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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE APIZACO

MATERIA:

MAQUINARIA PESADA Y MOVIMIENTO DE TIERRAS

SEGUNDA UNIDAD

CARACTERISTICAS Y APLICACIÓN DE LA MAQUINARIA PESADA.

Profesor: Ing. Graciano Barragán Cervantes

CARACTERISTICAS Y APLICACIÓN DE LA MAQUINARIA PESADA

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1.- Proceso Constructivo. En todo proceso constructivo son 3 los Recursos e Insumos que directamente intervienen en la realización de una Obra los cuales son: Materiales, Mano de Obra y Maquinaria.

Control de Calidad. Materiales

Mano de Obra

Proceso Constructivo

Obra terminada

Maquinaria Control Administrativo

Por lo general la participación de estos recursos están asociados al tipo de obra que se construye, así en la mayoría de Obras de Edificación estarán presentes fundamentalmente los materiales y la Mano de Obra, mientras que en la construcción Pesada el recurso básico la constituye la Maquinaria pesada.

INDICES DE INFLUENCIA DE MANO DE OBRA, MATERIALES Y MAQUINARIA EN TRES TIPOS DE OBRA Integración de los costos %

Intervención en el costo de la obra %

2

Mano

Mated riales e o b r a

Maqui % que n a r i a

Mano R e p r e -

senta

Mated riales e

Maqui n a r i a

o b r a

d e l t o t a l Vías de comunicación Caminos. a) Tercerías b) Obras de drenaje c) Estructura y trabajos diversos d) Pavimentación

10 40 30

5 50 50

85 10 20

40 10 10

4 4 3

2 5 5

34 1 2

10

20

70

40 ∑ 100

4 15

8 20

28 65

20 15

5 5

75 80

45 20

9 3

2.3 1

33.7 16

10 15

0 50

90 35

15 15

1.5 2.3

0 7.5

13.5 5.2

40

30

30

5 ∑ 100

2 17.8

1.5 12.3

1.5 69.9

Aprovechamientos hidroeléctricos. Presas de enrocamiento. a) Excavación b) Enrocamiento, materiales y colocación. c) Acarreos d) Concreto en estructuras. e) Obras complementarias.

3

Presas de concreto. a) Excavaciones b) Concreto en cortina c) Concreto en estructuras d) Obras complementarias

15 10 15

5 40 50

80 50 35

40 40 10

6 4 1.5

2 16 5

32 20 3.5

40

30

30

10

4

3

3

∑ 100

15.5

26

58.5

En consecuencia para los propietarios de Equipo es de vital importancia administrar este recurso, vigilando cuidadosamente todas y cada una de las Fases en que podríamos dividir la vida útil del equipo de construcción CICLO DE VIDA DEL EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN

Control Clasificación Reemplazo Fabricación

Selección

Compra

-Tecnología

-Aspectos

-Necesidades Del Usuario.

Técnicos y EconómiCos

-Anali Sis de opciones.

Operación

Mantenimiento

-Programacion -Rendimientos Teóricos y Reales.

-Predictivo

Reconstrucción

-Preventivo -Correctivo

Vida Económica. Costos y Utilidades. Un buen numero de Obras de Ingeniería Civil, incluye como parte muy importante en la planeación del proyecto una recopilación ó planeación de Datos, mismos que se requieren necesariamente antes de la construcción, para llevar a un buen término la misma y tener el mínimo de errores.

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A continuación se mencionarán los métodos de Exploración y los estudios que nos lleven al conocimiento del lugar donde se realizará la Obra y así poder contestar las interrogantes que puedan existir al respecto. Actividades de planeación y del proyecto de una obra. PLANEACION CONSTRUCCION OPERACIÓN MANTENIMIENTO

FINANCIAMIENTO

RECOPILACION DE DATOS DE LA REGION

REALIZACION DEL PROYECTO

La primera fase en la recopilación de datos de nuestra región, para la realización de nuestro proyecto se tienen contemplados los siguientes estudios preliminares. Estudios preliminares 1.- Estudio Geológico 2.- Estudio Topográfico 3.- Estudio hidrológico 4.- Estudio de Mecánica de Suelos 5.- Estudios de Climas 6.- Estudios de Mano de Obra 7.- Estudio Geográfico (ubicación ó Localización) Esta información servirá también como base para la selección del Equipo que se utilizara en la Obra. Por otro lado debe llevar a contestar entre otras, las siguientes preguntas: -¿ Que Materiales se van a trabajar? -¿ Cuál es el modo de Extracción que hay que escoger? -¿ Cuales son las posibilidades de utilización del material extraído? -¿ Qué volumen de material no es utilizable? -¿ Se encontrara el nivel freático durante los trabajos de excavación? -¿ Cuál será la Estabilidad del Talud después de la excavación? Generalmente los Estudios Preliminares son necesarios para llevar a cada obra los Datos que servirán para: a) b) c) d) e) f)

