excavadoras
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
CAPITULO I
CRITERIOS GENERALES PARA LA ORGANIZACIÓN DE UNA OBRA DE
MOVIMIENTO DE TIERRAS
La ejecución de obras de movimiento de tierras para la construcción de carreteras, pistas,
ferrovías, represas, vías urbanas, para la fundación de edificios, etc. requiere de una adecuada
organización que permita una acertada elección de las máquinas, su correcta utilización y su
aprovechamiento óptimo, para garantizar la conclusión de las mismas en los plazos previstos,
además de la obtención de ganancias a la empresa propietaria de las máquinas.
Para este fin las máquinas elegidas deben ser las que mejor respondan a las características
del suelo, principalmente en lo referente a su contenido de roca, su granulometría, contenido de
humedad, cohesividad, etc., en consideración del plazo de ejecución previsto para excavar,
transportar y rellenar los volúmenes que conforman la obra.
Los elementos de mayor preponderancia que determinan la organización de una obra, donde
existe movimiento de tierras, son los siguientes:
1. Características del terreno
2. condiciones ambientales
3. Caminos auxiliares de acarreo
4. Volúmenes de trabajo
5. Productividad del equipo
6. Selección del equipo
7. Plazo de ejecución
8. costo de la obra
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1.1 CARACTERISITICAS DEL TERRENO
El movimiento de tierras es un trabajo que tiene como finalidad nivelar el terreno
extrayendo el material que sobra para poner donde falta. La combinación ideal de estas dos
operaciones se conseguirá cuando los volúmenes de desmonte y relleno se compensan. Situación
difícil de lograr ya que la capa superior del terreno contiene material orgánico en gran
porcentaje, que no es apto para la conformación de terraplenes, por otra parte si los volúmenes de
relleno son superiores a los de desmonte tendrá que utilizarse materiales de préstamo. En la zona
occidental del país generalmente los volúmenes de corte son mayores a los de relleno, por lo cual
estos volúmenes tendrán que ser trasladados a espacios donde no interfieran con las corrientes
naturales de agua o al drenaje de las aguas de lluvia. En cambio en la zona oriental las
características del suelo determinan la realización de cambios de material, para lo cual se
requieren volúmenes extraordinarios de material, que serán obtenidos de bancos de préstamo.
El Ingeniero responsable de la obra debe evaluar detalladamente los volúmenes de obra a
ejecutar en desmonte y relleno, también es de gran importancia el conocimiento de las
características del suelo, ya que cada uno ofrecerá diferente resistencia y dificultad a la
excavación, al empuje y al transporte, por ejemplo suelos con un contenido elevado de roca
ofrecerán mucha mayor resistencia a ser excavados que una arena suelta. De igual manera la
humedad modificará el grado de resistencia, facilitando el deslizamiento de las partículas, hasta
convertirlo en una masa pegajosa difícil de extraer y cargar.
1.2 CONDICIONES AMBIENTALES
El régimen pluviométrico y las temperaturas preponderantes de la zona donde se
encuentra la obra, o la existencia de manantiales o pantanos, pueden dar lugar a la interrupción
de los trabajos haciendo inaccesibles los caminos de acceso, o dificultando los trabajos de
compactación por exceso de humedad del suelo.
En base a estas condiciones se podrá definir con una exactitud razonable los días de trabajo
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útil y el plazo en el que será concluida la obra. De igual manera el número de máquinas y los turnos
de trabajo serán definidos de acuerdo a los días útiles de trabajo y al plazo que se dispone para la
ejecución de la obra.
1.3 CAMINOS DE ACARREO
En las obras alejadas de los centros poblados, especialmente en las viales, es necesario
construir muchos kilómetros de caminos auxiliares para el transporte de materiales desde los
bancos de préstamo, para el acarreo del volumen excedentario del suelo excavado hasta los
depósitos o botaderos, para el ingreso a las fuentes de agua, para mantener el tráfico de
automotores en la zona, o tan solo para facilitar el ingreso de equipos y suministros a la obra.
La construcción y mantenimiento de los caminos auxiliares de acarreo son costos directos
del movimiento de tierras y tendrán una incidencia importante en el costo total, sin embargo no
aparecen en el presupuesto general de la obra. La construcción de buenos caminos de acarreo
constituirá una inversión favorable por los réditos económicos que producirá el ahorro de tiempo,
debido a la velocidad que puede desarrollar el equipo de transporte, su menor deterioro y los
volúmenes de tierra que pueden ser transportados.
La conservación de la superficie o capa de rodadura utilizando equipo auxiliar, cuando
son grandes los volúmenes y largas las distancias de transporte, garantizará un rendimiento
constante de las máquinas y un buen aprovechamiento de sus cualidades. La resistencia a la
rodadura y la mala tracción que producen los caminos mal conservados limitará el peso de la
carga y la velocidad que puede alcanzar el equipo de transporte.
1.4 EVALUACIÓN DE LOS VOLUMENES DE TRABAJO (CUBICACION)
Es necesario efectuar una evaluación de los volúmenes de obra con la mayor exactitud
posible, para definir el número de máquinas y el tiempo de trabajo, teniendo en cuenta los
cambios de volumen que sufren los materiales durante la ejecución de la obra.
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La alteración del porcentaje de vacíos existentes entre las partículas del suelo en su estado
natural, producida por el esfuerzo mecánico aplicado al terreno, dará lugar a diferentes
volúmenes para el mismo peso de material, por ejemplo un material inalterado al ser extraído de
su lecho natural puede incrementar su volumen en un 20 %; si a este mismo material se le aplica
un esfuerzo de compactación este volumen puede disminuir en un 30 % o más, con respecto al
volumen suelto y en un 10 % o más con respecto al volumen original que tenía en su lecho.
