancarse capas tan gruesas como sea posible.arrancarse capas tan gruesas como sea posible.

Distancia de llenadoDistancia de llenado: distancia necesaria para llenar : distancia necesaria para llenar totalmente la hoja, depende del grosor de la capa.totalmente la hoja, depende del grosor de la capa.

2S

B S W LL

C V K H LV V F d h L⎧ ⎫= = ⋅ ⋅

⇒⎨ ⎬= ⋅ = ⋅ ⋅⎩ ⎭

2W W

LLF K H F Cd

h L h⋅ ⋅ ⋅

⇒ = =⋅

5959


Tractores. Distancia de llenado y empuje Tractores. Distancia de llenado y empuje

Distancia de empujeDistancia de empuje: distancia de excavaci: distancia de excavacióón mn máás la que s la que recorre transportando el material sin excavar. recorre transportando el material sin excavar.

Al transportar pierde algo de material, por lo que lo mAl transportar pierde algo de material, por lo que lo máás s rentable es que excave durante toda la distancia de empuje.rentable es que excave durante toda la distancia de empuje.

La La profundidad profundidad óóptimaptima serseráá::

2W WF K H F Ch

d L d⋅ ⋅ ⋅

= =⋅

6060


Tractores. Ciclo de trabajo combinando Tractores. Ciclo de trabajo combinando escarificaciescarificacióón y empujen y empuje

Consiste en que parte del tiempo de trabajo el tractor lo Consiste en que parte del tiempo de trabajo el tractor lo dedica a escarificar de forma continua, y una vez que tiene dedica a escarificar de forma continua, y una vez que tiene todo el material escarificado lo empuja como bulldozer. todo el material escarificado lo empuja como bulldozer.

El ciclo como escarificador consta de dos etapas:El ciclo como escarificador consta de dos etapas:

11ªª Fase: EscarificaciFase: Escarificacióónn. El tractor baja el . El tractor baja el ripperripper clavclaváándolo ndolo en el terreno y avanza lentamente. en el terreno y avanza lentamente.

22ªª Fase: RetornoFase: Retorno. El tractor se detiene, invierte la marcha y . El tractor se detiene, invierte la marcha y retrocede a mayor velocidad con el retrocede a mayor velocidad con el ripperripper levantado.levantado.

El ciclo como empujador se calcula como se indicEl ciclo como empujador se calcula como se indicóóanteriormente. anteriormente.

6161


Tractores. ProducciTractores. Produccióónn

Las producciones tanto como empujador como escarificador Las producciones tanto como empujador como escarificador se pueden calcular:se pueden calcular:

Con grCon grááficas de producciones mficas de producciones mááximas teximas teóóricas ricas proporcionadas por los fabricantes, deben ser corregidas proporcionadas por los fabricantes, deben ser corregidas con diversos factores como eficiencia horaria, coeficiente con diversos factores como eficiencia horaria, coeficiente de llenado, factor de pendiente del terreno, etc..de llenado, factor de pendiente del terreno, etc..

Mediante la duraciMediante la duracióón y produccin y produccióón de los ciclos.n de los ciclos.

Si el tractor trabaja como empujador, la producciSi el tractor trabaja como empujador, la produccióón de un n de un ciclo es la capacidad de la hoja.ciclo es la capacidad de la hoja.

Si el tractor trabaja combinadamente como escarificador y Si el tractor trabaja combinadamente como escarificador y como empujador, la produccicomo empujador, la produccióón n óóptima se hallarptima se hallaráá de la de la siguiente manera:siguiente manera:

6262


Tractores. ProducciTractores. Produccióónn

PPbb producciproduccióón horaria como empujador,n horaria como empujador,PPee producciproduccióón horaria como escarificador,n horaria como escarificador,ttbb tiempo dedicado al empuje en cada hora,tiempo dedicado al empuje en cada hora,ttee tiempo dedicado al escarificado en cada hora,tiempo dedicado al escarificado en cada hora,XXbb producciproduccióón como empujador en el tiempo n como empujador en el tiempo ttbb ,,XXee producciproduccióón como escarificador en el tiempo n como escarificador en el tiempo ttee ,,XX producciproduccióón combinada.n combinada.Para optimizar el rendimiento:Para optimizar el rendimiento:

( )1b e b b e e e bX X X X P t P t P t= = ⇒ = ⋅ = ⋅ = ⋅ −

b e

b e

P PXP P

⋅=

+b

eb e

PtP P

=+

eb

b e

PtP P

=+

6363


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicasulicas

Las excavadoras hidrLas excavadoras hidrááulicas son mulicas son mááquinas disequinas diseññadas para adas para excavar terrenos, se llaman hidrexcavar terrenos, se llaman hidrááulicas porque su equipo de ulicas porque su equipo de trabajo se mueve mediante cilindros hidrtrabajo se mueve mediante cilindros hidrááulicos. ulicos.

Se diferencian de otras mSe diferencian de otras mááquinas porque trabajan fijas, squinas porque trabajan fijas, sóólo lo mueven la superestructura. Cuando la excavacimueven la superestructura. Cuando la excavacióón sale de su n sale de su alcance la malcance la mááquina se mueve pero durante este quina se mueve pero durante este desplazamiento la mdesplazamiento la mááquina no excava.quina no excava.

Las grandes dimensiones de sus equipos de trabajo les Las grandes dimensiones de sus equipos de trabajo les permiten tener una capacidad de carga superior a la de las permiten tener una capacidad de carga superior a la de las cargadoras, en cuanto a alcance y altura y al evitarse cargadoras, en cuanto a alcance y altura y al evitarse desplazamientos se disminuyen los tiempos de ciclo desplazamientos se disminuyen los tiempos de ciclo alcanzalcanzáándose mayores producciones.ndose mayores producciones.

6464



Las excavadoras hidrLas excavadoras hidrááulicas pueden ser:ulicas pueden ser:

Sobre ruedasSobre ruedas: con velocidades comprendidas entre 0 y 20 : con velocidades comprendidas entre 0 y 20 kmkm/h. /h. ÚÚnicamente existe el tipo retroexcavadora con poca nicamente existe el tipo retroexcavadora con poca capacidad. Ademcapacidad. Ademáás necesitan apoyos estabilizadores para s necesitan apoyos estabilizadores para no moverse durante la excavacino moverse durante la excavacióón. Constan de dos ejes de n. Constan de dos ejes de ruedas neumruedas neumááticas y de un bastidor con corona dentada en ticas y de un bastidor con corona dentada en el que se acopla la superestructura permitiendo su giro.el que se acopla la superestructura permitiendo su giro.

Sobre cadenasSobre cadenas: con velocidades comprendidas entre 0 y 3 : con velocidades comprendidas entre 0 y 3 kmkm/h. Es el tren de rodaje m/h. Es el tren de rodaje máás utilizado porque tiene s utilizado porque tiene mayor adherencia y por la poca presimayor adherencia y por la poca presióón que transmiten los n que transmiten los trenes al terreno. Constan de dos trenes de rodaje y de un trenes al terreno. Constan de dos trenes de rodaje y de un bastidor con corona dentada en el que se acopla la bastidor con corona dentada en el que se acopla la superestructura permitiendo su giro.superestructura permitiendo su giro.

6565



El equipo de trabajo consta de:El equipo de trabajo consta de:

PlumaPluma (1): su elevaci(1): su elevacióón y descenso se realiza con ayuda de n y descenso se realiza con ayuda de unos cilindros hidrunos cilindros hidrááulicos (2). ulicos (2).

BrazoBrazo (3): es el elemento de uni(3): es el elemento de unióón entre la pluma y el cazo n entre la pluma y el cazo articulado en ambos elementos. Su movimiento de produce articulado en ambos elementos. Su movimiento de produce mediante la accimediante la accióón de un cilindro hidrn de un cilindro hidrááulico (4).ulico (4).

Cazo Cazo (5): su movimiento tambi(5): su movimiento tambiéén se acciona con un n se acciona con un cilindro hidrcilindro hidrááulico (6). ulico (6).

11

33

55

22

66

44

6666



La pluma puede ser de dos tipos:La pluma puede ser de dos tipos:

Monobloque: formada por una sola pieza, posee tres Monobloque: formada por una sola pieza, posee tres conjuntos de cilindros hidrconjuntos de cilindros hidrááulicos en total. ulicos en total.

Formada por dos piezas unidas por una articulaciFormada por dos piezas unidas por una articulacióón, posee n, posee cuatro conjuntos de cilindros hidrcuatro conjuntos de cilindros hidrááulicos en total.ulicos en total.



El cazo puede ser de varios tipos:El cazo puede ser de varios tipos:

Cazo convencionalCazo convencional: para la descarga bascula por el giro : para la descarga bascula por el giro producido por un cilindro hidrproducido por un cilindro hidrááulico, que tambiulico, que tambiéén produce n produce la fuerza de arranque. la fuerza de arranque.

Cazo de descarga por el fondoCazo de descarga por el fondo óó 4 en 1: es el m4 en 1: es el máás s moderno y smoderno y sóólo se usa en excavadoras de empuje frontal. lo se usa en excavadoras de empuje frontal. Para la descarga se abre por el fondo mediante unos Para la descarga se abre por el fondo mediante unos cilindros hidrcilindros hidrááulicos colocados en el propio cazo. Da ciclos ulicos colocados en el propio cazo. Da ciclos mmáás rs ráápidos pero es mpidos pero es máás pesado, complicado y costoso.s pesado, complicado y costoso.

Equipo bivalvoEquipo bivalvo: se trata de una cuchara prensil compuesta : se trata de una cuchara prensil compuesta por dos mandpor dos mandííbulas de acero que se articulan entre sbulas de acero que se articulan entre sííaccionadas por dos cilindros hidraccionadas por dos cilindros hidrááulicos y que pueden ulicos y que pueden cerrarse para cargar materiales y abrirse para descargarlos.cerrarse para cargar materiales y abrirse para descargarlos.

6868



6969



SegSegúún sea el equipo de trabajo recibe los siguientes nombres:n sea el equipo de trabajo recibe los siguientes nombres:

Excavadora de empuje frontalExcavadora de empuje frontal

RetroexcavadoraRetroexcavadora

Excavadora bivalvaExcavadora bivalva

7070


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas de empuje frontalulicas de empuje frontal

El cazo estEl cazo estáá colocado con los dientes orientados hacia el colocado con los dientes orientados hacia el exterior. Para el arranque se mueve alejexterior. Para el arranque se mueve alejáándose de la mndose de la mááquina quina eleveleváándose en un plano superior. ndose en un plano superior.

Sus aplicaciones son:Sus aplicaciones son:

ExcavaciExcavacióón en bancos de n en bancos de altura, por encima del plano de altura, por encima del plano de apoyo de la mapoyo de la mááquina.quina.

Frentes de canteras despuFrentes de canteras despuéés de s de las voladuras.las voladuras.

7171


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas retroexcavadoras ulicas retroexcavadoras

El cazo estEl cazo estáá colocado con los dientes orientados hacia la colocado con los dientes orientados hacia la mmááquina. El arranque se produce acercquina. El arranque se produce acercáándose a la mndose a la mááquina, quina, si estsi estáá en un plano inferior de abajo hacia arriba y si esten un plano inferior de abajo hacia arriba y si estáá en en un plano superior de arriba a abajo.un plano superior de arriba a abajo.

Sus aplicaciones son:Sus aplicaciones son:Excavaciones por debajo del plano de Excavaciones por debajo del plano de apoyo de la mapoyo de la mááquina.quina.ExcavaciExcavacióón de paredes verticales n de paredes verticales estables.estables.Trincheras y zanjas para tuberTrincheras y zanjas para tuberíías, as, cables, etc.cables, etc.ExcavaciExcavacióón de la cimentacin de la cimentacióón de n de edificios.edificios.Refino de taludes.Refino de taludes. 7272


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas con equipo bivalvoulicas con equipo bivalvo

Son de gran utilidad cuando existe poco espacio de maniobra Son de gran utilidad cuando existe poco espacio de maniobra o cuando se deben alcanzar grandes profundidades.o cuando se deben alcanzar grandes profundidades.

