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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA SELECCIÓN DE LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN PARA MEJORAR EL RENDIMIENTO DE TRACTORES Y EXCAVADORAS DEL MINISTERIO DE AGRICULTURA - JUNIN

TESIS PRESENTADO POR EL BACHILLER: CHÁVEZ CILIANES, Cesar Augusto PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO MECÁNICO

HUANCAYO - PERÚ 2010

i

ASESOR ING. WUILBER CLEMENTE DE LA CRUZ

ii

DEDICATORIA A la santísima trinidad por ser Luz en mi camino. A mis padres Remigio y Alicia, A la memoria de Alicia Chávez La Fuente símbolo de lucha y fortaleza. A mis hijos Anderson y Rodrigo Por su comprensión.

iii

RESUMEN El Gobierno Regional de Junín, tiene asignado un pool de maquinaria pesada correspondientes al Programa de Maquinaria Agrícola, Agroindustrial y Pesada, el mismo que cumple un rol importante en la ejecución de las Obras del Programa de Encauzamiento de Ríos y Protección de Estructuras de Captación – PERPEC, como también en los trabajos de rehabilitación y apoyo al sector agrícola de la región. En tal sentido, con la finalidad de garantizar el cumplimiento del rol indicado, es necesario mejorar el rendimiento de los tractores de oruga(Bulldozer) y Excavadora CAT 330B del Ministerio de Agricultura – Junín. Así mismo antes del presente estudio, no se tenía información confiable referidos al control exacto de horas máquina, combustible, y no se alcanzaban los niveles de producción y metas previstas, los partes diarios se utilizaban sin el criterio técnico por parte de los encargados y los propios operadores, no se tenía el control adecuado del consumo de combustible en cada tipo de trabajo, pues es importante en la elaboración de los expedientes técnicos y en el control de la obra durante su ejecución; del mismo modo no se tenían cuadros de rendimientos apropiados ya que para ello se hace necesario realizar mediciones de ciertos factores en el mismo campo de trabajo, en suma no se iv

encontró apuntes ni revisión alguna para el mejoramiento del rendimiento de la maquinaria pesada. En revisiones realizadas a información sobre rendimiento de la maquinaria pesada de los principales fabricantes como son Caterpillar y Komatsu se señala la importancia de las condiciones locales de operación

sobre el

rendimiento alcanzado por cada equipo, para lograr que éste logre rendimientos satisfactorios se debe conocer la situación actual y corregir después los factores negativos que impiden un mayor rendimiento de la maquinaria, ésta se puede modificar transformando los aspectos indeseables en productivos y aceptables. Ante ésta situación nace la importancia del presente trabajo de investigación, lo cual consiste en estudiar y determinar el rendimiento de la maquinaria pesada del PERPEC de la Región Junín, siendo ésta una medida necesaria para mejorar el aprovechamiento de la maquinaria con la finalidad de disminuir las pérdidas o derroches del dinero público. De existir estudios para mejorar el rendimiento de la maquinaria pesada, es deber de la Administración de la DRAJ estimular el desarrollo de ésta, a través de los medios legales y administrativos de que dispone y de no existir una política institucional para mejorar el rendimiento de la maquinaria está en el deber de formular un programa del sector, orientado a la formulación de una política institucional para mejorar el rendimiento de la maquinaria asignada.

v

ÍNDICE

Carátula. Asesor. Dedicatoria Resumen Índice Introducción.

i ii iii iv vi x CAPÍTULO I ASPECTOS GENERALES DE LA INVESTIGACIÓN

1.1. Antecedentes 1.1.1. Lineamientos para la mecanización

14 14

1.1.1.1. Conservación del medio Ambiente

14

1.1.1.2. Apoyo a la mecanización en la agricultura

15

1.1.2. Objetivos estratégicos

15

1.1.3. Protección de áreas agrícolas

16

1.2. Planteamiento y formulación del problema

17

1.2.1. Descripción de la realidad problemática

17

1.2.2. Definición del problema

18

1.2.3. Formulación del problema

19

1.2.3.1. Problema general

19

1.2.3.2. Problemas específicos

19

1.3. Objetivos

20

1.3.1. Objetivo general

20

1.3.2. Objetivo especifico

20

1.4. Justificación de la investigación

21

1.5. Marco teórico

21 vi

1.5.1. Marco conceptual

21

1.6. Hipótesis

22

1.6.1. Hipótesis general

22

1.6.2. Hipótesis específicas

22

1.7. Metodología

23

1.7.1. Tipo y nivel de investigación

24

1.7.2. Método de investigación

24

1.7.3. Técnicas de investigación

25

1.7.3.1. Técnicas de recolección de información

25

CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO DE CONDICIONES DE OPERACIÓN 2.1. Obras de defensa Rivereña

27

2.1.1. Limpieza y descolmatacion del cauce del rio.

27

2.1.2. Encauzamiento

28

2.1.2.1. Dique enrocado 2.1.3 Espigones

28 28

2.1.3.1 Tipos de espigones respecto al rio

29

2.1.3.1.1. Por su anclaje

29

2.1.4 Etapas en la construcción de un dique enrocado 2.1.4.1 Obras preliminares

30 30

2.1.4.1.1 Movilización y Desmovilización

30

2.1.4.1.2 Desvió provisional del cauce del rio

31

2.1.4.2 Movimiento de tierras 2.1.4.2.1 Construcción de dique 2.1.4.3 Enrocado

31 31 32

2.1.4.3.1 Extracción de roca

32

2.1.4.3.2 Carguío

34

2.1.4.3.3 Transporte

35

2.1.4.4 Construcción de los espigones

36

2.1.4.4.1. Excavación para cimentación y dentellón de Espigones.

36 vii

2.1.4.4.2 Conformación de cimentación y dentellón

37

2.1.4.4.3 Conformación del espigón

38

2.2 Características generales de las máquinas a emplear 2.2.1. Transmisión

39 39

2.2.1.1 Servo transmisión o transmisión Hidromecánica

40

2.2.1.2 Transmisión hidrostática

40

2.3 Hoja de empuje

41

2.4 Representación gráfica del ciclo de trabajo de un tractor de orugas

42

2.5 Factor de conversión del volumen de tierras

44

2.5.1 Factor de expansión (FE)

44

2.5.2 Porcentaje de expansión (PE)

44

2.5.3 Factor de compresibilidad (FC)

45

2.6 Distancia óptima de empuje

45

2.7 Eficiencia de trabajo

47

2.7.1 Factores o coeficientes de la eficiencia de trabajo

47

2.7.1.1 Coeficiente de rendimiento horario (EH)

47

2.7.1.2 Coeficiente de rendimiento general (EG)

48

2.7.1.2.1 Coeficiente de adaptabilidad

48

2.7.1.2.2 Coeficiente de utilización

48

2.8 Factores limitadores del rendimiento

53

2.8.1 Resistencia a la rodadura

53

2.8.2 Resistencia a la pendiente

54

2.8.3 Peso

55

2.8.4 Tracción

55

2.8.5 Altitud

57

CAPITULO III CONDICIONES DE OPERACIÓN DE TRACTORES Y EXCAVADORAS

3.1 Generalidades

59

3.2 Especificaciones técnicas de las Máquinas

59

3.3 Cálculo de la producción en obra de las Maquinarias(C.O)

60 viii

3.3.1 Producción del Tractor Oruga Bulldozer

61

3.3.2 Capacidad de una hoja recta

61

3.3.3 Duración de ciclo

64

3.3.4 Correcciones de la producción horaria de las hojas

65

3.4 Producción de la excavadora hidráulica

68

3.4.1 Producción por ciclo (q)

69

3.4.2 Tiempo del ciclo (C)

70

3.5 Datos de la Producción Horaria antes del Estudio

71

3.6. Producción horaria del Bulldozer en empuje de material de Río

73

3.7. Producción horaria de la excavadora

74

3.7.1. Extracción de roca

74

3.7.2. Carguío de roca

75

3.7.3. Descolmatación de cauce

76

CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1. Resultados

78

4.1.1. Extracción de roca

80

4.1.2. Carguío de roca

80

4.1.3. Descolmatación de cauce

81

4.2. Discusiones

82

4.2.1. De la producción horaria del tractor Bulldozer en empuje de material de río 4.2.2. De la producción horaria de la excavadora.

82 86

4.2.2.1. Producción horaria en extracción de roca

86

4.2.2.2. De la producción horaria en carguío de roca

88

4.2.2.3. Descolmatación de cauce

91

CONCLUSIONES

95

RECOMENDACIONES

97

BIBLIOGRAFIA

99

ANEXOS

100

ix

INTRODUCCION El Gobierno Regional de Agricultura – Junín (GRAJ), tiene la tarea fundamental de promover el desarrollo sostenible del Agro, esto será posible con apoyo técnico especializado y el acceso de los productores Agrarios de la Región al uso de la maquinaria para la tecnificación del campo; brindando servicios de maquinaria agrícola en las labores mecanizadas en la producción de cultivos, servicios de maquinaria pesada en defensa ribereña y otras obras del sector. En el capítulo número uno, referido a aspectos generales de la investigación, hacemos mención que el Gobierno Regional de Agricultura cuenta con el Programa de Encauzamiento de Ríos y Protección de Estructuras de Captación de Junín ( PERPEC – JUNIN ) , dicho programa no cuenta con información obtenida con criterios de la producción horaria de la maquinaria pesada de la Gerencia Regional de Agricultura de Junín (GRAJ), tanto de los tractores Bulldozer Komatsu modelo D155AX – 5 y Excavadoras CAT modelos 330B. Ante esta necesidad, se plantea en esta tesis, mejorar el rendimiento del equipo mecánico; en el cual se da métodos prácticos para el cálculo del rendimiento de las maquinarias, optimizar la producción horaria y racionalizar los tiempos muertos que presentan las máquinas pesadas que intervienen en las obras de defensa ribereña.

x

En cuanto a segundo capítulo, del marco teórico de condiciones de operación, el PERPEC-JUNIN, realiza obras de encauzamiento y Descolmatación de ríos , protección de márgenes de ríos con el enrocado respectivo y construcciones de grandes diques y espigones, así mismo estructuras hidráulicas; recuperación de terrenos de uso agrario afectados por fenómenos naturales y construcción de caminos rurales; para ello se cuenta con maquinaria pesada ( Tractores y Excavadoras), cuyos fabricantes de maquinarias, tanto Komatsu y Caterpillar ofrecen información de rendimiento de sus productos, obtenidos en condiciones óptimas de operación. Pero el ámbito de operación del PERPEC-JUNIN, es diferente en altitud, temperatura, humedad, relieve, tipo de suelo, personal y otros. Esta tesis pretende analizar y determinar la producción horaria para las condiciones de trabajo, clima, organización, etc.

en el valle del Mantaro,

también es necesario, para mejorar la producción horaria, elegir la hoja de empuje adecuado, para nuestro tipo de suelo se recomienda una hoja recta (Komatsu); consideraremos los coeficientes de rendimiento general, de adaptabilidad y de utilización según el tipo de máquina. Estos análisis son importantes para la elaboración de los expedientes técnicos, el control de las obras durante su ejecución y hacer los correctivos necesarios, pues si no se cuenta con información confiable puede suceder que falten horas – máquina, combustible y no se alcance los niveles de producción y las metas previstas. De las condiciones de operación de tractores y Excavadoras referidos en el tercer capítulo, para mejorar la producción horaria, es necesario tener en

xi

cuenta los parámetros como: ancho, factor, altura y capacidad de la hoja recta, duración del ciclo, velocidad de avance y retroceso, distancia de acarreo etc. Se realizará un análisis de los componentes de la eficiencia de trabajo, con el fin de optimizar el rendimiento de la máquina, este factor es importante porque influye mucho en el rendimiento. Indica el estado de las condiciones de trabajo, la calidad del operador, la dirección de la obra, nivel de organización de los programas de mantenimiento etc. Los cuales van a influir en el rendimiento de las máquinas. A parte del rendimiento se determinará el consumo de combustible en cada tipo de trabajo, pues es importante en la elaboración de los expedientes técnicos y en el control de la obra durante su ejecución. El objetivo de esta tesis es analizar los factores de la producción horaria de cada una de las máquinas utilizadas por la GRAJ – JUNÍN con el fin de optimizar en utilización y mejorar en productividad, factores como: Capacidad de la herramienta, duración del ciclo, eficiencia horaria y rendimiento general. De los resultados y discusiones referidos en el cuarto capítulo, se ha de establecer en el campo de trabajo, que conforme aumenta la distancia media de empuje la producción horaria disminuye. Esto se debe a que, ha medida que la distancia de empuje es mayor, el tiempo del ciclo también aumenta, y por consiguiente el valor de la producción horaria disminuye. Así mismo, el ángulo de trabajo de la pluma de la excavadora, debe estar siempre entre 45 y 90 grados, por ende el ciclo de trabajo es menor y por consiguiente la producción horaria aumenta. Se debe calcular periódicamente xii

la producción de las maquinarias para estimar y controlar el tiempo de duración y eficiencia, por ende, verificar el rendimiento de las máquinas si se encuentran dentro de las recomendaciones del fabricante. Es necesario utilizar obligatoriamente los reportes y formatos, cuyos datos a rellenarse deberán ser reales, principalmente la lectura de los horómetros, bajo responsabilidad de quién lo realiza, si no funciona el referido instrumento se deberá prohibir el uso de la máquina.

