Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural · 2009-01-19 · Maquinaria de...

5
Il ^F^ . _^:,. Maquinaria de movimiento de tierras u tilizadas en Ingeniería Rural GREGORIO L. BLANCO ROLOÁN ^^' Y ^OSÉ RAMÓN ^IMÉNEZ ROMERO' . ''Área de Ingeniería Agroforestal. '^'Área de Ingeniería de la Construcción. Departamento de Ingeniería Rural. Universidad de Cárdoba. La construcción de explanaciones para caminos rurales y la construcción de balsas son las obras de Ingeniería Rural donde el movimiento de tierras es uno de los capítulos más importantes del presupuesto y donde es imprescindible conocer y seleccionar la maquinaria a emplear. En este artículo se analiza cada una de las máquinas empleadas en el movimiento de tierras para la realización de estas labores. Foto 1. Tractor sobre ruedas. Foto 2. Tractor sobre cadenas con hoja de empuje universal U y escarificador tipo paralelogramo ajustable de un brazo. as obras de movimiento de tierras permiten modificar la forma del terreno natural mediante la adición o reti- rada de materiales. Tradicionalmente la maqui- naria de movimiento de tierras se clasifica en siete grupos: - Equipos de excavación y em- puje. Tractor. - Equipos de excavación y car- ga. Cargadora. - Equipos de carga y acarreo. Trai1las. - Equipos de excavación en posición fija. Excavadoras hi- dráulicas. - Equipos de acarreo. Camio- nes y dúmperes. - Equipos de nivelación. Moto- niveladora. - Equipos de compactación de suelos. Equipos de excavación y empuje. EI tractor EI tractor es una máquina auto- propulsada sobre ruedas (foto 1) o cadenas (foto 2), diseñada para ejercer una fuerza de empuje o de tracción. Los tractores son las má- quinas más potentes y robustas usadas en los trabajos de movi- miento de tierras. Los elementos de trabajo más utilizados de los tractores son la hoja empujadora para la excava- ción y empuje del material y el es- carificador (ripper) para romper la textura del terreno, aunque dispo- nen de otros como la barra de tiro y el cabrestante, utilizados menos frecuentemente. Los tractores son utilizados para el remolque o empuje de má- quinas cuando falta potencia o ad- herencia, como es el caso de las mototra1las en la fase de carga. Los tractores sobre cadenas son los más generalizados en este tipo de máquinas. Existe una am- plia gama de pesos y potencias. Pueden tener un peso de hasta 100 toneladas y una potencia de hasta 600 kW. Los tractores sobre ruedas pueden tener un peso de hasta 50 toneladas y 350 kW de potencia. La ventaja de los tractores sobre cadenas frente a los trac- tores sobre ruedas es que pre- sentan un mayor factor de trac- ción y transmiten una menor pre- sión al terreno (0,5 kg/cm2 - 0,8 kg/cm2 en tractores sobre cade- nas frente a 2,5 a 3,5 kg/cm^ en tractores sobre ruedas), lo que les permite un mayor campo de aplicación en los trabajos de mo- vimiento de tierras. Sin embargo, los tractores sobre cadenas son más lentos que los tractores sobre ruedas (los primeros alcanzan una velo- cidad máxima de 15 km/h frente a los 60 km/h de los segundos), aunque presentan mayor manio- brabilidad en espacios reducidos y mayor fuerza de tiro. Los tractores sobre cadenas trabajan de forma económica en trayectos que no sobrepasen los 100 m en total (excavación y transporte), aunque el óptimo se encuentra en torno a 20 m. Para mayores distancias (150-200 m) pueden utilizarse los tracto- res sobre ruedas siempre que las condiciones del terreno lo permitan. En los tractores sobre cade- nas, según el posicionamiento de la hoja, existen dos tipos: hoja recta (Bulldozer), cuando la hoja se mantiene con el borde de ata- que perpendicular al eje longitu- dinal de la máquina, y hoja angu- lable (Angledozer), cuando la hoja puede variarse de modo que el borde de ataque quede inclina- do respecto al eje longitudinal del tractor. En los tractores con hoja rec- 30;'MAQ VR!SUPLEMENTO 15 de septiembre 2006

Transcript of Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural · 2009-01-19 · Maquinaria de...