Sus aplicaciones son:Sus aplicaciones son:

pozos, pozos,

zanjas profundas, zanjas profundas,

pilotes, pilotes,

pantallas continuas.pantallas continuas.

7373



A veces, se les acopla otros accesorios como:A veces, se les acopla otros accesorios como:

MandMandííbulas hidrbulas hidrááulicasulicas

TrituraciTrituracióón del hormign del hormigóónn

PulverizaciPulverizacióón del hormign del hormigóón n

Cazos estrechos para zanjas.Cazos estrechos para zanjas.

Martillo rompedor hidrMartillo rompedor hidrááulico.ulico.

DemoliciDemolicióón de estructuras y losas de hormign de estructuras y losas de hormigóón.n.

DemoliciDemolicióón de pavimentos asfn de pavimentos asfáálticos.lticos.

Apertura de zanjas.Apertura de zanjas.

Alternativa de la voladura.Alternativa de la voladura.

TTúúneles calizos.neles calizos.

Pinza para bloques de escollera.Pinza para bloques de escollera.

Escarificador o Escarificador o ripperripper

7474


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Cazosulicas. Cazos

Los cazos llevan el labio inferior cortante reforzado con Los cazos llevan el labio inferior cortante reforzado con robustos dientes cambiables. Para aumentar la fuerza de robustos dientes cambiables. Para aumentar la fuerza de arranque, los dientes deben apoyar en el suelo pero no el arranque, los dientes deben apoyar en el suelo pero no el cazo.cazo.

La capacidad del cazo pueden ser a ras o colmada.La capacidad del cazo pueden ser a ras o colmada.

Las pendientes para la capacidad colmada son:Las pendientes para la capacidad colmada son:

Empuje frontal 1:2Empuje frontal 1:2

Equipo retro 1:1 a 1:2Equipo retro 1:1 a 1:2

7575


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Fuerza de excavaciulicas. Fuerza de excavacióónn

La fuerza de excavaciLa fuerza de excavacióón es la n es la fuerza de penetracifuerza de penetracióón del cazo n del cazo en el terreno, se produce por la en el terreno, se produce por la acciaccióón combinada de las n combinada de las siguientes fuerzas:siguientes fuerzas:

Fuerza de empuje del brazo Fuerza de empuje del brazo o fuerza de penetracio fuerza de penetracióón (Fn (FBB).).

Fuerza de excavaciFuerza de excavacióón del n del cazo o giro del cazo (Fcazo o giro del cazo (FGG).).

7676


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Fuerza de excavaciulicas. Fuerza de excavacióónn

Como la Como la fuerza de empuje del brazofuerza de empuje del brazo es inversamente es inversamente proporcional a la longitud del brazo, cuanto mayor sea proporcional a la longitud del brazo, cuanto mayor sea éésta sta menor sermenor seráá la fuerza de empuje. Los fabricantes suelen la fuerza de empuje. Los fabricantes suelen ofrecer distintas longitudes de brazo:ofrecer distintas longitudes de brazo:

Brazo corto: para trabajos duros.Brazo corto: para trabajos duros.

Brazo normal: para trabajos normales.Brazo normal: para trabajos normales.

Brazo largo: para excavaciones a gran profundidad.Brazo largo: para excavaciones a gran profundidad.

La La fuerza de excavacifuerza de excavacióón o giro del cazon o giro del cazo es inversamente es inversamente proporcional al radio del cazo, por eso cuando el material proporcional al radio del cazo, por eso cuando el material tiene gran tamatiene gran tamañño o el trabajo es duro deben emplearse cazos o o el trabajo es duro deben emplearse cazos cortos.cortos.

7777


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Fuerza de excavaciulicas. Fuerza de excavacióónnPara que durante la excavaciPara que durante la excavacióón la mn la mááquina no se desplace, se quina no se desplace, se debe cumplir: debe cumplir:

siendo:siendo: FFHH componente horizontal de la fuerza de excavacicomponente horizontal de la fuerza de excavacióón,n,WW peso de la excavadora,peso de la excavadora,μμ coeficiente de rozamiento de las cadenas con el coeficiente de rozamiento de las cadenas con el

suelo, aproximadamente 0,60.suelo, aproximadamente 0,60.

HF Wμ≤ ⋅

Si no se cumple la anterior relaciSi no se cumple la anterior relacióón, las excavadoras de n, las excavadoras de empuje frontal se desplazan en sentido contrario, pero las empuje frontal se desplazan en sentido contrario, pero las retroexcavadoras pueden caer por el terraplretroexcavadoras pueden caer por el terrapléén.n.

7878


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Mulicas. Méétodos de trabajotodos de trabajo

Excavadoras de empuje frontal:Excavadoras de empuje frontal:

La excavadora y el dLa excavadora y el dúúmper mper estestáán situados en el mismo n situados en el mismo plano, en el de corte.plano, en el de corte.

Retroexcavadoras: Retroexcavadoras:

En distinto plano que el En distinto plano que el ddúúmper (en el plano inferior), mper (en el plano inferior), se deben buscar se deben buscar áángulos de ngulos de giro pequegiro pequeñños (entre 10 y os (entre 10 y 4545ºº) para reducir el tiempo ) para reducir el tiempo de ciclo.de ciclo.

7979


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Mulicas. Méétodos de trabajotodos de trabajo

En el mismo plano que el dEn el mismo plano que el dúúmper, cuando no se puede mper, cuando no se puede circular en el plano inferior. Los circular en el plano inferior. Los áángulos de giro de la retro ngulos de giro de la retro son 90son 90ºº óó 180180ºº..

Otros trabajos que pueden realizar las excavadoras son:Otros trabajos que pueden realizar las excavadoras son:

dragados, trabajos como grdragados, trabajos como grúúas, desbroce de terrenos, as, desbroce de terrenos, perfilado de taludes, colocaciperfilado de taludes, colocacióón de escolleras, etc.n de escolleras, etc.

8080


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Ciclo de trabajoulicas. Ciclo de trabajo

Consta de 4 fases: Consta de 4 fases:

11ªª Fase:Fase: CargaCarga. La excavadora hinca los dientes del cazo . La excavadora hinca los dientes del cazo en el terreno y lo mueve en el frente de excavacien el terreno y lo mueve en el frente de excavacióón n cargcargáándolo. ndolo.

22ªª Fase:Fase: GiroGiro. Una vez cargado el cazo, se eleva mediante . Una vez cargado el cazo, se eleva mediante la elevacila elevacióón de la pluma y el brazo y se produce el giro de n de la pluma y el brazo y se produce el giro de la plataforma hasta el punto de descarga.la plataforma hasta el punto de descarga.

33ªª Fase:Fase: DescargaDescarga. Colocado el cazo sobre la caja del . Colocado el cazo sobre la caja del ddúúmper, se procede a la descarga.mper, se procede a la descarga.

44ªª Fase:Fase: Giro en sentido contrarioGiro en sentido contrario. Descargado el cazo, la . Descargado el cazo, la plataforma gira hacia el frente de excavaciplataforma gira hacia el frente de excavacióón para n para comenzar el ciclo.comenzar el ciclo.

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Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Producciulicas. Produccióónn

La producciLa produccióón de una excavadora depende de:n de una excavadora depende de:

Capacidad del cazo.Capacidad del cazo.

Grado de llenado del cazo.Grado de llenado del cazo.

Capacidad de acarreo del medio de transporte.Capacidad de acarreo del medio de transporte.

Naturaleza del material a excavar.Naturaleza del material a excavar.

ÁÁngulo de giro de la plataforma.ngulo de giro de la plataforma.

Carrera: recorrido del cazo una vez efectuada la Carrera: recorrido del cazo una vez efectuada la penetracipenetracióón hasta el momento en que cesa la operacin hasta el momento en que cesa la operacióón. La n. La carrera carrera óóptima es la que consigue el llenado total del cazo ptima es la que consigue el llenado total del cazo de una sola vez.de una sola vez.

OrganizaciOrganizacióón de la obra.n de la obra.

Desplazamientos de la excavadora. Desplazamientos de la excavadora.


Excavadoras hidrExcavadoras hidrááulicas. Producciulicas. Produccióónn

LL G H h mL

P C N f f f f f= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

siendo:siendo: CC capacidad de la cuchara correspondiente a la capacidad de la cuchara correspondiente a la carrera carrera óóptima,ptima,

NN nnúúmero de ciclos,mero de ciclos,ffLLLL factor de llenado,factor de llenado,ffGG factor de correccifactor de correccióón debido al giro,n debido al giro,ffHH/L/L factor de correccifactor de correccióón debido a % de carrera n debido a % de carrera óóptima,ptima,ffhh factor de eficiencia horaria,factor de eficiencia horaria,ffmm factor de organizacifactor de organizacióón de la obra (varn de la obra (varíía entre 0,8 y a entre 0,8 y

0,6).0,6).No olvidar la influencia de los desplazamientos de la excavadoraNo olvidar la influencia de los desplazamientos de la excavadora..

8383


CargadorasCargadorasLa cargadora es una mLa cargadora es una mááquina equipada con cuchara frontal y quina equipada con cuchara frontal y un sistema de brazos accionado por cilindros hidrun sistema de brazos accionado por cilindros hidrááulicos, cuya ulicos, cuya funcifuncióón principal es:n principal es:

Cargar materiales sueltos de abajo hacia arriba.Cargar materiales sueltos de abajo hacia arriba.

Transportarlos a distancias mTransportarlos a distancias míínimas.nimas.

Descargarlos sobre tolvas de poca altura o sobre medios de Descargarlos sobre tolvas de poca altura o sobre medios de acarreo (camiones y dacarreo (camiones y dúúmperes).mperes).

Debido a la elevada fuerza de sus cilindros tambiDebido a la elevada fuerza de sus cilindros tambiéén es capaz n es capaz de arrancar material en banco de no mucha resistencia.de arrancar material en banco de no mucha resistencia.

8484


CargadorasCargadoras

8585


CargadorasCargadorasHay dos tipos de cargadoras:Hay dos tipos de cargadoras:

Cargadoras de ruedasCargadoras de ruedas: actualmente la mayor: actualmente la mayoríía de las a de las cargadoras son de este tipo. El mecanismo de traslacicargadoras son de este tipo. El mecanismo de traslacióón n estestáá constituido por cuatro ruedas motrices de gran constituido por cuatro ruedas motrices de gran didiáámetro y todas iguales. Normalmente las cargadoras metro y todas iguales. Normalmente las cargadoras sobre neumsobre neumááticos tienen el bastidor articulado.ticos tienen el bastidor articulado.

8686


CargadorasCargadorasCargadoras sobre cadenasCargadoras sobre cadenas: se utilizan para trabajos : se utilizan para trabajos especiales y se desplazan sobre dos carros de cadenas. especiales y se desplazan sobre dos carros de cadenas. Comparadas con las de ruedas, a igualdad de cuchara Comparadas con las de ruedas, a igualdad de cuchara tienen mtienen máás peso y por lo tanto mayor fuerza de arranque y s peso y por lo tanto mayor fuerza de arranque y como la fuerza de rozamiento tambicomo la fuerza de rozamiento tambiéén es mayor, la fuerza n es mayor, la fuerza de excavacide excavacióón es mayor.n es mayor.

8787


CargadorasCargadorasEl El equipo de trabajoequipo de trabajo consta de:consta de:

Mecanismo de elevaciMecanismo de elevacióónn

Mecanismo de volteoMecanismo de volteo

CucharaCuchara

Otros accesorios, en las de Otros accesorios, en las de cadenas el mcadenas el máás importante s importante es el escarificador.es el escarificador.