Programar el Movimiento de tierras Seleccionar el Equipo adecuado Material que se va a mover Material requerido Distancia donde se encuentra el Material Material del lugar que se puede emplear.

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METODOS DE EXPLORACION El siguiente paso a seguir nos llevará a conocer los distintos tipos de Materiales con los cuales se va a trabajar y al cual nombraremos reconocimiento preliminar, pasando posteriormente a un Estudio detallado. RECONOCIMIENTO PRELIMINAR Este concepto debe entenderse como una inspección general del terreno de un corto tiempo y un mínimo de erogaciones, pero que permite definir las unidades, litológicas existentes y sus características estructurales. Por otra parte nos proporcionará la información para elaborar un programa para estudio detallado. Previamente a esta actividad es aconsejable hacer una revisión de la siguiente literatura del lugar. a) Geológica b) Cartográfica c) Fotografías aéreas Los datos preliminares que se pueden recabar pueden ser entre otros los siguientes: 1.- Material que se va a mover (Roca, Arcilla, Arena, Grava, Tierra, Maleza). 2.- Material Aprovechable y No Aprovechable. 3.- Volúmenes de Material existente y Volumen de Material requerido. 4.- Distancia en donde se encuentran los bancos de material de la obra. 5.- Problemas con el nivel freático, en caso de existir. 6.- Altura sobre el nivel del mar. 7.- Estabilidades de Taludes de los materiales existentes. Conociendo los datos anteriores se procede a realizar las siguientes actividades. a) Clasificación de los materiales b) Métodos de exploración y de explotación c) Ejemplos prácticos del proyecto en una carta Geotécnica d) Selección del equipo adecuado.

ESTUDIOS DETALLADOS La finalidad de los estudios detallados es la de llegar a obtener una carta geotécnica (a una escala manejable que va desde 1:100 a 1:1000 según las características de la obra y el lugar), que nos permita conocer : a) La distribución de las distintas formaciones existentes. b) La granulometría y características físicas de las formaciones existentes. 6

c) El espesor de los materiales reconocidos ó investigados y sus variaciones. d) El patrón de fracturamiento del macizo rocoso en el caso de materiales del tipo“C” ó “D”. e) Todo lo relativo a la presencia y comportamiento del agua subterránea. Los estudios detallados se pueden realizar por medio de algún ó varios de lo métodos siguientes : a) b) c) d) e)

Levantamiento Geológico Topográfico con plancheta. Fotografías aéreas. Pozos a cielo abierto con toma de muestras. Perforaciones y sobre todo con los Métodos Geofísicos. En casos particulares con el Método Sismológico. TRABAJOS PRELIMINARES

Los trabajos preliminares son aquellos que se realizan antes de empezar a construir las obras y además son de gran utilidad para llevar a buen término la misma. La finalidad que persigue al localizar los lugares mas idóneos para la Construcción de los trabajos preliminares, es la de obtener una mejor optimización de los Recursos: 1.- Naturales. 2.- De maquinaria ó equipo. 3.- Humanos. Los trabajos Preliminares (campamento) pueden ser entre otros los siguientes: 1.- Accesos a la Obra (Caminos, Puentes, Canales) 2.- Bodegas ò Almacenes para Material y/o Equipo. 3.- Instalación Sanitaria. Hidráulica y Eléctrica (Exterior) 4.- Cisternas 5.- Oficinas 6.- Habitaciones si se requieren 7.- Cuarto de Maquinas o taller Mecánico 8.- Fosa Séptica 9.- Pozos de Absorción 10.- Letrinas 11.- Estacionamientos 12.- comedores y oficinas 13.- Pozo de Agua Potable.

