CAMINOS II

CAMINOS II2013

INTRODUCCIONAl analizar "Procedimientos de Construccin", tratamos de contestar con la mayor precisin cunto tiempo, qu maquinaria y personal se requiere para realizar una operacin determinada dentro de la calidad especfica y al menor costo posible.El grado del xito en el cumplimiento de programas y en el aspecto econmico que pueda alcanzarse depende de la capacidad de poder predecir de la manera ms precisa las diferentes variables y condiciones que se presentan durante la construccin y que originan los tiempo perdidos o demoras.Existen causas y riesgos que deben valorarse antes que el proyecto pueda ser analizado en su perspectiva total, tales como: problemas de clima, avenidas, daos fsicos y descomposturas en la planta general de construccin, disponibilidad de equipo, personal, materiales y financiamiento, etc. La evaluacin de tales variables es un asunto de experiencia aunada a la investigacin de toda la informacin disponible.No basta con el estudio de los planos y especificaciones, es fundamental tambin examinar los factores locales y condiciones fsicas del sitio, los cuales influyen en la mejor manera de llevar a cabo el trabajo y en los resultados que se obtengan en los rendimientos del equipo, as como costos y tiempo de ejecucin.Las demoras motivadas por numerosas causas y el efecto acumulado de ellas en el rendimiento del equipo, se manifiestan a travs de los coeficientes de eficiencia, que son multiplicadores que sirven para reducir los rendimientos ideales o mximos del equipo, dados por los fabricantes, calculados u obtenidos por observaciones anteriores, dentro de condiciones ms o menos ptimas. Los factores que afectan la eficiencia en el rendimiento de equipo de construccin pueden reunirse en los grupos siguientes:

I) Demora de rutina.- Son todos aquellos factores que se derivan de las demoras inevitables del equipo, independientemente de las condiciones propias al sitio de la obra, organizacin, direccin u otros elementos. Ningn equipo mecnico puede trabajar continuamente a su capacidad mxima. Adems, son importantes, los tiempos en que es abastecida la unidad con lubricantes y combustibles, y por otra parte, la necesidad que hay, sobre la marcha, de efectuar revisiones a elementos, como tornillos, bandas, cables, arreglo de llantas, etc.; lo que significa paros disminuciones en el ritmo de trabajo.Por otro lado, interviene el factor humano, representado por el operador de la mquina, en relacin a su habilidad, experiencia y a la fatiga inevitable despus de varias horas de actividad.II) Restricciones en la operacin mecnica ptima.- Estas originan un efecto reductor en el rendimiento, debido exclusivamente a limitaciones en la operacin mecnica ptima de los equipos. Se refiere a casos como el ngulo de giro, a la altura o la profundidad de corte, las pendientes de ataque, coeficientes de roda-miento, etc.III) Las condiciones del sitio.- Se refiere a las condiciones propias del lugar en que est enclavada la obra y el punto o frente concreto donde operan las unidades. Se produciran ciertas prdidas de tiempo, por las condiciones en el sitio, como son: a) Condiciones fsicas.- La Topografa y Geologa, las caractersticas geotcnicas del suelo y rocas, las condiciones hidrulicas superficiales y subterrneas, el control de filtraciones, etc.b) Condiciones del Clima.- Temperatura mxima y media, heladas, precipitaciones lluvia media anual, su distribucin mensual y diaria, su intensidad, efecto en el sitio de trabajo y en los caminos; estaciones del ao, das soleados, etc.c) Condiciones de Aislamiento.- Vas de comunicacin disponibles para abastecimiento, distancia de centros urbanos o industriales, para obtener personal y abastecer de materiales a la obra, cercana a otras fuentes de trabajo que puedan competir en la ocupacin del personal en algunas ramas especializadas.d) Condiciones de adaptacin.- Grado de adaptacin del equipo de trabajo, para sortear las causas agrupadas en las condiciones anteriores, caractersticas de la obra o de sus componentes derivados del proyecto que tiendan a disminuir la produccin y los rendimientos del equipo, conexin de dependencia y posibilidades de balanceo entre mquinas.