8888



Los Los parparáámetros caractermetros caracteríísticos geomsticos geoméétricostricos son:son:

Altura de descargaAltura de descarga: es la m: es la mááxima altura que hay desde el xima altura que hay desde el terreno hasta el borde de la cuchara, puesta en su posiciterreno hasta el borde de la cuchara, puesta en su posicióón n mmáás baja y una vez levantados los brazos. Cuanto mayor s baja y una vez levantados los brazos. Cuanto mayor sea, mayor altura de caja y por lo tanto, mayor tonelaje sea, mayor altura de caja y por lo tanto, mayor tonelaje podrpodráán tener los camiones o dn tener los camiones o dúúmperes.mperes.

AlcanceAlcance: es la distancia entre dos verticales, una la : es la distancia entre dos verticales, una la tangente a la rueda o a la cadena y otra que pase por el tangente a la rueda o a la cadena y otra que pase por el extremo del diente estando la cuchara volcada y en su extremo del diente estando la cuchara volcada y en su posiciposicióón mn máás alta.s alta.

8989



Los Los parparáámetros caractermetros caracteríísticos dinsticos dináámicosmicos son:son:

Carga de vuelcoCarga de vuelco: es el peso m: es el peso míínimo en el centro de nimo en el centro de gravedad de la carga que es capaz de levantar las ruedas gravedad de la carga que es capaz de levantar las ruedas traseras o ruedas cabillas (en cadenas) del suelo en la traseras o ruedas cabillas (en cadenas) del suelo en la posiciposicióón mn máás avanzada del brazo.s avanzada del brazo.

Carga mCarga mááxima operacionalxima operacional: es la carga de trabajo en las : es la carga de trabajo en las siguientes condiciones:siguientes condiciones:

No debe exceder del 50% de la carga de vuelco en las cargadoras No debe exceder del 50% de la carga de vuelco en las cargadoras de ruedas ni del 35% en las de cadenas.de ruedas ni del 35% en las de cadenas.

Debe ser igual a la capacidad de elevaciDebe ser igual a la capacidad de elevacióón en cualquier posicin en cualquier posicióón de n de cuchara, girada 40cuchara, girada 40ºº..

Para un tamaPara un tamañño y tipo de cazo determinado.o y tipo de cazo determinado.

La velocidad de la marcha no debe ser superior a 6,43 La velocidad de la marcha no debe ser superior a 6,43 kmkm/h./h.

En terreno firme, suave y llano.En terreno firme, suave y llano.



Capacidad de elevaciCapacidad de elevacióónn del sistema hidrdel sistema hidrááulico: es el mayor ulico: es el mayor peso que el cilindro puede levantar a una cierta altura peso que el cilindro puede levantar a una cierta altura determinada por el fabricante. Como este valor es superior determinada por el fabricante. Como este valor es superior a la carga de vuelco, el ensayo debe hacerse con la a la carga de vuelco, el ensayo debe hacerse con la mmááquina anclada en su parte posterior.quina anclada en su parte posterior.

Fuerza de arranqueFuerza de arranque: es la fuerza de elevaci: es la fuerza de elevacióón vertical n vertical medida en el borde de la cuchilla de la cuchara. Es el medida en el borde de la cuchilla de la cuchara. Es el parparáámetro mmetro máás importante ya que da una idea del poder s importante ya que da una idea del poder de excavacide excavacióón de la cargadora.n de la cargadora.

siendo:siendo: MM par de arranque,par de arranque,

FF fuerza de arranque,fuerza de arranque,

LL longitud del fondo de cuchara.longitud del fondo de cuchara.

M F L= ⋅

9191


Cargadoras. Fuerza de arranqueCargadoras. Fuerza de arranque

La fuerza de arranque depende de:La fuerza de arranque depende de:

Tipo de cucharaTipo de cuchara: cuanto m: cuanto máás ancha menor fuerza de s ancha menor fuerza de arranque, por eso se usan las marranque, por eso se usan las máás anchas para mover tierras s anchas para mover tierras y arenas y las my arenas y las máás estrechas para materiales ms estrechas para materiales máás s consistentes.consistentes.

GeometrGeometríía de los brazosa de los brazos..

Capacidad del hidrCapacidad del hidrááulicoulico: a mayor fuerza del hidr: a mayor fuerza del hidrááulico mayor ulico mayor fuerza de arranque.fuerza de arranque.

Fuerza de penetraciFuerza de penetracióón:n:

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Cargadoras. Fuerza de penetraciCargadoras. Fuerza de penetracióónnCuando la cuchara trata de penetrar el dinamismo de la Cuando la cuchara trata de penetrar el dinamismo de la mmááquina exige mucho par y velocidad casi nula. El peso quina exige mucho par y velocidad casi nula. El peso gravita sobre el eje delantero (ruedas gugravita sobre el eje delantero (ruedas guíía) por lo que se a) por lo que se produce una pproduce una péérdida de adherencia en la parte posterior, rdida de adherencia en la parte posterior, por ello la traccipor ello la traccióón corre a cargo de la potencia transmitida n corre a cargo de la potencia transmitida al eje delantero y por lo tanto la fuerza de penetracial eje delantero y por lo tanto la fuerza de penetracióón n disminuye.disminuye.

Por lo tanto, la fuerza de penetraciPor lo tanto, la fuerza de penetracióón varn varíía en funcia en funcióón de: n de: potencia del motor, potencia del motor, desmultiplicacidesmultiplicacióón de la transmisin de la transmisióón, n, didiáámetro de los neummetro de los neumááticos (superficie de contacto ticos (superficie de contacto cadenascadenas--suelo), suelo), condiciones de adherencia del terreno y condiciones de adherencia del terreno y peso de la mpeso de la mááquina y su distribuciquina y su distribucióón.n.

9393


Cargadoras. Ciclo de trabajoCargadoras. Ciclo de trabajo

La cargadora simultanea la maniobra (avance, retroceso y La cargadora simultanea la maniobra (avance, retroceso y giro) con los movimientos de la cuchara (subida, bajada y giro) con los movimientos de la cuchara (subida, bajada y basculacibasculacióón). n).

El ciclo de trabajo consta de 4 fases: El ciclo de trabajo consta de 4 fases:

11ªª Fase: CargaFase: Carga. La cargadora empuja avanzando con la . La cargadora empuja avanzando con la cuchara baja hasta hincarla en el material, la llena y la cuchara baja hasta hincarla en el material, la llena y la pone boca arriba elevpone boca arriba eleváándola ligeramente para retroceder.ndola ligeramente para retroceder.

9494



22ªª Fase:Fase: AcarreoAcarreo. Con la cuchara llena, la m. Con la cuchara llena, la mááquina quina retrocede y simultretrocede y simultááneamente eleva y bascula la cuchara neamente eleva y bascula la cuchara para que el material no se derrame. Es esta posicipara que el material no se derrame. Es esta posicióón n puede transportar a pequepuede transportar a pequeññas distancias.as distancias.

9595



33ªª Fase:Fase: DescargaDescarga. Se coloca . Se coloca junto al medio de transporte, junto al medio de transporte, ajustando la altura de vertido ajustando la altura de vertido al mismo, bascula la cuchara al mismo, bascula la cuchara y el material cae en la caja del y el material cae en la caja del medio de transporte.medio de transporte.

44ªª Fase:Fase: ManiobraManiobra. Retrocede . Retrocede y maniobra mientras baja la y maniobra mientras baja la cuchara vaccuchara vacíía hasta alcanzar a hasta alcanzar el frente de llenado con la el frente de llenado con la cuchara a ras del suelo para cuchara a ras del suelo para comenzar el ciclo.comenzar el ciclo.

9696


Cargadoras. Forma de cargaCargadoras. Forma de carga

Normalmente la carga se realiza en V. El camiNormalmente la carga se realiza en V. El camióón debe n debe colocarse a la izquierda para que ambos conductores se vean. colocarse a la izquierda para que ambos conductores se vean. Si hay otro camiSi hay otro camióón esperando se sitn esperando se sitúúa a la derecha. La a a la derecha. La cargadora debe atacar el frente siempre con el eje cargadora debe atacar el frente siempre con el eje perpendicular a perpendicular a éél, sin que la articulacil, sin que la articulacióón forme n forme áángulo y sin ngulo y sin que ninguna rueda quede en el aire.que ninguna rueda quede en el aire.

9797


Cargadoras. ProducciCargadoras. Produccióónn

La producciLa produccióón de las cargadoras depende de:n de las cargadoras depende de:

Capacidad de la cuchara.Capacidad de la cuchara.

Tiempo de ciclo. Tiempo de ciclo.

Factor de llenado. Factor de llenado.

La capacidad de la cuchara puede ser a ras o colmada.La capacidad de la cuchara puede ser a ras o colmada.

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Los fabricantes ofrecen cucharas de distintas capacidades Los fabricantes ofrecen cucharas de distintas capacidades segsegúún el tipo de material a cargar. n el tipo de material a cargar.

Como la carga operacional no varComo la carga operacional no varíía con el modelo de a con el modelo de cargadora, la cuchara se llenarcargadora, la cuchara se llenaráá mmáás o menos segs o menos segúún el tipo de n el tipo de material.material.

El factor de llenado varEl factor de llenado varíía entre el 65 y el 100%.a entre el 65 y el 100%.

La capacidad La capacidad úútil (volumen til (volumen úútil) es:til) es:

util LLC C f= ⋅La producciLa produccióón es el producto del volumen colmado de la n es el producto del volumen colmado de la cuchara, por el factor de llenado, por el ncuchara, por el factor de llenado, por el núúmero de ciclos por mero de ciclos por hora y por el factor de eficiencia.hora y por el factor de eficiencia.

utilLL h hP C f N f C N f= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅

9999



Si el tiempo de ciclo permanece constante, cuanto mayor sea Si el tiempo de ciclo permanece constante, cuanto mayor sea el llenado de la cuchara mayor es la producciel llenado de la cuchara mayor es la produccióón. n.

Pero si el llenado es mayor, el tiempo de ciclo es mayor y el Pero si el llenado es mayor, el tiempo de ciclo es mayor y el nnúúmero de ciclos por hora sermero de ciclos por hora seráá menor, por lo que la menor, por lo que la producciproduccióón sern seráá menor.menor.

AsAsíí que para hallar la produccique para hallar la produccióón mn mááxima habrxima habráá que hacer que hacer distintas pruebas para comprobar el llenado distintas pruebas para comprobar el llenado óóptimo.ptimo.

100100


Cargadoras. Campo de aplicaciCargadoras. Campo de aplicacióónn

En arranque por tractores de cadenas cargando el producto a En arranque por tractores de cadenas cargando el producto a camiones.camiones.

En desmontes de rocas voladas con explosivos o canteras, con En desmontes de rocas voladas con explosivos o canteras, con cuchara adecuada. Si es de neumcuchara adecuada. Si es de neumááticos deben protegerse con ticos deben protegerse con cadenas protectoras.cadenas protectoras.

En escolleras, debido a la gran capacidad de sus cucharas En escolleras, debido a la gran capacidad de sus cucharas cargan y manejan bien grandes bloques de roca.cargan y manejan bien grandes bloques de roca.

Desbroce de tierra vegetal.Desbroce de tierra vegetal.

AlimentaciAlimentacióón de material suelto a tolvas en plantas de n de material suelto a tolvas en plantas de aglomerado asfaglomerado asfááltico, graveras, instalaciones de hormigltico, graveras, instalaciones de hormigóón y n y de machaqueo.de machaqueo.

101101


ComparaciComparacióón entre cargadorasn entre cargadoras

Carga estCarga estáática de vuelco.tica de vuelco.