xiii

CAPITULO I ASPECTOS GENERALES DE LA INVESTIGACION 1.1. ANTECEDENTES El Gobierno Regional de Agricultura – Junin ( GRAJ), tiene la misión de promover el desarrollo sostenible del Agro, en el contexto de

cadenas

productivas y el manejo de la cuenca hidrográfica como una unidad de gestión de los recursos naturales para lograr una agricultura competitiva, sostenible, económica y social. Esto será posible con apoyo técnico especializado y el acceso de los productores agrarios de la Región al uso de la maquinaria para la tecnificación del campo, brindando los siguientes servicios: servicios de maquinaria agrícola en las labores mecanizadas en la producción de cultivos, servicios de maquinaria pesada en defensas ribereñas y otras obras del sector. 1.1.1 LINEAMIENTOS PARA LA MECANIZACION 1.1.1.1 CONSERVACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE La mecanización agraria en la región, considera el criterio de conservación del medio ambiente, orientando sus labore especialmente a la conservación de los suelos agrícolas (evitar la erosión de los suelos) de tal forma lograr cultivar 14

los productos agrícolas permanentemente, evitando que se presenten los problemas de drenaje, salinización entre otros. 1.1.1.2 APOYO A LA MECANIZACIÓN EN LA AGRICULTURA El Programa de Mantenimiento, Agrícola, Agroindustrial y Pesada

(PMAAP), con la finalidad de apoyar a la

mecanización en el Agro, tiene como lineamiento brindar el servicio de maquinaria Agrícola y Pesada a los agricultores, en aquellas zonas de la región donde la oferta de la maquinaria particular es inexistente o insuficiente. En ese sentido, el servicio se efectúa en base a un costo horario que cubra los costos operativos, costos fijos, para disponer de recursos para la operación y mantenimiento de la maquinaria.

1.1.2 OBJETIVOS ESTRATÉGICOS Elaborar y proponer las normas necesarias para regular la mecanización agraria del sector, promoviendo la participación de la inversión privada en el desarrollo del agro; mantener actualizado el parque de maquinarias a nivel regional y coordinar con los órganos encargados de la GRAJ para actualizar la información de las áreas mecanizables.

15

1.1.3 PROTECCIÓN DE ÁREAS AGRÍCOLAS La Maquinaria Pesada cumple una labor importante en los trabajos de defensa ribereña, protección de áreas agrícolas y estructuras hidraúlicas, entre otras del sector. Su participación se materializa a través de proyectos del Ministerio de Agricultura como el programa de Encauzamiento de Ríos y Protección de Estructuras de Captación (PERPEC); o convenios con entidades públicas o privadas que requieran maquinaria pesada, considerándose prioritariamente a las organizaciones agrarias, junta de usuarios de distrito de riego, asociaciones de agricultores, productores agrarios, proyectos especiales, gobiernos regionales, municipalidades y otras organizaciones que requieran la participación de la maquinaria pesada y que asuman los costos horarios establecidos para la prestación de servicios para la ejecución de: Obras de encauzamiento y descolmatación de ríos; protección de márgenes de ríos y estructuras hidraúlicas; construcción mantenimiento

y

mantenimiento de

canales,

de

drenes;

reservorios

y

construcción otras

obras

y de

infraestructura de riego; rehabilitación de bocatomas; labores de preparación de suelos para uso agrícola; acondicionamiento y desbroce de terrenos para uso agrario; recuperación de terrenos de uso agrario afectados por fenómenos naturales, construcción de pozos a tajo abierto para uso agrario y caminos rurales.

16

1.2. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Lo central del planteamiento del estudio es determinar los factores negativos en la operación de la maquinaria pesada que impiden un rendimiento apropiado, para ello se hace necesario hacer mediciones de éstos factores en el mismo campo de trabajo. La definición del problema es la estructuración interrogativa de una cuestión, con el que se precisa el sentido y la referencia de la pregunta. Por eso se dice que el problema es el punto de partida de toda investigación. 1.2.1 DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA. El rendimiento es lo que hace que una máquina cumpla con sus objetivos para la cual fue asignada, con plena satisfacción de los que están ejecutando el proyecto. Cuando el rendimiento se convierte en una categoría, un valor o un sistema de valores en la operación de maquinaria pesada, la determinación del rendimiento podrá ser una de las prioridades de la gestión, lo cual en la actualidad no sucede, pues todavía no es importante en las obras públicas la disminución de las pérdidas o derroches, más aún ni siquiera identificar la magnitud de éstas.. Estudiarlo de manera científica, teórica y fáctica para posibilitar su construcción y mejorar la concepción del rendimiento de la maquinaria pesada del PERPEC de la Región Junín es una necesidad urgente pues al buscar información confiable sobre tales ítems no encontramos estudios

realizados,

al

respecto,

en

nuestro

medio.

Esta 17

constatación debe ser motivo de preocupación y cubrir ese vacío es nuestro propósito en la presente investigación. Para ello, se analizó los principales aspectos que influyen en la determinación del rendimiento de la maquinaria, como la información sobre los aspectos operativos. Así vista la problemática de nuestro estudio relaciona las variables del rendimiento con las condiciones operativas de la maquinaria, pudiendo sintetizarse todo lo anterior por el siguiente tema de investigación intitulado: SELECCIÓN DE CONDICIONES DE OPERACIÓN PARA MEJORAR EL RENDIMIENTO DE LOS TRACTORES DE ORUGA (BULLDOZER) Y EXCAVADORA CAT 330B DEL MINISTERIO DE AGRICULTURA-JUNIN. 1.2.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA. El

Programa de encauzamiento de ríos y de protección de

estructuras de captación de Junín (PERPEC-Junín) es un organismo dependiente de la Dirección Regional Agraria de Junín (DRAJ) y tiene a su cargo la ejecución de obras de defensa ribereñas, como la limpieza y descolmatación del cause de los ríos, con el fin de prevenir el desborde de los ríos en las épocas de lluvias, que en los andes peruanos donde está ubicado Junín, se producen en los meses de enero, febrero y marzo de cada año, produciendo impactos negativos en la agricultura, ganadería y en el transporte de carga y de pasajeros. 18

El PERPEC – Junín cuenta, para el cumplimiento de sus funciones, con maquinaria pesada operativa como Volquetes Volvo NL10 y NL12, Bulldozer Komatsu D155AX-5 y Excavadora CAT 330B, las mismas que control de la producción de dichas máquinas, así como del rendimiento, con el objetivo de mejorar la producción horaria y racionalizar los tiempos muertos de la maquinaria pesada y las pérdidas y derroches, teniendo en cuenta las condiciones de trabajo propias de cada lugar, como altitud, temperatura ambiente, humedad, relieve del terreno, tipo de suelo y la idiosincracia del personal, entre otros.

1.2.3 FORMULACION DEL PROBLEMA: 1.2.3.1 PROBLEMA GENERAL: ¿Cuáles serían las condiciones de operación para mejorar el rendimiento de los tractores y excavadoras del Ministerio de Agricultura-Junín? 1.2.3.2 PROBLEMAS ESPECÍFICOS: P.1: ¿Cuáles son las condiciones de trabajo de la maquinaria pesada del PERPEC-Junín que afectan al rendimiento de la máquina? P.2: ¿Cuál es el estado de conservación y la situación de operatividad de la maquinaria pesada del PERPEC-Junín? 19

P.3: ¿Cuál es el record de producción horaria maquinaria

de la

pesada del PERPEC-Junín?

P.4: ¿Qué relación existe entre las condiciones de trabajo y el consumo de combustible de la maquinaria pesada del PERPEC- Junín? P.5: ¿Cuáles son las recomendaciones para mejorar el rendimiento de la maquinaria pesada del PERPEC-Junín?

1.3. OBJETIVOS: 1.3.1. OBJETIVO GENERAL: Seleccionar las condiciones de operación

para mejorar el

rendimiento de los tractores y excavadoras del Ministerio de Agricultura – Junín. 1.3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS: O.1: Conocer la condiciones de trabajo de la maquinaria pesada del PERPEC-Junín. O.2: Establecer el estado de conservación y la situación de operatividad de la maquinaria pesada del PERPEC-Junín. O.3: Calcular la producción horaria en transporte de roca y consumo de combustible. O.4: Determinar la adaptabilidad de la maquinaria a la topografía. O.5: Hacer las recomendaciones para mejorar el rendimiento de la maquinaria pesada del PERPEC-Junín. 20

1.4. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN. La investigación se encuentra dentro de los ámbitos del campo profesiona,l por el que se propone como objetivo general seleccionar las condiciones de operación para mejorar el rendimiento de tractores y excavadoras de la GRAJ y entre algunos de sus objetivos específicos está la de proponer las recomendaciones para mejorar el rendimiento de la maquinaria pesada del PERPEC de la Región Junín. Se debe mencionar que no se tiene conocimiento del rendimiento actual de la maquinaria pesada, debido a que no ha habido la voluntad política de los funcionarios, ni las decisiones técnicas oportunas para considerar este parámetro para medir la utilización de la maquinaria y establecer los procedimientos para la toma de datos, su evaluación y control, con lo cual se mejoraría la gestión de la utilización de dichas máquinas, teniendose en cuenta los coeficientes de rendimiento horario, coeficiente de rendimiento general y coeficiente de utilización. En resúmen, el resultado de la investigación busca contribuir a determinar el avance de la importancia del rendimiento en la utilización de maquinaria pesada en la ejecución de obras públicas.

1.5. MARCO TEÓRICO 1.5.1. MARCO CONCEPTUAL FACTORES DE TRABAJO: Son los diferentes factores técnicos y administrativos que intervienen negativamente en el rendimiento de la maquinaria. 21

PROCEDIMIENTO: Son los pasos sistemáticos para desarrollar correctamente una tarea. REGLAS: Son principios, fórmulas o preceptos que se deberán cumplir siempre, sin ninguna excepción, para asegurar que una tarea sea bien hecha. RENDIMIENTO: Es la producción de material movido en una unidad de tiempo. Son factores que afectan a la producción: las características del material, experiencia del operador, condiciones del suelo, y la altitud. OBRA PUBLICA: Es la ejecución de obras por administración directa utilizando fondos económicos que provienen del Tesoro Público o de Recursos directamente recaudados.

1.6. HIPÓTESIS 1.6.1. HIPÓTESIS GENERAL GH: Si seleccionamos las condiciones de operación, entonces podremos mejorar el rendimiento de tractores y excavadoras del Ministerio de Agricultura- Junín. 1.6.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICAS EH1: Los lugares de trabajo de la maquinaria pesada asignada al PERPEC - Junín están ubicados en la sierra y en la selva central del país y difieren unas de otras. EH2: El estado de conservación de la maquinaria es Regular y

en

la condición de operativo. 22

EH3: El récord de producción de la maquinaria del PERPEC de la región Junín es deficiente. EH4: Hay una relación entre el consumo de combustible y las condiciones de operación. EH5: El rendimiento de la maquinaria pesada del PERPEC de la región Junín puede mejorase continuamente.