IV) Por la Direccin y Supervisin.- Es el grupo de factores procedentes de la planeacin, organizacin y operacin de la obra, llevadas a cabo por la organizacin constructora. El conocimiento y experiencia del responsable de planear la construccin en una obra, juega un papel decisivo en el grado de eficiencia que se obtenga del conjunto y de cada operacin, por lo que a la produccin y al rendimiento de equipo se refiere.Por otra parte, el grado de vigilancia y conservacin de la maquinaria, el suministro de materiales y personal, el apoyo de las operaciones de campo por servicios auxiliares adecuados, as como talleres; explican las diferencias observadas en los rendimientos del equipo.

V) Por la actuacin del contratante.- En trminos generales se puede afirmar, con base en una experiencia bien conocida de los constructores, que la actuacin del organismo contratante de una construccin, influye indiscutiblemente en la economa general de la misma y por lo tanto, en los rendimientos que puedan lograrse de la maquinaria utilizada.Las causas o factores que pueden afectar la eficiencia del rendimiento en el equipo, por lo que al contratante se refiere, se estima que pueden resumirse de la siguiente forma: - Por la oportunidad en el suministro de planos, especificaciones y datos de campo.- Por el pago puntual de las estimaciones de obra. Es algo bien conocido, el efecto benfico que en la eficiencia general de la obra, tiene este aspecto.- Por el tipo de Ingeniero residente o la supervisin en su caso. La influencia de esto, como factor de eficiencia, tiene varios aspectos que se expondrn a continuacin.El valor fundamental del Ingeniero residente o la Supervisora en que cualquier proyecto de construccin, estriba en su disponibilidad, y permanencia en el sitio de la obra para dirigir al contratista, satisfacer las preocupaciones de las autoridades

HISTORIA DEL TRACTOR BULLDOZER

La palabra tractor se us por primera vez en Inglaterra en el ao 1856, como sinnimo de Motor de Traccin. Nombraba un aparato que sustitua la traccin realizada por mulas, caballos o bueyes (= TRACTOR AGRICOLA).En 1858 J.W. Fawkes construye un arado con motor de vapor. Durante los siguientes 40 aos aproximadamente se contino con ese mismo sistema. A finales del siglo XIX se fabricaron tractores de vapor muy pesados y de difcil manejo.En 1860 Jean Joseph Etienne Lenoir cre el primer motor de combustin interna quemando gas dentro de un cilindro. Pero habra que esperar hasta 1876 para que Nikolaus August Otto construyera el primer motor de gasolina de la historia, de cuatro tiempos, que fue la base para todos los motores posteriores de combustin interna. En 1886 Karl Benz comienza a utilizar motores de gasolina en sus primeros prototipos de automviles.

La historia de los primeros TRACTORES DE ORUGAS bulldozers comienza con adaptaciones a partir de tractores ocupados para el arado de los campos. Los tractores de vapor de los aos 1890 y de principios 1900 eran sumamente pesados, llegando a pesar en ocasiones 450 kg por cada caballo de fuerza, y a menudo se hundan en la tierra blanda de labranza. Benjamn Holt *1 intent solucionar el problema aumentando el tamao y la anchura de las ruedas. Pero esto hizo que los tractores fuesen tambin cada vez ms complejos, caros y difciles de mantener. Holt pens en colocar tablones alrededor de las ruedas

En los aos siguientes se sigui evolucionando el tractor y entre 1915-1919 aparece la toma de fuerza (tdf) que permite accionar implementos agrcolas.

En 1923 Harry Ferguson patenta en Inglaterra el sistema hidralico de levantamiento de 3 puntos a partir del cual se difunde la direccin hidrulica y frenos hidrulicos. Posteriormente aparecen las cabinas confortables y aisladas del ruido.