Capacidades de la cuchara.Capacidades de la cuchara.

Potencia del motor: proporciona la fuerza de penetraciPotencia del motor: proporciona la fuerza de penetracióón y la n y la velocidad de desplazamiento.velocidad de desplazamiento.

Peso de la mPeso de la mááquina: estabilidad.quina: estabilidad.

Fuerza de arranque.Fuerza de arranque.

Altura de descarga y alcance.Altura de descarga y alcance.

Radio de giro.Radio de giro.

102102


ComparaciComparacióón cargadora y excavadora hidrn cargadora y excavadora hidrááulicaulica

La cargadora tiene que tener la cuchara mLa cargadora tiene que tener la cuchara máás ancha que su vs ancha que su víía a para proteger el avance a las ruedas o cadenas, lo que reduce para proteger el avance a las ruedas o cadenas, lo que reduce su fuerza de arranque.su fuerza de arranque.

El ciclo de trabajo es mayor en las cargadoras que en las El ciclo de trabajo es mayor en las cargadoras que en las excavadoras, debido a los desplazamientos.excavadoras, debido a los desplazamientos.

La altura de carga de la cargadora es de 1La altura de carga de la cargadora es de 1--1,5 m mientras 1,5 m mientras que la de la excavadora es de varios metros.que la de la excavadora es de varios metros.

La cargadora de neumLa cargadora de neumááticos requiere como mticos requiere como míínimo el doble nimo el doble de su longitud para maniobrar sin problemas. La excavadora de su longitud para maniobrar sin problemas. La excavadora gira y permite colocarse cgira y permite colocarse cóómodamente a los camiones.modamente a los camiones.

En limpieza a pie de cantera, la cargadora tiene ventaja frente En limpieza a pie de cantera, la cargadora tiene ventaja frente a la retro, al dejar el suelo mejor para los camiones.a la retro, al dejar el suelo mejor para los camiones.

103103


RetrocargadorasRetrocargadoras o mixtaso mixtasSon mSon mááquinas autopropulsadas sobre ruedas, con un bastidor quinas autopropulsadas sobre ruedas, con un bastidor disediseññado para montar un equipo de carga frontal y otro ado para montar un equipo de carga frontal y otro trasero de trasero de retroexcavaciretroexcavacióónn, de forma que pueden ser usados , de forma que pueden ser usados alternativamente.alternativamente.

Combina las ventajas de las palas cargadoras con las de la Combina las ventajas de las palas cargadoras con las de la retroexcavadora.retroexcavadora.

104104


RetrocargadorasRetrocargadoras o mixtaso mixtas

Es una mEs una mááquina muy versquina muy versáátil y rentable, por lo que cada vez til y rentable, por lo que cada vez se utiliza mse utiliza máás.s.

Se utilizan mucho en zanjas, porque con la retro se abre la Se utilizan mucho en zanjas, porque con la retro se abre la zanja y con la cuchara frontal se rellena. zanja y con la cuchara frontal se rellena.

Cuando hay que demoler hormigCuando hay que demoler hormigóón o pavimentos asfn o pavimentos asfáálticos, el lticos, el cazo de la retro se puede sustituir por un martillo rompedor.cazo de la retro se puede sustituir por un martillo rompedor.

Para conseguir mayor fuerza de arranque, a veces tienen un Para conseguir mayor fuerza de arranque, a veces tienen un sistema de anclaje.sistema de anclaje.

105105


TraTraííllasllas

Las traLas traííllas son mllas son mááquinas utilizadas en el movimiento de quinas utilizadas en el movimiento de tierras que realizan las funciones de arranque, carga, tierras que realizan las funciones de arranque, carga, transporte, descarga y nivelacitransporte, descarga y nivelacióón de suelos tales como arena, n de suelos tales como arena, arcilla, tierra e incluso zahorras.arcilla, tierra e incluso zahorras.

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TraTraííllas. Tiposllas. Tipos

RemolcadasRemolcadas::

Por tractores de cadenas, tienen una buena tracciPor tractores de cadenas, tienen una buena traccióón, n, incluso en pistas en mal estado. incluso en pistas en mal estado.

Por tractores de ruedas de tracciPor tractores de ruedas de traccióón total, tienen menor n total, tienen menor capacidad que las de cadenas.capacidad que las de cadenas.

AutopropulsadasAutopropulsadas, llamadas mototra, llamadas mototraííllas, que pueden ser:llas, que pueden ser:

Convencionales con un motor delantero y tracciConvencionales con un motor delantero y traccióón n delantera.delantera.

De dos motores, uno delantero y otro trasero y de tracciDe dos motores, uno delantero y otro trasero y de traccióón n totaltotal

Con elevador de paletas para la carga o Con elevador de paletas para la carga o autocargadorasautocargadoras, , tiene un solo motor y traccitiene un solo motor y traccióón delantera.n delantera.

107107


MototraMototraííllas. Cajasllas. Cajas

La caja estLa caja estáá abierta por su parte superior y dotada con abierta por su parte superior y dotada con movimiento ascendente y descendente, y provista en su borde movimiento ascendente y descendente, y provista en su borde de ataque de una cuchilla recambiable para hacer el corte o de ataque de una cuchilla recambiable para hacer el corte o excavaciexcavacióón al terreno.n al terreno.

Para cada modelo los fabricantes proporcionan las siguientes Para cada modelo los fabricantes proporcionan las siguientes capacidades:capacidades:

Carga mCarga mááxima que pueden llevar.xima que pueden llevar.

Capacidad a ras.Capacidad a ras.

Capacidad colmada que corresponde a una determinada Capacidad colmada que corresponde a una determinada densidad.densidad.

108108


MototraMototraííllas. Cajasllas. Cajas

La caja consta de dos elementos muy importantes: La caja consta de dos elementos muy importantes:

La La compuerta tipo sector,compuerta tipo sector, situada en la parte frontal, sirve situada en la parte frontal, sirve para cargar, mantener la carga y descargar.para cargar, mantener la carga y descargar.

La La placa placa eyectoraeyectora situada en la parte posterior sirve para situada en la parte posterior sirve para empujar el material al efectuar la descarga.empujar el material al efectuar la descarga.

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MototraMototraííllas. Ciclo de trabajollas. Ciclo de trabajo

11ªª Fase:Fase: CargaCarga. Se abre la compuerta y se baja la caja hasta . Se abre la compuerta y se baja la caja hasta que apoye en el terreno y la cuchilla penetre en el mismo. El que apoye en el terreno y la cuchilla penetre en el mismo. El espesor de la capa arrancada es de unos 25 cm. Al avanzar la espesor de la capa arrancada es de unos 25 cm. Al avanzar la mmááquina el terreno va llenando la caja, empujado por el quina el terreno va llenando la caja, empujado por el material que sigue penetrando en ella. La resistencia a la material que sigue penetrando en ella. La resistencia a la carga depende de la resistencia al corte del suelo y de la carga depende de la resistencia al corte del suelo y de la resistencia que el propio material ofrece a ser penetrado en la resistencia que el propio material ofrece a ser penetrado en la caja. Cuando la caja estcaja. Cuando la caja estáá medio llena la resistencia del propio medio llena la resistencia del propio material es tan grande que no deja entrar mmaterial es tan grande que no deja entrar máás material, al no s material, al no ser que se tenga la ayuda de un tractor empujador.ser que se tenga la ayuda de un tractor empujador.

110110



22ªª Fase:Fase: AcarreoAcarreo. Una vez realizada la carga se cierra la . Una vez realizada la carga se cierra la compuerta y se levanta la caja de manera que las ruedas son compuerta y se levanta la caja de manera que las ruedas son los los úúnicos elementos de apoyo en el terreno. Las velocidades nicos elementos de apoyo en el terreno. Las velocidades pueden alcanzar los 45 pueden alcanzar los 45 kmkm/h. /h.

111111



33ªª Fase:Fase: DescargaDescarga. Al llegar al punto de vertido se levanta la . Al llegar al punto de vertido se levanta la compuerta y el eyector avanza en la caja de forma que se compuerta y el eyector avanza en la caja de forma que se realiza la descarga por la parte delantera. La caja puede realiza la descarga por la parte delantera. La caja puede elevarse o bajarse de forma que la altura del material elevarse o bajarse de forma que la altura del material expulsado puede variarse y con la cuchilla se logra su expulsado puede variarse y con la cuchilla se logra su nivelacinivelacióón.n.

112112



44ªª Fase:Fase: RetornoRetorno. Una vez descargado el material se levanta . Una vez descargado el material se levanta la caja, se cierra la compuerta y se regresa al punto de carga la caja, se cierra la compuerta y se regresa al punto de carga para reiniciar el ciclo.para reiniciar el ciclo.

113113


MototraMototraííllas con tractor empujador llas con tractor empujador

La misiLa misióón del tractor empujador es ayudar a cargar a las n del tractor empujador es ayudar a cargar a las mototramototraííllas convencionales. El tractor empuja sobre el tope llas convencionales. El tractor empuja sobre el tope de empuje situados en la parte posterior de la caja.de empuje situados en la parte posterior de la caja.

Es necesario tener un nEs necesario tener un núúmero de mototramero de mototraííllas suficiente para llas suficiente para que el tractor tenga un empleo continuo.que el tractor tenga un empleo continuo.

114114


MototraMototraííllas con tractor empujador llas con tractor empujador

No se debe perder tiempo en completar la carga de la No se debe perder tiempo en completar la carga de la mototramototraíílla, porque una plla, porque una péérdida de tiempo en esta fase rdida de tiempo en esta fase retrasa todas las demretrasa todas las demáás mientras que si la carga no es s mientras que si la carga no es completa no se retrasa ninguna otra fase. El empujador debe completa no se retrasa ninguna otra fase. El empujador debe actuar hasta que el material rebose o hasta que llegue otra actuar hasta que el material rebose o hasta que llegue otra mototramototraíílla en cuyo caso cesarlla en cuyo caso cesaráá y se preparary se prepararáá para empujar a para empujar a la que estla que estáá en espera.en espera.

Para reducir el tiempo de carga es conveniente dar la Para reducir el tiempo de carga es conveniente dar la profundidad de corte necesaria a cada caso. Depende de: el profundidad de corte necesaria a cada caso. Depende de: el tipo de material, el tiempo invertido y la potencia del tractor.tipo de material, el tiempo invertido y la potencia del tractor.

Para evitar el desgaste excesivo en los neumPara evitar el desgaste excesivo en los neumááticos de la ticos de la mototramototraíílla, el tractor empujador debe ser el que realice el lla, el tractor empujador debe ser el que realice el esfuerzo de carga y debe hacerlo en lesfuerzo de carga y debe hacerlo en líínea recta.nea recta.

115115


MototraMototraííllas con empujador. Ciclo de trabajo llas con empujador. Ciclo de trabajo

La traLa traíílla empieza a cargar sin el empujador, mientras lla empieza a cargar sin el empujador, mientras ééste ste realiza la maniobra. realiza la maniobra.

A continuaciA continuacióón, el tractor empuja la tran, el tractor empuja la traíílla durante el resto de lla durante el resto de la carga. la carga.

Una vez acabada la carga, la traUna vez acabada la carga, la traíílla cierra la compuerta y sube lla cierra la compuerta y sube la caja y el empujador le empuja unos 5 m mla caja y el empujador le empuja unos 5 m máás para salvar el s para salvar el escalescalóón de la excavacin de la excavacióón.n.

La traLa traíílla realiza el transporte por sus propios medios. lla realiza el transporte por sus propios medios.

116116


MototraMototraííllas con empujador. Ciclo de trabajollas con empujador. Ciclo de trabajo

El empujador da marcha atrEl empujador da marcha atráás en s en áángulo o en lngulo o en líínea recta para nea recta para permitir a la siguiente trapermitir a la siguiente traíílla realizar la maniobra necesaria lla realizar la maniobra necesaria para situarse en el lugar en el que la otra dejpara situarse en el lugar en el que la otra dejóó la excavacila excavacióón. n.