1.7. METODOLOGÍA La metodología es la rama de la lógica que enseña los principios generales que han de guiar la investigación. La ciencia implica el método científico. Podemos decir que entre la investigación científica y el conocimiento científico encontramos el método científico, que es el que nos asegura el primero y el segundo. Entendemos por método un orden epistemológico, a partir de la lógica del pensamiento científico que surge de la teoría, teoría y método van siempre juntos, mientras que la metodología es la parte instrumental de la investigación, y como tal me lleva al objeto. El método científico es un conjunto de procedimientos por los cuales se plantean los problemas científicos y se ponen a prueba las hipótesis y los instrumentos de trabajo investigativo. Planteamos nuestro estudio, estructuramos el fundamento teórico correspondiente y en base a ello estructuramos nuestra hipótesis de investigación.

23

Para probar las hipótesis necesitamos de una metodología, es decir, de un procedimiento que nos permita recoger los datos necesarios para contrastar las hipótesis. La metodología del estudio es lo que sigue.

1.7.1 TIPO Y NIVEL DE INVESTIGACIÓN El tipo de la presente investigación es teórica, pues busca descubrir un nuevo conocimiento sobre la cultura tributaria y la comprensión teórica de los delitos tributarios que tienen los contribuyentes de la Región Junín. El nivel es explicativo, pues determinará la relación causa-efecto de las variables en estudio a través de un estudio descriptivo previo sobre el nivel o grado de pertenencia en las unidades de análisis.

1.7.2 MÉTODO DE INVESTIGACIÓN El método general de investigación es: El Método Científico. Los métodos específicos son: el método descriptivo (para describir las variables), el método analítico (para determinar el nivel o grado en la que se presentan las variables en las unidades de análisis) y el método estadístico (para establecer la correlación y posible relación causa-efecto, nivel explicativo).

24

1.7.3 TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN 1.7.3.1 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN En la investigación se trabajará con las siguientes técnicas e instrumentos:

TÉCNICAS

ENCUESTA

INSTRUMENTO

Cuestionario

¿QUÉ DATOS

¿DONDE

SE VA A

APLICAR?

OBTENER?

En el campo Caracterización

sobre los factores de trabajo

del

variables

en

afectan

que a

la

rendimiento la

situación

actual del objeto

producción.

de

nuestro

estudio. ANÁLISIS

Estudio

de

los En el momento Fundamentos,

DE

resultados de las del

desarrollo conceptos,

CONTENIDO investigaciones y de de

información resultados.

sobre

el

los metodologías de los

estudios

y

tratados

rendimiento de la maquinaria.

25

MATRIZ DE CONSISTENCIA: “SELECCIÓN DE LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN PARA MEJORAR EL RENDIMIENTO DE TRACTORES Y EXCAVADORAS DEL MINISTERIO DE AGRICULTURA – JUNÍN” PROBLEMA

OBJETIVOS

1. PROBLEMA GENERAL

¿Cuáles

HIPÓTESIS

1. OBJETIVO

1. HIPÓTESIS

GENERAL

PRINCIPAL

serían Seleccionar

Si

VARIABLES INDICADOR DISEÑO

seleccionamos

las condiciones de Las condiciones las condiciones de operatividad para de mejorar

operación operación,

el para

mejorar entonces podremos

rendimiento de los el rendimiento de mejorar tractores

y los

el VI:(X) = y rendimiento de los Condiciones

tractores

excavadoras

del excavadoras del tractores

Ministerio

de Ministerio

y de operación. del

de excavadoras

agricultura-

Agricultura-

Ministerio

Junín?

Junín.

Agricultura - Junín.

2. PROBLEMAS

2. OBJETIVOS

ESPECIFICOS

ESPECÍFICOS

 PE1: ¿Cuáles  OE1: Son

2. HIPÓTESIS ESPECÍFICOS

 HE1:

Las

Seleccionar

condiciones

condiciones de

adecuadamen

operación

operación que

te

difieren

afectan

al

de

acarreo

lugar a otro y

rendimiento de

de

material

afectan

la

del

tractor

del

las

de

maquinaria PERPEC

hoja

bulldozer.

VD: de

un

(Y)

=

Rendimiento de

la

maquinaria

drásticamente al rendimiento

la  OE2:

de

pesada

de

la maquinaria.

Seleccionar la  HE2: El Récord

Región.  P2: ¿Cual es el record

la

de

de

distancia

de

producción

la

óptima

de

horaria

maquinaria del

empuje

de

PERPEC, de la

PERPEC de la

tierra.

Región Junín?

del

Región Junín es deficiente.

26

CAPITULO II MARCO TEORICO DE CONDICIONES DE OPERACIÓN 2.1. OBRAS DE DEFENSA RIBEREÑA 2.1.1. LIMPIEZA Y DESCOLMATACION DEL CAUCE DEL RIO Comprende las excavaciones que se deben realizar para alinear el cauce y nivelar la rasante del río o eliminar islas o montículos formados en el cauce. Dichas excavaciones considera las operaciones, necesarias para refinar o limpiar la sección del cauce, remover el material producto de las excavaciones a las zonas de margen del río y/o quebrada, de tal forma que no interfiera con el normal desarrollo de las actividades, así como la conservación de dichas excavaciones por el tiempo que se requiere para construcción satisfactoria de los trabajos correspondientes. Las obras son afectadas severamente por las condiciones climáticas adversas (lluvias intensas y fuertes caudales del rio Mantaro), tanto en el dique como en la cantera, los trabajos de defensa se realizan a lo largo del cauce del Río utilizando maquinaria pesada (Bulldozer, excavadora y volquetes).

27

2.1.2. ENCAUZAMIENTO Es orientar convenientemente el río por un cauce de sección estable. Generalmente se realiza sobre la base de material arrimado de río, revestida con roca pesada en su cara húmeda, pudiendo ser otra estructura en función a la disponibilidad de materiales, recursos económicos y cercanía a canteras, caso de gaviones, muros de concreto etc. El sistema de encauzamiento tiene por objeto proteger o recuperar áreas de cultivos, poblaciones, infraestructuras, industrias etc., en función al desplazamiento del lecho del río. 2.1.2.1.

DIQUE ENROCADO Son estructuras de carácter permanente, conformadas sobre la base de material de río dispuesto en forma trapezoidal y revestido con roca en su cara húmeda. Se emplean para prevenir y controlar la erosión hídrica de terrenos de cultivos y otros efectos, desviando el flujo del agua y encauzando el río en los sectores críticos.

2.1.3. ESPIGONES1 Los espigones o deflectores son estructuras construidas a base de roca, concreto ciclópeo y gaviones con longitudes variables. Se utilizan como control del flujo lateral del rió y para desviarlo hacia la parte central. Representa una alternativa económica para el encauzamiento de los ríos.

28

2.1.3.1.

TIPOS DE ESPIGÓN RESPECTO AL RIO Los espigones, tanto por su anclaje o apoyo, como por su ubicación respecto del río pueden ser: 2.1.3.1.1. POR SU ANCLAJE Se refiere donde van apoyados y en qué tipo de estructura se apoyan o inician. Espigones anclados1 Se denomina así a los espigones continuos que se inician en estructuras existentes (puentes, vías, etc.), en relieves topográficos (cerros) y en medios forestados. Este tipo de espigón es el que mayores ventajas tiene en cuanto a estabilidad se refiere.

En

la

evaluación

del

valle,

es

importante tener en cuenta lo señalado antes, ya que esto permitirá contar con un índice del trabajo que puedan tener los espigones; los medios

forestados

deberán

tener

una

considerable cantidad de árboles que den la seguridad necesaria. Este sistema de anclaje se está usando con buenos resultados en los trabajos que se realizan en el Rio Mantaro y Perene.

29

Este tipo de anclaje es recomendable cuando la forestación es paralela al lecho del rio, más no

cuando

estas

se

presentan

perpendiculares al rio. Depende así mismo de la amplitud del cause para que queden estas defensas vivas. 2.1.4. ETAPAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE UN DIQUE REFORZADO CON ESPIGONES. Este tipo de estructura representa una alternativa para el encauzamiento de ríos. El dique está construido con material de rió y los espigones con roca. Las dimensiones de ambas estructuras son diseñadas en base a la información hidrológica e información topográfica. 2.1.4.1. OBRAS PRELIMINARES 2.1.4.1.1. MOVILIZACIÓN Y DESMOVILIZACIÓN Comprende los trabajos necesarios para el suministro y transporte de maquinarias pesadas, equipos, herramientas y repuestos para la ejecución de los trabajos, desde su ubicación actual hasta el lugar de las obras, de acuerdo al cronograma de obra.

30

2.1.4.1.2. DESVÍO PROVISIONALES DE CAUCE DEL RIO El desvío del cauce del río se efectúa para evitar el ingreso de agua a la zona de trabajo. Se realiza empleando el tractor de oruga. 2.1.4.2. MOVIMIENTO DE TIERRAS 2.1.4.2.1. CONSTRUCCIÓN DE DIQUE CON MATERIAL DEL CAUSE1 Esta labor se efectúa con el empleo del Bulldozer de 250 -320 HP con escarificador o riper, con rendimientos de 800 a 1500 m3/ día, según el material del rio. Operación La construcción del dique comprende dos etapas: acumulación de material de río y refine de corona y taludes del dique. A.- acumulación de material de río2 Con el empleo del tractor de oruga se procede a efectuar la acumulación del material de río en forma transversal al cuerpo del dique, teniendo

1

2

Libro de la Dirección general de aguas y suelos Manual de INRENA

31

cuidado que esta acumulación se efectué del cauce del río hacia la cara húmeda. B.- Refine de corona y taludes del dique Con el empleo del tractor de oruga se da forma trapezoidal al dique, de acuerdo con las dimensiones especificadas en el expediente técnico de la obra. 2.1.4.3. ENROCADO 2.1.4.3.1. EXTRACCIÓN DE ROCA Extracción

de

roca

haciendo

uso

de

explosivos Descripción Según el volumen efectivo de roca necesario para la construcción de los espigones, lo cual está contemplando en el expediente técnico de la obra, se preparara la voladura, que depende del trazo del calambuco y la carga explosiva a utilizar. Efectuada la selección de la roca en canteras, se procede a la extracción de la roca y su preparación para el carquío. 32

Extracción mecánica de roca ( desquinche de roca) Existen canteras en donde es posible extraer roca utilizando excavadoras. Las rocas del trabajo que nos ocupa son sedimentareas cuyo peso específico es 2.5 TN/m3, no son las mejores rocas pero cumplen bien su función. En este tipo de trabajo se utilizan excavadoras grandes por su gran potencia (mínimo 222 HP) y por su largo alcance (mínimo 6m). (Modelo 330 B-320 C) Operación Ejecutada la voladura, se procede a la selección de roca con el empleo del tractor de oruga (D155AX - 5) o con excavadora (330 B CAT) que irán acumulando a un punto determinado para facilitar el trabajo de carguío. Esta actividad es importante dentro del costo de enrocado, de ahí que su operación requiere de un trabajo coordinado del pool de cantera.

33

2.1.4.3.2. CARGUIO Es cargar las rocas seleccionadas en la cantera sobre las unidades de transporte. Se debe tener cuidado con el tiempo que se demora en cargar un volquete. Es importante programar este carguío a fin de evitar paros innecesarios que repercuten

en

el

costo

de

la

obra.Es

Imprescindible llevar un control por unidad sobre el volumen transportado por día. Con la finalidad de ver la fluctuación del costo y los cuadros de avance de obra.Todos estos puntos se deben tener presentes, pues son fundamentales. Equipo Para la explanación del material así como para la acumulación de éste , cerca de la zona de carguío, es necesario contar con un tractor de Oruga

200 – 320 HP.