Benjamin Holt y Daniel Best en 1925 se unen para formar Caterpillar Tractors Co., hoy Caterpillar (o CAT) es el fabricante ms grande del mundo de maquinaria para la construccin y equipos de minera, motores diesel y turbinas industriales de gasEntre 1930 y 1937 se introduce el motor disel, inventado por Rudolf Diesel en 1892, llantas de goma y un sistema elctrico completo.Ante el incremento constante en los precios del petrleo, los actuales motores diesel han ido adaptndose a las exigencias de mayor rendimiento en el consumo de combustible y menor emisin de gases contaminantes.

TRACTOR BULLDOZER

Elbulldozer es un tipo de topadora que se utiliza principalmente para el movimiento de tierras, de excavacin y empuje de otras mquinas. Aunque la cuchilla permite un movimiento vertical de elevacin y cierto giro en ngulo lateral, con esta mquina no es posible cargar materiales sobre camiones o tolvas, por lo que el movimiento de tierras lo realiza por arrastre.Aparte de los trabajos realizados por la cuchilla, al bulldozer se pueden aadir equipos que aumenten su versatilidad.

Los empujadores son tractores equipados con una hoja delantera que se puede levantar o bajar por medio de un control hidrulico, sta hoja valindose del empuje que le proporciona el tren de fuerza de la mquina realiza diversos tipos de trabajo generalmente con un alto grado de eficiencia. El peso y la potencia disponible de la mquina, determina su capacidad de empuje. Ningn tractor puede aplicar ms empuje que el peso de la mquina ms la fuerza mxima que suministre el tren de fuerza. A continuacin se har una descripcin de los principales elementos que conforman estas mquinas.

Escarificador o ripper:Especie de reja, de arado, fijada fuertemente en la parte posterior que ejerce una accin de labrado para disgregar terrenos compactos y rocas semiduras.

Stumper:Pico corto que acopla en vez de la cuchilla utilizado para arranque de tocones o para romper capas aisladas de roca dura.

Gra lateral:Gra con apoyo en un lateral del chasis, provisto de contrapeso y accionada por cabestrantes. Se apoya la cuchilla para aumentar la estabilidad.Los bulldozers son mquinas verstiles que permiten realizar diversos trabajos en sectores como la construccin, la minera y las fuerzas armadas.

El bulldozer es una mquina de excavacin y empuje compuesta de un tractor sobre orugas o sobre dos ejes con neumticos y chsis rgido o articulado y una cuchilla horizontal, perpendicular al eje longitudinal del tractor situada en la parte delantera del mismo.Dentro de los bulldozer o tractores tenemos dos tipos: De oruga: El hecho que est montado sobre orugas en lugar de ruedas, implica que ejerce una menor presin sobre el piso, y por lo tanto tiene una mayor capacidad para desplazarse en caminos con obstculos donde otros vehculos convencionales estn incapacitados dehacerlo.

Enllantados: O bulldozer de ruedas, que tambin se denomina topadora o tractor de ruedas, es un tipo de maquinaria de construccin de uso comn. El principio de trabajo de la mquina es el de empuje, bsicamente por traccin, de hojas topadoras con las que son equipadas, lo que permite la limpieza y nivelacin de tierras o la pavimentacin de las carreteras.Estas mquinas utilizan un sistema de traccin de tecnologa de la industria militar, que le provee de una gran fuerza de traccin, alta eficiencia y buen desempeo. Cuentan con una direccin completamente hidrulica articulada y transmisin en todas ruedas, lo que permite que sea flexible y fcil de operar.

El hecho que est montado sobre orugas en lugar de ruedas, implica que ejerce una menor presin sobre el piso, y por lo tanto tiene una mayor capacidad para desplazarse en caminos con obstculos donde otros vehculos convencionales estn incapacitados dehacerlo.

Al seleccionarse un tractor debe considerarse distintos factores que determinaran el tamao, potencia, tipo de hoja a utilizar, entre otros. Algunos de estos factores son: El tamao que se requiere para determinada obra. La clase de obra en la que se empleara, conformacin, jalando una escrepa, jalando un vagn, arando, etc. El tipo de terreno sobre el que viajara, alta o baja eficiencia de traccin.. La firmeza del camino de acarreo. La rigurosidad del camino. Pendiente del camino. La longitud de acarreo. El tipo de trabajo que tenga que hacerse despus de terminada la obra.

