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• Álvaro S. A. Velásquez

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Equipos para el transporte de tierras y materiales - Maquinaria común: dumpers Se denomina Camión Dúmper al vehículo autopropulsado sobre grandes ruedas, con caja abierta y muy resistente. Se utiliza para transporte de grandes volúmenes de acarreo de tierra o roca. A diferencia del Camión Volquete, el bastidor, motor y caja de carga se diseñan conjuntamente y forman una unidad completa e indivisible. Transporta en torno a 180 Tm. Supera importantes pendientes y la carga se realiza por medios externos. 

Dúmper de movimiento de tierras Son unidades robustas y muy potentes. Se adaptan a ciclos de trabajo largos y se utilizan para realizar grandes movimientos de tierra. Tiene tres ejes.

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Dúmper de roca Se utilizan para el transporte de materiales sueltos y muy pesados. Son máquinas diseñadas en función de la caja de carga, la cual tiene forma trapezoidal. Tiene cuatro ejes. No circulan por carretera y su desplazamiento se limita dentro de los límites de la obra.

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Dúmper articulado De similares características que el Dúmper de Roca pero se diferencia porque posee dos partes independientes aunque articuladas entre sí: la tractora delantera, y la trasera de carga. De mayor poder de maniobra ya que la caja de carga puede adoptar cualquier ángulo, de hasta 90º en relación con el elemento tractor.

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Minidúmper Se trata de una caja de carga dotada de un eje con ruedas, que se acopla a una minicargadora.

- Maquinaria específica: Gánguiles de vertido por fondo Embarcaciones que disponen de una cántara de carga, en la que la draga deposita el material para ser transportado al lugar adecuado de vertido. Los gánguiles pueden ser autopropulsados o no, y tener distintas formas de apertura para verter el material, siendo la más habitual la apertura por fondo. Tipos de gánguiles Se pueden distinguir los siguientes tipos de gánguiles atendiendo al tipo de vertido del material :

 Gánguil ordinario: Consiste en instalar maquinaria convencional de descarga –gruassobre el gánguil

 Gánguil de cono : Esta dotado en su fondo -cántara- de una compuerta, que al abrirse permite la descarga de los productos de degrado. La compuerta puede accionarse lateralmente o hacia abajo

 Gánguil de volcado No posee ningún mecanismo especial para el vertido; este se efectua por giro del Gánguil alrededor de su eje longitudinal se aplica principalmente para el transporte y vertido de bloques y piezas de gran tamaño, aunque no son muy utilizado actualmente, por la peligrosidad de su maniobra.

 Gánguil de empuje En su cubierta dispone de una pala accionada por sistemas hidráulicos, que vierte el material por empuje.

 Gánguil de visagra Dotado de dos cuerpos flotantes articulados cuyo mecanismo de abertura se materializa en unas charmelas o bisagras situadas en cubierta a proa y popa

Equipos de excavación EQUIPOS DE DRAGADO Las inversiones necesarias para realizar obras de dragado son muy elevadas debido a que la maquinaria adquiere un protagonismo esencial y sus costes de adquisición pueden llegar a millones de €. Por ello la elección del equipo es fundamental. El equipamiento de dragado es muy variado en tamaños y métodos de operación. Una primera clasificación atendiendo a los métodos de excavación operación y desalojo del material (subida del material a superficie) sería: 1) Dragas Hidráulicas: En el desalojo y/o excavación del material se emplean medios hidráulicos (succión o inyección) o o o o

Draga WID Draga TSHD Draga CSD Draga Succión

2) Dragas Mecánicas: Uso de medios mecánicos para la excavación desalojo. o o o o

Draga Rosario Draga REH Draga Cuchara Draga Pala

3) EQUIPOS AUXILIARES

1. Dragas Hidráulicas 1.1 Draga WID Draga con inyectores de Agua La Draga de Inyectores de Agua (Water Injection Dredger WID) son equipos autopropulsados o remolcables (montados sobre pontona) que trasladan sedimentos con la ayuda de la gravedad (pendientes) y las corrientes marinas.

