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Equipos de excavación y carga de tierras


Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - COSTE Y PRODUCCIÓN DE LOS EQUIPOS, Equipos de excavación y carga de tierras, Equipos de transporte, extendido y nivelación de tierras, Estudio del trabajo y producción de los equipos, EXCAVACIONES Y VOLADURAS    

Un caso habitual en la construcción consiste en la utilización de varias máquinas cuyos ciclos individuales de trabajo tienen un intervalo común. Por ejemplo, una cargadora con varios camiones, o bien un equipo de mototraíllas convencionales ayudadas en su carga por un tractor. En estos casos, los ciclos individuales de las máquinas se pueden agrupar formando un ciclo del equipo que se repite periódicamente.

Al recurso que limita la producción de un equipo se le denomina cuello de botella. Su identificación es esencial porque cualquier cambio introducido en el funcionamiento repercutirá en la capacidad de producción del equipo, y por ende, en su productividad.  El recurso que causa el estrangulamiento es el que determina la producción del equipo. Se define como factor de acoplamiento o “match factor” a la relación entre la máxima producción posible de los equipos auxiliares respecto a la máxima producción posible de los equipos principales. El coste más bajo de producción se obtiene para factores de acoplamiento próximos a la unidad, pero por debajo de ella.

Para aclarar estos conceptos tan importantes en el cálculo de producciones y costes en las máquinas de movimiento de tierras, os paso este Polimedia para divulgar los conceptos básicos. Espero que os guste.

Referencias:

YEPES, V. (2009). Acoplamiento de máquinas de carga y transporte de tierras. http://hdl.handle.net/10251/5295

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5.

25 octubre, 2017
 

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Equipos de excavación y carga de tierras, EXCAVACIONES Y VOLADURAS    

Retroaraña, vía: http://losrecursosdelbosque.blogspot.com

Una retroaraña (spider excavator o walking excavator) es una  retroexcavadora que presenta garras en vez de ruedas u orugas, lo cual hace que sea un máquina especialmente adaptada a orografías pronunciadas.  La araña (como se la conoce para abreviar) tiene en la parte de delante unas garras telescópicas y articuladas, y en la parte de detrás unas ruedas con unas cadenas. Cuando la máquina se traslada por terrenos llanos los hace con las cuatro ruedas, pero si éste se complica, se anulan las delanteras y se desplaza apoyándose en los brazos telescópicos en en el brazo. El brazo de grúa de una retroaraña presenta diferencias con respecto al de una retroexcavadora, pues es articulado además de telescópico. Se trata, por tanto, de una máquina muy versátil en trabajos de orografía complicada como es el caso de la repoblación de montes. (más…)

17 octubre, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Equipos de excavación y carga de tierras, EXCAVACIONES Y VOLADURAS    

Zanjadora de brazo inclinable (BARTH K 130)

Zanjadora de brazo inclinable (BARTH K 130)

Llamada en cierta bibliografía excavadora “ladder ditcher”, consiste en una serie de cangilones o cuchillas montados generalmente sobre orugas, que excavan en la dirección del eje de avance de la máquina y vierte las tierras, sobre una cinta transportadora dispuesta en dirección transversal a la excavadora. La tierra excavada se deposita en un cordón lateral o se carga en las unidades de transporte.

Sus elementos esenciales son:

  • El brazo de cangilones, móvil mediante cilindros hidráulicos hasta una inclinación máxima de 55º respecto a la horizontal, que tienen montados cangilones con cuchillas para terrenos no rocosos, dientes cónicos o picas en terrenos rocosos y dientes cuadrados en terrenos congelados.
  • Nivelador de fondo, con el que se consiguen zanjas de fondo limpio, llevando una zapata en su estructura que impide a la máquina excavar a más profundidad de la requerida.
  • Transportador de descarga, situado transversalmente al eje longitudinal, y consiste en una cinta transportadora con altura de descarga regulable.
Excavadora de brazo inclinable

Excavadora de brazo inclinable

La máquina empieza excavando sin moverse, descendiendo el brazo de cangilones hasta la profundidad deseada, posteriormente avanza y mantiene una velocidad compatible con la naturaleza del terreno, al igual que la velocidad de los cangilones.

Zanjadora utilizada en la segunda fase del postrasvase den Villena. Fuente: http://www.diarioinformacion.com/elda/2010/03/22/monstruo-terreno/991803.html

Zanjadora utilizada en la segunda fase del postrasvase den Villena. Fuente: http://www.diarioinformacion.com/elda/2010/03/22/monstruo-terreno/991803.html

De las zanjadoras, el de tipo de brazo inclinable es el que permite cavar la trinchera más ancha. Con cangilones normales, esta anchura llega hasta 0,90 m y con los dientes desbordantes, alcanza 1,45 m. El radio de las curvas que pueden abordarse sin levantar el brazo es de unos 25 a 50 m. En zanjas estrechas no se usa esta máquina.

Una de las zanjadoras más grandes del mundo se ha utilizado en Villena para acelerar las obras del post-trasvase Júcar-Vinalopó. Es una máquina de 180 t, con una longitud de 4 m de ancho y 9 m de largo. Con esta máquina se pueden abrir de 100 a 120 m de zanja al día.