USOS PRINCIPALES

Roturacin del terreno Empuje de materiales sueltos Nivelacin y recebo de pistas Excavaciones en lnea recta Extendido de tierras por capa y compactacin superficial Rellenos Formacin de pilas o montones Realizacin de terraplenes Remolque de grandes cargas o de otras mquinas

El diseo del tractor tiene por objeto fundamentalmente convertir su potencia en fuerza tractiva de utilizacin prctica en muy diversas operaciones, pero debe considerarse siempre que estos trabajos no rebasen la capacidad de la mquina, es decir no hay que abusar en su uso, para as tener un mejor aprovechamiento. DESMONTE.- Los terrenos en los que se van a efectuar excavaciones, hacer rellenos o a nivelarse, deben desmontarse primero. En el desmonte se incluye la remocin de la vegetacin que pueden ser hierbas, malezas, matorrales o tocones. El tractor es la mquina ms adecuada para realizar este trabajo. Los matorrales rboles pequeos pueden ser removidos con un tractor caminando con la cuchilla en contacto superficial con el terreno. Actualmente se han desarrollado una gran variedad de aditamentos para tractores que lo habilitan para realizar hasta los trabajos ms severos de desmonte tales como cuchillas de filo cortante, taladores en V, cuchillas tipo rastrillo, empujadores de rboles, arados cortadores de races, etc. EQUIPO DE MOTOESCREPAS.- Los tractores empujadores se necesitan casi siempre para llenar bien con eficiencia las motoescrepas de un solo motor, y an; en algunos casos, las de dos motores, y con las escrepas de arrastre que son de tamao excesivo para el tractor que las remolca o cuando el terreno es duro. Para realizar esta actividad es recomendable equipar al tractor con una hoja topadora. EXCAVACIONES.- El tractor se opera levantando o bajando la hoja, inclinndola hacia adelante o hacia atrs segn sea el tipo de material a cortar y el tipo de excavacin que se vaya a realizar. Conforme va movindose hacia adelante el material se va excavando y apilando al frente y avanza junto con el tractor. La inclinacin correcta de la hoja es un factor muy importante para la eficiencia del trabajo sobre todo en terrenos duros. TENDIDO DE MATERIAL.- El tractor empujador puede extender montones de material caminando sobre los mismos con la cuchilla elevada a la rasante deseada. ARRASTRE DE OTROS EQUIPOS.- El tractor est habilitado para jalar tanto como para empujar por lo que su aplicacin como auxiliar de otros equipos es grande. Se utiliza para jalar compactadores, motoescrepas de arrastre, arados, etc. DESGARRAMIENTO.- Cuando el tractor se utiliza para el desgarre de suelos se le conoce como desgarrador y dada la importancia de este aprovechamiento se tratar en otra seccin, de una manera ms amplia.

USOS ESPECIALES La gran versatilidad del tractor ha permitido utilizarlo en trabajos ms especficos. En la construccin de lneas de tuberas se utilizan los tractores con pluma lateral tambin conocidos como tiende-tubos, para realizar justamente la labor de tender la tubera en su posicin final. Una conocida marca ha fabricado un tractor submarino el cual, inclusive, puede ser operado a control remoto y tiene muchas aplicaciones en obras martimas y portuarias.

ADITAMENTOSAprovechando la fuerza trasera del tractor pueden instalarse malacates para usos mltiples como arrastre de troncos, trabajos en pendientes, etc. Con una barra de tiro oscilante se pueden remolcar diversos equipos como arados, y compactadores. Un gancho delantero es ideal para cables de remolque, para tiros ocasionales como en rescate de equipos atascados. Adems el tractor puede llevar una serie de aditamentos para su proteccin y para proteccin del operador como son las guardaprotectoras de los rodillos del trnsito, protecciones para el motor y el radiador, cabinas protectoras para el operador, etc.