Page 1: Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural · 2009-01-19 · Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural GREGORIO L. BLANCO ROLOÁN

Il ^F^ . _^:,.

Maquinaria de movimiento detierras u tilizadas en Ingeniería Rural

GREGORIO L. BLANCO ROLOÁN ^^' Y ^OSÉ RAMÓN ^IMÉNEZ ROMERO' .

''Área de Ingeniería Agroforestal. '^'Área de Ingeniería de la Construcción. Departamento de Ingeniería Rural. Universidad de Cárdoba.

La construcción de explanaciones para caminos rurales y la construcción debalsas son las obras de Ingeniería Rural donde el movimiento de tierras es unode los capítulos más importantes del presupuesto y donde es imprescindibleconocer y seleccionar la maquinaria a emplear. En este artículo se analizacada una de las máquinas empleadas en el movimiento de tierras para larealización de estas labores.

Foto 1. Tractor sobre ruedas.Foto 2. Tractor sobre cadenas con hoja de empuje universal U y escarificador tipo paralelogramo ajustable de un brazo.

as obras de movimiento detierras permiten modificarla forma del terreno naturalmediante la adición o reti-rada de materiales.

Tradicionalmente la maqui-naria de movimiento de tierrasse clasifica en siete grupos:

- Equipos de excavación y em-puje. Tractor.

- Equipos de excavación y car-ga. Cargadora.

- Equipos de carga y acarreo.Trai1las.

- Equipos de excavación enposición fija. Excavadoras hi-dráulicas.

- Equipos de acarreo. Camio-nes y dúmperes.

- Equipos de nivelación. Moto-niveladora.

- Equipos de compactación desuelos.

Equipos deexcavación y empuje.EI tractor

EI tractor es una máquina auto-propulsada sobre ruedas (foto 1) ocadenas (foto 2), diseñada paraejercer una fuerza de empuje o detracción. Los tractores son las má-quinas más potentes y robustasusadas en los trabajos de movi-miento de tierras.

Los elementos de trabajo másutilizados de los tractores son la

hoja empujadora para la excava-ción y empuje del material y el es-carificador (ripper) para romper latextura del terreno, aunque dispo-nen de otros como la barra de tiro yel cabrestante, utilizados menosfrecuentemente.

Los tractores son utilizadospara el remolque o empuje de má-quinas cuando falta potencia o ad-herencia, como es el caso de lasmototra1las en la fase de carga.

Los tractores sobre cadenasson los más generalizados en estetipo de máquinas. Existe una am-plia gama de pesos y potencias.Pueden tener un peso de hasta100 toneladas y una potencia dehasta 600 kW. Los tractores sobre

ruedas pueden tener un peso dehasta 50 toneladas y 350 kW depotencia.

La ventaja de los tractoressobre cadenas frente a los trac-tores sobre ruedas es que pre-sentan un mayor factor de trac-ción y transmiten una menor pre-sión al terreno (0,5 kg/cm2 - 0,8kg/cm2 en tractores sobre cade-nas frente a 2,5 a 3,5 kg/cm^ entractores sobre ruedas), lo queles permite un mayor campo deaplicación en los trabajos de mo-vimiento de tierras.

Sin embargo, los tractoressobre cadenas son más lentosque los tractores sobre ruedas(los primeros alcanzan una velo-cidad máxima de 15 km/h frentea los 60 km/h de los segundos),aunque presentan mayor manio-brabilidad en espacios reducidosy mayor fuerza de tiro.

Los tractores sobre cadenastrabajan de forma económica entrayectos que no sobrepasen los100 m en total (excavación ytransporte), aunque el óptimo seencuentra en torno a 20 m. Paramayores distancias (150-200m) pueden utilizarse los tracto-res sobre ruedas siempre quelas condiciones del terreno lopermitan.

En los tractores sobre cade-nas, según el posicionamientode la hoja, existen dos tipos: hojarecta (Bulldozer), cuando la hojase mantiene con el borde de ata-que perpendicular al eje longitu-dinal de la máquina, y hoja angu-lable (Angledozer), cuando lahoja puede variarse de modo queel borde de ataque quede inclina-do respecto al eje longitudinaldel tractor.