El volumen de tierra, depende de las condiciones en que se encuentre, ya sea en su estado
natural (sin excavar), suelta (después de ser excavada), o compactada mediante el uso de un
esfuerzo mecánico.
Generalmente la productividad de las máquinas se expresa en función de tierra suelta, sin
embargo los proyectos consideran para su evaluación económica volúmenes en banco para los
itemes de excavación o desmonte y volúmenes compactados para los terraplenes o rellenos.
De acuerdo a lo anterior existen tres tipos de volúmenes:
Volumen en banco: tal como se encuentra en la naturaleza.
Volumen suelto: medido después que el suelo ha sido excavado manualmente o
utilizando equipo mecanizado.
Volumen compactado: que se mide después que el material ha sido compactado
mediante la aplicación de un esfuerzo mecánico.
1.4.1 FACTORES DE CONVERSION DE LOS VOLUMENES DE TIERRA
Factor volumétrico de conversión o factor de expansión: Es el resultado de la relación entre la
densidad de tierra suelta y la densidad de la tierra en banco, o de la relación del volumen en
banco y el volumen suelto.
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Factor de compresibilidad: Es el factor que relaciona el volumen de material compactado y el
volumen en banco.
Los factores de conversión pueden ser obtenidos en laboratorio, o copiados de la
bibliografía existente sobre el tema, donde es posible encontrar valores para diferentes tipos de
materiales. En el cuadro de la página 11 se dan valores de conversión para algunos materiales de
uso frecuente, considerando sus tres estados.
1.5 PRODUCTIVIDAD DEL EQUIPO
En toda obra con equipamiento mecanizado, un problema de suma importancia es el
cálculo de la producción de las máquinas. El primer paso para estimar la producción es calcular
un valor teórico que luego es ajustado a las condiciones reales de la obra, de acuerdo a cifras
obtenidas en experiencias anteriores o en trabajos similares; la productividad finalmente asumida
no debe ser ni muy optimista ni antieconómica.
Para el cálculo de la productividad teórica, se dispone de la información que
proporcionan los fabricantes, de acuerdo a las características particulares de cada máquina; estos
valores deben ajustarse de acuerdo a los elementos operativos, las condiciones geológicas,
topográficas, climáticas, etc. que prevalecerán en la obra.
1.5.1 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PRODUCTIVIDAD DEL EQUIPO
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Entre los factores que influyen en la productividad, además de los factores propios de
cada máquina, podemos señalar los siguientes:
a) Factor de Eficiencia en Tiempo.- Es la evaluación del tiempo efectivo de trabajo durante
cada hora transcurrida, vale decir la cantidad de minutos trabajados por cada hora
cronometrada.
Tabla 1. Factor de tiempo “t”
Tiempo trabajado
por hora Factor "t" Calificación
60 1 Utópico
50 0.83 Bueno
40 0.67 Regular
30 0.50 Malo
b) Factor de Operación.- Representa la habilidad, experiencia y responsabilidad del operador.
En nuestro medio de asigna un valor o = 1 para aquellos con amplia experiencia y probada
capacidad y o = 0,8 para operadores promedio.
c) Altura.- La altura del terreno sobre el nivel del mar, tiene una influencia importante en la
potencia de los motores. Cuando una máquina estándar funciona a grandes altitudes, la potencia
disminuye debido a la disminución de la densidad del aire. Esta pérdida de potencia produce la
correspondiente disminución de tracción en la barra de tiro o en las ruedas propulsoras de la
máquina. Hasta los 1.000 mts es posible conseguir que los motores desarrollen el 100 % de su
potencia; a partir de esta altitud se presenta un porcentaje de perdida de potencia equivalente al
1% por cada 100 metros de altura.
Para evaluar el efecto de la reducción de potencia en la productividad de la máquina se
incrementa la duración del ciclo en un porcentaje igual a la pérdida de potencia del motor a causa
de la altura.
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d) Factor de Administración.- La eficiencia de la administración en campo e incluso en la
oficina central, es un elemento importante para la productividad que se pueda obtener con las
máquinas. La adecuada planificación, dirección y control de la obra permitirá mejorar la
productividad del equipo en su conjunto, de la misma forma que un adecuado y oportuno
mantenimiento de las máquinas y la provisión oportuna de repuestos, combustibles y lubricantes.
e) Factor de Eficiencia del Trabajo.- Resulta de la evaluación de los factores que son
constantes en una obra y pueden ser aplicados a todos los equipos que se utilizan en ella, tales
como el factor de eficiencia en tiempo, de operación, de altura, y de administración.
De acuerdo a las características de cada obra, existirá una combinación diferente de
factores que darán como resultado un valor propio "E".
1.6 SELECCIÓN DE EQUIPOS
Una de las tareas más importantes para iniciar la ejecución de una obra es la elección
adecuada del equipo necesario, de acuerdo a sus características particulares, a los volúmenes de
los diferentes ítemes y al costo de adquisición de las máquinas, teniendo como propósitos
principales concluir satisfactoriamente la obra en el plazo estipulado y asegurar la obtención de
ganancias.
Es importante considerar, además, la disponibilidad de las máquinas en el mercado, la
oferta de repuestos, las facilidades ofrecidas para el mantenimiento, y la posibilidad real de
adjudicarse obras similares para garantizar su uso continuado hasta el final de su vida útil.