A LA HORA DE COMPRAR: (Bulldozer + Cargador) Vs. (Excavadoras)El equipo de movimiento de tierra tradicional ha sido la combinacin del Bulldozer y el Cargador, el cual permite desarrollar las tareas de excavacin y carga del material.En lo ltimos 15 aos el desarrollo de las Excavadoras hidrulicas, tanto frontales como retros, ha sido un equipo que compite con lo tradicional, ya que una sola unidad realiza las dos tareas de excavacin y carga del material.

Analizar la conveniencia de un sistema u otro, conlleva muchas consideraciones: Elegir el equipo correcto para un uso especfico o para mltiples usos (tipo de obra, tipo y dureza de material, profundidad del corte, movilidad de la actividad, ...) El costo de inversin vs. el costo por unidad de produccin El balance adecuado de la flota de equiposEn definitiva, cualitativamente es difcil decidir entre un grupo u otro, y en gran medida depender de la continuidad de su en funcin, del tamao del proyecto al que se destine y los volmenes a mover en el tiempo que se requiera.Sin embargo, cada vez ms la conformacin de la flota adecuada se est volcando hacia BULDOZER + EXCAVADORAS.Los Cargadores, tanto sobre neumticos como sobre orugas, tienen su funcin especfica, sobre todo en la alimentacin de tolvas o carguos masivos; pero la tendencia de la ltima dcada ha sido sustituir Cargadores por Excavadoras, siempre reconociendo que de igual a igual los Cargadores tienen una mayor produccin, pero ante el menor valor de adquisicin de las Excavadoras la decisin ha sido la cantidad de equipos, a veces 2 Retroexcavadoras logran igual o mayor produccin que un Cargador y generalmente el costo de adquisicin resulta igual o menor al del Cargador.Otro elemento a favor de las Excavadoras, son la gama de aditamentos que pueden usar. Por citar uno, el martillo hidrulico para excavacin de rocas duras, de donde ha salido el sobrenombre de "Come-Solas".Finalmente, y a pesar de todas las comparaciones y consideraciones, existe una realidad: toda gran empresa de movimientos de tierra tiene en su flota de equipos BULLDOZER, sinnimo de potencia y poder para realizar su trabajo.DESCRIPCION DE TRABAJO EN OBRASEl tractor de oruga es tal vez la maquina ms bsica y verstil en la industria de la construccin. Sirve para multitud de fines, tales como mover cargas empujndolas o jalndolas, como unidad motriz para malacates y pequeas torres elevadoras, y como para cuchillas de bulldozer, plumas laterales y cucharones de carga frontal.El termino bulldozer puede usarse en un sentido amplio para incluir tanto a los bulldozer como los angledozer. Estas mquinas pueden dividirse adems basndose en el mtodo de levantar y bajar la cuchilla, como controlado por cables o hidrulicamente. Cada tipo de equipo tiene su lugar en la construccin, aunque en los tiempos modernos ya no se trabaja prcticamente nada con los controlados por cables.La operacin regular de movimiento de tierras es prcticamente un conjunto de movimientos rectos de avance y retroceso. Cuando el tractor se mueve hacia delante, su hoja frontal se encaja en el terreno cortndolo, para obtener su carga. El tractor debe recorrer algunos metros para obtener su carga completa. Por ejemplo una hoja tpica de corte de unos 15 cm, recorrer ms de 12 metros hacia delante para obtener su carga completa. Esta carga Serra como una cua mvil de tierra, empujada delante de la hoja.