En los tractores con hoja rec-

30;'MAQ VR!SUPLEMENTO 15 de septiembre 2006

Page 2: Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural · 2009-01-19 · Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural GREGORIO L. BLANCO ROLOÁN

-

ta, según el trabajo a realizar y elmaterial a mover, se pueden aco-plar varios tipos de hojas; lasmás usadas son la universal IU),con mayor capacidad de trans-porte y utilizada para material li-viano y fácil de empujar; la recta(Sj, con poca capacidad de trans-porte y fácil penetración para te-rrenos duros; y la semiuniversal(SU), que combina las mejorescaracterísticas de las anteriores.

Para el trabajo en materialesmuy duros, es necesario emplearexplosivos o escarificar antes dela utilización de la hoja empuja-dora, realizando el tractor un tra-bajo combinado de escarifica-ción y empuje.

En cuanto al escarificador oripper, es un equipo colocado enla parte trasera del tractor, pro-visto de uno o varios brazos deprofundídad regulable situadossobre un bastidor. Existen tresclases: tipo bisagra, tipo parale-logramo y tipo paralelogramoajustable.

Este último es el más utiliza-do en los tractores sobre cade-nas, en éstos el ángulo de ata-que puede modificarse a volun-tad independientemente de laprofundidad, lo que permite ajus-tarlo al ángulo óptimo de pene-tración y aumentar la produc-ción.

Una primera guía para estu-diar la escarificabilidad de unaroca es el origen de las mismas.Las rocas ígneas (granitos, ba-saltos, etc.) por lo general sonpoco escarificables, sólo lo se-rán cuando presenten un intensogrado de fracturación y meteori-zación. Las rocas metamórficas(Gneis, pizarras, cuarzo y esquis-tos) varían mucho en escarifica-bilidad, dependiendo de su es-quistosidad. Las rocas sedimen-tarias (areniscas, calizas, conglo-merados, etc.), cuya principal ca-racterística es la estratificación,son tanto más ripables cuantomenor es la potencia de los es-tratos.

EI método más conocidopara determinar la escarificabili-dad-ripabilidad de un terreno esel de la velocidad sísmica de lasrocas, que es una característica

^

Foto 3. Cargadora sobre neumáticos.

.• • ^ ^.^^ .^. ^ ^ ^ .^^^^ ^ ^

Trabajo Velocidad (km/h)

Escarificado (1 a marcha]Avance 1,5-2,0Retroceso 2,0- 6,0

EmpujeAvance 2,0 - 2,5Retroceso 2,0-6,0

que las clasifica bastante bien encuanto a su dureza y que se vieneutilizando tradicionalmente paradecidir si el terreno es ripable o,por el contrario, hay que recurrir ala voladura.

Los fabricantes de tractorestienden a decir que los macizos ro-cosos son escarificables hasta unentorno de los 2.000 m/s, y pro-porcionan unos gráficos donde re-lacionan la velocidad sísmica delas distintas rocas y los tractoresmás adecuados.

La producción efectiva hora-ria de la máquina depende del nú-mero de ciclos teóricos realiza-dos en una hora, de la producciónpor ciclo y del factor de eficienciahoraria.

EI ciclo de trabajo de estas má-quinas consta de tres operacio-nes:

• Excavación y arranque: eloperador baja la hoja hasta que co-mience a clavarse en el terreno. EItractor continúa avanzando, dismi-nuyendo su velocidad y aumentan-do su empuje, en primera marcha yvelocidad entre 2,5 y 3 km/h(0,694-0,833 m/s).

• Acarreo: el maquinista levan-ta la hoja para empujar y transpor-tar el material ya excavado sin pro-seguir la excavación. Será conve-

niente mantener la primera veloci-dad. Después de acarrear, apilapara una carga posterior mediantela cargadora.

• Retorno: el tractor se detie-ne, invierte la marcha y retrocede amayor velocidad con la hoja levan-tada para reanudar el ciclo de tra-bajo.