Os dejo a continuación varios vídeos que explican el funcionamiento de esta máquina.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia,  158 pp.

 

14 septiembre, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Cables y maquinaria de elevación, COSTE Y PRODUCCIÓN DE LOS EQUIPOS, Equipos de excavación y carga de tierras, EXCAVACIONES Y VOLADURAS, MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN, Mecanización de las obras y costes de explotación de la maquinaria, Movimiento de tierras. Generalidades    

La maquinaria ha cambiado rápidamente con las innovaciones tecnológicas. Se ha derivado hacia la especialización, evolucionando unas hacia el gigantismo para obtener grandes producciones, mientras otras se han convertido en diminutas y versátiles. En otros casos se ha buscado la polivalencia del trabajo en equipos pequeños y medianos. Los medios informáticos han auxiliado y mejorado los sistemas de los equipos. La maquinaria va siendo cada vez más fiable, segura y cómoda para el operador, facilitándole las labores de conservación. En general se observa una preocupación creciente por la seguridad, el medio ambiente y la calidad.

Como muestra de la tendencia al gigantismo en la maquinaria de ingeniería civil y minería, os paso un pequeño documental donde se muestran brevemente estas megamáquinas. Espero que os guste.

 Os paso ejemplos de máquinas gigantes. La grúa torre Kroll K-10000 es la más grande del mundo. Fue fabricada por la marca danesa Kroll y es capaz de levantar pesos de 132 toneladas de carga máxima y 91 toneladas a una distancia máxima de 100 metros.

El Bulldozer D575A-3SD tiene casi 5 metros de altura y fue diseñado y fabricado en Japón. Esta potente máquina rebasa los 12 m de ancho y puede mover más de 215 toneladasde una sola vez.

La Bagger 288, es una excavadora giratoria empleada fundamentalmente en trabajos de minería. Una vez entró en funcionamiento se convirtió en el vehículo de carga sobre tierra firme más grande del mundo. Mide 220 metros de largo, 96 de alto y 46 de ancho.

El BelAZ 75710 pesa 810 toneladas, 210 toneladas más que el Caterpillar, y tiene una capacidad de carga de 450 toneladas. Cuenta con dos motores turbodiésel de 16 cilindros asociados que generan 4.600 caballos con un par máximo de 18.626 Nm.

La motoniveladora ACCO se considera la mayor motoniveladora del mundo. Esta máquina pesa unas 200 toneladas y contiene dos motores Caterpillar, uno de 1000 CV en la parte trasera y otro de 700 CV en la parte delantera, la cual pertenece a la cabeza tractora de una mototrailla Caterpillar 657. La hoja o cuchilla posee una longitud de 10 metros.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia,  158 pp.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5. Ref. 402.

8 septiembre, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Equipos de dragado, Equipos de excavación y carga de tierras, EXCAVACIONES Y VOLADURAS    

En las operaciones de limpieza de sedimentos a lagos y lagunas en áreas profundas o de difícil acceso a retroexcavadoras convencionales se pueden utilizar las dragas, o bien esta máquina algo especial: se trata de una retroexcavadora con flotadores. Espero que os gusten los vídeos que os paso sobre estas retroexcavadoras anfibias.

(más…)

4 enero, 2016
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Equipos de excavación y carga de tierras, EXCAVACIONES Y VOLADURAS, HISTORIA DE LA INGENIERÍA CIVIL    

Richard L. Edgeworth (1744-1817)

El paradigma de la máquina empleada en ingeniería civil es la topadora, explanadora, o como lo conocemos habitualmente, el bulldozer. Aunque se trata de un tractor sobre cadenas, también podemos encontrarlo sobre neumáticos (turnadozer), aunque es más raro. Pues bien, nuestro protagonista no nació de sopetón, sino que fue poco a poco mejorando de ideas previas. Si empezó su trayectoria en el mundo de la agricultura, ha pasado por la guerra y por la ingeniería civil y la minería. Veamos, en dos pinceladas, cuál fue el oscuro nacimiento del bulldozer.

La historia del bulldozer, tal y como hoy la conocemos, surgió de mejoras sucesivas que tuvieron su comienzo con el invento del tractor sobre orugas. Su aparición exacta en el tiempo es un poco oscura, pero en 1713, Frenchman M. D’Hermand propuso un tractor de este tipo traccionado por cabras. Hubo que esperar a 1770 para que Richard Lovell Edgeworth patentara el sistema pero propulsado a vapor. Otros inventos posteriores que mejoraron el sistema fue el desarrollado en 1826 por George Calley, unas orugas a las que denominó “vía férrea universal” (continuous track system, en inglés). Otro invento, el denominado “carruaje con orugas movibles”, fue obra de Dimitri Sagryazhsky, pero no pasó de ser un dibujo sobre un papel. Otra patente fue la de James Boydell, que registró “una rueda de vía férrea sin fin”. En la Guerra de Crimea (1853-1856) ya se usaron los primeros tractores de este tipo propulsados a vapor. (más…)