1.6.1 FACTORES QUE SE CONSIDERAN EN LA SELECCIÓN DEL EQUIPO
Para efectuar una correcta selección de las máquinas, se deben considerar cuando menos
los siguientes factores.
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a. Características de la obra
b. Potencia del motor
c. Oferta del mercado
CAPITULO II
2.1 EXCAVADORAS HIDRAULICAS (RETROEXCAVADORAS)
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2.2 DESCRIPCION Y CARACTERISTICAS DEL EQUIPO
2.3 RETROEXCAVADORAS
Son máquinas que se fabrican para ejecutar excavaciones en diferentes tipos de suelos,
siempre que éstos no tengan un contenido elevado de rocas, se utilizan para excavación contra
frentes de ataque, para el movimiento de tierras, la apertura de zanjas, la excavación para
fundaciones de estructuras, demoliciones, excavaciones de bancos de agregados, en el montaje de
tuberías de alcantarillas, etc.
Es una máquina dotada de una tornamesa que le permite girar horizontalmente hasta un
ángulo de 360', realiza la excavación haciendo girar el cucharón hacia atrás y hacia arriba en un
plano vertical, y en cada operación la pluma sube y baja. Para obtener un mayor rendimiento las
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alturas de corte deben ser superiores a 1,50 metros. La altura de excavación depende de la
capacidad del cucharón y la longitud de la pluma.
Están equipadas con diferentes tipos de cucharones de acuerdo al trabajo que van a
realizar. Como regla general se utilizan cucharones anchos en suelos fáciles de excavar y
angostos para terrenos más duros. Los de menor radio de giro tienen más fuerza de levante que
los de radio largo. Al elegir un cucharón para suelos duros es aconsejable adquirir el más angosto
entre los de menor radio de giro.
En algunos casos la capacidad de levantamiento de la excavadora es tan importante que
será el factor decisivo en la elección de la máquina para un determinado trabajo.
La capacidad de levantamiento depende del peso de la máquina, de la ubicación de su
centro de gravedad, de la posición del punto de levantamiento y de su capacidad hidráulica. En
cada posición del pasador del cucharón, la capacidad de levante está limitada por la carga límite
de equilibrio estático o por la fuerza hidráulica.
Las excavadoras pueden estar montadas sobre orugas o sobre neumáticos, siendo las de
mayor rendimiento las de orugas por sus mejores condiciones de equilibrio y su mejor agarre al
suelo. Algunas de las características de cada tipo son:
Cadenas
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- Flotación
- Tracción
- Maniobrabilidad
- Para terrenos muy difíciles
- Cambio de ubicación
de la máquina es más rápido
Estas dimensiones varian según al tamaño de la maquina.
CARACTERISTICASDIMENSIONES
(mm.) A= Altura de la cabina 2190 - 3650 B =Ancho para el transporte sin el retrovisor 980 - 3470 C= Ancho de cadena con zapatas estándar 980 - 3480D= Espacio libre sobre el suelo, bastidor 220 - 890 E= Espacio libre sobre el suelo, contrapeso 460 - 1600F= Radio de giro de la cola 1070 - 4200 G= Longitud total de la cadena 1390 - 6360 H= Longitud total para el transporte 3690 - 13140 J= Altura para el transporte 2630 - 4890K= Longitud de cadena en contacto con el suelo 1020 - 5120 L= Entrevia. 1750 - 2750
*Fuente: Manual de rendimiento CATERPILLAR
Ruedas
- Movilidad y velocidad
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- No dañan el pavimento
- Mejor estabilidad con
- Nivelación de la máquina con estabilizadores
- Capacidad de trabajo con la hoja
Estas dimensiones varian según al tamaño de la maquina.
CARACTERISTICASDIMENSIONES
(mm.)A= Altura de la cabina 3070 - 3145 B =Ancho para el transporte sin el retrovisor 2500 - 2650C= Ancho de los neumáticos 2500 - 2750D= Espacio libre sobre el suelo, bastidor 360 - 375E= Longitud total 4900 - 5175F= Longitud total para el transporte 8620 - 9660G= Altura para el transporte 3070 - 3145H= Altura de la estructura 1262 - 1310K= Radio de giro de la cola 1990 - 2700L= Longitud entre ejes. 2500 - 2750M= Ancho total. 3835 - 3900
*Fuente: Manual de rendimiento CATERPILLAR
CARGA LÍMITE DE EQUILIBRIO ESTATICO
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Según la S.A.E. se define como el peso de la carga del cucharón aplicado en el centro de
gravedad de la máquina que produce una situación de desequilibrio a un radio determinado. El
radio de carga es la distancia horizontal medida desde el eje de rotación de la superestructura
(antes de cargar) hasta la línea vertical del centro de carga. La altura nominal corresponde a la
distancia vertical medida desde el gancho del cucharón hasta el suelo (dimensión B).
A = Radio desde el centro de giro.
B = Altura del gancho del
cucharón.
CARGA DE ELEVACION NOMINAL
Esta carga se obtiene considerando una altura nominal y un radio de carga definidos para
la posición más desfavorable. Las condiciones para que un determinado accesorio de la máquina
levante una carga que cuelga del cucharón designado son las siguientes:
La carga nominal no pasa del 75% de la carga límite de equilibrio estático.
La carga nominal no debe exceder el 87% de la capacidad hidráulica de la excavadora.
La carga nominal tampoco debe superar la capacidad estructural de la máquina.
Para obtener el mayor provecho de estas máquinas se deben seleccionar cucharones
adecuados a las condiciones de los suelos en los que van a ser utilizados. Los dos factores que
deben considerarse son el ancho del cucharón y el radio de giro medido hasta la punta.