EI cuadro I recoge las velocida-des típicas de trabajo combinadode escarificación y empuje de untractor sobre cadenas.

Il ^^:1'11!'^^

Equipos deexcavación y carga.Cargadora

Es una máquina autopropul-sada equipada con cuchara fron-tal y un sistema de brazos accio-nado por cilindros hidráulicoscuya función principal es la cargade materiales sueltos de abajohacia arriba. Permite transportarel material a distancias mínimasy descargarlo sobre camiones otolvas. La geometría en Z de susbrazos le proporciona una granfuerza de arranque que le permi-te arrancar en banco materialesde fácil excavación.

Hay dos tipos de cargadoras:• Sobre ruedas, que son la

mayoría.• Sobre cadenas, que se uti-

lizan para trabajos especiales.La mayoría de las cargadoras

de ruedas tienen chasis articula-do y tracción a las cuatro ruedas(foto 3).

Los parámetros característi-cos geométricos más importan-tes de las cargadoras son la altu-ra de descarga y el alcance. Amayor altura de descarga, mayoraltura de la caja podrán tener losequipos de acarreo, y a mayor al-cance, más completamente sepodrá realizar el Ilenado de loscamiones.

Además, los fabricantes de-berán proporcionar los siguien-tes parámetros dinámicos: cargade vuelco, carga máxima de ope-ración, capacidad de elevación

Cucharones, implementos y puntas decargadoras.(A) Cucharón universal con cuchilla de enrase; (B) Cucharón deexcavación general; (CJ Cucharón para roca; (D) Cucharón para rocade servicio pesado; (1) Cuchilla de ataque; (2) Cantonera; (3-6)Dientes; (7) Plantas antidesgaste.

del sistema hi-dráulico y fuerzade arranque.Ésta depende deltipo de cuchara,de la geometríade los brazos, dela capacidad delsistema hidráuli-co y de la fuerzade penetración.

La figura 1muestra distin-tos tipos de cu-charas. Cuantomás ancha es,menor fuerza dearranquetiene. EI

SUPLEMENTO 15 de septiembre 2006;'MAQ VR/31

Page 3: Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural · 2009-01-19 · Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural GREGORIO L. BLANCO ROLOÁN

11^^11`Il^l^l

-

0

Foto 4. Retrocargadora. Foto 5. Traílla remolcada por tractor.

.^ • t t t^ t, t

Tiempo (sJFases del ciclo de carga mínimo máximo

Avance y Ilenado de cuchara 6 12Recorrido en V y cuatro cambios de marcha 12 21Vuelco de la cuchara y descarga 6 2

Tiempo total 20 39

... t, t t t t. t tForma de carga Tiempo de carga ( sJ Tiempo de descarga (sJ

Mínimo Máximo Mínimo Máximo

Autocargable 54 60 36 42Con tractor empujador 24 36 36 42

tamaño a utilizar depende de ladensidad del material; los fabri-cantes proporcionan una guíapara la elección del cucharón (fi-gura 2) en función de la densidaddel material a cargar.

EI ciclo de trabajo de una car-gadora consta de cuatro fases:

• Carga. La cargadora empujaavanzando con la cuchara bajahasta hincarla en el material, la Ile-na debido a la presión de su bordecortante contra el terreno y la poneboca arriba elevándola ligeramen-te para retroceder.

• Acarreo. Con la cuchara Ile-na, la máquina retrocede y eleva,basculando simultáneamente lacuchara, para que el material ex-cavado no se derrame. En esta po-sición puede transportar a peque-ñas distancias.

• Descarga. Se colocajunto al

medio de transporte, ajustando laaltura de vertido al mismo que bas-cula la cuchara y el material cae enla caja o es amontonado.

• Maniobra. Retrocede y manio-bra mientras baja la cuchara vacía,hasta alcanzar el frente de Ilenadoen la posición a ras del suelo paracomenzar el ciclo.

La producción de las cargadorasse estima a partir de la producciónpor ciclo, del número de ciclos teóri-cos que la máquina hace en unahora y del factor de eficiencia hora-ria. La producción por ciclo es la ca-pacidad útil del cucharón, que de-pende de la capacidad nominal y deun factor de Ilenado.