Realizan el dragado por “agitación” mediante la Inyección de agua a baja presión sobre materiales finos, creando una pulpa (material mezclado con agua, que posee menor densidad). El sistema es muy bueno cuando el material tratado (suelto) discurre según un plano inclinado descendente. En estas condiciones se pueden mover grandes volúmenes a grandes distancias. Usos.     

Mantenimiento de canales de navegación Mantenimiento de calado en puertos y marinas Eliminación de depósitos de fino en taludes (junto tierra firme) Desencallado de Barcos. Nivelación del fondo marino (para tendido de tuberías o cimientos)  Nivelación de áreas dragadas con otros métodos.  Incremento de la profundidad de cables y tuberías submarinas Método de Operación. 1. Posicionamiento de la Draga en la zona a dragar 2. Descenso de las boquillas inyectoras de agua hasta penetrar en la capa de material 3. Inyección de agua a baja presión 4. Desplazamiento de la draga hacia delante (dirección de desplazamiento de la pulpa) hasta la zona de acumulación del material (hay distintos sistemas) Principales magnitudes.  Profundidad Máxima: 15m conexión rígido  Profundidad Máxima: 30m conexión flexible  Altura máxima de ola: 0,5 m

sistema

de

sistema

de

Ventajas.  Es el método más “natural”  Gran productividad y Economía si se dan las condiciones  Se utiliza donde otros métodos no llegan (ej. dragado en taludes)

 Alta maniobrabilidad y escaso calado (uso en espacios pequeños)

Inconvenientes.  Uso Restringido a materiales finos y sueltos  No utilizable si el material debe desplazarse con fuerte contrapendiente  Uso restringido en desplazamientos locales de material  Muy influenciado por las pendientes del lecho marino

1.2 DRAGA TSHD. DRAGA DE SUCCIÓN EN MARCHA. Las Dragas de Succión en Marcha (Trailing Suction Hopper Dredger TSHD) son barcos diseñados para aguas profundas dotado de tubos flexibles y bombas de succión que aspiran material suelto de pequeño tamaño del lecho marino, lo depositan en sus bodegas (cántaras), lo transportan al lugar de descarga. Usos: Necesidad de obtener y transportar material suelto (finos, arenas o incluso gravas) Frente a otras dragas que solo realizan la extracción y/o el vertido, las dragas de succión en marcha realizan:

EXTRACCION - TRANSPORTE - VERTIDO

La aspiración se produce mediante bombas de succión (centrífugas) de grandes dimensiones. Las bombas pueden estar ubicadas en:  En el cabezal de dragado (bombas sumergibles): se alcanzan mayores profundidades de dragado sin merma de capacidad, consiguiendo mayor homogeneidad en la mezcla aspirada (pulpa).  En el casco del buque (en superficie): Posible cavitación, mejor mantenimiento, pero se alcanzan menores profundidades. Método de Operación 1. Llegada de la Draga a la zona de trabajo (generalmente mar abierto) 2. Descenso de las tuberías y los equipos de succión (grúas de sujeción) hasta capa de sedimentos. 3. Puesta en marcha de los equipos de succión y cabezales de dragado 4. Desplazamiento del buque lentamente hacia en sentido marcha. 5. Almacenamiento del material en la cántara hasta rebose (decantación pulpa) 6. Izado de los equipos y transporte hasta lugar de descarga 7. Descarga (vertido o bombeo)

Métodos de Descarga (I): Directa  Apertura de compuertas de fondo (giratorias o deslizantes). El más económico y rápido. No apto para descargas en zonas de escaso calado (uso offshore).  Descarga directa en Muelle (Cintas, grúas, retroexcavadoras, etc.). Minería.  Válvula de Fondo. Problemas con material cohesivo y escombros (obturación de las válvulas).  Apertura longitudinal del casco mediante sistema de bisagras resistentes (“Charnela”). Cualquier material. En dragas grandes es muy costoso.