Las excavadoras pueden en muchos casos, de acuerdo a las condiciones geológicas del
terreno y las características de la obra, reemplazar a los tractores con hoja topadora en las tareas
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de excavación, especialmente si además de excavar hay que transportar los materiales extraídos,
por la ventaja que tienen de efectuar simultáneamente la operación de carga, con el consiguiente
ahorro del equipo requerido para esta operación. Para un mejor aprovechamiento de la
excavadora el número de volquetas debe estar definido de acuerdo a la distancia de transporte,
evitando tiempos de espera para la excavadora, además el volumen de éstas debe ser un múltiplo
de la capacidad del cucharón.
Se fabrican excavadoras con motores cuya potencia varía de 50 a 800 HP, dotados de
cucharones con volúmenes de 0.1 a 11 m3
Las pequeñas retroexcavadoras acopladas a la parte trasera de los cargadores frontales son
accionadas aprovechando la potencia de su motor, tienen un alcance reducido, pero una mayor
precisión, son muy útiles para la excavación de zanjas para instalaciones hidráulicas, sanitarias o
eléctricas, para la excavación de cimientos, sótanos, etc.
Estas dimensiones varian según al tamaño de la maquina.
DIMENSIONES (mm.)
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A= Profundidad máx. de excavación 4153 - 5219B =Fondo plano 4120 - 5173C= Altura total de operación totalmente levantada. 5564 - 6335D= Altura de carga. 3803 - 4310E=Alcance máximo 6903 - 7866F= Alcance de carga 1638 - 2027G= Altura de descarga 2495 - 2699H= Altura del pasador del cucharón. 3270 - 3490J= Altura max.de operación. 4150 - 4410K= Profundidad de excavación. 40 - 162L= Alcance de altura máxima. 780 -868M= Inclinación máxima hacia atrás. 380 - 553
*Fuente: Manual de rendimiento CATERPILLAR
2.3.1 EXCAVADORAS CON CUCRARON BIVALVA (ALMEJA)
El modelo de cucharón bivalva amplía el campo de acción de las excavadoras, porque
permite la ejecución de trabajos que no sean posibles realizar con un cucharón normal, tales
como excavaciones verticales profundas, movimiento de tierras alrededor de entibaciones,
demoliciones en lugares de difícil acceso, dragado para la obtención de agregados, etc.
2.3.2 PRODUCTIVIDAD DE LAS EXCAVADORAS
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La productividad de las excavadoras depende de las dimensiones de su cucharón, de la
longitud de su pluma, de la profundidad de excavación, de la potencia del motor, del tipo de
suelo (dureza, granulometría, forma de partículas, contenido de humedad), de la habilidad del
operador, etc.
donde:
QT = Producción Teórica de la excavadora
q = Producción por ciclo (Vol. del cucharón)
T = Duración del ciclo
PRODUCCION POR CICLO (q)
Es igual a la capacidad colmada del cucharón. Este dato se obtiene del manual del
fabricante, o directamente de las dimensiones del cucharón.
Para aumentar al máximo la producción por ciclo de una excavadora se puede aplicar:
Altura del banco y distancia al camión ideales
Cuando el material es estable, la altura del banco debe ser aproximadamente igual a la longitud
del brazo. Si el material es inestable, la altura del banco
debe ser menor. La posición ideal del camión es con la
pared cercana de la caja del camión situada debajo del
pasador de articulación de la
pluma con el brazo.
Zona de trabajo y ángulo de giro óptimos
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Para obtener la máxima producción, la zona de trabajo debe estar limitada a 15° a
cada lado del centro de la máquina o aproximadamente igual al ancho del tren de rodaje.
Los camiones deben colocarse tan cerca como sea posible de la linea central de la
máquina. La ilustración muestra dos
alternativas posibles.
Distancia ideal del borde
La máquina debe colocarse de forma que el brazo esté
vertical cuando el cucharón alcanza su carga máxima. Si la
máquina se encuentra a una distancia mayor, se reduce la fuerza
de desprendimiento. Si se encuentra más cerca del borde, se
perderá tiempo al sacar el brazo. El operador debe comenzar a
levantar la pluma cuando el cucharón haya recorrido el 75% de su arco de plegado. En ese
momento el brazo estará muy cerca de la vertical. Este ejemplo representa una situación ideal. En
una obra determinada no es posible seguir todos los puntos considerados, pero si se siguen estos
conceptos el efecto sobre la producción será muy positivo.
DURACION DEL CICLO (T)
Depende de la dureza del suelo, de la profundidad de excavación, del tamaño del
cucharón, del ángulo de giro y de la ubicación del equipo de transporte. El ciclo de excavación
de la excavadora consta de cuatro partes:
1. Carga del cucharón
2. Giro con carga
3. Descarga del cucharón
4. Giro sin carga
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En condiciones de trabajo normales tendrá los siguientes valores:
Tabla 11. Duración del ciclo
CONDICIONES
DE
TRABAJO
ANGULO DE GIRO Y TAMAÑO DEL CUCHARON EN
m3
Angulo de 45 a 90` Angulo de 90 a 1 SO"
< 0,5
m3
0,5 a 1
m3
1 a 2
m3
2 a 3
m3
< 0,5
m3
0,5 a 1
m3
1 a 2
m3
2 a 3
m3
Fácil 0,27 0,33 0,38 0,44 0,36 0,40 0,44 0,55
Promedio 0,35 0,43 0,49 0,57 0,47 0,52 0,57 0,72
Difícil 0,40 0,50 0,57 0,66 0.54 0,60 0,66 0.83
*Fuente: Manual de rendimiento CATERPILLAR
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PRODU0CCION DE LAS EXCAVADORAS
Para obtener la producción real de las excavadoras se deberá corregir la producción
teórica aplicando los factores de material, de eficiencia del trabajo y de cucharón o acarreo. Los
dos primeros tienen los mismos valores que los considerados para los tractores:
FACTOR DE CUCHARON O DE ACARREO
Representa la disminución del volumen del material acumulado en el cucharón, debido a
la pérdida por derrame en la operación de levante y descarga, varia de acuerdo a la forma y
tamaño de las partículas y de las condiciones de humedad. Se utilizan los mismos valores que los
recomendados para los cargadores frontales.