EI cuadro II presenta unos valo-res orientativos de los tiempos teo-ricos del ciclo de trabajo de una car-gadora.

En este grupo de máquinas se

incluyen las cargadoras mixtas, tam-bién Ilamadas "retropalas" o "retro-cargadoras" (foto 4). Son muy ver-sátiles y rentables, ya que trabajanmuchas horas en la obra, y son detracción total con ruedas neumáti-cas para tener mayor capacidad deautotransporte.

Equipos de carga yacarreo. Traíllas

Las traíllas son máquinas demovimiento de tierras que realizanla excavación, carga, transporte,descarga y extendido del material.Se clasifican, según el sistema mo-triz que las dividen, en dos grupos:

• Remolcadas por tractores.Más adecuadas en distancias cor-tas y pequeñas obras de ingenieríarural (foto 5).

0 0v

• Autopropulsadas o mototraí-Ilas. Con tres subgrupos: conven-cionales o de tracción delantera(foto 5), de tracción total y de trac-ción delantera pero con elevadorde paletas para la carga.

Las mototraíllas constan detres partes: el elemento tractor, lacaja y la suspensión. La caja,abierta por su parte superior, estádotada de movimiento ascenden-te y descendente y provista de unborde con cuchilla recambiable.Tienen un coste horario alto, peropermiten realizar varias operacio-nes con una misma máquina. Surango de utilización óptimo estáentre los 150 y 3.000 m; siendopara estas distancias muy renta-bles.

EI ciclo de trabajo de las moto-tra1las consta de cuatro fases:

• Carga. En esta fase se bajaIa caja y se levanta la compuertade la misma, hasta que la cuchillase apoye sobre el terreno y pene-tre en él. AI avanzar la máquina, elterreno va Ilenando la caja.

• Acarreo. En esta fase se le-vanta la caja y se baja la compuer-ta. Se conseguirán elevadas velo-cidades de hasta 45 km/h, si laspistas se mantienen en buen es-tado.

• Descarga. En esta fase sebaja la caja hasta la altura desea-da de extendido, se levanta lacompuerta y la placa eyectorafuerza el material a salir en el mis-mo sentido que avanza la trai1la,expulsando el material contenidoen ella por la parte delantera.

• Retorno. En esta fase se le-

m'^Uniuersal4,3 g^

Uniuersa14,0 ^

Unirersal3,5 ^Unirersal 3 3 ^

"Materiales lireros solamente

, ^Oe excaración 3,3

^Oe eKCaración 3,1 ^Oe excaración 2,9 ^

115% 10D"k 95%Para roca 3,3 A^i ^Pare roca 2,9 ^^

^ =Factor de Ilenado de cucharón0 0 0

hg/m' ^

Estándar

0 0 0 0

N^ ° ° ^Densidad del material

Guía para la elección del cucharón en cargadoras.Fuente: cargadora sobre ruedas marca Caterpillar y modelo 962-H.

32/MAQ VR/SUPLEMENTO 15 de septiembre 2006

Page 4: Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural · 2009-01-19 · Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural GREGORIO L. BLANCO ROLOÁN

-

vanta la caja y se baja la compuer-ta.

La producción horaria depen-de de la producción por ciclo (ca-pacidad útil de la caja) y del núme-ro de ciclos efectivos por hora. Laduración de un ciclo de trabajo de-pende de los tiempos de carga, deacarreo, de descarga y de retorno,y está influido por el estado deconservación de las pistas y por lapendiente de acarreo y retorno.Los tiempos de carga y descargason fijos. EI cuadro III recoge losvalores típicos de estas operacio-nes, aunque pueden verse afecta-dos por las condiciones de traba-jo.

Para determinar la velocidadde acarreo y retorno, el fabricantenos proporciona unos gráficos detracción-velocidad-pendiente.

Equipos deexcavación enposición fija.Excavadorashidráulicas

Las excavadoras hidráulicasson máquinas de movimiento detierras, diseñadas para la excava-ción del material en banco y carga.Su equipo de trabajo se muevemediante cilindros hidráulicos.Este tipo de máquinas trabajandesde una posición fija y realizandesplazamientos tan sólo cuandola excavación sale fuera de su al-cance, no excavando mientras la

a

máquina avanza. Además, se carac-terizan por presentar tiempos del ci-clo de trabajo muy cortos.