Operación La excavadora toma el material seleccionado que por lo general son rocas de un volumen mayor a lm3, este es alzado y depositado en el interior de la tolva del Volquete. Por lo general 34

se carga una parte por la parte lateral de la tolva, y la otra por la parte trasera, de tal forma que la carga sea equilibrada. 2.1.4.3.3. TRANSPORTE. Es el traslado de material seleccionado desde la cantera al lugar donde se van a construir los espigones. Se debe considerar en dejar las rocas alrededor del espigón replanteando, para la construcción de dicha estructura se realice en menor tiempo. Este aspecto generalmente representa el 40% del costo de la obra, por ello, la eficiencia con que se efectué será fundamental para que el costo se mantenga dentro de lo presupuestado. Se especifica el tiempo de un ciclo de ida y regreso de las unidades de transporte, se debe considerar en este tiempo las demoras (tiempos muertos)

por

descarguio,

operaciones

para

lo

cual

de se

carguío debe

y

haber

establecido el tiempo de recorrido de un ciclo completo. Es recomendable tener un control permanente de este punto.

35

Operación Los volquetes una vez cargados proceden a transportar la roca a la zona de obra. Estos irán a velocidades no mayores de 30 km/h en vías preparadas. De no estar en estas condiciones, las velocidades se reducen a 15 km/h. el material será depositado en los lugares donde van construirse cada uno de los espigones. 2.1.4.4. CONSTRUCCIÓN DE LOS ESPIGONES 2.1.4.4.1.

EXCAVACIÓN

PARA

CIMENTACIÓN

Y

DENTELLÓN DE ESPIGÓN. Replanteo y Características Se ubica en el terreno el trazo del espigón con sus acotamientos respectivos, para así llevar el control exacto del corte de material de rio y de la altura del espigón. Equipo  Excavadora 330 B, de brazo de 8.7 y de una potencia de 222 HP.

36

Operación La excavación se realizará empleando una excavadora, la cual operara por vía paralela y longitudinal al espigón. El material excavado será depositado en la corona del dique, para su posterior explanación. Se tendrá cuidado de que las dimensiones ancho y profundidad de excavación sea la especificada en el expediente técnico de la obra. 2.1.4.4.2

CONFORMACIÓN

DE

CIMENTACIÓN

Y

DENTELLÓN La cimentación y el dentellón forman una estructura antisocavante que dan estabilidad al espigón propiamente dicho. Está conformada a base de roca seleccionada y colocada. Las

dimensiones

de

esta

estructura

son

determinadas en base a la formula hidráulicos, que consideran parámetros hidráulicos del rio y del lecho del mismo.

37

Equipo  Excavadora de oruga, con una longitud de brazo de 8.5m. y con una potencia de 222 HP. Operación Terminada la excavación del dentellón y la cimentación, a la profundidad que especifica el expediente técnico de la obra, se procede a colocar la roca seleccionada. Empleando la excavadora, se realizará comenzando a partir del dentellón antisocavante. Paralelamente el personal técnico dirigirá la obra teniendo en cuenta el ángulo de inclinación del espigón respecto a la corona del dique, la alineación de los lados y la posición de cada una de las rocas. Se debe tener cuidado de no sobrepasar en altura a la cimentación. 2.1.4.4.3. CONFORMACIÓN DEL ESPIGÓN Descripción Acabada la conformación del dentellón y la cimentación se procede a construir el cuerpo del espigón con roca seleccionada. En la construcción del espigón

deben 38

participar personal

competente. Los operadores deben

tener destreza y experiencia en este tipo de trabajo.

Equipo  Excavadora con un brazo de 8.5 m. y con una potencia de 222 HP. Operación La operación se efectúa empleando excavadora colocando roca por roca hasta completar una capa que tendrá una misma altura. Luego se empezara nuevamente a colocar las rocas hasta completar la siguiente capa y así sucesivamente hasta llegar a la altura especificada en el plano del expediente técnico de la obra. 2.2. CARACTERÍSTICAS

GENERALES

DE

LAS

MAQUINARIAS

A

EMPLEAR 2.2.1. TRANSMISIÓN Las transmisiones de las maquinarias de movimiento de tierras suministran combinaciones de velocidad y tracción de acuerdo con los requisitos de diversos trabajos. En la primera marcha se obtienen baja velocidad y alta tracción mientras que la tercera marcha proporciona mayor velocidad y menor tracción.

39

Opciones de transmisiones 

Transmisión hidromecánica



Transmisión hidrostática

2.2.2. SERVO TRASMISIÓN O TRANSMISIÓN HIDROMECÁNICA. Consta además del convertidor de torque (rotor, turbina, y estator) o embrague hidrodinámico, de una caja de engranajes de cambio hidráulico o electro hidráulico (Power shift para un fabricante, select o speed para otro, tork, flow para un tercero etc). Permite

hacer

cambio

de

velocidades

y

de

sentido

de

desplazamiento sobre la marcha con una sola palanca y sin el pedal de embrague. Proporciona una unión elástica entre motor y tren de rodaje, absorbe vibraciones del motor y lo protege de golpes y sobrecargas. Es propia de tractores para empuje de tierras (Bulldozer), excavadoras, traillas, volquetes y otras maquinarias modernas. 2.2.2.1. TRANSMISIÓN HIDROSTÁTICA. Es

la proporcionada mediante un

flujo

de

aceite

a

presión. Bomba hidráulica, conductos o cañerías, válvulas de mando y de regulación motores hidrostáticos (y/o cilindros hidráulicos)

y reductores de engranajes

planetarios. Con esta transmisión se obtiene cambios de

40

velocidades de variaciones infinitas, parar y retroceder desde una sola palanca. De esta transmisión están dotados las excavadoras y algunos cargadores; en los que se usan un motor hidrostático

para

cada

oruga;

lo

cual

posibilita

la

contrarrotación. La velocidad se controla variando el caudal de aceite. Las transmisiones hidraúlicas son menos eficientes que las mecánicas en la transmisión de potencia, pero absorben menos tiempo en los cambios de marcha la cual es valiosa en máquinas de ciclo de operación corto porque reduce el mínimo de los tiempos muertos.

2.3. HOJA DE EMPUJE Los tipos de hojas que existen en el mercado son los siguientes:  Hoja recta.- Aconsejada para trabajos de empuje en general, especialmente en aquellos trabajos que requieren pasadas cortas o de media distancia. De los tres tipos es el de mayor versatilidad y capacidad para trabajos en roca.  Hoja universal o en U.- Concebida para empujar grandes volúmenes de material a largas distancias. Por ello ,la curvatura de los extremos de la hoja impulsa el material hacia el centro de la misma ,disminuyendo así los derrames latente .Esta hoja tiene un 20 % más

41

de capacidad ya que la recta y su elevación frente a ella dependerá de las características del trabajo a realizar y del material a empujar.  Hoja angulable.- Puede trabajar en posición recta o en ángulo de 25ºa derecha o izquierda se ha diseñado para empuje lateral, corte inicial para caminos, rellenos, abertura de zanjas y otras labores similares. 2.4. REPRESENTACIÓN GRAFICA DEL CICLO DE TRABAJO DE UN TRACTOR DE ORUGA (D 155AX – 5) CAT El trabajo de empuje con la hoja consta de dos fases: Avance y retroceso. 1. El operador mientras conduce el tractor de 3 a 5 km/h baja la hoja hasta que comience a clavarse en el terreno. El tractor avanza excavando, disminuye su velocidad y aumenta su fuerza de empuje a medida que corta y llena la hoja, con la hoja llena el tractor continúa avanzando. Casi al final el operador levanta la hoja para distribuir el material mientras avanza. 2. El tractor se detiene y retrocede a mayor velocidad (5 a 7 km/h), para comenzar un nuevo ciclo de trabajo. El material queda amontonado al final del recorrido de transporte formando un terraplén o dique de encauzamiento, o un montón para ser recogido por otro medio de carga.

42

43

2.5. FACTOR

DE

CONVERSIÓN

DEL

VOLUMEN

DE

TIERRAS.(KOMATSU) Se acostumbra denominar al suelo del lugar de la obra como sigue:  Material en banco.- material en estado natural  Material suelto o pay load.- volumen de tierra que se ha expandido como resultado de haberse excavado.  Material compactado.- Volumen de tierra compactada con cualquier máquina de compactación (excepto en rocas, el volumen compactado es menor al volumen natural). Para obtener la productividad de una maquinaria pesada, el cálculo se hace en función de tierra suelta; sin embargo en nuestra obra (Huamali, Potohuachana y Muqui), se calcula

el

volumen en función de tierra compactada; por lo que se debe tener cuidado en la conversión de estos volúmenes. 2.5.1.

FACTOR DE EXPANSIÓN (FE) SEGÚN KOMATSU

2.5.2.

PORCENTAJE DE EXPANSIÓN (PE)3 Es el incremento de volumen del material al pasar de su estado natural en el banco al estado suelto en la pila o montón.

PE = (FE – 1 ) x 100…….. (2.2) 3

Extraído del manual de Komatsu

44

2.5.3.

FACTOR DE COMPRESIBILIDAD (FC)

TABLA Nº 2.1 Factor De Conversión Del Volumen De Tierra CONDICIONES DEL MATERIAL A MOVER NATURALEZA DEL MATERIAL NATURAL

SUELTA

COMPACTADA

Arena

1

1.11

0.95

Arcilla

1

1.25

0.90

Arcilla

1

1.25

0.90

Suelo guijoso

1

1.18

1.08

Gravas

1

1.13

1.03

Gravas solidas o resistentes.

1

1.42

1.29

Piedra caliza rota, areniscas y otras

1

1.65

1.22

Granito roto, basalto y otras rocas duras

1

1.70

1.31

Rocas rotas

1

1.75

1.40

Rocas voluminosas voladas.

1

1.80

1.30

Rocas blandas

Fuente KOMATSU

2.6. DISTANCIA ÓPTIMA DE EMPUJE (KOMATSU) En cuanto a la distancia óptima de empuje, ésta se define como aquella para la cual se llena totalmente la hoja con el menor esfuerzo posible del tractor y en el mínimo tiempo. La formula está dada por la siguiente expresión:

……(2.4)

45

Donde: d= Distancia óptima de empuje (m) e= Profundidad de corte (m) FE= Factor de expansión h= Altura de la hoja (m) K= Constante característica del tipo de suelo y nivel de humedad. Así pues se deduce las siguientes conclusiones con respecto a la distancia óptima: 

Depende del cuadrado de la altura de la hoja, pero no de su longitud.



Es diferente según las características de los materiales que se corten.



Es inversamente proporcional a la profundidad del corte.

Se realizó en el sector de Huamali – Jauja (Rio Mantaro),el cálculo de distancia optima con el Bulldozer (D155AX-5): se midió una profundidad de excavación de 8 cm. El factor de expansión es de 1.11y la constante “k” es 0.7 calculamos la distancia optima de empuje, teniendo la altura de la hoja de 1.65 m.