10 diciembre, 2015
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - CANTERAS E INSTALACIONES PARA TRATAMIENTO DE ÁRIDOS, Equipos de excavación y carga de tierras, EXCAVACIONES Y VOLADURAS, Localización y extracción de áridos    

Es una excavadora accionada por cables, compuesta por una pluma de grúa, con una polea de guía en su pie y un balde o cucharón de arrastre unido a la máquina solamente por cables. La máquina así dispuesta arrastra hacia sí el balde que ha lanzado y se va llenando a medida que es arrastrado, tirando de él la máquina y se vacía automáticamente en el momento en que se suelta el cable de dragado. Es la máquina de cables más utilizada hoy día, porque combina las operaciones de excavación, elevación y transporte, distinguiéndose de las demás por su trabajo mediante el arrastre del material.

La dragalina se ha concebido especialmente para operaciones de gran radio, o bien cuando los puntos de excavación y vertido están muy alejados entre sí y no se requiere gran precisión en la descarga; no obstante cuando la distancia al vertedero es mayor de la correspondiente al alcance de la pluma, puede usarse el balde de arrastre para cargar vehículos, aunque opera mejor vertiendo directamente. Como, durante la excavación, las fuerzas aplicadas a la cuchara se reducen al propio peso del cucharón y al esfuerzo de tracción, se comprende que este aparato no pueda excavar materiales tan duros como los que se extraen mediante la pala cargadora o la retroexcavadora. Es especialmente adecuado en la extracción de canteras de balasto, yacimientos de gravas y arenas, terrenos pantanosos, bajo el mar o en el río, materiales sueltos, para nivelación de terrenos vírgenes, para la formación de grandes canales y para la descubierta de minas y canteras de cierta importancia.

Os paso un pequeño documental de History Channel en el que podréis ver una de las máquinas de mayor tamaño de la tierra. Se trata de una gran excavadora de cables dotada de un cucharón capaz de cargar 6 coches. Este cucharón se une a una enorme pluma de más de 100 m. Evidentemente, se trata de una máquina empleada en minería. Espero que os guste. (más…)

26 diciembre, 2014
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Equipos de excavación y carga de tierras, EXCAVACIONES Y VOLADURAS    

Retrocargadora JCB modelo 3 CX

Máquina autopropulsada sobre ruedas con un bastidor especialmente diseñado que monta a la vez un equipo de carga frontal y otro de retroexcavación trasero que pueden ser utilizados alternativamente. Cuando se emplea como excavadora, la máquina excava normalmente por debajo del nivel del suelo mediante un movimiento de la cuchara hacia la máquina y eleva, recoge, transporta y descarga materiales mientras que la máquina permanece inmóvil. Cuando se emplea como cargadora, carga o excava mediante su desplazamiento y el movimiento de los brazos y eleva, transporta y descarga materiales.

Su campo habitual de aplicación son las operaciones de carga y transporte a distancias cortas, abertura de zanjas para traídas de aguas, alcantarillados, etc., con accesorios como el martillo rompedor, se usan en pequeñas demoliciones, levantamientos de firmes y pavimentos, etc. Es una máquina auxiliar que presta labores de apoyo, sobre todo en trabajos urbanos.

 

Retrocargadora JCB modelo Mini CX

Os dejo un vídeo explicativo de esta máquina.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia,  158 pp.

16 diciembre, 2014
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - CANTERAS E INSTALACIONES PARA TRATAMIENTO DE ÁRIDOS, Equipos de excavación y carga de tierras, EXCAVACIONES Y VOLADURAS, Localización y extracción de áridos    

Una dragalina es una excavadora accionada por cables, compuesta por una pluma de grúa, con una polea de guía en su pie y un balde o cucharón de arrastre unido a la máquina solamente por cables. La máquina así dispuesta arrastra hacia sí el balde que ha lanzado y se va llenando a medida que es arrastrado, tirando de él la máquina y se vacía automáticamente en el momento en que se suelta el cable de dragado. Es la máquina de cables más utilizada hoy día, porque combina las operaciones de excavación, elevación y transporte, distinguiéndose de las demás por su trabajo mediante el arrastre del material.

La dragalina se ha concebido especialmente para operaciones de gran radio, o bien (más…)

25 noviembre, 2014
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Equipos de excavación y carga de tierras, Excavaciones en zanja y en medio urbano. Hincas de tubería, microtúneles, EXCAVACIONES Y VOLADURAS    

Zanjadora de ruedasSon excavadoras sobre orugas, sobre la que se monta una rueda rígida con cangilones dotados de picas. Al comenzar el giro de la rueda, comienza la excavación; los materiales extraídos por los cangilones se vierten sobre una cinta transportadora transversal. En la parte delantera de la rueda lleva el apoyo guía que descansa sobre el fondo de la zanja y sirve para perfilar las paredes y el fondo, y arrastrar los materiales finos hacia los cangilones. Tiene más velocidad de excavación que las de brazo inclinable, pero presenta el inconveniente de que necesita grandes radios en las curvas.

Os paso un vídeo para que veáis como trabaja esta máquina.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia,  158 pp.

13 noviembre, 2014
 

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