Métodos de Descarga (II): Bombeo de la Pulpa  Bombeo a través de tubería. Estas tuberías pueden ser bien Flotantes (Tuberías flexibles de goma que flotan gracias a apoyos sobre pontonas intermedias o flotadores o bien sumergidas, descansando en el fondo marino (suelen ser de Acero).  Bombeo con toberas curvas (da lugar al espectacular Rainbowing). Se bombea la pulpa a través de una tobera curva situada en la proa del buque. Uso frecuente en Regeneración de Playas y en rellenos. Alcance hasta 100 m.  Sidecasting. Se bombea a través de un conducto montado sobre una estructura elevada. La distancia máxima de bombeo es de 90m). Se suele usar en dragados de ríos y canales de navegación (uso muy específico) en los que el material dragado no se almacena en la cántara sino que se bombea directamente.

Ventajas.  Independencia de operación y condiciones del mar (Autopropulsado)  Transporte del material a largas distancias y vertido autónomo.  Elevado volumen de producción  Económico (para grandes volúmenes)

Inconvenientes.    

No es eficaz si el material a dragar es resistente Necesita zonas amplias de trabajo La producción está afectada por la presencia de escombros Se produce dilución del material a dragar durante el proceso (menor eficacia)

Principales Magnitudes.      

Capacidad de carga (bodega): 500-35.000 m3 Profundidad de Dragado: 20-110 m Calado mínimo en carga: 5m Altura máxima de ola: 5 m Tamaño máximo partícula: 300 mm Resistencia máx. corte material: 75 kPa

1.3 DRAGA CUTTER La Draga de Succión con Cabezal Cortador o Draga Cutter (Cutter Suction Dredge) son dragas equipadas de un cabezal cortador sumergible (cutter) que permite trabajar sobre materiales compactos y unos equipos de succión que transportan el material a bordo para su inmediato bombeo. A diferencia de las dos anteriores son Dragas Estacionarias (la operación). La mayoría son remolcables sobre pontonas aunque las grandes son autopropulsadas.

Usos.

Son Dragas muy versátiles, siendo su campo de aplicación muy amplio. Actúan en zonas con un radio de acción limitado y escasa profundidad de dragado, debido a la limitación física que le impone la longitud del brazo sobre el que va montado el cabezal cortador, denominado escala. Elementos Principales.  Estructura Flotante (pontona) o Casco de barco (autopropulsadas)  Dos Anclas de Giro (Babor y estribor)  Dos Pilonos de anclaje en Popa: Anclaje durante la operación y avance.  Tubería y equipos de succión (aspira e impulsa el material)  Cabezal de corte o Cutter. Misión: cortar o romper el material del fondo marino y dirigirlo hacia la entrada del tubo de succión.  Estructura de soporte del cutter y la tubería de succión (Escala)  Sistema de Elevación de la Escala (castillete de proa). Cabezal Cortador. Son equipos diseñados para romper el material y arrastrarlo hasta la boca de succión. Amplia variedad de cabezales de corte: Corona: Grupo de cuchillas especiales dispuestas deforma helicoidal. Hojas de filo plano (blandos: sedimentos y arcillas), de filo aserrado (consolidados: arcillas duras, rocas débiles) y Trépano (roca blanda) o pica (roca de dureza moderada) Rodete de Cangilones: en terrenos compactos cangilones dentados. Mejores concentraciones de sólidos, pero muy caros. Uso minero. Disco cortador: En terrenos blandos de grano fino. Alta concentración de sólidos. Buena para capas de escaso espesor.

Principales magnitudes.