46

Cabe mencionar que estos cálculos resultan, a veces, un tanto teóricos, pues existen irregularidades en el terreno y otros factores externos que hacen que en la práctica las distancias óptimas con las que se trabajan estén comprendidos entre los 15 y los 30m. 2.7. EFICIENCIA DE TRABAJO. Al planificar nuestro trabajo de movimiento de tierras, la producción horaria de las unidades en obra está siendo afectadas por un factor que se denomina eficiencia de trabajo. El cual está constituido por dos parámetros: Coeficiente de rendimiento horario y coeficiente de rendimiento general. ET= EH x EG ……(2.5)

2.7.1. FACTORES Ó COEFICIENTES DE LA EFICIENCIA DE TRABAJO. (ANEXOS 02-04) 2.7.1.1. Coeficiente de rendimiento horario (EH)4 Son todos los imponderables independientes del lugar, época y tipo de maquina; como son los imprevistos:

pequeñas

reparaciones,

paros

del

operador y otros, que hacen que una maquina no pueda funcionar 8 o 24 horas continúas, se admite un

4

Komatzu Productivity Editorial

47

valor de 50-55 minutos efectivos por cada hora transcurrida. 2.7.1.2. Coeficiente de rendimiento general (EG)4 Este coeficiente está constituido por la adaptación y utilización de la unidad siendo el producto de estos el que da origen al coeficiente general. 2.7.1.2.1. Coeficiente de adaptabilidad 4 Depende de las condiciones del lugar, tiempo y la planificación de la ejecución del trabajo siendo estas: A. Adaptabilidad de la maquina a la topografía. B. Distribución y combinación de las maquina C. Ambiente y condiciones del sitio de trabajo, tales como

extensión,

distancias, condiciones atmosféricas. D. Métodos de operación y planificación preparatoria. E. Habilidad o experiencia del operador en relación con la operación. 2.7.1.2.2. Coeficiente de utilización4 Se refiere al nivel de mantenimiento que se realiza a la maquina siguiendo las 48

recomendaciones del fabricante y según las condiciones de trabajo. F. Regularidad de cambios de aceite o engrases adecuados. G. Condiciones de los filos cortantes, escarificador, esproket,cadenas,hojas, cilindros hidráulicos, etc. H. Existencia de repuestos. El Manuel de KOMATSU presenta la tabla de eficiencia de trabajo según el tipo de máquina. Tabla Nº 2.2 Eficiencia de trabajo CONDICIÓN DE OPERACIÓN

BULLDOZER

EXCAVADORA HIDRÁULICA

BUENO

0.91

0.91

PROMEDIO

0.83

0.83

MODERADA

0.75

0.75

DEFICIENTE

0.56

0.56

Fuente: CATERPILLAR INC. USA, 2006

EFICIENCIA DE TRABAJO (BUENO) -

Horaria Presenta un escaso porcentaje de horas muertas. 49

-

Adaptación La maquina se adapta y distribuye excelente en el terreno, además su ambiente es muy conveniente.

-

Utilización Los cambios de aceite y engrases se realizan en su debido tiempo La existencia de un almacén completo de repuestos. Condiciones

excelentes

de

los

accesorios

(cuchillas,

cantoneras, puntas de riper y otros. EFICIENCIA DE TRABAJO (PROMEDIO) -

Horaria Los tiempos muertos todavía no son significativos.

-

Adaptación La maquina se adapta y distribuye en forma regular. El método de planificación, preparativo y habilidad del operador se encuentra en un estado medio.

-

Utilización Los cambios de aceite y engrases se realizan en forma regular. Existe un

almacén que tiene lo suficiente en

repuestos,

accesorios para su funcionamiento.

50

Las condiciones de los accesorios (cuchillas, cantoneras, puntas de riper y otros), se encuentra en una vida útil promedio. EFICIENCIA DE TRABAJO (MODERADO) -

Horaria Los tiempos muertos que se presentan son moderados.

-

Adaptación La maquina se adapta y se distribuye con una determinada limitación en el terreno, su ambiente de trabajo se encuentra medianamente extremo. El método de planificación, preparativo y habilidad del operador no es bueno.

-

Utilización Los cambios de aceite y engrases no lo realizan en su debido tiempo. Existe un

almacén que carece de

repuestos, accesorios

imprescindibles para su funcionamiento necesario. Las condiciones de los accesorios se encuentran en una situación de observación, por que comienzan a influir en la producción horaria de la maquina.

51

EFICIENCIA DE TRABAJO (DEFICIENTE) -

Horaria Los tiempos muertos que se presentan son demasiadamente excesivos.

-

Adaptación La maquina no se adapta al terreno(condiciones extremas) y su distribución no es la recomendada perdiendo horas maquina en su labor El método de planificación no es la recomendada para el tipo de trabajo; la habilidad del operador es deficiente e influenciada a la producción horaria. - Utilización Los cambios de aceite y engrases no lo realizan en su debido tiempo, perjudicando el normal funcionamiento de la maquina. Existe un almacén con carencia de repuestos y accesorios básicos. Las condiciones de los accesorios se encuentran en un alto grado de desgaste e influenciando en la producción horaria.

52

2.8. FACTORES LIMITADORES DEL RENDIMIENTO. Condiciones tales como el perfil del transporte, el estado del piso y el peso del vehículo determinan como la potencia disponible se traduce en rendimiento del equipo. 2.8.1. RESISTENCIA A LA RODADURA La resistencia a la rodadura es una medida de la fuerza que habrá que vencer para conseguir la rotación de las ruedas de un vehículo sobre el suelo. Las causas más importantes son:  la fricción interna.- Que la cusa del tren

de transmisión de

potencia con sus componente s mecánicos tales como cojinetes.  La flexión de los neumático.- debido a que los flancos y la banda de rodaruda se deforman al girar los neumáticos. La magnitud de dicha deformación depende del diseño, carga y precisión de inflado de los neumáticos. En un tractor de orugas también la resistencia al rodamiento variara en función del tipo de suelo aplicado. Sin embargo al preparar las curvas para la fuerza de tracción en la barra y rendimiento de acarreo de los tractores de oruga, se toman en cuenta los valores representativos de la resistencia al rodamiento; dicho de otro modo: la determinación de la potencia a la barra de tiro de un tractor de orugas se hace sobre tierra, entonces se incluye la perdida por rodadura. Por lo tanto, en la práctica es posible ignorar la resistencia al rodamiento en un tractor de orugas. 53

2.8.2. RESISTENCIA A LA PENDIENTE La resistencia a la pendiente es la fuerza debida a la gravedad cuando una máquina

se mueve por una pista de transporte

inclinada. Cuando esa misma máquina, en lugar de ascender, desciende por esa pista, la fuerza de gravedad que ayuda al movimiento del vehículo se conoce como pendiente asistida.

P= Gsen ө

Fig. Nº 2.2.- El la figura se observa la resistencia a la pendiente, la cual es paralela al plano de rodadura. G(kg): peso del vehículo Ө: Ángulo entre la horizontal y la rasante del camino P: Resistencia a la pendiente.

54

2.8.3. PESO El peso es el factor determinante en la cantidad de fuerza que se precisa para vencer a la rodadura y a la pendiente. LA fuerza disponible restante servirá para conseguir la aceleración del vehículo. La resistencia total expresada como pendiente compensada o efectiva, será: Pendiente compensada o efectiva

=

Factor de resistencia a la rodadura ( r )

+ -

Coeficiente a la pendiente (p)

2.8.4. TRACCIÓN (SEGÚN CAT) La tracción es la fuerza propulsora en los neumáticos y orugas. Se expresa con fuerza útil en la barra de tiro o en las ruedas motrices, los factores que influyen en la tracción son los siguientes el peso en las ruedas motrices o en las orugas, la acción de agarre del tren de rodaje y las condiciones del piso. El coeficiente de tracción en cualquier camino de rodadura se obtiene como la relación como la fuerza máxima de tiro de la maquina y el peso total sobre las ruedas propulsoras u orugas.

55

Como nunca existe un 100 % de adherencia. Los coeficientes son siempre inferiores a la unidad. La fuerza máxima de tiro se obtendrá,

pues,

al

multiplicar

el

coeficiente

de

tracción

característico de la superficie del camino por el peso sobre el eje motriz o por el peso de la maquina entera en el caso de un tractor de orugas. Para determinar el peso sobre las ruedas motrices se debe tener en cuenta lo siguiente: A. Si se trata de un tractor de orugas, considerar el peso total del tractor. B. Si se trata de un vehículo con tracción en dos ruedas, considerar sólo el peso sobre las ruedas motrices. C. Si es el caso de un tractor con tracción en las cuatro ruedas, se tomara el peso total del vehículo. En general, ninguna máquina puede ejercer una tracción mayor a su propio peso.

56

Tabla Nº2.3.- Coeficiente de tracción

MATERIAL

Neumáticos

Beadless

Cadenas

Hormigón

0.90

0.45

0.45

Marga arcillosa seca

0.55

0.70

0.90

Marga arcillosa húmeda

0.45

0.55

0.70

Marga arcillosa con surcos

0.40

0.55

0.70

Arena seca

0.20

0.25

0.30

Arena húmeda

0.40

0.45

0.50

Suelo de cantera fragmentado

0.65

0.70

0.55

Suelo de cantera sin fragmentar

0.75

0.50

0.45

Camino de grava suelta

0.36

0.40

0.50

Nieve compacta

0.20

0.25

0.25

Hielo

0.12

0.10

0.12*

Tierra firme

0.55

0.75

0.90

Tierra suelta

0.45

0.50

0.60

Carbón amontonado

0.45

0.50

0.60

Fuente: MINAG-LIMA 2003

2.8.5. ALTITUD Cuando una maquina accionada por motor diesel funciona a grandes altitudes, se produce un descenso de potencia debido a que disminuye la densidad del aire, afectando a la relación combustible/aire en la cámara de combustión del motor. Esta pérdida de potencia produce la correspondiente disminución de tracción en la barra de tiro o en las ruedas propulsoras. Para estimar los rendimientos de los motores deben seguirse los siguientes criterios: 

Motores diesel de 4 tiempos con aspiración natural 57

Sin pérdida hasta 300m de altitud. Reducción de fuerzas de tracción del orden de 3% por cada 300m adicionales. 

Motores diesel de 2 tiempos con aspiración natural. Entre el nivel del mar y 1800 m. de altitud, reducción de los esfuerzos de tracción del orden 1.5% por cada 300m. Sobre 1800m. Reducciones del 3% por cada 300m.



Motores turboalimentados de 2 y 4 tiempos sin perdidas apreciables desde los 1500m sobre el nivel del mar. Para otras alturas se recomienda consultar las especificaciones dadas por los fabricantes.

En todo cálculo de producción debe considerarse la pérdida de potencia a causa de la altitud. La menor potencia resultante se manifiesta al escalar pendientes. y en los tiempos obtenidos en las operaciones de carga, viaje y descarga (a menos que la operación de carga sea independiente de la máquina). Es decir si un tractor de oruga demora un minuto para recorrer cierta distancia a plena potencia; en una altitud que reduzca dicha potencia al 90% ,demorará 1.1 minutos para recorrer la misma distancia.

58

CAPITULO III CONDICIONES DE OPERACIÓN DE TRACTORES Y EXCAVADORAS 3.1. GENERALIDADES: Esta tesis nace en el campo de trabajo .Con el fin de determinar el rendimiento de la máquina pesada que interviene en las obras de defensa ribereña ,utilizando criterios técnicos. Para lo cual se ha evaluado la producción

horaria

de

siguientes:”Encauzamiento

las Río

máquinas Mantaro

en Sector

las

obras Huamalí”,

”Encauzamiento Río Mantaro Sector Muqui” y “Descolmatación Río Seco Sector Matahuasi”

3.2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA MAQUINARIA EMPLEADA EN LAS OBRAS

DE ENCAUZAMIENTO DE RÍOS Y PROTECCIÓN DE

ESTRUCTURAS DE CAPTACIÓN.(ANEXO 13-14) Los datos que se muestran en la página siguiente se extrajo de las propias máquinas , mediante la observación , medición y algunos cálculos básicos. Para identificar algunos componentes, se hicieron procesos de 59

desmontaje y desarmado, debido a las reparaciones del motor de giro, cucharón, hojas rectas, del sistema de carrilería, recalzado de ruedas guías, cadenas, escarificador y convertidor. Luego se acudió al manual, para su respectiva comparación y evaluación.

3.3. CÁLCULO DE LA PRODUCCIÓN EN OBRA DE LAS MÁQUINAS (CAPACIDAD DE OPERACIÓN). Al planificar nuestro proyecto mecanizado con el tractor Bulldozer y Excavadoras, un problema sumamente importante es como calcular la capacidad de operación de éstas máquinas. Al estimar la producción en Obra, el primer paso es calcular un valor teórico, a continuación se ajusta éste valor teórico de acuerdo con las cifras reales obtenidas en campo; en base a estas cifras(especialmente las de Eficiencia de Trabajo), será posible determinar valores adecuados para el proyecto de Defensa Ribereña, que no serán excesivamente optimistas ni antieconómicos. Se acostumbra expresar la capacidad de operación de las máquinas (Bulldozer y Excavadora) en m3/hr. La misma es calculada a partir del volumen de material acarreado por ciclo, la duración media del ciclo, y del número de ciclos.