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FACTORES QUE AFECTAN A LA SELLECION DE MAQUINARIA Uno de los problemas más frecuentemente se encuentra un contratista cuando planea la Construcción de una Obra, es la selección de la Maquinaria más adecuada. Debiéndose considerar el dinero gastado en la Maquinaria como una Inversión que puede recuperarse con la utilidad, durante la vida útil de la maquinaria. Durante el proceso de la toma de decisiones para seleccionar de manera optima el Equipo de Construcción, intervienen una serie de factores que se están relacionados entre sí, nos obligan a un análisis cuidadoso y ponderado de cada uno de ellos. Los factores principales son: I.- Factores relacionados con el propio Equipo o Maquinaria a) Características de la Maquinaria 1.- Marca 2.- Modelo 3.- Tipo 4.- Tamaño 5.- Capacidad 6.- Rendimiento 7.- Versatilidad 8.- Radio de Giro b) Estandarización del Equipo 1.- Tipo Standard del Equipo 2.- Equipos Especiales 3.- Refacciones 4.- Mantenimiento y Reparación 5.- Combustibles consumidos 6.- Aceites Lubricantes 7.- Cantidad del Equipo empleado en la Obra c) Soporte de Servicio 1.- Costo de Inversión y Garantías 2.- Costo de Operación 3.- Depreciación 4.- Fuentes de Maquinaria 5.- Vida Económica del Equipo de Construcción 6.-Vida Económica del Equipo, despreciando el costo de tiempo perdido 7.- Curso de Capacitación, Actualización y Asesoría II.- Factores relacionados con la Obra a) Magnitud y Clase o Tipo de Obra 8

1.- Volumen a ejecutar 2.- Calidad del Material (Atacabilidad, Propiedades Volumétricas, Estabilidad) 3.- Geometría de la Excavación 4.- Condiciones de la Obra 5.- Procedimientos de Construcción 6.- Concentración de Equipo b) Localización de la obra 1.- Altitud sobre el Nivel del Mar 2.- Condiciones Climatológicas 3.- Condiciones Topográficas 4.- Material predominante (Rodamiento) 5.- Ubicación Geográfica c) Programa General de Ejecución 1.- Programación de los procedimientos de Construcción 2.- Programas de Recepción y Desocupación III.- Factores económicos a)

Condiciones Financieras de Comprador 1.- Tipo de empresa 2.- Giro de la Empresa 3.- Grado de Especialización 4.- Capacidad Financiera 5.- Políticas de Crecimiento 6.- Continuidad de Trabajo

b)

Condiciones de mercado

1.- Compra de maquinaria. 2.- Venta de maquinaria usada. 3.- Venta de opción a compra. 4.- Prevención de reventa. c) Maquinaria con que se cuenta . La correcta selección del Equipo de construcción, es un caso típico de Toma de decisiones estableciéndose primeramente un objetivo que genera una serie de alternativas, que devén ser analizadas exhaustivamente finalmente de acuerdo a una sistema de comparación se Seleccionara la Alternativa que mas se acerque a nuestro objetivo.

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Generalmente el Objetivo que usualmente se tiene en cuenta es el económico pero se descarta la idea de que pueda existir otro u otros Objetivos que compliquen la Toma de Decisión.

En el caso concreto de la maquinaria de Construcción, el proceso se inicia teniendo en consideración. Factores de tipo técnico que dan como resultado una serie de alternativas de Equipos o grupos de Equipos que pueden realizar el trabajo que se estudia.

Posteriormente las consideraciones de índole Económico nos llevarán a la decisión final.

GENERALIDADES DEL EQUIPO UTILIZADO EN CONSTRUCCION EQUIPO LIGERO: Este equipo se caracteriza por ser utilizado en obras civiles ligeras o en pequeña escala y edificación y se pueden nombrar entre otros los siguientes de gasolina 10

1.- Malacates

eléctricos manuales

2.- Torre grúa (pluma ) 3.- Revolvedoras

de trompo de cilindro de aspas (fija)

eléctricas de gasolina

4.- vibradores para concreto

de gasolina de aire eléctricos 5.- Bombas para concreto 6.- Bombas `para agua 7.- Sierra cortadora de concreto 8.- Ganchos giratorios 9.- pulidoras y esmeriladoras 10.- Carretillas motorizadas 11.- Triángulo elevador 12.- Soldadoras 13.- Martillos neumáticos e hidráulicos, rompedoras 14.- Racha para concreto 15.- Vagoneta 16.- Patesca (garrucha o polea) Apisonadoras Neumáticas 17. Compactador Pisón de mano Bailarina Rodillo manual 18. -Podadoras 19.- Perforadoras (Taladros, Barrenadoras) 20.- Compresoras 21.- Llaves de impacto 22.- Dobladoras de varilla 23.- Cortadoras de varilla EQUIPO O MAQUINA PESADA Este equipo como su nombre lo dice es utilizado en las obras Civiles de gran escala o pesadas y se pueden numerar entre otros los siguientes: 1. Tractores Que de acuerdo a sus aditamentos recibe los siguientes nombres: a) b) c) d)