De acuerdo a las consideraciones anteriores la productividad real de las excavadoras será:
donde:
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Q = Productividad real
q = Producción por ciclo (Vol. del cucharón)
TCORREGIDA = T * ( 1 + h )
h = Incremento del ciclo por altura
T = Duración del ciclo
k = Factor de cucharón
m = Factor de material
E = Factor de eficiencia de trabajo
TRABAJO COMBINADO DE VOLQUETES CON CARGADORES FRONTALES Y
EXCAVADORAS
En el trabajo combinado que normalmente realizan los volquetes y los cargadores
frontales o excavadora, es deseable que la capacidad de operación de los volquetes sea igual al de
los cargadores, para evitar los tiempos de espera, esto ocurrirá si se encuentran las condiciones
que satisfagan la siguiente ecuación:
QVOLQUETA * M = QCARG. O EXC. * N
(1) (2)
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donde:
N = Número de cargadores o excavadores
M = Número de volquetes
Si (1) > (2) Los volquetes tienen una capacidad excedente.
Si (1) < (2) Los cargadores tienen una capacidad excedente
CALCULO DE COSTOS DE OPERACION
EXCAVADORAS
Multiplicadores de la vida útil
0 - 10.000 horas 1,0
10.000 - 15.000 1,1
15.000 - 20.000 1,2
20.000 - 30.000 1,4
Incluye costo del tren de rodaje
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PC60
PC100CLASE
CLASE
CLASE
CLASE
CLASE
CLASE
CLASE
PC80
PC120
PC150
PC180
PC200
PC220
PC300
PC400
PC650
PC1000
PC1600
PC400L/S
PC650L/S
PC1000L/S
PC1600L/S
Insuficiente informacion
Insuficiente informacion
0 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 20 40 60 80 1000
DISTRUBUCION DE COSTOS (%)
Repuestos + Mano de obra(EU$/h)
*Fuente: MANUAL DE ESPECIFICACIONES Y APLICACIONES kOMATSU
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CAPITULO III
GRÚA
Una grúa es una máquina de elevación de movimiento discontinuo destinado a elevar y distribuir
cargas en el espacio suspendidas de un gancho.
Por regla general son ingenios que cuentan con poleas acanaladas, contrapesos, mecanismos
simples, etc. para crear ventaja mecánica y lograr mover grandes cargas.
El término grúa puede relacionarse con:
Una grúa, máquina para elevar y distribuir cargas en el espacio suspendidas de un gancho;
Grúa torre, especialmente diseñada como herramienta para la construcción;
Camión grúa, aquél que lleva incorporado a su chasis una grúa;
Grúa (vehículo), diseñada para emolcar automóviles ante una emergencia.
Grúa (barco), Elemento para el izado de carga o provisiones;
La grúa y la jirafa, cortometraje de animación;
Mundo Grúa, película independiente argentina filmada en el año 1998;
Grúa de Habilidad ("Skill Crane" en Estados Unidos), un episodio de la cuarta Temporada de la serie animada Bob Esponja.
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Las primeras grúas fueron inventadas en la antigua Grecia, accionadas por hombres o animales.
Estas grúas eran utilizadas principalmente para la construcción de edificios altos. Posteriormente,
fueron desarrollándose grúas más grandes utilizando poleas para permitir la elevación de
mayores pesos. En la Alta Edad Media fueron utilizadas en los puertos y astilleros para la estiba
y construcción de los barcos. Algunas de ellas fueron construidas ancladas a torres de piedra para
dar estabilidad adicional. Las primeras grúas se construyeron de madera, pero desde la llegada de
la revolución industrial los materiales más utilizados son el hierro fundido y el acero.
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La primera energía mecánica fue proporcionada por máquinas de vapor en el s. XVIII. Las grúas
modernas utilizan generalmente los motores de combustión interna o los sistemas de motor
eléctrico e hidráulicos para proporcionar fuerzas mucho mayores, aunque las grúas manuales
todavía se utilizan en los pequeños trabajos o donde es poco rentable disponer de energía.
Existen muchos tipos de grúas diferentes, cada una adaptada a un propósito específico. Los
tamaños se extienden desde las más pequeñas grúas de horca, usadas en el interior de los talleres,
grúas torres, usadas para construir edificios altos, hasta las grúas flotantes, usadas para construir
aparejos de aceite y para rescatar barcos encallados.
También existen máquinas que no caben en la definición exacta de una grúa, pero se conocen
generalmente como tales.
HISTORIA
La grúa es la "evolución" del puntal de carga que, desde la antigüedad, se ha venido utilizando
para realizar diversas tareas. Aunque sus fundamentos fueron propuestos por Blaise Pascal, fue
patentada por Luz Nadina. Existen documentos antiguos[cita requerida] donde se evidencia el
uso de máquinas semejantes a grúas por los Sumerios y Caldeos, transmitiendo estos
conocimientos a los Egipcios.