60

3.3.1.

PRODUCCIÓN DEL TRACTOR ORUGA BULLDOZER (ANEXO 01-02) La producción horaria de un Tractor Oruga Bulldozer, se calcula con la fórmula siguiente: (Anexo 01, 02,03)

Donde: Q: Producción horaria (m3s/h). q: Capacidad de la hoja (m3) C= Duración del ciclo (en minutos) E: Eficiencia de trabajo. 3.3.2.

CAPACIDAD DE UNA HOJA RECTA. (ANEXO 01) La productividad SAE de un Bulldozer está dada por el producto del ancho de la hoja por el cuadrado de su altura (LH2). De hecho la producción por ciclo difiere con el tipo del suelo por lo que se utiliza el factor de hoja para corregir esta cifra. Analíticamente puede calcularse la capacidad de una hoja de empuje mediante la siguiente expresión:

…. (3.2) Donde:

61

q: capacidad de la hoja (m3) L: Ancho de la hoja (m) H: Altura de la hoja (m) K: factor de hoja.

Fig. Nº 3.3 Dimensiones de una hoja Recta

62

Tabla Nº 3.1.- factor de la hoja “k” CONDICIONES

CARACTERÍSTICA

FACTOR DE HOJA

Es excavar y empujar una hoja 1.1-0.9 llena Excavación

de

y fácil. completamente contenido

Empuje

de

suelo suelto.

Bajo

agua, suelo

arenoso sin compactar,

suelo

franco, material amontonado. El suelo es suelto, pero es imposible excavar y empujar una hoja llena de suelo….

0.9 - 0.7

Suelo con grava, arena, Excavación

y

empuje promedio.

roca partida fina……. Suelo congelado o cementado : 0.75 Con cilindro de inclinación Lateral………….

0.65

Sin cilindro de inclinación lateral………….

0.55

Alto contenido de agua y arcilla

0.7 - 0.6

y

pegajosa, arena con cantos

Empuje difícil.

rodados, arcilla seca dura y

Excavación

suelo pedregoso. Excavación y empuje Roca volada o grandes muy difícil.

0.6 - 0.4

pedazos de roca.

Fuente: BULLDOZER KOMATSU

63

3.3.3.

DURACIÓN DEL CICLO Con la formula siguiente se puede calcular el tiempo necesario para que un Bulldozer complete un ciclo:

Donde: D: Distancia de acarreo (m). F: Velocidad de avance (m/min.). R: Velocidad de retroceso (m/min.). Z: Tiempo requerido para el cambio de velocidades (min.). A. Velocidades Como regla general se debe elegir un rango de velocidades de 3 a 5 km./h., para el avance, y 5 a 7 km/h. para el retroceso Con maquinas con servo transmisión se considera que la velocidad de avance es igual a 0.75 de la máxima velocidad correspondiente a la marcha elegida, y 0.85 de la máxima velocidad de retroceso en la marcha elegida. Las velocidades serán menores si se trabaja con rocas, si el espacio es reducido, si la demanda de fuerza es alta ó si existe riesgo o como cuando se trabaja en laderas.

64

B. Tiempo elegido para el cambio de velocidades. Se acostumbra a llamar a este tiempo como fijo. Aunque varia con la habilidad y entusiasmo del operador, se puede tomar un valor de la tabla que sigue, la cual muestra valores promedio.

Tabla N°3.2.- Tiempo requerido para el cambio de velocidades Tipo de tractor

Tiempo requerido para el cambio de velocidades.

Con transmisión directa: — Con una palanca.

0.10 min.

— Con dos palancas.

0.20 min.

__ Con servo transmisión.

3.3.4.

0.05 min.

CORRECCIONES DE LA PRODUCCIÓN HORARIA DE LAS HOJAS EMPUJADORAS En los cálculos de la capacidad de trabajo de hojas de empuje frontal debe tenerse en cuenta los factores siguientes: el método de trabajo, la distancia de acarreo, la pendiente, tipo de hoja y material. A. Distancia y método de trabajo. Según

KOMATSU

(La

masa

empujada

disminuye

aproximadamente en 5% por cada 30m de recorrido, a menos 65

que la cuchilla continué cavando parcialmente durante el trayecto para sustituir el material perdido por los lados. O que se esté trabajando con el método de zanja, entonces la masa empujada aumenta en 20%. Se puede también hacer que dos tractores trabajen marchando juntos, entonces la capacidad aumenta entre 15 a 25%. dependiendo de la sincronización entre operadores y del entrenamiento. B. Tipo de hoja La formula q = LH2 k, se aplica para hojas rectas, cuando se trabaje con hojas de giro horizontal y con hojas amortiguadas el rendimiento disminuye de 25 a 75%. C. Pendiente Según KOMATSU cuando se trabaja en descenso. La Capacidad aumenta, según la naturaleza del material empujado, de un 4 a un 8% por cada uno por cien de pendiente. Con respecto a los valores obtenidos en terrenos llanos. Trabajando en subida por el contrario, la capacidad disminuye de un 2 a 4 % por cada uno por cien de pendiente. Caterpillar recomienda para las correcciones que se presente, seleccionar el factor adecuado de la tabla siguiente:

66

Tabla Nº3.3.- factores de corrección por pendiente Tanto por ciento de pendiente -30

Factor corrección 1.26

-25

1.23

-20

1.21

-15

1.18

-10

1.14

-5

1.10

0

1.00

+5

0.95

+10

0.85

+20

0.65

+25

0.52

+30

0.40

Grafico 3.1 Grafico del factor de corrección por pendiente

1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 -15

-10

-5

0

+5

+10

++

Fuente: KOMATSU: SPECIFICATION AND APPLICATION,HANDBOOK

67

Tabla Nº3.4.- Factores de corrección, según las condiciones de trabajo. Condiciones Empuje por método de zanja. Con dos tractores juntos.

Factor 1.20 1.15 – 1.25

Según tipo de hojas:  Hojas rectas

0.50 – 0.75

 Hojas amortiguada (C)

0.50 – 0.75

 Hoja U para material liviano

1.20

(carbón)  Hoja de tipo caja ( amontonada)

1.30

Fuente :KOMATSU;PARTS BOOK D155AX - 5

3.4. PRODUCCIÓN DE LA EXCAVADORA HIDRÁULICA (DRAJ) (ANEXO 03-05-06-07) La producción horaria de la excavadora hidráulica se estima con la siguiente expresión: (Anexo 04,05, 06,07,08,09)

Donde: Q: Producción por hora (m3). q: Producción por ciclo (m3). 68

E: Eficiencia de trabajo. C: Tiempo del ciclo. (Seg). 3.4.1.

PRODUCCIÓN POR CICLO (q) (ANEXOS 03,05,06)

q = q1 x k …… (3.5) Donde: q: Producción por ciclo q 1: Capacidad de cucharón (m3). K: Factor de cucharón.

(Tabla 3.5)

El factor de cucharón varía de acuerdo a la naturaleza del material. Un factor conveniente se puede seleccionar de la tabla. Tomando en consideración las condiciones aplicables de excavación. Tabla N°3.5.- Factor de cucharón Condición de excavación Fácil

Factor de cucharón

Excavación de suelo 1.1 -1.2 arcilloso, arcilla, o suelo blando.

Promedio Excavación de suelo tal como arenoso seco.

1.0-1.1

Bastante Excavación de suelo 0.8-0.9 difícil arenoso con gravas. Difícil

Cargar rocas voladas.

0.7-0.8

Fuente :CATERPILLAR, PERFORMANCE HAND BOOK

69

3.4.2.

TIEMPO DEL CICLO (C) C= Tiempo de excavación + tiempo de giro (con carga) + tiempo de descarga + tiempo de giro (sin carga). Sin embargo podemos utilizar la siguiente expresión: C = (Ciclo de tiempo estándar) x (factor de conversión)

El ciclo de tiempo estándar se determinara a partir de la siguiente tabla: Tabla N°3.6.- Ciclo de tiempo estándar

Unid: Sec.

ÁNGULO DE GIRO

MODELO

45°a 90°

90° a 180°

PC240 - 6

15-18

18-21

PC250 - 6

15-18

18-21

PC300-6,PC350-6

15-18

18-21

PC380-6

16-19

19-22

PC400 - 6 , PC450 - 6

16-19

19-22

PC750 - 6

18-21

21-24

PC800 - 6

18-21

21 -24

PC1100-6

22-25

25-28

PC1800-6

24-27

27-30

70

Tabla Nº 3.7.- Factor de conversión para el cálculo del tiempo del ciclo Condición de excavación.

Fácil

Condición de descarga Normal Bastante Difícil

Prof. De

(descargar

(descargar en difícil

(descargar en

excavación.

sobre un

objetivos

( descargar

Objetivos

Prof. Exc.

montón)

grandes)

en objetivos

pequeños

pequeños)

requiriendo

Max.

máximo

Especificada.

alcance

de

descarga) Debajo 40%

0.7

0.9

1.1

1.4

40 -75%

0.8

1

1.3

1.6

0.9

1.1

1.5

1.8

Encima 75%

Fuente : MANUAL DE SERVICIO ESPECIAL DE CADENAS

3.5. DATOS DE LA PRODUCCIÓN HORARIA ANTES DEL ESTUDIO DE INVESTIGACIÓN Como podemos observar en los partes diarios (000101, 000104, 000051), estos datos no son reales ni correctos, no se anota la producción horaria, no se detallan claramente las ocurrencias , el consumo de combustible es elevado, no existe un

control correcto sobre los tiempos muertos, es

decir: Del parte diario Nº 000104 (anexo 08) de la excavadora E – 77 podemos mencionar que no se está controlando ni considerando los tiempos muertos exactos, así mismo informan que la máquina tiene 8:30 horas efectivas de operación, lo cual es totalmente incorrecto, porque no se 71

informa que hizo la máquina de 10:00 a 11:12 horas; de igual modo de 12:12 a 1:18 horas, por lo tanto: 10:00 a 11:12 ---------- 1:12 horas 12:12 a 1:18 ----------- 1:06 horas ------------------

Total: 2:18 horas

Son 2:18 horas de tiempos muertos que no se considera en el reporte, por lo tanto, las horas efectivas de trabajo será la diferencia de 8:30 menos 2:18 horas que equivale a 6:12 horas efectivas de horas máquina. Mencionar también que el consumo de combustible de 82 galones es muy elevado. Así mismo se señala la producción horaria de 800m3, que no es el óptimo, el consumo de combustible es excesivo (Anexo 09) En el parte diario Nº 000101 de igual modo, se consideran 7:30 horas efectivas de trabajo, lo cual es totalmente incorrecto, ya que los tiempos muertos suman 1:20 horas, siendo las horas efectivas reales de operación 6:10 horas, El consumo de combustible es excesivo. (Anexo 19)  Con el tractor Bulldozer (Nº de parte 000051) sucede lo mismo, se menciona 9:30 horas efectivas, cuando en realidad no se consideran los tiempos muertos que suman 3:10 horas, siendo las horas máquina efectivas reales de 6:20 horas. También el consumo de combustible es elevado, se menciona una producción de 990m 3, consumo de combustible elevado (anexo 10). 72

 Estos partes diarios son como referencia de cómo se estaba controlando las máquinas, por lo tanto es necesario corregir estos datos, para poder calcular la producción horaria y eficiencia de trabajo en la obra, también para verificar el rendimiento de los equipos. Los reportes y formatos cuyos datos a rellenarse deberán ser reales, principalmente la lectura de los horómetros, si no funciona correctamente el referido instrumento se deberá prohibir el uso de la máquina.

3.6. PRODUCCIÓN

HORARIA

DEL

BULLDOZER

EN

EMPUJE

DE

MATERIAL DE RIO A. Calcular la capacidad de la hoja; usando el método experimental. Que es la producción por ciclo. B. Registrar el tiempo del ciclo considerando dos fases: Avance y retroceso. C. Calcular el rendimiento promedio dividiendo la capacidad de la hoja entre el tiempo del ciclo. D. Determinar la eficiencia de trabajo d la siguiente manera. D.1. El coeficiente horario se determina del cuadro de rendimiento de la máquina de esta actividad. Se obtiene al dividir las horas efectivas entre las totales. D.2. El coeficiente general se determina de la tabla de eficiencia de trabajo (Tabla N° 2). Evaluando cada uno de los parámetros de los coeficientes de adaptabilidad y utilización. 73

D.3. La eficiencia de trabajo resulta de multiplicar el coeficiente horario con el coeficiente general. E. La producción horaria resulta al multiplicar el rendimiento promedio con la eficiencia de trabajo.