La traLa traíílla empieza la carga mientras el empujador se sitlla empieza la carga mientras el empujador se sitúúa a detrdetráás de ella para ayudarle en la carga.s de ella para ayudarle en la carga.

117117


MototraMototraííllas con elevador de paletas llas con elevador de paletas

Uno de los problemas de las mototraUno de los problemas de las mototraííllas es la resistencia que llas es la resistencia que ejerce el material ya cargado al que se estejerce el material ya cargado al que se estáá cargando, por ello cargando, por ello se ha desarrollado la mototrase ha desarrollado la mototraíílla con elevador de paletas, lla con elevador de paletas, montado en la parte delantera de la caja. montado en la parte delantera de la caja.

118118



Las paletas del elevador van montadas Las paletas del elevador van montadas sobre dos cadenas sin fin y arrastran el sobre dos cadenas sin fin y arrastran el material excavado hacia el fondo de la material excavado hacia el fondo de la caja, facilitando la carga. El elevador caja, facilitando la carga. El elevador dispone de un dispositivo de giro, asdispone de un dispositivo de giro, asíícuando encuentran una piedra cuando encuentran una piedra demasiado grande se levanta la parte demasiado grande se levanta la parte trasera evitando que lo datrasera evitando que lo daññe. El e. El elevador desmenuza el material con lo elevador desmenuza el material con lo que se reduce la cantidad de huecos, que se reduce la cantidad de huecos, obteniobteniééndose una distribucindose una distribucióón del n del material mmaterial máás uniforme y mejor s uniforme y mejor compactada, y por lo tanto la capacidad compactada, y por lo tanto la capacidad de carga es mayor.de carga es mayor.

119119



Esta mototraEsta mototraííllas no pueden disponer de la compuerta de llas no pueden disponer de la compuerta de sector, por lo que para su descarga el suelo de la caja se sector, por lo que para su descarga el suelo de la caja se desplaza hacia atrdesplaza hacia atráás a la vez que el eyector empuja al s a la vez que el eyector empuja al material directamente sobre el terreno donde es extendido y material directamente sobre el terreno donde es extendido y nivelado por la parte posterior.nivelado por la parte posterior.

120120


MototraMototraííllas con dos motoresllas con dos motoresEstas mototraEstas mototraííllas poseen dos motores y traccillas poseen dos motores y traccióón en todas las n en todas las ruedas por lo que el peso total de la mruedas por lo que el peso total de la mááquina es aprovechado quina es aprovechado para el esfuerzo tractor, y por lo tanto pueden cargarse solas para el esfuerzo tractor, y por lo tanto pueden cargarse solas sin necesidad de un tractor empujador.sin necesidad de un tractor empujador.

En muchas ocasiones se disponen dos mototraEn muchas ocasiones se disponen dos mototraííllas en tllas en táándem, ndem, llamllamáándose mototrandose mototraííllas de empuje y arrastre. llas de empuje y arrastre.

121121


MototraMototraííllas con dos motoresllas con dos motores

El dispositivo de acoplamiento consta de un elemento de El dispositivo de acoplamiento consta de un elemento de enganche (tope elenganche (tope eláástico y fiador) situado en la parte delantera stico y fiador) situado en la parte delantera y un tope de empuje y un gancho en la parte posterior. El y un tope de empuje y un gancho en la parte posterior. El enganche es automenganche es automáático, cuando chocan las dos mototratico, cuando chocan las dos mototraííllas, llas, el fiador baja y la mototrael fiador baja y la mototraíílla trasera se engancha con la lla trasera se engancha con la delantera y el desenganche se realiza desde la cabina del delantera y el desenganche se realiza desde la cabina del conductor.conductor.

122122


MototraMototraííllas en tllas en táándemndem

La fase de carga se realiza en dos etapas:La fase de carga se realiza en dos etapas:

11ªª etapa: la mototraetapa: la mototraíílla trasera vaclla trasera vacíía empuja a la delantera a empuja a la delantera mientras se carga.mientras se carga.

22ªª etapa: cuando la mototraetapa: cuando la mototraíílla delantera estlla delantera estáá totalmente totalmente cargada, con la caja elevada tira de la trasera mientras se cargada, con la caja elevada tira de la trasera mientras se carga.carga.

De esta forma se aprovecha la potencia de las dos De esta forma se aprovecha la potencia de las dos mototramototraííllas para realizar la carga. Cuando la carga se ha llas para realizar la carga. Cuando la carga se ha terminado, las mototraterminado, las mototraííllas se desenganchan y terminan su llas se desenganchan y terminan su ciclo por separado.ciclo por separado.

123123


MototraMototraííllas. Produccillas. Produccióónn

siendo siendo CC capacidad de carga,capacidad de carga,

NN nnúúmero de ciclos,mero de ciclos,

ffhh factor de eficiencia horaria.factor de eficiencia horaria.

Ensayos realizados indican que la mEnsayos realizados indican que la mááxima capacidad reduce la xima capacidad reduce la producciproduccióón en vez de aumentarla. Esto es debido a que a n en vez de aumentarla. Esto es debido a que a medida que la caja se va llenando aumenta la resistencia, el medida que la caja se va llenando aumenta la resistencia, el ritmo de carga disminuye y el tiempo de ciclo aumenta.ritmo de carga disminuye y el tiempo de ciclo aumenta.

hP C N f= ⋅ ⋅

La producciLa produccióón de las mototran de las mototraííllas se calcula:llas se calcula:

124124


MototraMototraííllas. Nllas. Núúmero mero óóptimoptimoCuando se trabaja con traCuando se trabaja con traííllas convencionales es necesario la llas convencionales es necesario la utilizaciutilizacióón de un tractor que se aprovecha para empujar varias n de un tractor que se aprovecha para empujar varias mototramototraííllas (normalmente entre 3 y 5).llas (normalmente entre 3 y 5).

Con el fin de que no se produzcan esperas innecesarias ni de Con el fin de que no se produzcan esperas innecesarias ni de las mototralas mototraííllas ni del empujador debe calcularse el nllas ni del empujador debe calcularse el núúmero mero óóptimo utilizando el principio de equilibrio. ptimo utilizando el principio de equilibrio.

Principio de equilibrio: Principio de equilibrio: ““Si se consideran dos conjuntos con NSi se consideran dos conjuntos con N11

y Ny N22 elementos cada uno, que estelementos cada uno, que estáán perfectamente n perfectamente sincronizados, con tiempos de ciclo Tsincronizados, con tiempos de ciclo T11 y Ty T22, se tendr, se tendráá que sus que sus frecuencias son las mismasfrecuencias son las mismas””..

1 2 11 2 1 2

1 2 2

N N Tf f N NT T T

= ⇒ = ⇒ = ⋅

125125


MototraMototraííllas. Nllas. Núúmero mero óóptimoptimoConociendo los tiempos de ciclo de las traConociendo los tiempos de ciclo de las traííllas y del tractor llas y del tractor empujador, el nempujador, el núúmero mero óóptimo de traptimo de traííllas serllas seráá::

traillasopt

tractor

TNT

=

mmááximaximano esperano esperaesperanesperan> > NNoptopt

mmíínimonimoesperaesperano esperanno esperan< < NNoptopt

COSTECOSTEPRODUCCIPRODUCCIÓÓNNEMPUJADOREMPUJADORTRATRAÍÍLLASLLASNNºº tratraííllasllas

126126


MototraMototraííllas. Aplicacionesllas. Aplicaciones

Carreteras: compensaciCarreteras: compensacióón de voln de volúúmenes en traza.menes en traza.

Aeropuertos: excavaciAeropuertos: excavacióón del terreno.n del terreno.

Obras hidrObras hidrááulicas: presas de tierra.ulicas: presas de tierra.

BBBBRoca con fragmentaciRoca con fragmentacióón uniformen uniforme

BBEscarificar antesEscarificar antesDurosDuros

RRBBTerrenos pizarrososTerrenos pizarrosos

MMMMArenosos secos y limpiosArenosos secos y limpios

MMBBArcillosos pesadosArcillosos pesados

BBBBArcillosos ligeros secosArcillosos ligeros secos

DescargaDescargaCargaCargaMaterialMaterial


MototraMototraííllas. Comparacillas. Comparacióónn

MedioMedioBajoBajoMedioMedioRellenoRelleno

AltoAltoMedioMedioBajoBajoAcarreoAcarreo

CargaCarga AltoAltoBajoBajoMedioMedio

CostosCostos

< 1600 m< 1600 m< 800 m< 800 m< 2000 m< 2000 mDistancia de acarreoDistancia de acarreo

30%30%7%7%8%8%Pendiente superablePendiente superable

> 50 > 50 KpKp/t/t2020––50 50 KpKp/t/t2020––50 50 KpKp/t/tResistencia a la rodaduraResistencia a la rodadura

Hasta grava Hasta grava finafinaHasta gravaHasta gravaHasta roca Hasta roca

escarificadaescarificadaTamaTamañño del materialo del material

Trabaja por Trabaja por parejasparejas

Totalmente Totalmente independienteindependiente

Necesita Necesita empujadorempujadorIndependenciaIndependencia

EmpujeEmpuje--TiroTiroElevador de Elevador de paletaspaletasConvencionalConvencional

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MototraMototraííllas. Ventajasllas. Ventajas

Independencia de otros equipos de carga y transporte. Independencia de otros equipos de carga y transporte.

Compromiso entre carga y acarreo. Unos equipos las superan Compromiso entre carga y acarreo. Unos equipos las superan en la carga y otros en el acarreo pero ninguno ambos.en la carga y otros en el acarreo pero ninguno ambos.

Depositan la carga en capas delgadas que facilitan el Depositan la carga en capas delgadas que facilitan el extendido.extendido.

Alta producciAlta produccióón en condiciones favorables y poca mano de n en condiciones favorables y poca mano de obra.obra.

Descarga al progresar sobre la traza por lo que crean una Descarga al progresar sobre la traza por lo que crean una compactacicompactacióón previa.n previa.

129129


MototraMototraííllas. Inconvenientesllas. Inconvenientes

LimitaciLimitacióón en la profundidad de corte.n en la profundidad de corte.

Sensibles a las condiciones meteorolSensibles a las condiciones meteorolóógicas.gicas.

Poca altura libre por lo que necesitan pistas bien niveladas y Poca altura libre por lo que necesitan pistas bien niveladas y cuidadas.cuidadas.

Necesidad de conductores experimentados.Necesidad de conductores experimentados.

Maquinaria de elevado coste de adquisiciMaquinaria de elevado coste de adquisicióón.n.

Mayor consumo de combustible.Mayor consumo de combustible.

Distancias de acarreo limitado.Distancias de acarreo limitado.

Las traLas traííllas tienen averllas tienen averíías por lo que conviene tener una de as por lo que conviene tener una de repuesto.repuesto.

130130


Dragalina Dragalina

Es la excavadora de cables mEs la excavadora de cables máás utilizada.s utilizada.

Trabaja por arrastre del material.Trabaja por arrastre del material.

131131


Dragalina Dragalina

El equipo de trabajo estEl equipo de trabajo estáá formado por:formado por:

PlumaPluma de celosde celosíía o brazo.a o brazo.

El El cazocazo: tiene forma : tiene forma paralelepipparalelepipéédicadica con dos caras con dos caras abiertas, la superior y la frontal, que sirven de entrada del abiertas, la superior y la frontal, que sirven de entrada del material. Los laterales tienen agujeros para permitir la material. Los laterales tienen agujeros para permitir la salida del agua. Lleva dientes en el labio delantero del salida del agua. Lleva dientes en el labio delantero del fondo. Puede bascular alrededor de una horquilla de fondo. Puede bascular alrededor de una horquilla de suspensisuspensióón.n.