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Capacidad de carga (bodega o cántara): no dispone Profundidad de Dragado: 0,75-35 m Calado mínimo en trabajo: 0,75m Anchura máxima de corte: 175 m Velocidad máxima de corriente: 2 nudos Resistencia máxima compresión terreno: 50 MPa Altura máxima de ola: 2 m

Método de Operación. 1. Llegada de la Draga a la zona de trabajo y anclaje de pilonos de popa 2. Enlace de los cables de giro a las Anclas (situadas en bandas opuestas) 3. Conexión de la tubería de vertido (desde draga a punto de vertido) 4. Izado de uno de los pilonos de popa y descenso de la escala y cabezal 5. Puesta en marcha de los equipos de succión y cabezales de corte 6. Recogida del cable de una de las bandas y suelta de la otra 7. El buque describe un arco de circunferencia con eje en el pilono anclado 8. Descarga continua del material a través de la tubería de vertido 9. Se dan las pasadas necesarias (en función del material) 10. Avance y Fijación del otro pilono y levantado del anterior 11. Nuevo proceso Ventajas.  Dragado de Amplio rango de materiales, incluso roca  Traslado directo del material por bombeo a la zona de deposición  Posibilidad de dragado en aguas poco profundas  Alta producción y precisión (según equipos) Inconvenientes.  Muy sensibles a las condiciones del mar  Limitada profundidad de dragado (máx. 30m)  Costes de desplazamiento elevados

 Distancia de transporte de material limitada por motivos económicos

1.4 DRAGA ESTACIONARIA DE SUCCION. Las Dragas Estacionarias de Succión (Suction Dredger) son Dragas dotadas de un mecanismo de succión sumergible, similares a las de succión en marcha solo que no operan a medida que se desplaza, sino ancladas (estacionarias). Tampoco suelen disponer de cántara, por lo que el material extraído se bombea o deposita sobre barcazas. El proceso estático de succión crea una depresión en el lecho en forma de cono invertido). Usos  Extracción de material granular para su posterior uso en restauración de terrenos. Gran rendimiento si los sedimentos son de gran espesor.  No se utilizan en mantenimiento de canales de navegación Método de Operación. 1. Estacionamiento de la Draga en la zona de trabajo 2. Posicionamiento de la barcaza (gánguil) junto a la draga o conexión de las tuberías de impulsión (bombeo) 3. Descenso de los equipos de succión hasta capa material granular 4. Puesta en marcha de los equipos de succión y cabezales inyectores de agua que fluidifican y arrastran el terreno 5. Carga de los gánguiles por vertido a través de conductos elevados con difusores o bombeo Ventajas.  Permite extraer materiales situados debajo de capas estériles  Posibilidad de dragado en aguas poco profundas  Alta producción en capas de sedimentos sueltas y gruesas Inconvenientes.

 Sensibles a las condiciones del mar si la carga es sobre gánguiles  Uso restringido a materiales granulares Principales Magnitudes.  Profundidad de Dragado: 3-50 m  Altura máxima de ola: 3 m

2 Dragas Mecánicas 2.1. DRAGA DE ROSARIO DE CANGILONES Las Dragas de Rosario de Cangilones o simplemente de Rosario (Bucket Dredger) son equipos exclusivamente mecánicos. Es un barco o pontona equipada con una cadena sin fin de cangilones (rosario) que una vez sumergida permite extraer y elevar el material del fondo.

Es el único equipo mecánico que trabaja de forma continua. Su diseño ha permanecido inalterado durante muchos años. Usos. Es un equipo todoterreno que puede trabajar sobre todo tipo de suelos, incluso rocas de hasta 10-15MPa con cangilones dotados de “dientes”. La necesidad de barcazas o vertido directo dificulta su uso en las regeneraciones costeras. Elementos Principales.  Estructura Flotante (pontona) o Casco de barco (autopropulsadas)  Anclajes de Posicionamiento: longos de proa y popa y 4 traveses. En determinados equipos, algunos de estos anclajes pueder ser pilonos o Spuds.  Estructura soporte de la cadena de cangilones (Escala)  Sistema de Elevación de la Escala (castillete proa)

 Cadena sin fin de cangilones y tambores de guía y motor (inferior y superior). Cangilones.    