3.7. PRODUCCIÓN HORARIA DE LA EXCAVADORA. 3.7.1. EXTRACCIÓN DE ROCA. A. Se calculó el volúmen de roca que se extrae diariamente. El metrado se efectúa calculando el número de volquetadas, que se emplearía para transportar dicha roca. B. Tomar el tiempo que emplea la excavadora para extraer la roca. Registrar el tiempo efectivo y muerto. C. Calcular el rendimiento promedio dividiendo el volumen de roca entre el tiempo. D. Determinar la eficiencia de trabajo de la siguiente manera: D.1. El coeficiente horario se determina del cuadro de rendimiento de la máquina de esta actividad. Se obtiene al dividir las horas efectivas entre las totales. D.2. El coeficiente

general se determina de la tabla de

eficiencia de trabajo (Tabla N° 2.2). Evaluando cada uno de los parámetros de los coeficientes de adaptabilidad y utilización. D.3. La eficiencia de trabajo resulta de multiplicar el coeficiente horario con el coeficiente general. 74

E. La producción horaria es el resultado de multiplicar el rendimiento promedio con la eficiencia de trabajo.

3.7.2. CARGUÍO DE ROCA A. Registro del

tiempo del ciclo considerando las siguientes

partes: 

Tiempo de alzado de la roca.



Tiempo de giro (cargado).



Tiempo de descarga en la tolva del volquete.



Tiempo de giro (sin carga).

B. Se calculó la producción por ciclo o volumen de roca que ha cargado en un ciclo de tiempo. El volumen se puede calcular cubicando la roca o sino multiplicando la capacidad del cucharón con su factor correspondiente cuando se carga rocas voladas. C. Dividir el volumen de roca entre el tiempo del ciclo para obtener el rendimiento promedio. D. Determinar la eficiencia de trabajo de la siguiente manera: D.1. El coeficiente horario se determina del cuadro de rendimiento de la máquina de esta actividad. Se obtiene al dividir las horas efectivas entre las totales. D.2.

El coeficiente

general se determina de la tabla de

eficiencia de trabajo (Tabla N°2.2). Evaluando cada uno 75

de los parámetros de los coeficientes de adaptabilidad y utilización. D.3 La eficiencia de trabajo resulta de multiplicar el coeficiente horario con el coeficiente general. E. La producción horaria resulta al multiplicar el rendimiento promedio con la eficiencia de trabajo.

3.7.3. DESCOLMATACION DE CAUCE A. Registrar el tiempo del ciclo considerando las siguientes partes: 

Tiempo de excavación.



Tiempo de giro (con carga).



Tiempo de descarga.



Tiempo de giro (sin carga).

B. Calcular la producción por ciclo o volumen de material que ha descargado en un ciclo de tiempo. El volumen se obtiene multiplicando la capacidad del cucharón con el factor de cucharón correspondiente al tipo de material (Ver tabla N° 3.5). C. Dividir el volumen entre el tiempo para obtener el rendimiento promedio. D. Determinar la eficiencia de trabajo de la siguiente manera: D.1. El coeficiente horario se determina del cuadro de rendimiento de la máquina de esta actividad. Se obtiene al dividir las horas efectivas entre las totales. 76

D.2. El coeficiente general se determina de la tabla de eficiencia de trabajo (Tabla N° 2.2). Evaluando cada uno de los parámetros de los coeficientes de adaptabilidad y utilización. D.3. La eficiencia de trabajo resulta de multiplicar el coeficiente horario con el coeficiente general. E. La producción

horaria

se

obtiene

multiplicando

el

rendimiento promedio con la eficiencia de trabajo. E.2. El coeficiente

general se determina de la tabla de

eficiencia de trabajo (Tabla N°2.2). Evaluando cada uno de los parámetros de los coeficientes de adaptabilidad y utilización. E.3 La eficiencia de trabajo resulta de multiplicar el coeficiente horario con el coeficiente general. F. Multiplicar el rendimiento promedio con la eficiencia de trabajo para obtener la producción horaria.

77

CAPÍTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1. RESULTADOS Cuadro Nº 4.1.1 Producción horaria en empuje de material de rio vs. Distancia media de empuje y consumo promedio de combustible.

Fecha

Distancia media de

Producción

Consumo de

empuje m

horaria m3 s/h

combustible

246 241 206 196 195 178 163 154 150 146 122 126 114

9.5 gln/h 10.4 10 10.3 10 7.6 7.7 9.8 8.7 9.2 10 9.9 9.8

05/04/2010 25 06/04/2010 26 08/04/2010 35 09/04/2010 45 12/04/2010 45 13/04/2010 53 16/04/2010 58 18/04/2010 68 19/04/2010 70 22/04/2010 80 23/04/2010 90 25/04/2010 90 26/04/2010 100 Fuente: Elaboración en campo

El cuadro muestra que la producción horaria varía con la distancia media de empuje. Se observa que mientras menor es la distancia de empuje 78

mayor es la producción horaria. En cuanto al consumo de combustible, este no sufre variaciones considerables, por lo que se puede considerar un consumo promedio de 9.5 gln/h para esta actividad. En el cálculo de la producción horaria se ha considerado el coeficiente de rendimiento horario, pues así lo determina el "instructivo para el control de la producción del equipo mecánico". Sin embargo en el análisis de la eficiencia de trabajo se considera el coeficiente de rendimiento horario y el coeficiente de rendimiento general. El gráfico N° 4.1.1 muestra la forma de la curva cuando se relaciona la producción horaria con la distancia media de empuje. Grafico Nº 4.1.1 Producción horaria en empuje de material de rio distancia media de empuje.

79

4.1.1. EXTRACCIÓN DE ROCA (CON EXCAVADORA 0.78 330B) Cuadro Nº 4.1.2. Producción horaria en extracción de roca vs consumo de combustible. Ubicación de cantera: Acolla – Jauja Tipo de maquinaria: excavadora Caterpillar modelo 330B

Producción horaria

Consumo de combustible

m3/h

gln/h

36

7.8

En el cuadro 4.1.2 muestra resultados de producción horaria promedio y consumo de combustible, se observa que se obtiene mayor rendimiento; debido a que en comparación al anexo 10 las condiciones de operación son mejores, en cuanto al consumo de combustible hay una disminución significativa. 4.1.2. CARGUÍO DE ROCA (ANEXO 03) Cuadro Nº 4.1.3 Producción horaria en Carguío de roca vs consumo de combustible. Tipo de maquinaria: excavadora Caterpillar modelo 330B

Producción

Consumo de

horaria

combustible

m3/h

gln/h

50.5

7.6

80

El cuadro Nº 4.1.3 muestra resultado de la producción horaria y el consumo de combustible en carguío de roca. La metodología usada en el cálculo de la producción horaria y el consumo de combustible esta descrita en el capítulo tres.

4.1.3. DESCOLMATACIÓN DE CAUCE (ANEXO 05) Cuadro Nº 4.1.4 Producción horaria en Descolmatación de cauce

vs consumo de combustible.

Tipo de maquinaria: Excavadora Caterpillar modelo 330B

Producción horaria

Consumo de combustible

m3/h

gln/h

124.2

7.4

144

7.4

Fuente: Elaboración en campo El cuadro Nº 4.1.4 muestra los resultados de la producción horaria y en descolmatación de cauce y el consumo de combustible. Se tiene dos rendimientos diferentes 124.2 y 144 m3/h. Este último resultado es mayor debido a que el material que se ha excavado es más suave, con ciclo de tiempo menor que el otro caso, sin embargo, el consumo de combustible se mantiene con el mismo valor de 7.4 gln/h.

81

4.2. DISCUSIONES 4.2.1.

DE LA PRODUCCIÓN HORARIA DEL TRACTOR BULLDOZER EN EMPUJE DE MATERIAL DE RÍO (ANEXOS 01 ,02) 

Del cuadro N°4.1.1 se deduce que conforme aumenta la distancia media de empuje la producción horaria disminuye. Esto se debe a que a medida que la distancia de empuje es mayor el tiempo del ciclo también aumenta, Y por consiguiente el valor de la producción horaria disminuye.



En cuanto al ciclo de trabajo es muy prolongado, debido a que el retroceso se hace en primera marcha. Para que el retroceso se realice a mayor velocidad, en segunda marcha por ejemplo, el tren de rodamiento debe estar en óptimas condiciones, esto implica que los pernos del sproket, Pin master y las zapatas de cadena deben estar en su torque óptimo. Respecto al consumo de combustible no sufre variaciones considerables, porque varía en función a la potencia máxima nominal y no en función a la distancia de empuje. Del cuadro N°4.1.1 se deduce que el consumo promedio es 9.5 gln/h.



La eficiencia de trabajo resulta en promedio 60%. Los factores que influyen para obtener este resultado son los siguientes:  La eficiencia horaria es 91%. Este es un valor aceptable, por que indica que el porcentaje de horas muertas (9%) es mínimo. 82

 El ambiente y condiciones del sitio de trabajo, tales como extensión,

distancias,

condiciones

atmosféricas,

se

encuentran en un nivel promedio. Esto debido al tipo de suelo en que se trabaja, tipo de suelo que se empuja, distancia media de empuje y la altitud. El tipo de suelo en que se trabaja es mezcla de grava, arena y poco material fino; siendo su coeficiente de tracción de un nivel medio. El trabajo ideal se presentaría en tierra firme o en marga arcillosa seca, pues tienen el coeficiente de tracción más elevado y por consiguiente la máquina tiene mayor fuerza disponible para empujar antes de que patine la maquina. El tipo de suelo que se empuja tiene una dificultad de empuje promedio. Por lo cual el volumen transportado es menor comparándolo con un suelo arenoso suelto sin compactar cuyo transporte es fácil. La distancia de empuje aceptable es hasta los 80m, a partir del cual se debe combinar con excavadoras y volquetes para el transporte del material. Los cuadros de y rendimiento de maquinaria muestran que las distancias de empuje llegan hasta los 80 o 90m. Aunque se han registrado

casos

aislados

de

100

o

110m.

Por

consiguiente las distancias de empuje son aceptables. Lo que si se debe tener en cuenta es aumentar el número de 83

unidades en próximas obras, para acabar en menor tiempo la labor. En cuanto a la altitud el Bulldozer D155AX - 5 tiene motor turbo alimentado y según la teoría las maquinas que poseen

estos

motores

no

sufren

variaciones

apreciables de potencia hasta los 3050m de altitud sobre el nivel del mar. Huancayo y sus distritos, que son los lugares donde se realizan las obras de encauzamiento de ríos, se encuentran a 3300msnm. La pérdida de potencia a esta altitud no es de mucho efecto para el rendimiento de la maquina. Por lo que el nivel de afectación es de un nivel promedio.



La habilidad o experiencia del operador y del supervisor en relación con la obra se encuentran en una condición de operación moderada. Esto debido a que si bien es cierto que el operador es una persona de experiencia y sabe realizar ese tipo de labor, no busca producción. Es decir es lento, hace que el tiempo del ciclo sea mayor y por consiguiente la producción disminuye. Por lo que tiene un nivel promedio.



En cuanto al supervisor o residente de obra no toma medidas correctivas con el fin de optimizar la producción del equipo mecánico, analizando los datos de producción horaria. Por lo que su nivel es deficiente. 84



Los cambios de aceite y engrases se realizan en su debido tiempo. Por lo que su nivel de utilización es bueno.



La condición de los filos cortantes, del escarificador de las ruedas u orugas, etc. Se encuentran en un nivel de observación y de hecho influyen en la producción horaria de la maquina.