Los Los cablescables: el cazo est: el cazo estáá unido a la excavadora mediante unido a la excavadora mediante dos cables.dos cables.

Cable de arrastreCable de arrastre: acerca el cazo a la m: acerca el cazo a la mááquina.quina.

Cable de elevaciCable de elevacióónn: sube y baja el cazo.: sube y baja el cazo.

132132


Dragalina Dragalina

133133


Dragalina Dragalina

Los Los parparáámetrosmetros necesarios para elegir una dragalina son:necesarios para elegir una dragalina son:

Longitud de la pluma (L).Longitud de la pluma (L).

Capacidad del cazo (C).Capacidad del cazo (C).

Radio de la carga (R).Radio de la carga (R).

Profundidad de excavaciProfundidad de excavacióón (T).n (T).

Altura de descarga (U).Altura de descarga (U).

Alcance de la excavaciAlcance de la excavacióón (W).n (W).

Longitud del cazo (Z).Longitud del cazo (Z).

La La producciproduccióónn se calcula, como para el resto de la mse calcula, como para el resto de la mááquinas quinas de excavacide excavacióón, multiplicando la capacidad del cazo por el nn, multiplicando la capacidad del cazo por el nººde ciclos por hora por el factor de eficiencia horaria por el de ciclos por hora por el factor de eficiencia horaria por el factor de llenado.factor de llenado.

134134


Dragalina. Ciclo de trabajoDragalina. Ciclo de trabajo

El ciclo de trabajo consta de seis fases:El ciclo de trabajo consta de seis fases:

11ªª fase:fase: lanzamiento e hinca del cazolanzamiento e hinca del cazo. Con el cable de arrastre . Con el cable de arrastre el maquinista acerca el cazo a la mel maquinista acerca el cazo a la mááquina y al mismo tiempo quina y al mismo tiempo tira del cable de elevacitira del cable de elevacióón para mantener el cazo en el aire. n para mantener el cazo en el aire.

Suelta el cable de Suelta el cable de arrastre y una vez arrastre y una vez rebasada la vertical del rebasada la vertical del extremo de la pluma va extremo de la pluma va dejando cable de dejando cable de elevacielevacióón con habilidad n con habilidad para que el cazo caiga para que el cazo caiga en el punto de inicio de en el punto de inicio de la excavacila excavacióón.n.


Dragalina. Ciclo de trabajoDragalina. Ciclo de trabajo22ªª fase:fase: arrastre y carga del cazoarrastre y carga del cazo. Una vez hincado el cazo en . Una vez hincado el cazo en el terreno se recoge el cable de arrastre y se suelta el cable el terreno se recoge el cable de arrastre y se suelta el cable de elevacide elevacióón, por lo que el cazo va llenn, por lo que el cazo va llenáándose a medida que ndose a medida que se acerca a la mse acerca a la mááquina.quina.

33ªª fase:fase: elevacielevacióón del cazon del cazo. El cazo se levanta mediante el . El cazo se levanta mediante el cable de elevacicable de elevacióón en combinacin en combinacióón con el de arrastre para que n con el de arrastre para que no vuelque la carga.no vuelque la carga.

44ªª fase:fase: giro de la plataformagiro de la plataforma. Se gira la superestructura . Se gira la superestructura hasta colocar el cazo en lugar de la descarga.hasta colocar el cazo en lugar de la descarga.

55ªª fase:fase: descargadescarga. Se suelta el cable de arrastre y se tira del . Se suelta el cable de arrastre y se tira del cable de elevacicable de elevacióón con lo que el cazo se coloca en posicin con lo que el cazo se coloca en posicióón de n de descarga.descarga.

66ªª fase:fase: giro a la posicigiro a la posicióón inicialn inicial. Se gira la superestructura a . Se gira la superestructura a la vez que se acerca el cazo a la mla vez que se acerca el cazo a la mááquina.quina. 136136


Dragalina. Ciclo de trabajoDragalina. Ciclo de trabajo

137137


Dragalina. AplicacionesDragalina. Aplicaciones

La duraciLa duracióón del ciclo es mayor por lo que el rendimiento es n del ciclo es mayor por lo que el rendimiento es menor que el de otros equipos de excavacimenor que el de otros equipos de excavacióón.n.

En general se excavan mejor los terrenos situados por debajo En general se excavan mejor los terrenos situados por debajo de la cota de la excavadora (en seco o en agua).de la cota de la excavadora (en seco o en agua).

Los terrenos a excavar no pueden ser duros porque el cazo no Los terrenos a excavar no pueden ser duros porque el cazo no entrarentraríía en ellos.a en ellos.

Se emplea en terrenos pantanosos o anegados de agua.Se emplea en terrenos pantanosos o anegados de agua.

Es la mEs la mááquina mquina máás apropiada para:s apropiada para:

Encauzamientos de rEncauzamientos de rííosos

ConstrucciConstruccióón de canales.n de canales.

138138


Equipos de transporteEquipos de transporte

En el movimiento de tierras, los vehEn el movimiento de tierras, los vehíículos que se utilizan para culos que se utilizan para el acarreo son:el acarreo son:

Camiones basculantes o volquetesCamiones basculantes o volquetes

Semirremolques basculantes o baSemirremolques basculantes o baññeraseras

DDúúmperes mperes

RRíígidosgidos

ArticuladosArticulados

139139


Camiones basculantesCamiones basculantes

Respetan el gRespetan el gáálibo de carreteras (ancho 2,50 m y altura 4 m) libo de carreteras (ancho 2,50 m y altura 4 m) y las cargas my las cargas mááximas por eje admitidas por trximas por eje admitidas por trááfico (13 t para fico (13 t para eje simple y 21 t para eje doble).eje simple y 21 t para eje doble).

Suelen tener tres ejes, uno simple delantero y otro doble Suelen tener tres ejes, uno simple delantero y otro doble trasero.trasero.

Pueden tener caja basculante con visera, para proteger la Pueden tener caja basculante con visera, para proteger la cabina de posibles impactos.cabina de posibles impactos.

140140


Camiones basculantesCamiones basculantesVentajasVentajas::

Facilidad de alquilar o subcontratar.Facilidad de alquilar o subcontratar.

Poca tara, por lo que pueden transportar grandes cargas Poca tara, por lo que pueden transportar grandes cargas por carreteras generales.por carreteras generales.

Mayores velocidades mMayores velocidades mááximas en buenas carreteras.ximas en buenas carreteras.

InconvenientesInconvenientes::

Ruedas pequeRuedas pequeññas y bastidor de una sola pieza no apto as y bastidor de una sola pieza no apto para terreno malo.para terreno malo.

Fuera de la carretera, cargas fuertes o pistas en mal Fuera de la carretera, cargas fuertes o pistas en mal estado, aumentan los costes de reparaciestado, aumentan los costes de reparacióón.n.

Velocidad lenta en pistas en mal estado.Velocidad lenta en pistas en mal estado.

Mayores radios de giro que los dMayores radios de giro que los dúúmperes y maniobran peor mperes y maniobran peor en carga y descarga. en carga y descarga.

141141


SemirremolquesSemirremolquesSe llaman baSe llaman baññeras porque la caja es muy alargada y tiene eras porque la caja es muy alargada y tiene gran capacidad.gran capacidad.

EstEstáán formados por una cabeza tractora cuyo eje trasero n formados por una cabeza tractora cuyo eje trasero puede ser doble o sencillo. puede ser doble o sencillo.

El semirremolque basculante apoya mediante un pivote sobre El semirremolque basculante apoya mediante un pivote sobre una placa runa placa róótula colocada en la cabeza tractora.tula colocada en la cabeza tractora.

El semirremolque tiene dos o tres ejes traseros, por lo que el El semirremolque tiene dos o tres ejes traseros, por lo que el vehvehíículo completo puede tener 4 culo completo puede tener 4 óó 5 ejes.5 ejes.

142142


SemirremolquesSemirremolques

Aplicaciones tAplicaciones tíípicaspicas::

Acarreo de Acarreo de ááridos y aglomerado asfridos y aglomerado asfááltico por carretera.ltico por carretera.

En pistas interiores de la obra pueden llevar mEn pistas interiores de la obra pueden llevar máás carga que s carga que los camiones basculantes. los camiones basculantes.

InconvenientesInconvenientes::

Las baLas baññeras son lentas en bascular y maniobrar.eras son lentas en bascular y maniobrar.

SSóólo pueden ir sobre firmes de carreteras no sobre caminos lo pueden ir sobre firmes de carreteras no sobre caminos sin asfaltar, porque ssin asfaltar, porque sóólo tiene traccilo tiene traccióón la cabeza tractora.n la cabeza tractora.

Tendencia a patinar y problemas de inestabilidad (peraltes Tendencia a patinar y problemas de inestabilidad (peraltes de las curvas).de las curvas).

143143


DDúúmperes rmperes ríígidosgidos

Es un basculante con caracterEs un basculante con caracteríísticas especiales de cargas por sticas especiales de cargas por eje y geje y gáálibo que no le permiten circular por carretera.libo que no le permiten circular por carretera.

Tienen dos ejes, el delantero de direcciTienen dos ejes, el delantero de direccióón y el trasero de n y el trasero de traccitraccióón con ruedas gemelas.n con ruedas gemelas.

Su peso propio es 3 Su peso propio es 3 óó 4 veces el de un cami4 veces el de un camióón.n.

144144



Todos los elementos estTodos los elementos estáán dotados de gran robustez.n dotados de gran robustez.

Los amortiguadores desempeLos amortiguadores desempeññan un papel muy importante, an un papel muy importante, porque ademporque ademáás de tener un gran peso se les exige grandes s de tener un gran peso se les exige grandes velocidades por pistas, que en muchas ocasiones, no circularvelocidades por pistas, que en muchas ocasiones, no circularíía a un camiun camióón normal.n normal.

Necesitan motores de gran potencia para poder alcanzar 50 Necesitan motores de gran potencia para poder alcanzar 50 óó60 60 kmkm/h./h.

A pesar de las velocidades alcanzados, la absorciA pesar de las velocidades alcanzados, la absorcióón de los n de los golpes es tal que el nivel de confort es muy bueno.golpes es tal que el nivel de confort es muy bueno.

La direcciLa direccióón es hidrn es hidrááulica, permitiendo maniobrar con un ulica, permitiendo maniobrar con un esfuerzo mesfuerzo míínimo del conductor y logrando radios de giro nimo del conductor y logrando radios de giro mmíínimos.nimos.

145145



En Obras PEn Obras Púúblicas la carga blicas la carga úútil de los dtil de los dúúmperes llega hasta mperes llega hasta

75 t y en miner75 t y en mineríía hasta los 250 t.a hasta los 250 t.

Existen dos capacidades de caja: Existen dos capacidades de caja:

a ras, a ras,

colmada (la mcolmada (la máás habitual es 2:1).s habitual es 2:1).

El fondo de la caja suele tener forma de V de manera que el El fondo de la caja suele tener forma de V de manera que el centro de gravedad estcentro de gravedad estáá lo mlo máás bajo posible.s bajo posible.

Dispone de ruedas de gran diDispone de ruedas de gran diáámetro y anchura.metro y anchura.

El dibujo de las ruedas suele ser profundo para conseguir El dibujo de las ruedas suele ser profundo para conseguir mayor adherencia.mayor adherencia.

146146


DDúúmperes articuladosmperes articulados

Los dLos dúúmperes articulados tiene 2 mperes articulados tiene 2 óó 3 ejes. 3 ejes.

Las ruedas delanteras no son direccionales, el giro es en la Las ruedas delanteras no son direccionales, el giro es en la articulaciarticulacióón.n.