APLICACIONES Y TIPOS DE GRÚAS
Son muy comunes en obras de construcción, puertos, instalaciones industriales y otros lugares
donde es necesario trasladar cargas. Existe una gran variedad de grúas, diseñadas conforme a la
acción que vayan a desarrollar. Generalmente la primera clasificación que se hace se refiere a
grúas móviles y fijas:
MOVILES
Autogrúas, de gran tamaño y situadas convenientemente sobre vehículos especiales.
Pueden ser de los siguientes tipos: Sobre cadenas o orugas. Sobre ruedas o camión.
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FIJAS
Cambian la movilidad que da la grúa móvil con la capacidad para soportar mayores cargas y
conseguir mayores alturas incrementando la estabilidad. Este tipo se caracteriza por quedar
ancladas en el suelo (o al menos su estructura principal) durante el periodo de uso. A pesar de
esto algunas puedes ser ensambladas y desensambladas en el lugar de trabajo.
Grúas pórtico o grúas puente, empleadas en la construcción naval y en los pabellones industriales.
Grúa Derrick
Plumines, habitualmente situados en la zona de carga de los camiones.
Grúas horquilla
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Tipo de grúa
Descripción Imagen
Grúa torre
La grúa torre es una grúa moderna de balance. Ésta queda unida al suelo (o a alguna estructura anexa). Debido al alcance y a la altura que pueden desarrollar se utilizan mucho en la construcción de estructuras altas. La viga horizontal de celosía se le llama pluma y el pilar vertical se llama torre. Al final de la torre está la corona donde gira la pluma. La pluma tiene unos contrapesos en un extremo para generar el balance y también va cargada en el cimiento para conseguir el momento de empotramiento necesario para funcionar. Para el correcto funcionamiento de la grúa deben existir controladores de pares de fuerza, de distancia para no someter a la grúa a mayores tensiones de la necesaria. Para el guiado de la grúa se pueden usar señalitas o comunicación por radio.
El control se puede realizar desde suelo o desde una cabina situada en la punta de la torre. El gruista debe ser una persona cualificada y responsable porque el mal uso de la grúa puede acarrear accidentes muy serios.
El montaje de la grúa suele hacerse con una grúa móvil.
Grúa auto-desplegable
Son grúas capaces de desmontarse por sí mismas sin necesidad de requerir otra grúa para el montaje. Son rápidas y más caras que las grúas torre, además su alcance puede ser más limitado que éstas.
Grúa telescópica
Una grúa telescópica consiste muchos tubos que se encuentran uno dentro de otro. Un sistema hidráulico u otro mecanismo extiende o retrae el sistema hasta la longitud deseada. Estos tipos de sistemas son usados en operaciones de rescate, en sistemas en barcos... El sistema compacto hace que la grúa telescópica se adapte fácilmente a aplicaciones móviles. No todas las grúas telescópicas son fijas, también existen móviles.
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
Grúa Luffing o Transtainers
Es una grúa muy utilizada en puertos para el transporte y la estiba de contenedores.
OBSERVACIONES
Los operarios de grúas están muy bien remunerados debido a la gran responsabilidad que
descansa sobre sus manos, no sólo por el peligro que entraña elevar pesadas cargas sobre
personas y bienes, sino por el elevado coste de las máquinas y cargas con las que trabajan.
Uno de los principales problemas de una grúa, además de levantar la gran cantidad de peso,
reside en mantener el equilibrio. En numerosas ocasiones el único soporte de la grúa reside en su
base, con la que, a través de diversos artilugios, se desplaza el centro de gravedad de la máquina
y el peso que sostiene. Una grúa puede ser hidráulica, lo cual facilita su uso ya que es muy
práctica.
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
CAPITULO IV
COSTO DE OPERACIÓN DEL EQUIPO
3.1 CONSIDERACIONES GENERALES
Por las características inherentes a la actividad constructora, la maquinaria tiene una vida
económica relativamente baja, en virtud a que desempeña sus funciones bajo condiciones
adversas, rudas y “a cielo abierto”, los costos de operación de las máquinas representan un gran
porcentaje del costo total de las obras, por ese motivo su cálculo tiene vital importancia. El éxito
o fracaso de un contrato de construcción depende virtualmente de los costos del equipo, una
evaluación adecuada garantizará la obtención de ganancias evitando perdidas a la empresa.
El costo de posesión y operación para una misma máquina varia en un amplio rango,
debido a que está afectado por muchos factores, por ejemplo el tipo de obra, las condiciones de
trabajo, los precios locales de combustible y lubricantes, las tasas de interés, las condiciones de
mantenimiento y el costo de la mano de obra; por este motivo no es aconsejable calcular costos
en base a modelos preestablecidos, sin realizar previamente una adecuación a las características y
condiciones particulares de cada obra.
Para considerar la maquinaria como parte del costo directo de una unidad de obra,
previamente se calcula el denominado costo horario de operación, para este fin existen diversos
criterios, que han dado lugar a modelos de planillas de cálculo diferentes; sin embargo todas ellas
consideran los mismos conceptos de gasto, diferenciándose únicamente en la forma y
presentación de su cálculo.
4.2 VIDA ÚTIL DEL EQUIPO
La vida útil de una máquina depende de múltiples factores, como ser: calidad de
fabricación, condiciones de trabajo, severidad de los agentes atmosféricos, habilidad del
operador, prácticas de mantenimiento etc.