Los cangilones (acero fundido) están unidos por eslabones Capacidad del Cangilón: 0,15 -1,2 m3. Velocidad de la Escala: 30 cng/min Gran variedad en función del material (roca: con escarificador)

Método de Operación. 1. Estacionamiento de la Draga en la zona de trabajo 2. Despliegue de los 6 anclajes (2 longos y 4 traveses, accionados por cabrestantes). 3. Posicionamiento de la barcaza (gánguil) junto a la draga o vertido directo 4. Descenso de la escala hasta capa material (óptimo 45º) 5. Puesta en marcha del tambor de arrastre. Carga y elevación de los cangilones y descarga del material junto tambor sup. al invertir su posición 6. Vertido sobre los gánguiles (barcazas) mediante dispositivo basculante transversal. 7. La draga se desplaza lateralmente mediante operación de los traveses, accionados mediante cabrestantes, describiendo un arco de circunferencia. 8. Una vez se ha barrido la anchura de calle, se recoge una pequeña longitud del longo de proa y se repite en proceso de corte. 9. El anclaje del longo de proa: reacción necesaria para excavación. 10. Optimo con la escala a 45º. A fin de mantener inclinación a diferentes profundidades: modificar posición del eje (Es una operación costosa y solo disponible en dragas modernas)

Movimiento lateral de la draga: el rosario tiende a ser expulsado lateralmente por el empuje del terreno. Para ello se transmite el esfuerzo a los traveses (la draga se desplaza inclinada respecto al eje del tajo) Ventajas.  Dragado Continuo y en muchos tipos de materiales  Reducción de la dilución del material dragado (no pulpa), por lo que es particularmente eficiente en el dragado de material fino  Buen control del perfil del terreno excavado (muy regular)  Buena reacción a presencia de escombros (excepto a cadenas y cables) Inconvenientes.  Amplio despliegue de anclajes que dificultan la navegación  Depende de las barcazas de carga (malo para rellenos costeros)  Pérdidas de material altas (granulares) y Niveles de ruido elevados  Baja eficiencia cuando la capa del material es de pequeño espesor  Problemas de descarga de cangilones en materiales cohesivos  No es muy recomendable en aguas someras debido a la posición de la catenaria de la cadena, que provocaría una sobreexcavación.  Altos costes de instalación y operación Principales magnitudes.  Profundidad de Dragado: 5-35 m. Anchura máxima corte: 150 m  Altura máxima ondulación terreno: 1 m. Altura máxima de ola: 1,5 m

 Rendimiento semanal entre 10.000 y 100.000 m3, dependiendo del tamaño, localización y el material.

2.2 DRAGA DE RETROEXCAVADORA HIDRAULICA. La Draga de retroexcavadora hidráulica (Backhoe Dredger) es un equipo formado por una Retroexcavadora hidráulica montada sobre un pedestal situado en un extremo de un pontón. Puede llevar cazo o cuchara hidráulica. Desarrollada a partir de las Retroexcavadoras hidráulicas terrestres en ciertas ocasiones se fijan directamente estas últimas a un pontón. Usos. Puede trabajar sobre todo tipo de suelos, incluso rocas de hasta 10MPa y espacios reducidos (no necesita anclajes externos). La necesidad de barcazas o vertido directo dificulta su uso en las regeneraciones costeras Método de Operación.  Situación del pontón en la zona de trabajo (Estacionaria).  Descenso de los 3 pilonos de anclaje (spuds) que absorben esfuerzos horizontales de la excavación  Descenso del brazo de la RE, extracción y elevación del material  Carga sobre gánguiles  Izado de los 2 spuds situados en el tercio delantero. El spud de popa hace girar a la draga sobre su eje (eje motor). Reinicio del proceso. Principales Magnitudes.  Profundidad de Dragado: 2-24 m. Volumen Cazos: 1-20 m3  Altura máxima ondulación terreno: 1 m. Altura máxima de ola: 1,5 m Ventajas.  Capacidad en diferentes tipos de materiales i/escombros

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Trabajo en espacios confinados y ausencia de anclajes Reducción de la dilución del material dragado (no pulpa) Buen control de la posición y la profundidad Bajo coste de operación y mantenimiento