Los bulldozers se montan con las cuchillas en forma perpendicular a la direccin de avance, mientras que los angledozer se montan con las cuchillas formando un ngulo con la direccin de avance. Los primeros empujan la tierra hacia delante mientras que los segundos lo hacen hacia delante y hacia los costados. Algunas cuchillas pueden ajustarse de tal forma que sirvan de bulldozer como de angledozer. El tamao de la maquina est indicado por la longitud y altura de la cuchilla. Pueden instalarse placas en los extremos de las cuchillas para reducir el derramamiento cuando se utiliza para mover tierra.Presenta algunos beneficios con relacin al montado sobre ruedas tales como; entrega mayor esfuerzo de traccin, especialmente al estar operando en un terreno suave como por ejemplo un suelo suelto o lodoso, habilidad para viajar sobre sup. Lodosas, habilidad para operar en formaciones rocosas en donde pueden daarse seriamente las llantas, habilidad para viajar sobre caminos speros, lo cual disminuye los costos de mantenimiento de caminos de acarreo; mayor flotacin debido a las menores presiones bajo las orugas: mayor versatilidad en el empleo en obra; trabajos en pendientes ms inclinadas donde los de ruedas se volcaran fcilmente.Tambin presentan algunas caractersticas como las que se refieren a tiempos de desplazamiento segn las condiciones de trabajo.

FUNCIONES DE RENDIMIENTOLa cuchilla de un bulldozer, tiene una capacidad terica que vara con las clases de tierras y con el tamao de la cuchilla. Si se conoce la capacidad de la cuchilla, puede determinar el rendimiento aproximado de una maquina estimando el nmero de pasadas que pueda efectuar en una hora.La capacidad aproximada de una cuchilla de bulldozer puede determinarse a travs de la carga que empuje la cuchilla: las mediciones reales de las cargas representativas darn mejores resultados que las estimaciones.El tiempo total de un equipo para acarreo de tierra (TT) es, bsicamente, la suma de cuatro componentes; tiempo de carga (TC); tiempo variable de mov. con carga (TVC); tiempo variable de traslado del equipo vaci (TVV); tiempo de vaciado.TT = TC + TVC + TV + TVV.Para estimar la productividad de un bulldozer debe descomponerse su ciclo de trabajo en partes significativas. El bulldozer estar cargando durante una parte de su recorrido, por lo que no es necesario separar el tiempo de carga de esta operacin. Se tiene el tiempo variable (TVC`) que usa el empujador en su recorrido con la carga, y el tiempo (TVV`) que utiliza en regresar en reversa para tomar la siguiente carga, lo cual hace con la hoja levantada y vaca. Cada uno de estos tiempos variables puede determinarse simplemente dividiendo la distancia recorrida entre la velocidad de marcha, en metros por minuto (m/min) para el engranaje empleado.Los tiempos variables determinados de esa manera, no toman en cuenta el tiempo que toma llegar del reposo hasta la velocidad regulada del trayecto, o viceversa. A este tiempo adicional se le conoce como tiempo de aceleracin o de desaceleracin, y se le considera como tiempo fijo (TF) a causa de su naturaleza constante. Si se hace el viaje en cualquier direccin en un engranaje que solo requiera el cambio de marcha hacia delante a reversa, se puede considerar que el tiempo fijo del empujador es de 0.10 a 0.15 minuto. Si es necesario un cambio adicional a una velocidad ms alta en cualquiera de las dos direcciones, el tiempo fijo podra estimarse en 0.20 a 0.30 minuto.El tiempo total de ciclo del empujador se determina por una modificacin de la ecuacin.TT = TF + TVC` + TVV`.

Los tractores empujadores tienen ciertas limitaciones en cuanto a la distancia de acarreo y al nivel del piso de excavacin. La distancia mxima de acarreo aconsejable es de 100 metros, al excederse resultara antieconmico el uso de esta mquina. De cualquier manera debe considerarse que en distancias mayores de 3C metros el rendimiento disminuye 5% por cada 30 metros adicionales. Asmismo cuando se trabaja cuesta arriba el volumen disminuye 4% por cada 1 % de pendiente.Otro factor que afecta el rendimiento de estas mquinas es la altitud a la que se encuentran trabajando. Se considera que arriba de los 1000 metros sobre el nivel del mar, la produccin se afecta del orden del 1 % por cada 100 metros de altura. El uso de turbocargadores y enfriadores de aire de admisin en los motores de los tractores tiende a compensar esta disminucin en el rendimiento.FABRICANTESAlgunos de los principales fabricantes de estas mquinas son: Komatsu Limited. John Deere. International Harvester. CAT. Fiat-Allis. CASE.

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