Las capacidades varLas capacidades varíían entre 20 y 40 t.an entre 20 y 40 t.

147147


DDúúmperesmperes

Razones de utilizaciRazones de utilizacióón de los dn de los dúúmperes frente a los camiones:mperes frente a los camiones:

Gran producciGran produccióón.n.

Mayor disponibilidad.Mayor disponibilidad.

Bajo coste del mBajo coste del m33..

Gran robustez, por lo que mayor durabilidad de sus Gran robustez, por lo que mayor durabilidad de sus componentes y menores desgastes.componentes y menores desgastes.

No se circule por carretera.No se circule por carretera.

Para trabajos de mPara trabajos de máás de 4 s de 4 óó 5 meses, porque el transporte 5 meses, porque el transporte a obra es muy caro.a obra es muy caro.

Si se precisa transportar diversos materiales en condiciones Si se precisa transportar diversos materiales en condiciones variables de trabajo.variables de trabajo.

148148



Los criterios de selecciLos criterios de seleccióón de los camiones y dn de los camiones y dúúmperes son:mperes son:

Recorrido de acarreo, pendientes y curvas.Recorrido de acarreo, pendientes y curvas.

Distancias.Distancias.

Estado del terreno y climatologEstado del terreno y climatologíía durante la obra.a durante la obra.

Material a transportar.Material a transportar.

ProducciProduccióón requerida.n requerida.

Equipos de cargas disponibles.Equipos de cargas disponibles.

149149



RR RecomendableRecomendableNRNR No recomendableNo recomendableNN NuncaNunca

NRNRRRNRNRRRRRRRRRNNRRRRDDúúmper rmper ríígidogido

NRNRRRRRNRNRRRNRNRRRNNNRNRRRDDúúmper articuladomper articulado

RRNRNRNNRRNNRRNRNRRRRRNNSemirremolquesSemirremolques

RRRRRRRRRRRRRRRRRRNNCamiCamióón volqueten volquete

DifDifíícilcilNormalNormal

LargaLargaCortaCortaLluvioLluviososoSecoSeco

PendientePendienteFuera Fuera ctra.ctra.Ctra.Ctra.SueloSueloRocaRoca

Distancia Distancia acarreoacarreoClimaClimaCamino de acarreoCamino de acarreoTipo de Tipo de

materialmaterial

150150


Equipos de transporte. Ciclo de trabajoEquipos de transporte. Ciclo de trabajo

Es la suma de los tiempos fijos y de los variables.Es la suma de los tiempos fijos y de los variables.

Tiempos fijosTiempos fijos: :

Posicionamiento en zona de carga.Posicionamiento en zona de carga.

Tiempo de carga: depende del ciclo del cazo de la pala Tiempo de carga: depende del ciclo del cazo de la pala o excavadora y del no excavadora y del núúmero de cargas o cazos.mero de cargas o cazos.

Tiempo de descarga: suele incluir la desaceleraciTiempo de descarga: suele incluir la desaceleracióón, la n, la maniobra de posicionamiento en la zona de descarga, la maniobra de posicionamiento en la zona de descarga, la descarga y la aceleracidescarga y la aceleracióón.n.

Tiempos variablesTiempos variables::

Tiempo de acarreo.Tiempo de acarreo.

Tiempo de retorno.Tiempo de retorno.

151151


Equipos de acarreo. ProducciEquipos de acarreo. ProduccióónnLa producciLa produccióón viene dada por:n viene dada por:

Pueden considerarse dos producciones diferentes:Pueden considerarse dos producciones diferentes:

ProducciProduccióón necesaria o de proyecton necesaria o de proyecto

ProducciProduccióón esperada o de cn esperada o de cáálculolculo

hP C N f= ⋅ ⋅siendosiendo CC capacidad de carga,capacidad de carga,

NN nnúúmero de ciclos,mero de ciclos,

ffhh factor de eficiencia horaria.factor de eficiencia horaria.


Equipos de transporte. Factor de acoplamientoEquipos de transporte. Factor de acoplamiento

El acoplamiento de los equipos se logra empleando un El acoplamiento de los equipos se logra empleando un nnúúmero de unidades de acarreo y de carga que consigan que mero de unidades de acarreo y de carga que consigan que ninguno espere o que la espera sea mninguno espere o que la espera sea míínima.nima.

El factor de acoplamiento es:El factor de acoplamiento es:

Produccion del equipo de acarreoProduccion del equipo de carga

MF =

SSíí esperaesperaNo esperaNo esperaMMááxima produccixima produccióónn> 1> 1

No esperaNo esperaSSíí esperaesperaMMíínimo costonimo costo< 1< 1

No esperaNo esperaNo esperaNo esperaÓÓptimoptimo= 1= 1

Equipo de Equipo de acarreoacarreo

Equipo de Equipo de cargacargaAcoplamientoAcoplamientoMFMF

153153


Extendido y nivelaciExtendido y nivelacióón n

El espesor de las tongadas de extendido en los terraplenes, El espesor de las tongadas de extendido en los terraplenes, pedraplenespedraplenes y presas de materiales sueltos dependen de las y presas de materiales sueltos dependen de las posibilidades de compactaciposibilidades de compactacióón.n.

En el caso de extendido de las capas de firme como los En el caso de extendido de las capas de firme como los espesores son fijos, normalmente se extiende el espesor espesores son fijos, normalmente se extiende el espesor completo, debicompleto, debiééndose comprobar que la ndose comprobar que la extendedoraextendedora es capaz es capaz de proporcionar los espesores necesarios y el compactador las de proporcionar los espesores necesarios y el compactador las densidades exigidas.densidades exigidas.

154154


Extendido y nivelaciExtendido y nivelacióón n

Para el extendido y nivelaciPara el extendido y nivelacióón en el movimiento de tierras se n en el movimiento de tierras se pueden utilizar varias mpueden utilizar varias mááquinas:quinas:

MototraMototraííllasllas

BulldozerBulldozer

Compactador con hoja de empuje.Compactador con hoja de empuje.

MotoniveladoraMotoniveladora

155155



Lo consigue gracias a su hoja, Lo consigue gracias a su hoja, situada en el centro de la situada en el centro de la mmááquina y con suficiente quina y con suficiente distancia a las ruedas.distancia a las ruedas.

La funciLa funcióón principal de la motoniveladora es la nivelacin principal de la motoniveladora es la nivelacióón del n del terreno, moviendo pequeterreno, moviendo pequeññas cantidades de tierra a poca as cantidades de tierra a poca distancia. La niveladora corta y levanta la tierra para distancia. La niveladora corta y levanta la tierra para reemplazarla en la misma zona o cerca, nivelreemplazarla en la misma zona o cerca, niveláándola y dndola y dáándole ndole un perfil diferente.un perfil diferente.

156156



Los trabajos mLos trabajos máás habituales de una motoniveladora son:s habituales de una motoniveladora son:

Extendido de material descargado por los camiones y Extendido de material descargado por los camiones y posteriormente nivelaciposteriormente nivelacióón.n.

Refino de explanadas.Refino de explanadas.

Perfilado de taludes.Perfilado de taludes.

ExcavaciExcavacióón, perfilado y conservacin, perfilado y conservacióón de cunetas en la n de cunetas en la tierra.tierra.

Mantenimiento y conservaciMantenimiento y conservacióón.n.

Las motoniveladoras no son mLas motoniveladoras no son mááquinas de producciquinas de produccióón sino n sino para realizar acabados (nivelacipara realizar acabados (nivelacióón y refinos).n y refinos).

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MotoniveladoraMotoniveladoraCualquier irregularidad en el terreno, en el bulldozer produce Cualquier irregularidad en el terreno, en el bulldozer produce una variaciuna variacióón en la profundidad mayor que en la n en la profundidad mayor que en la motoniveladora.motoniveladora.

En las motoniveladoras, cuanto mayor sea la distancia entre En las motoniveladoras, cuanto mayor sea la distancia entre ejes, menor repercusiejes, menor repercusióón tendrn tendráán los desniveles del terreno.n los desniveles del terreno.

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MotoniveladoraMotoniveladoraEl bastidor suele ser articulado, existiendo tres posiciones El bastidor suele ser articulado, existiendo tres posiciones bbáásicas de trabajo:sicas de trabajo:

Tiene 4 ruedas traseras motrices, y van montadas sobre un Tiene 4 ruedas traseras motrices, y van montadas sobre un balancbalancíín absorbiendo las irregularidades del terreno y n absorbiendo las irregularidades del terreno y asegurando la tracciasegurando la traccióón. n.

Las ruedas delanteras son directrices y se pueden inclinar Las ruedas delanteras son directrices y se pueden inclinar desde la cabina. Alguna vez son motrices.desde la cabina. Alguna vez son motrices.

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El equipo de trabajo consta de:El equipo de trabajo consta de:

Barra de tiroBarra de tiro

Corona o cCorona o cíírculorculo

Hoja vertederaHoja vertedera



La La barra de tirobarra de tiro estestáá situada en la parte central delantera de situada en la parte central delantera de la motoniveladora y unida al bastidor en la parte anterior por la motoniveladora y unida al bastidor en la parte anterior por una articulaciuna articulacióón y en la parte posterior por dos cilindros n y en la parte posterior por dos cilindros hidrhidrááulicos, llamados brazos de elevaciulicos, llamados brazos de elevacióón.n.

Su objeto es soportar la corona, que a su vez sujeta la hoja.Su objeto es soportar la corona, que a su vez sujeta la hoja.

La barra de tiro puede:La barra de tiro puede:

Subir, bajar o inclinarse pivotando sobre la rSubir, bajar o inclinarse pivotando sobre la róótula tula delantera. delantera.

Desplazarse de derecha a izquierda.Desplazarse de derecha a izquierda.

El objeto de la El objeto de la coronacorona es soportar la hoja posibilites soportar la hoja posibilitáándola de un ndola de un movimiento circular de 360movimiento circular de 360ºº. .

161161



La La hoja vertederahoja vertedera es el elemento de trabajo disponiendo de es el elemento de trabajo disponiendo de cuchillas reemplazables en el borde de ataque. cuchillas reemplazables en el borde de ataque.

PiePie de la hoja: punto mde la hoja: punto máás cercano a las ruedas delanteras.s cercano a las ruedas delanteras.

TalTalóónn de la hoja: punto mde la hoja: punto máás alejado.s alejado.

ÁÁngulongulo de la hoja: de la hoja: áángulo formado por la hoja y el eje del ngulo formado por la hoja y el eje del chasis.chasis.

162162


Motoniveladora.Motoniveladora.Movimientos de la hoja vertederaMovimientos de la hoja vertedera

ElevaciElevacióón o descenson o descenso de la hoja respecto del suelo.de la hoja respecto del suelo.

Giro en su plano horizontalGiro en su plano horizontal: permite variar el : permite variar el áángulo de la ngulo de la hoja. Cuanto menor es el hoja. Cuanto menor es el áángulo de giro, menor es el ancho ngulo de giro, menor es el ancho de trabajo pero mayor es su rendimiento.de trabajo pero mayor es su rendimiento.

MantenimientoMantenimiento9090ºº

NivelaciNivelacióón y extendidon y extendido6060ºº

Cortar terrenos blandosCortar terrenos blandos5555ºº

Cortar terrenos durosCortar terrenos duros4545ºº

OperaciOperacióónnÁÁngulongulo

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VariaciVariacióón del n del áángulo de ataquengulo de ataque respecto al terreno. respecto al terreno.

InclinaciInclinacióón de los extremos de la hojan de los extremos de la hoja. Para excavaci. Para excavacióón y n y terminado de cunetas, zanjas, taludes,...terminado de cunetas, zanjas, taludes,...