Buldózer (con hoja recta) Angledozer (con hoja angulable) Tildozer (con hoja de movimiento horizontal y vertical) Empujador (con hoja topadora) 11

e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) ñ) o) p) q) r) s) t)

Talador en “V” (con hoja taladora en “V”) Rastrillo de uso múltiple Empujador de árboles Pluma lateral Con cucharón Skeleton para roca Taladora con gancho Taladora de cuchilla Podadora hidráulica para operaciones forestales Punzón Desgarrador, Arado para raíces o ripers Rastrillo con ruedas (para raíces o matas) Rastrillo o rastra (Barredor para vegetación) Rodillo cortador de raíces Cadena de desmonte o de ancla Tractor para uso sanitario Tracto-compactor Barredor con rodillo de alambre

2. Cargador a) b) c) d) e)

De carga frontal De carga lateral De carga trasera Montado sobre orugas Montado sobre neumáticos (PayLoader) (con diferentes tipos de botes, Beadless, Ganchos)

3. Escrepas a) Arrastre b) Auto impulsadas o auto propulsadas c) Tandem ( plush-pull) d) Auto cargables 4. Motoconformadoras sus aditamentos pueden ser: a) Hoja con cuchilla b) Escarificadores c) Placa topadora d) Gancho e) Riper f) Hoja frontal con cuchilla 5. Excavadoras Estas se pueden dividir en las siguientes: a) b)

Pala mecánica Zanjadoras

batilón (alargaderas ó brazo) para 12

c) d)

Excavadora de rueda Retro- excavadora retro- limpieza retro- desplazable retro- standard retro- corto cargador hidráulico (tipo pala) batilón barrena bivalva

e) Convertible

6. a) b) c) d) e) f) 7.

bivalvas barrena ( con motor hidráulico) para zanja, explanación, bivalva recogida. cilíndricas para remolacha pinza para madera (troncos) garras para madera ( 5 garras) garras para piedra y tipo corazón ganchos de elevación para zanjas con eyector terraplenado trapezoidal cucharón pequeño perfil limpieza con dientes gran perfil de hoja con muescas de hoja lisa hoja de explanación diente escarificador

draga ( con cucharón de arrastre) clashells ( con cucharón de valvas de almeja gajos de naranja garfios grúas bacha de concreto piloteadora demoledora electroimán

Camiones y equipo de transporte Volteos Volquetes Vagonetas Plataformas ( lowoy ) Camiones fuera de carretera Bandas transportadoras Grúas

a) Telescópicas b) Viajeras c) Tipo pluma 8. Compactadores rodillo individual 13

a) Aplanadora de rodillo liso metálico

rodillo en tandem

de 2 rodillos de 3 rodillos plancha de 3 ruedas

b) Aplanadora de neumáticos c) d) e) f) g) 9.

de llantas pequeñas de llantas grandes Dúo-pactor ( combinación de rodillos metálicos y neumáticos Rodillo pata de cabra Rodillo de reja Rodillo de impacto ( cónicos ó piramidales) Rodillos Vibratorios lisos Autopropulsados Individual Tipo Tandem Compresores

a) Pistón b) Rotatorios c) Mono-Rotor 10.- Perforadoras a) Pistola de Barrenación b) Pistola Demoledora c) Pierna Neumática d) Jumbo e) Perforadora Autopropulsada

De Carretilla De Camión De Orugas

11. Pavimentación a) Plantas Trituradoras b) Plantas Dosificadoras

Con Trituradores Quijadas Cribas Conos Bandas Transportadoras Martillos De concreto Hidráulico De Concreto Asfáltico De Agregados ó Aridos

c) Espaciadoras d) Petrolizadoras e) Barredoras f) Pavimentadoras Para Agua g) Pipa Para Diesel Para Asfalto h) Camiones Nodrizas (Calentadores de Asfalto) i) Resicladora de asfalto 12. Ventiladoras o Ventiladores 13. Puncrete o Bomba para Concreto CASAS QUE FABRICAN MAQUINARIA PESADA 14