Inconvenientes.  Baja producción por operación discontinua  Depende de las barcazas de carga (no para rellenos costeros)  Escasa profundidad de dragado

2.3 DRAGA DE CUCHARA. La Draga de Cuchara (Grab Dredger) es una draga dotada de una grúa con brazo de celosía sobre el que cuelga, pendido de un cable, el cucharón o bivalva. Montada sobre un pedestal situado en un extremo de un pontón (también las hay autoportantes, sobre buque). Diversos tipos de cucharas: bivalva, de gajos, pólipos (extracción de grandes bloques) Usos. Trabaja sobre materiales blandos o previamente tratados (la única fuerza de la cuchara es su propio peso) y alcanza grandes profundidades. La necesidad de barcazas o vertido directo dificulta su uso en las regeneraciones costeras y obras similares. Muy usada en el dragado de zanjas estrechas. Método de Operación.  Situación del pontón en la zona de trabajo  Descenso de los 3 pilonos de anclaje (spuds) que absorben los esfuerzos horizontales de la excavación. También las hay con un conjunto de cables y anclas o ambos combinados.  Descenso de cuchara (con cierta inercia), extracción, elevación del material y carga sobre gánguiles  Izado de los 2 spuds situados en el tercio delantero. El spud de popa hace girar a la draga sobre su eje.

 Inicio del proceso. Principales magnitudes.  Profundidad de Dragado: desde 1m hasta más de 50 m. Volumen Cuchara: 0,75-200 m3  Altura máxima ondulación terreno: 2 m. Altura máxima de ola: 1,5 m Ventajas.    

Capacidad en diferentes tipos de materiales i/escombros Trabajo en espacios confinados y ausencia de anclajes Reducción de la dilución del material dragado (no pulpa) Alta profundidad de dragado (depende de la resistencia y longitud del cable)  Bajo calado de la pontona. Inconvenientes.    

Baja producción por operación discontinua Depende de las barcazas de carga (no para rellenos costeros) Poco eficiente en capas delgadas y extensas Rango de materiales a dragar limitado (blandos)

2.4 Draga Pala La Draga de pala (Dipper Dredger) es un equipo con una pala excavadora frontal accionada mediante cables, montada sobre un pedestal situado en un extremo de un pontón. Es una variante de la draga con Retroexcavadora hidráulica y en la actualidad ha sido prácticamente sustituida por esta. Sus usos y forma de operar son similares a las dragas de retroexcavadora hidráulica.

ELECCIÓN DEL TIPO DE DRAGA. La elección del equipo de dragado depende de numerosos factores: características del terreno, dimensiones de la zona a dragar, profundidad de dragado, exposición al oleaje, situación de los puntos de vertido, etc.

3. EQUIPOS AUXILIARES. 3.1 GRUA SOBRE GRUA Se trata de una grúa sin carriles, autopropulsada y cuyo chasis consta de orugas. El montaje del vehículo superpuesto giratorio con pluma (de celosía o telescópica) y la tracción corresponden a los de las grúas sobre vehículo o grúas móviles. Las orugas anchas impiden que la grúa se sumerja en territorios de mala superficie. Las grúas sobre orugas trabajan, sobre todo, en terrenos accidentados.

3.2 GRUAS FLOTANTES está diseñado para el trasbordo marítimo en instalaciones de puertos así como en aguas protegidas; para el trasbordo de buque a buque como también de buque a tierra.

3.3 DIQUE FLOTANTE Un cajonero es una instalación diseñada para la fabricación de cajones flotantes de hormigón. Son equipos de muy diversa naturaleza, desde la pontona pilotada adosada a muelle a estructuras flotantes autónomas. Su función principal es la de flotabilidad al cajón mientras éste no la tiene. Una vez finalizada la ejecución de los cajones, se suelen trasladar hasta su futura posición por medios marítimos. Los elementos principales del un cajonero son:



Torretas



Paraguas



Plumines



Encofrado deslizante



Pontona

Elementos auxiliares: 

Pontona



Planta de hormigón.



Remolcadores.