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
4.3 VIDA ECONÓMICA DEL EQUIPO
Se entiende por vida económica de una máquina, el período durante el cual puede ésta
operar en forma eficiente, produciendo réditos económicos a su propietario, en condiciones
adecuadas de operación y mantenimiento.
Mediante un registro detallado de los costos de operación y mantenimiento, es posible
determinar el periodo, después del cual, los costos por hora de operación, que sufren un
incremento constante con el transcurso del tiempo de trabajo, alcanzan un monto que supera el.
costo promedio aceptable para esa máquina, lo que significa que el costo horario de operación es
superior al rédito económico generado por su productividad. En este momento la máquina habrá
llegado al fin de su vida económica.
4.4 PLANILLA DE CÁLCULO DEL MANUAL CATERPILLAR
Esta planilla divide el costo unitario de operación en tres componentes: costo de posesión, costo
de operación y costo de la mano de obra.
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a) Costo de posesión: Está formado por la depreciación, el interés y el seguro.
Depreciación
Inversión
Seguro
n = Vida útil en años
b) Costo de Operación: Está compuesto por los siguientes conceptos:
Combustible
Lubricantes
Filtros
Neumáticos
Tren de rodaje
Reserva para reparaciones
Elementos de desgaste especial
c) Costo Horario de Filtros: Para su cálculo se consideran todos los filtros que utiliza la maquina,
en un lapso de tiempo de dos mil horas, en función de los periodos de cambio establecidos para cada
elemento. El número de filtros utilizados en dos mil horas se multiplica por su precio unitario, el
monto total obtenido mediante la suma de estos valores se divide entre dos mil para determinar el
costo horario.
d) Costo Horario del Tren de Rodaje: Según esta planilla, el desgaste del tren de rodaje debe
tener una previsión adicional a la reserva para mantenimiento, por tener un desgaste más acelerado
que el resto de la máquina, lo cual determina una reposición periódica.
Para evaluar este costo, el Manual de Rendimientos Caterpillar proporciona factores básicos de
costo y multiplicadores de condiciones, para sus máquinas montadas sobre orugas
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
Tabla 26. Costo horario del tren de rodaje
FACTORES BASICOS DEL TREN DE RODAJE
EQUIPOFACTOR
BASICO $us5230 19,0D11R 17,05130B 15,0D10R 12,5D9R 10,0D8R 8,5973, 589, D7R LGP 9,0D7R, 963C, 583R, D6R LGP, D7R XR 8,0375, 5080 6,4D6R, 953C, 572R, D6M LGP, D6R XL, D6R XR 6,2365B 6,1345B Serie II 5,3D5M LGP, D6 SR, D6M XL, 517, 527 5,0330B 4,4D3C (All), D4C (All), D5C (All), 933 (All), 939, 561M 3,7325B 3,4315B, 317B, 318B L, 322B 3,0D4 SR, 320C 2,5307B, 311B, 312B 2,2
*Fuente: Manual de rendimiento CATERPILLAR
MULTIPLICADORES DE CONDICIONESVALORACION IMPACTO ABRASION “Z”
ALTO 0.3 0.4 1.0
MODERADO 0.2 0.2 0.5
BAJO 0.1 0.1 0.2 *Fuente: Manual de rendimiento CATERPILLAR
IMPACTO: Se refiere al deterioro que producen los materiales de la superficie de la rodadura.
Se considera:
ALTO para superficies duras e impenetrables con protuberancias de 15 cm ó más.
MODERADO para superficies parcialmente penetrables con protuberancias de 7,5 a 15 cm.
BAJO para superficies totalmente penetrables y de pocas protuberancias.
ABRASIÓN: Es la propiedad del suelo que produce el desgaste de los componentes de las cadenas
sometidos a fricción.
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
ALTO para suelos muy húmedos que tengan un alto porcentaje de arena o partículas
cortantes.
MODERADO para suelos ligeramente húmedos que tengan un menor porcentaje de arena o
partículas cortantes.
BAJO para suelos secos o rocas con un porcentaje bajo de arena o partículas cortantes.
FACTOR “Z”: Representa los efectos combinados de muchas condiciones relativas al ambiente
(temperatura y humedad), composición química del suelo, los hábitos del operador, la frecuencia y
normas de mantenimiento, etc.
Reserva para Reparaciones: El Manual Caterpillar ofrece gráficos para estimar el costo de
mantenimiento, que se pueden utilizar si no se tiene una información más precisa para la evaluación
de este costo. El valor obtenido del gráfico se multiplica por el multiplicador de vida útil que
corresponda, de acuerdo a la vida útil en horas prevista para la máquina. Las barras que
corresponden a cada máquina representan las condiciones de operación, el extremo “A”
condiciones de baja severidad, el extremo “C” condiciones de operación muy exigentes, y el
sector medio “B” condiciones de trabajo promedio:
Elementos de Desgaste Especial: Las partes que se desgastan con mayor rapidez que el resto de la
máquina, también se consideran en forma adicional a la reserva para reparaciones, tal el caso de las
cuchillas de las hojas topadoras, los dientes de los cucharones de excavadoras, etc. En este caso su
incidencia en el costo de operación se calcula dividiendo el precio del elemento entre su vida útil en
horas.
e) Costo de la mano de Obra: Representa el salario mensual del Operador, dividido entre las horas
efectivas trabajadas durante el mes.
3.3. PLANILLA DEL MANUAL KOMATSU
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
Esta planilla divide el costo unitario de operación en dos componentes: costo de posesión y costo
de operación
a) Costo de posesión: Está formado por la depreciación, el interés y el seguro.