Las excavadoras hidráulicaspueden ser clasificadas de dos for-mas diferentes:

• Por el sistema de rodadura:- Sobre ruedas.- Sobre cadenas.

• Por el equipo de trabajo:- Excavadoras de empuje frontal: elcazo está colocado con los dientesorientados hacia el exterior de lamáquina, produciéndose el arran-que cuando el cazo se aleja de lamisma. Son de gran tamaño y suaplicación típica es en minería.

- Retroexcavadora (foto 6): el cazose orienta con los dientes hacia lamáquina, produciéndose el arran-que cuando el cazo se aproxima ala misma. Su aplicación típica es laexcavación por debajo del plano deapoyo de la máquina.

- Excavadoras bivalvas: el equipo detrabajo dispone de una cucharacompuesta por dos mandlbulas deacero que se articulan entre sí ac-cionadas por cilindros hidráulicos.Se utilizan para excavaciones pro-fundas (pozos, pilotes, etc.).

Las retroexcavadoras combina-das con equipos de acarreo son lasmáquinas más utilizadas para lacompensación longitudinal de tie-rras y las más económicas cuandohay que mover tierra a más de3.000 m de distancia.

EI equipo de trabajo consta de lapluma (monobloque o formada pordos piezas), el brazo y el cazo. Lafuerza de excavación depende de

las fuerzas de empuje del brazo y

Cono InlarmeJ^a lergo Ex'Irelargo

enl.nrin 19pp 725p z7pp 7tpp

A Vn^InnJIJuJ m:ixiln:l^. c+.;,+.ui^n SS,II a^/yt M^i GNill

BPn^liinJiJ:ulnl. ina+kc^.u+^.iun

^^nltrrnlc:cnl.al ^7NU ,AO, s^„u S4i4

C I'rofundiJaJ maaima Je r.a^aaa.^ial

par uhrrnrrnma.uprrli.m

hunt:^nlal Jc ?AJO mm "J 57'_5 h'I? 6h511

o,\I^^n e.^m^^^^l,-rlJclsuelo N_7? Y71^ 41h7 VI>tIU

^nw E Aliur w Jecune g$9.

^

X44n 4_77 4dlb

ny^ F i\hu xim:IJei'df(!t SN^4 hlUi (Nlli I,'Ji

i^°^>^.m. OAllurumillinllld<Carga i?INI- - _'7A4 '_41 I%44

Iklhalanrín 12:kN 105kV _ri%kN %OkV

fkl.uchar^ln 17:kN_ Ii^kV II'kN'_ 11?kN

Ra1ir+Jc ( ^in^ Jr W Vun1a

1.,10 ^alll U^(1 1.,10

Curva de excavación. Retroexcavadora con pluma de unapIBZa. Fuente: retroexcavadora sobre cadenas marca Caterpillar y modelo 316 BL.

Foto 6. Retroexcavadora hidráulica con pluma monobloque y dúmper extraviario rígido.

.• • 1 l e• l 1 l 1

l• .ll 1 .e. ll 1

l l l• l l I• ^i' ll l• l

Tipo de material Capacidad nominal del cazo0,7 m3 0,9 m3 1,2 m3 1,7 m3 2,6 m3 3,6 m3

Arena o grava 12 s 14 s 14s 16s 18s 23sTierra común 15 s 16 s 16s 18s 20s 25sArcilla dura y tenaz 18 s 20 s 20 s 22 s 24 s 29 sArcilla húmeda 21 s 24 s 24 s 25 s 27 s 32 s

de giro del cazo. Con brazos y cazoscortos conseguimos fuerzas de ex-cavación mayores. EI fabricante nosproporciona las curvas de excava-ción (figura 3) para determinar el al-cance de la máquina.

EI ciclo de excavación de las re-troexcavadoras consta de cuatro fa-ses:

• Carga del cazo. La máquinahinca los dientes del cazo en el te-rreno y lo mueve en el frente de ex-cavación,cargándolo.