-

Comatsum

-

Caterpillar tractor company

-

Jhon deer

-

General motor

-

International

-

Dina

-

Compacto

-

Fiat-Allis

-

Jumbo

-

Huber

-

Parson company

-

Productos a. they

-

Allis-chalmers

-

Poclain

-

Euclid

-

Terex

OBRAS CIVILES EN LA QUE ES OCUPADA MAQUINARIA PESADA 1.- Obras Hidráulicas Entre otras podemos en listar las siguientes: a) b) c) d) e) f)

Presas Bordes de Retención Canales Drenajes o Alcantarillados Redes de Agua Potable Pozo Profundo

2.- Vías Terrestres De las cuales tenemos las siguientes: a) b) c) d)

Caminos Carreteras Vías Férreas Aeropuertos

3.- Obras Marítimas Las que podemos contemplar entre otras son las siguientes : 15

a) b) c) d) e)

Rompe Olas Escolleras Puertos Astilleros Muelles

4.- Obras de Construcción Las que contemplan la edificación de cualquier tipo 5.- Otras Obras En las que se pueden numerar las siguientes: a) Explotación de Minas (A Cielo abierto ó En Túneles) b) Explotación de bancos de materiales a cielo abierto c) Plantas de Tratamiento de Aguas Negras d) Gaseoductos, Oleoductos, Refinerías, Pozos Petroleros, etc. e) Túneles f) Tendido de Redes Eléctricas CLASIFICACIÓN DE LA MAQUINARIA SEGÚN EL TRABAJO A REALIZAR I.- Para Desmontes, Despalmes y Cortes 1.- Tractores de Orugas o Neumáticos con aditamentos especiales 2.- Cargador Frontal 3.- Pala Mecánica 4.- Dragas de Arrastre 5.- Retroexcavadoras 6.- Motoescrepas II.- Para cargar Materiales 1.- Cargadores 2.- Palas Mecánicas 3.- Dragas de Arrastre 4.- Retroexcavadoras 5.- Motoescrepas 6.- Cangilones III.- De Transporte 1.- Las Escrepas (todas las variedades) 2.- Los Camiones (todas las variedades) 3.- Las Pipas 4.- Bandas Transportadoras 5.- Camiones Revolvedoras 6.- Camiones Cisterna IV.- Tendido de Material 16

1.- Motoconformadora 2.- Tractores 3.- Escrepas 4.- Petrolizadoras 5.- Pavimentadoras 6.- Esparcidoras (en todos sus tipos) 7.- Estabilizadoras V.- Compactación a) Compactación por carga Estática 1.- Aplanadora de Rodillos Lisos Mecánicos 2.- Aplanadora de Neumáticos 3.- Duopactor 4.- Pata de Cabra b) Compactación por carga Dinámica o de Impacto 1.- Rodillo de Reja 2.- Rodillo de Impacto 3.- Rodillo de Pata de Cabra jalados a mayor velocidad c) Compactación a base de Vibraciones 1.- Rodillos Vibratorios Lisos VI.- Tratamiento de Materiales 1.- Plantas Cribadoras, Vibratorias, De Gravedad y Rotatorios 2.- Plantas Trituradoras 3.- Plantas Dosificadoras de Agregados VII.- Equipos auxiliares para la elaboración y colocado del Concreto Hidráulico 1.- Revolvedoras en todos sus tipos y formas 2.- Vibradores 3.- Bombas de Concreto 4.- Lanzadoras de Concreto 5.- Cortadoras 6.- Bachas 7.- Dosificadoras de Concreto Hidráulico (plantas) 8.- Puncretes VIII.- Construcción de Estructuras 1.- Grúas en todas las variedades ó modalidades 2.- Malacates 3.- Piloteadoras 4.- Dobladoras y cortadoras de varilla 5.- Maquina soldadora 6.- Patescas, Garruchas ó polipastos IX.- Equipos auxiliares para la elaboración de concreto asfáltico 1.- Bombas de asfalto 2.- Calentadores 17

3.- Motoconformadoras 4.- Pipas 5.- Petrolizadoras 6.- Resicladoras 7.- Plantas dosificadoras de asfalto X.- Trabajos Subterráneos 1.- Barrenadores en todos sus tipos y modalidades 2.- Compresores 3.- Grúas 4.- Ventiladoras ó ventiladores 5.- Cargadores en todos los tipos 6.- Excavadoras de rueda 7.- Equipos de transporte

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