Para nivelar y extender se utilizan Para nivelar y extender se utilizan áángulos mngulos máás grandes y paras grandes y para arrancar arrancar áángulos mngulos máás peques pequeñños.os.

164164



Desplazamiento lateral del cDesplazamiento lateral del cíírculo y de la barra de tirorculo y de la barra de tiro. Se . Se utiliza en cortes de taludes, excavaciutiliza en cortes de taludes, excavacióón de rampas laterales y n de rampas laterales y nivelacinivelacióón de curvas estrechas.n de curvas estrechas.

Movimiento lateral respecto del cMovimiento lateral respecto del cíírculorculo. Se utiliza para trabajos . Se utiliza para trabajos de extendido de materiales dispuestos lateralmente, relleno de extendido de materiales dispuestos lateralmente, relleno de cunetas y nivelacide cunetas y nivelacióón de obstn de obstááculos.culos.

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Motoniveladora. ProducciMotoniveladora. ProduccióónnLa producciLa produccióón se calcula:n se calcula:

ExtendidoExtendido PrenivelaciPrenivelacióónn y refinoy refino

siendo:siendo: ll ancho de extendidoancho de extendidoee espesor de extendidoespesor de extendidodd distancia de extendidodistancia de extendidoNN nnúúmero de ciclos por horamero de ciclos por horaffhh factor de eficiencia horaria.factor de eficiencia horaria.

hP l e d N f= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ hP l d N f= ⋅ ⋅ ⋅

166166


CompactaciCompactacióónnLa compactaciLa compactacióón es un procedimiento artificial de consolidar n es un procedimiento artificial de consolidar un terreno, mediante la expulsiun terreno, mediante la expulsióón del aire existente entre sus n del aire existente entre sus partpartíículas, haciendo que las mismas estculas, haciendo que las mismas estéén lo mn lo máás prs próóximas ximas posibles. posibles.

La compactaciLa compactacióón consiste en aumentar mecn consiste en aumentar mecáánicamente la nicamente la densidad de un material, ya que al reducir los huecos entre densidad de un material, ya que al reducir los huecos entre partpartíículas aumentamos la densidad y reducimos el volumen culas aumentamos la densidad y reducimos el volumen de material. de material.

El paso del tiempo produce la sedimentaciEl paso del tiempo produce la sedimentacióón o compactacin o compactacióón n natural de los materiales sueltos (consolidacinatural de los materiales sueltos (consolidacióón), pero n), pero aplicando procedimientos mecaplicando procedimientos mecáánicos reducimos el tiempo nicos reducimos el tiempo necesario para lograrla.necesario para lograrla.

167167


CompactaciCompactacióónnLa principal razLa principal razóón por la que se realiza la compactacin por la que se realiza la compactacióón es n es porque los materiales compactados pueden soportar cargas porque los materiales compactados pueden soportar cargas mmáás pesadas sin sufrir deformacis pesadas sin sufrir deformacióón (flexin (flexióón, agrietamiento o n, agrietamiento o desplazamiento).desplazamiento).

La compactaciLa compactacióón se puede conseguir por: n se puede conseguir por:

presipresióón estn estáática, tica,

manipulacimanipulacióón o amasado, n o amasado,

impacto, y impacto, y

vibracivibracióón.n.

168168


CompactaciCompactacióón. Tiposn. TiposPresiPresióón estn estááticatica

Consiste en aplicar un peso sobre la superficie del suelo, esto Consiste en aplicar un peso sobre la superficie del suelo, esto produce la ruptura de las fuerzas que enlazan las partproduce la ruptura de las fuerzas que enlazan las partíículas culas entre si y su acomodo en nuevos enlaces mentre si y su acomodo en nuevos enlaces máás estables dentro s estables dentro del material. del material.

El efecto que produce un peso aplicado sobre el material se El efecto que produce un peso aplicado sobre el material se traduce en una presitraduce en una presióón sobre su superficie que se transmite n sobre su superficie que se transmite hacia el interior y se distribuye en forma de bulbo cuyo valor hacia el interior y se distribuye en forma de bulbo cuyo valor disminuye de forma exponencial con la profundidad. Debido a disminuye de forma exponencial con la profundidad. Debido a esto solamente se aplica la compactaciesto solamente se aplica la compactacióón estn estáática en capas de tica en capas de poca profundidad.poca profundidad.

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CompactaciCompactacióón. Tiposn. TiposManipulaciManipulacióón o amasadon o amasado

Es la producida por tensiones tangenciales que redistribuyen Es la producida por tensiones tangenciales que redistribuyen las partlas partíículas para aumentar su densidad. Resulta muy eficaz culas para aumentar su densidad. Resulta muy eficaz para compactar la capa final de base para un firme asfpara compactar la capa final de base para un firme asfááltico. ltico.

ImpactoImpacto

TambiTambiéén llamada compactacin llamada compactacióón dinn dináámica. Utiliza una fuerza mica. Utiliza una fuerza de impacto repetido sobre la superficie a compactar. Depende de impacto repetido sobre la superficie a compactar. Depende del peso que se utilice y la altura desde la que se le deja caerdel peso que se utilice y la altura desde la que se le deja caer. .

170170


CompactaciCompactacióón. Tiposn. TiposVibraciVibracióónn

La compactaciLa compactacióón por vibracin por vibracióón es la mn es la máás utilizada en la s utilizada en la actualidad para la mayoractualidad para la mayoríía de las aplicaciones. a de las aplicaciones.

Se basa en utilizar una masa excSe basa en utilizar una masa excééntrica que gira dentro del ntrica que gira dentro del rodillo, dicha masa produce una fuerza centrrodillo, dicha masa produce una fuerza centríífuga que se fuga que se suma o se resta al peso de la msuma o se resta al peso de la mááquina, para producir una quina, para producir una presipresióón sobre el suelo.n sobre el suelo.

La compactaciLa compactacióón por vibracin por vibracióón depende de la fuerza n depende de la fuerza centrcentríífuga, amplitud y frecuencia y por lo tanto, del peso de fuga, amplitud y frecuencia y por lo tanto, del peso de los contrapesos, distancia al centro de rotacilos contrapesos, distancia al centro de rotacióón y al centro de n y al centro de gravedad y la velocidad de rotacigravedad y la velocidad de rotacióón.n.

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CompactaciCompactacióón. Tiposn. Tipos

Compactadores vibratorios de Compactadores vibratorios de tambor lisotambor liso

Compactadores vibratorios de pata de cabraCompactadores vibratorios de pata de cabra

Rodillos de pata de cabraRodillos de pata de cabra

Compactadores de neumCompactadores de neumááticosticos

Rodillos estRodillos estááticos ticos lisoslisos

VibraciVibracióónnImpactoImpactoAmasadoAmasadoPresiPresióón estn estááticatica

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Compactadores estCompactadores estááticos lisos ticos lisos La compactaciLa compactacióón se consigue por presin se consigue por presióón estn estáática.tica.

En los rodillos estEn los rodillos estááticos los principales factores que influyen ticos los principales factores que influyen en la compactacien la compactacióón: n:

carga por eje, carga por eje,

anchura del rodillo liso, anchura del rodillo liso,

velocidad de desplazamiento.velocidad de desplazamiento.

La fuerza lineal indica la capacidad de compactaciLa fuerza lineal indica la capacidad de compactacióón del rodillo n del rodillo estestáático, y constituye la fuerza vertical situada directamente tico, y constituye la fuerza vertical situada directamente por debajo y a lo ancho del rodillo o ruedas que crea los por debajo y a lo ancho del rodillo o ruedas que crea los esfuerzos cortantes de la compactaciesfuerzos cortantes de la compactacióón. n.

Cuanto mCuanto máás grande sea la fuerza lineal, mayor sers grande sea la fuerza lineal, mayor seráá el el potencial de compactacipotencial de compactacióón estn estáática del rodillo.tica del rodillo.

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Compactadores de neumCompactadores de neumááticos ticos La compactaciLa compactacióón se consigue por presin se consigue por presióón estn estáática y por tica y por amasado. Su principal ventaja es el efecto en profundidad. amasado. Su principal ventaja es el efecto en profundidad.

La compactaciLa compactacióón depende del peso por rueda y de la huella n depende del peso por rueda y de la huella del neumdel neumáático (presitico (presióón de inflado).n de inflado).

Sus principales aplicaciones son para compactar el Sus principales aplicaciones son para compactar el suelocemento, la suelocemento, la gravacementogravacemento y la mezcla asfy la mezcla asfááltica. ltica.

174174


Compactadores de pata de cabraCompactadores de pata de cabraConstan de 4 tambores con unas patas en las superficies de Constan de 4 tambores con unas patas en las superficies de los mismos y una hoja frontal empujadora, evitlos mismos y una hoja frontal empujadora, evitáándose el ndose el bulldozer.bulldozer.

Combinan la compactaciCombinan la compactacióón por amasado con la de impacto.n por amasado con la de impacto.

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Compactadores vibratorios de pata de cabraCompactadores vibratorios de pata de cabra

Combinan el efecto de la vibraciCombinan el efecto de la vibracióón con un mayor impacto. n con un mayor impacto.

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Compactadores vibratorios de tambor lisoCompactadores vibratorios de tambor liso

Estos compactadores han desplazado a los estEstos compactadores han desplazado a los estááticos porque ticos porque se necesitan menos pasadas para conseguir la misma se necesitan menos pasadas para conseguir la misma compactacicompactacióón.n.

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Compactadores de dos tambores vibratorios lisos Compactadores de dos tambores vibratorios lisos

Su principal aplicaciSu principal aplicacióón son la compactacin son la compactacióón de mezclas n de mezclas asfasfáálticas, uslticas, usáándose tambindose tambiéén para suelocemento y n para suelocemento y gravacemento.gravacemento.

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CompactaciCompactacióónnEl espesor de las tongadas de compactaciEl espesor de las tongadas de compactacióón depende de:n depende de:

Espesores de extendido.Espesores de extendido.

CaracterCaracteríísticas del materialsticas del material

granulometrgranulometríía, a,

porcentaje de finos, porcentaje de finos,

plasticidad, plasticidad,

grado de humedad, etc.grado de humedad, etc.

EnergEnergíía de compactacia de compactacióónn

tipo de compactador, tipo de compactador,

nnúúmero de pasadas, mero de pasadas,

velocidad.velocidad.

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Compactadores. ProducciCompactadores. ProduccióónnLa producciLa produccióón se calcula: n se calcula:

siendo:siendo: CC capacidad del compactador,capacidad del compactador,NN nnúúmero de ciclos por hora,mero de ciclos por hora,ffhh factor de eficiencia horariafactor de eficiencia horaria ..

hP C N f= ⋅ ⋅

C e l d= ⋅ ⋅ siendo:siendo: ll longitud del tambor,longitud del tambor,ee espesor despuespesor despuéés de compactado,s de compactado,dd distancia de compactacidistancia de compactacióón,n,nn nnúúmero de pasadas,mero de pasadas,VV velocidad del compactador.velocidad del compactador.

VNn d

=⋅

Se cumple que: Se cumple que:

180180


Compactadores. ProducciCompactadores. ProduccióónnPor lo tanto, la producciPor lo tanto, la produccióón de un compactador es: n de un compactador es:

La producciLa produccióón debe multiplicarse por el coeficiente de solape n debe multiplicarse por el coeficiente de solape (K).(K).

hVP e l f Kn

= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

hVP e l fn

= ⋅ ⋅ ⋅

Si se utiliza esta fSi se utiliza esta fóórmula, los tiempos invertidos en los rmula, los tiempos invertidos en los cambios de sentido y en los cambios de carril se tienen que cambios de sentido y en los cambios de carril se tienen que incluir en el factor incluir en el factor ffhh..

tema 8. 1.1. esponjamiento movimiento de tierras 8... · 17 pcm/itop 2010/11 ecuación del...

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