• Giro de la superestructura.Una vez cargado el cazo, éste se ele-va, produciéndose a continuación elgiro de la plataforma hasta el puntode descarga.

• Descarga del cazo. Cuando elcazo se halle sobre el punto de des-carga, se produce ésta, bien bascu-lando el cazo o bien por el fondo.

• Giro de la superestructura.Descargado el cazo, la plataformagira hacia el frente de excavaciónpara el ciclo siguiente.

AI igual que en el resto de lasmáquinas, la producción horaria de-pende de la producción por ciclo,del número de ciclos teóricos y delfactor de eficiencia horaria. La pro-ducción por ciclo depende de la ca-pacidad nominal del cazo y de unfactor de Ilenado.

EI tiempo de un ciclo de excava-ción depende de la capacidad no-minal del cazo y del tipo de material

(cuadro IV), del ángulo de giro dela superestructura y de la relaciónentre la profundidad de excava-ción y la carrera de ataque óptimade la retroexcavadora.

Equipos de acarreo.Camiones ydúmperes

Los equipos de acarreo utiliza-dos para el transporte del mate-rial cargado por las cargadoras oexcavadoras hidráulicas son lossiguientes:

• Camiones basculantes:pueden circular por carretera ypresentan las ventajas de que sonfáciles de alquilar o subcontratar,tienen poca tara y se consiguenmayores velocidades en carrete-ras en buen estado. Los principa-les inconvenientes son que tienenruedas pequeñas y bastidor deuna sola pieza no apto para ser uti-lizado en terrenos de mala trafica-bilidad y que no están diseñadospara conducción extraviaria.

• Bañeras o semirremolquesbasculantes: tienen una cabezatractora y semirremolque bascu-lante apoyado mediante un pivote.EI vehículo completo tiene cuatroo cinco ejes. La aplicación típicaen obras es el acarreo de áridospor carretera. Tienen dificultadpara la conducción extraviaria.

SUPLEMENTO 15 de septíembre 2006!MAQ VRi33

Page 5: Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural · 2009-01-19 · Maquinaria de movimiento de tierras utilizadas en Ingeniería Rural GREGORIO L. BLANCO ROLOÁN

ll_!^L^11`IL^L'1

-

^ y ^. ^^ ^-^

Foto 7. Dúmper extraviario articulado. Foto 8. Motoniveladora.

• Camiones dúmper: son ca-miones reforzados y robustos demayor tara que los basculantes ymás apropiados para circular porpistas interiores de la obra. Tienentres ejes, los dos traseros de trac-ción y el delantero de dirección.Respetan el gálibo de carretera.

• Dúmper extraviarios: espe-cialmente diseñados para conduc-ción extraviaria. Tienen cargas poreje y gálibo que no les permiten cir-cular por carretera. Tienen una taramuy elevada por la robustez de suchasis, suspensión, ejes y caja enforma de V. Los dúmper rígidos tie-nen un eje delantero y otro poste-rior con ruedas gemelas de grandiámetro y anchura. En los dúmperarticulados (foto 7) el giro se pro-duce por la articulación; tiene tresejes y el delantero no es direccio-nal.

EI ciclo de trabajo de los equi-pos de acarreo consta de cinco fa-ses:

• Posicionamiento en zona decarga.

• Carga del medio de acarreo.• Acarreo del material.• Posicionamiento en zona de

descarga más la propia descarga.• Retorno al lugar de la carga

para iniciar de nuevo el ciclo.La producción dependerá del

número de ciclos teóricos en unahora, de la producción por ciclo ydel factor de eficiencia horaria.

Equipos denivelación.Motoniveladora

Su función principal es el ex-tendido y nivelación de terrenos,aunque son máquinas muy utiliza-

das por la variedad de trabajos en losque pueden intervenir, como la aper-tura y refino de cunetas, el perfiladode taludes y el bombeo de explana-das. Estas operaciones se consi-guen gracias a una hoja situada en elcentro de la máquina y que tiene unaserie de movimientos de rotación ho-rizontal y vertical.