Depreciación
Inversión + Seguro
Ha
Vt: costo total de la máquina
b) Costo de Operación: está compuesto por los siguientes conceptos:
Combustible
Lubricantes
Filtros
Neumáticos
Elementos de desgaste especial
Reserva para reparaciones
Salario del Operador
Costo Horario de Filtros: Esta Planilla considera que el costo de filtros es igual al 50 % del costo
de todos los lubricantes que consume la máquina en una hora de trabajo.
Reserva para Reparaciones: El Manual de Especificaciones y Aplicaciones KOMATSU ofrece
gráficos similares al Manual Caterpillar, para estimar el costo de mantenimiento. El valor obtenido
del gráfico se multiplica por el multiplicador de vida útil que corresponda.
Elementos de Desgaste Especial: Las partes del equipo que se desgastan con mayor rapidez que el
resto también se consideran en forma adicional a la reserva para reparaciones, tal el caso de las
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
cuchillas de las hojas topadoras, los dientes de los cucharones de excavadoras, puntas y espigas de
los escarificadores, etc.
c) Salario del Operador: Se considera el porcentaje del salario que corresponde a una hora de
trabajo, vale decir sueldo mensual dividido entre las horas trabajadas por mes.
CAPITULO IV
ANEXOS
EXCAVADORAS HIDRAULICAS KOMATSU
MODELO CARTERTRANSMISIO
NIMPULSIO
N
CONTROL HIDRAULIC
O
GRASA (kg)
PC05 0,007 0,0001 0,001 0,001 0,010
PC10 0,008 0,0001 0,001 0,023 0,020
PC20 0,010 0,002 0,001 0,018 0,020
PC30 0,011 0,002 0,001 0,018 0,020
PC40 0,022 0,003 0,001 0,035 0,030
PC60,LU 0,020 0,002 0,003 0,044 0,030
PC80 0,020 0,002 0,003 0,044 0,040
PC100,LU 0,026 0,005 0,006 0,055 0,050
PC120 0,025 0,005 0,006 0,055 0,050
PC150,LC 0,047 0,007 0,005 0,067 0,060
PC150HD,NHD 0,026 0,005 0,008 0,055 0,060
PC180LC,LLC,NLC
0,050 0,007 0,003 0,067 0,070
PC200,LC 0,102 0,007 0,004 0,075 0,070
PC210,LC 0,102 0,007 0,004 0,075 0,080
PC220,LC 0,103 0,007 0,004 0,075 0,080
PC240,NLC,LC 0,103 0,007 0,004 0,075 0,080
PC280,NLC,LC 0,105 0,007 0,011 0,075 0,100
PC300,NLC,LC 0,121 0,012 0,011 0,113 0,100
PC360,LC 0,121 0,012 0,012 0,113 0,120
PC400,LC 0,124 0,012 0,012 0,113 0,120
PC650 0,158 0,034 0,080 0,240 0,160
PC1000 0,204 0,041 0,090 0,325 0,180
PC1600 0,304 0,085 0,075 0,200
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
0,074
PW60 0,020 0,006 0,006 0,044 0,030
PW100 0,050 0,008 0,018 0,055 0,050
PW150 0,024 0,009 0,020 0,095 0,060
PW210 0,106 0,010 0,018 0,075 0,080
EQUIPO CATERPILLAR
TABLAS DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN LITROS POR HORA
EXCAVADORAS
MODELO BAJO MEDIO ALTO
307 3,0 - 5,0 5,0 - 8,0 7,0 - 10,0
311 4,0 - 7,0 7,0 - 10,0 10,0 - 12,0
312 4,0 - 8,0 10,0 - 11,0 11,0 - 13,0
214B 8,0 - 11,5 15,0 - 16,5 18,0 - 22,0
315B 5,0 - 9,0 9,0 - 13,0 13,0 - 15,0
M315 6,0 - 10,0 10,0 - 13,0 13,0 - 16,0
320 8,0 - 12,0 12,0 - 14,0 14,0 - 17,0
M320 9,0 - 13,0 13,0 - 17,0 17,0 - 20,0
325 12,0 - 15,0 17,0 - 20,0 24,0 - 26,0
330 16,0 - 22,0 22,0 - 28,0 32,0 - 36,0
350 23,0 - 28,0 32,0 - 38,0 47,0 - 53,0
375 33,0 - 38,0 42,0 - 48,0 61,0 - 67,0
5130 91,0 - 95,0 110,0 - 114 129,0 - 132,0
GUIA DEL FACTOR DE CARGA
Alto : La mayoria del trabajo en aplicaciones de tendido de tubos en suelos duros de roca. Excavación del 90 a 95 % de la jornada.Medio: La mayor parte de las aplicaciones en trabajos de alcantarillas para urbanizaciones, con lecho de arcilla natural. Excavación del 60 al 85% de la jornada.Bajo: La mayoria de los trabajos en servicios generales o urbanos de marga arenosa. Excavación menos del 50% de la jornada. Aplicaciones del manejo de chatarra.
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MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION
RETROEXCAVADORAS - CARGADORAS
MODELO CARTER TRANSMISIONMANDOS FINALES
CONTROLES HIDRAULICOS
416B 0,091 0,032 0,0185 0,26
426B 0,091 0,032 0,0185 0,26
428B 0,091 0,032 0,0185 0,26
436B 0,091 0,032 0,0185 0,26
438B 0,091 0,032 0,085 0,26
446B 0,142 0,084 0,003 0,25
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