Como puede observarse en lafoto 8, la parte trasera es donde sesitúan el motor y el puesto de con-ducción. En la parte intermedia esdonde está el equipo de trabajo,compuesto por la barra de tiro, la co-rona dentada y la hoja vertedera.Aunque son de chasis articulado, enla parte delantera Ilevan dos ruedasdirectrices que además permiten lainclinación para la mejor adaptacióna los trabajos de la motoniveladora.

Los diferentes movimientos dela hoja son: elevación o descensocon respecto al suelo, giro de la hojaen su plano horizontal, variación delángulo de ataque de la hoja con res-pecto al terreno, movimiento lateralcon respecto de la corona, inclina-ción de los extremos de la hoja y des-plazamiento lateral del círculo fuerade la máquina a ambos lados.

Opcionalmente, se puede situaren la parte trasera un pequeño esca-rificador para facilitar el trabajo de lahoja en aquellos terrenos que por sudureza no puedan ser cortados o ni-velados directamente y una hoja em-pujadora frontal.

Para este tipo de máquina esmás complejo definir un ciclo de tra-bajo estándar, debido a la cantidadde trabajos que puede realizar; sinembargo, sí podemos establecer al-gunas consideraciones:

• Por lo general, en cuanto alnúmero de pasadas, en el prenive-lado se darán tres y en refino seis,

con regreso marcha atrás.• La velocidad de nivelación va-

ría de 6 a 14 km/h, dependiendo deque sea nivelado o refino. La veloci-dad de retroceso va de 15 a 30 km/hsegún el terreno esté plano o concordones.

• En cuanto al extendido, el ope-radorva a regular la cuchilla al espe-sor correspondiente, dando un ángu-lo que facilite el desplazamiento delos materiales, eligiendo un ángulode ataque correcto e impidiendo quese forme un cordón importante en elborde retrasado de la cuchilla.

^^Foto 9. Compactador vibratorio liso.

Equipos decompactaciónde suelos

La compactación es un proce-so mecánico por el que se preten-de aumentar la densidad seca deun material, con el objeto de incre-mentar la capacidad portante deun relleno, impermeabilizar me-diante la reducción del volumen dehuecos y elevar la resistencia a ladeformación.

Existen básicamente cuatroformas de compactar los suelos,según sea el efecto predominanteo la combinación de los mismos, alos que se corresponden distintostipos de compactadores, que son

por peso estático, impac-to, amasado y vibración.

Podemos distinguir en-tre los compactadorespara suelos plásticos ypara suelos granulares.

Para suelos granularesse utilizan principalmentelos compactadores vibra-torios de tambor liso (foto9), que tienen un tamboren cuyo interior hay un ejeprovisto de una masa ex-céntrica que al girar produ-

ce una fuerza centrífuga que origi-na la vibración.

EI tambor vibrante completocon su eje está suspendido flotan-te en ambos lados por medio deunos amortiguadores constitui-dos por varias placas de hierro-goma-hierro vulcanizadas que im-piden el paso de las vibraciones albastidor, tratándose, pues, de unamasa aislada. Cuando el tamborvibra, éste se desplaza en un mo-vimiento hacia arriba y hacia aba-jo, despegándose del suelo y acu-mulando energía potencial que setransforma en energía cinética decaída. Ésta se convierte en ener-gía de impacto al contacto con elsuelo. La sucesión de impactospropaga por el suelo un tren de on-das de presión que ocasiona la ro-tura del suelo y la reordenación delas partículas, aumentando lacompactación del mismo en pro-fundidad.

Para suelos plásticos se utili-zan los compactadores pata decabra. Actualmente son autopro-pulsados y disponen de una hojade empuje frontal. En la superficiedel cilindro tienen unas protube-rancias troncopiramidales que algirar el cilindro se hunden en el te-rreno, realizando una compacta-ción de abajo hacia arriba. Tam-bién son utilizados para airear elterreno si la humedad es excesivapara la compactación. Existencompactadores pata de cabra vi-bratorios.

Las antiguas apisonadoras derodillos lisos, rodillos de segmen-tos, están en desuso. Por otrolado, los compactadores de neu-máticos se utilizan principalmentepara la compactación de la mezclabituminosa de firmes. n

34; MAQ VR/SUPLEMENTO 15 de septiembre 2006