En cuanto a los repuestos consumibles existe un almacén que tiene

lo

suficiente

en

repuestos

accesorios

para

el

funcionamiento de la maquina, por lo que el nivel de operación es promedio. Por lo expuesto anteriormente la eficiencia de trabajo en empuje de material de río resulta 60%. Sin embargo puede incrementarse en un 8% realizando medidas correctivas de los factores que intervienen en la eficiencia de trabajo. Todos los factores pueden llegar al 83% de eficiencia, que es la eficiencia máxima según la tabla de eficiencia de trabajo de komatsu, excepto el factor ambiente y condiciones del sitio de trabajo, pues este factor considera los siguientes puntos: el tipo de terreno en que se trabaja, el tipo de material que se empuja, la distancia media de empuje y la altitud. Los cuales evidentemente no se pueden modificar.

85

4.2.2 DE LA PRODUCCIÓN HORARIA DE LA EXCAVADORA (ANEXO 05) 4.2.2.1 PRODUCCIÓN HORARIA EN EXTRACCIÓN DE ROCA El cuadro 4.1.2 muestra que la producción horaria promedio en la cantera de Acolla es de 36 m3 /hr., Esto debido a que las condiciones de operación se han mejores, principalmente por las siguientes razones: En la cantera la máquina se adapta excelente en el terreno, y su desenvolvimiento es bueno, es decir no pierde mucho tiempo en extraer las rocas. El método de operación que se ha empleado en la cantera es bueno, porque la extracción de las rocas es fácil; en otras canteras la extracción con maquina es más difícil; por lo cual primero se recomienda volar las rocas, utilizando explosivos, para que la maquina tenga mayor rendimiento. A continuación

se hace un análisis de cada uno de los

factores que intervienen en la eficiencia de trabajo:  La producción horaria promedio en extracción de roca resulta 36 m3/h y el consumo promedio de combustible es 7.8 gln/h.  Esta actividad no tiene un tiempo de ciclo definido. Por lo que la producción horaria se calcula dividiendo la cantidad de roca extraída en el día entre el tiempo empleado.

86

 La eficiencia de trabajo en extracción de roca en esta cantera es 53%. La cual resulta de la influencia de los siguientes factores: 

La eficiencia horaria promedio es 83% lo cual indica que el porcentaje de horas muertas ha disminuido. Y se tomaron medidas correctivas durante toda la obra.



La maquina se distribuye excelente en el terreno.



La maquina es adecuada para este tipo de trabajo, su desenvolvimiento es bueno.



En cuanto a la altitud, las condiciones de excavación, el ángulo de giro y la condición de descarga se encuentran en un nivel moderado.

La altitud no baja considerablemente la potencia por tratarse de un motor turboalimentado. Sin embargo su nivel de afectación es promedio. La condición de excavación es difícil por tratarse de rocas. El ángulo de giro está comprendido entre 0o y 45° lo cual es conveniente para la producción ya que mientras menor sea el ángulo de giro menor es el ciclo del tiempo. La condición de descarga es fácil, porque las rocas caen a campo abierto. Sin embargo la altura de excavación es considerable. Se le asigna un nivel promedio de eficiencia.  El método de operación para el tipo de trabajo es bueno.

87

 En cuanto a la habilidad o experiencia del operador y del supervisor con relación a la obra se encuentran en un nivel moderado.  Los cambios de aceite se realizan en su debido tiempo.  La condición de los accesorios de trabajo, del tren de rodamiento se encuentran en un nivel promedio de vida.  En cuanto a los repuestos consumibles existe lo suficiente para su funcionamiento durante una obra. De lo expuesto anteriormente la eficiencia de trabajo resulta 53% reflejado. Sin embargo tomando medidas correctivas de los factores que intervienen en la eficiencia podemos incrementar la producción horaria.

4.2.2.2. DE LA PRODUCCIÓN HORARIA EN CARGUÍO DE ROCA (ANEXO 03,04)  La producción horaria promedio en carguío de roca resulta 51

m3/h y el consumo de combustible promedio de 7.6

gln/h.  Esta actividad tiene el tiempo del ciclo definido; En promedio es 1.3 minutos. Se ha observado que la demora se produce al momento de descargar las rocas en la tolva del volquete. La excavadora prolonga el ciclo al acomodar bien las rocas, algunas veces debido a las imperfecciones

88

de las rocas y otras porque el operador busca mejora al acomodarlo en lo cual demuestra arte.  La eficiencia de trabajo resulta 47% y se debe a los siguientes factores:  La eficiencia horaria resulta del 80% lo cual indica que existe un alto porcentaje de horas muertas lo cual no es conveniente en el cálculo de la eficiencia de trabajo.

 En el cuadro de rendimiento se observa al comienzo de esta actividad existe un alto porcentaje de horas muertas. Lo que indica que existe un monitoreo deficiente en este aspecto por parte del residente de obra. Sin embargo desde la mitad de esta actividad los tiempos muertos disminuyen drásticamente, por consiguiente la eficiencia horaria aumenta hasta llegar al 80%.  La adaptabilidad de la maquina a la topografía es excelente.  La maquina se desenvuelve bien en esta labor. El tamaño de

la maquina es adecuada para esta labor y no

malogra la tolva de los volquetes, pues coloca bien las rocas.

89

 El ambiente y las condiciones del sitio de trabajo están en un nivel moderado por las siguientes razones:  En cuanto a la altitud disminuye la potencia pero no considerablemente. Se le considera un nivel promedio de afectación.  La condición de trabajo es difícil por tratarse de cargar rocas.  El ángulo de giro varía 45º a 90°. Esto es bueno para la producción, porque cuanto sea menor el ángulo menor será el tiempo del ciclo.  La condición de descarga es de un nivel moderado de dificultad, por tratarse de área de descarga pequeños. Esto es, la excavadora descarga en la tolva de los volquetes.  El método de operación y planificación es bueno por lo siguiente: si la maquina se dedicaría solo a cargar la cantidad de horas efectivas sería mínima y estaría sin trabajar muchas horas; esto sucede por el número insuficiente de volquetes y por que la distancia entre cantera y obra es de muchos kilómetros. Ante esta

90

situación lo más conveniente es hacer las dosoperaciones combinadas: cargar y acumular roca.  En cuanto a la habilidad o experiencia del operador y del supervisor con

relación a la obra tienen un nivel

moderado de eficiencia.  El operador tiene una experiencia promedio, hace bien su trabajo pero no busca producción. El residente de obra es deficiente en el monitoreo de los tiempos y por consiguiente el porcentaje de las horas muertas es alto.  Los cambios de aceite y engrases se realizan en su debido tiempo.  La condición de los accesorios de trabajo y del tren de rodamiento se encuentran en un nivel promedio de vida.  En cuanto a la existencia de repuestos consumibles hay lo suficiente para el funcionamiento de la maquina.

4.2.2.3. DESCOLMATACIÓN DE CAUCE (ANEXOS 06 , 07)  La producción horaria en descolmatacion de cauce resulta 124.2 m3/h, y 144 m3/h cuando se trabaja en material más suave, y el consumo promedio de combustible es: 7.4 gln/h. Vemos que hay dos rendimientos diferentes; la diferencia radica en el tiempo de excavación. Cuando se 91

trata de un material más suelto la excavación es más fácil, por consiguiente el tiempo del ciclo es menor y se obtiene mayores rendimientos.  En

la

obra

"Descolmatación

Río

Mantaro,

Margen

Derecha", del cual se han obtenido los datos, han participado dos operadores: Uno de los cuales tenía experiencia en esta actividad y el otro no. Ambos completaban el doble turno. El que no tenía experiencia en descolmatación de cauce era lento en el manejo de la máquina, y por consiguiente el ciclo de tiempo era mayor. En cambio el otro operador era más rápido, con ciclo de tiempo menor y mayor rendimiento. La eficiencia de trabajo resulta 56 %

debido a los

factores siguientes: 

La eficiencia horaria resulta 90% lo que indica que las horas muertas son mínimas y ello es conveniente para la obra.



La máquina se adapta muy bien a la topografía.



La

excavadora

se

desenvuelve

bien

en

la

descolmatacion de cauce. 

El ambiente y las condiciones del sitio de trabajo tales como: altitud, tipo de suelo a excavar, el ángulo de giro y la condición de descarga se encuentran en un

92

nivel promedio según la tabla de eficiencia de trabajo de komatsu. La

altitud

influye

pero

no

considerablemente

en

la

producción porque baja poco la potencia por lo que su condición de operación es de un nivel promedio. El tipo de suelo en que se realiza la excavación es, mezcla de grava, arena y poco material fino. Su nivel de dificultad para excavarla bastante difícil. La condición de descarga es fácil porque se realiza sobre campo abierto. En esta condición el ciclo disminuye y por consiguiente la producción es mayor. El método de operación y planificación para este tipo de trabajo es bueno. Porque se trata de una operación sencilla y solo se trabaja con una sola maquina. En cuanto a la habilidad o experiencia del operador y del supervisor podemos decir que la experiencia del operador, el trabajo que realiza y su búsqueda por aumentar la producción es de un nivel promedio. En cuanto al residente de obra monitorea bien los tiempos de trabajo, ya que la eficiencia horaria resulta 91%. sin embargo, es deficiente en cuanto a la capacidad de monitorear los datos de producción

93

y tomar medidas correctivas para mejorar el rendimiento. Se considera de un nivel promedio. 

La regularidad de los cambios de aceite y engrases se realizan en su debido tiempo.



La condición del riper las puntas accesorios de las orugas etc. Se encuentran en una vida útil promedio de funcionamiento.



En cuanto a la existencia de repuestos consumibles siempre hay lo suficiente para su funcionamiento.

94

CONCLUSIONES

1. La

maquinaria

pesada

de

la

Dirección

Regional Agraria de

Junín, incrementa su producción horaria mejorando el coeficiente de utilización o nivel de mantenimiento y coeficiente de adaptabilidad o condiciones de operación y planificación preparatoria. 2. En cuanto al ciclo de trabajo se ha disminuido en 45 segundos a mas, debido a que el retroceso se realiza en segunda marcha, gracias a que se mejoro el coeficiente de utilización de la maquina, es decir en la actualidad se tienen más cuidado en el funcionamiento del sistema de rodamiento, escarificador, cadenas y ruedas guías. 3. Se ha mejorado el rendimiento de los equipos en un 10-15%, esto dependiendo del coeficiente de adaptabilidad, es decir del tipo de topografía en el cual se trabaja; como se observa en los anexos el consumo de combustible a disminuido, se encuentra en un promedio de 8.9 galones por hora. 95

4.La distancia de empuje aceptable es hasta los 80 metros, a partir del cual se debe combinar con excavadoras y volquetes para el transporte del material. Los cuadros del rendimiento de maquinaria muestran que las distancias de empuje llegan hasta los 80 o 90 metros. Aunque se han registrado casos aislados de 100 a 110 metros; por consiguiente las distancias de empuje son aceptable. 5.El ángulo de trabajo, de la pluma de la excavadora, debe estar siempre entre 45º a 90º; por ende el ciclo de trabajo es menor y por consiguiente la producción horaria aumenta. La condición de descarga siempre se debe hacer sobre campo abierto, en esta condición el ciclo de trabajo de la excavadora disminuye y por consiguiente la producción es mayor.

96

RECOMENDACIONES 1. En cuanto al transporte de roca se recomienda acondicionar el camino de acarreo para que el ciclo de tiempo sea menor y se tenga menos problemas, además se obtienen mayores rendimientos de galones por hora. 2. En cuanto al método y operación de trabajo en extracción de roca se recomienda primero usar explosivos, para Luego trabajar con la excavadora. De esta manera podrá obtenerse mayores rendimientos. Sin embargo en canteras como la de ACOLLA , la maquina obtiene buenos rendimientos al extraer la roca. 3. En cuanto al residente de obra este debe ser una persona de experiencia en trabajos de defensa ribereña, que sepa monitorear los datos de producción que le proporcione el controlador, con la finalidad de eliminar los tiempos muertos y optimizar los rendimientos del equipo mecánico.

97

4. Utilizar obligatoriamente los reportes y formatos, cuyos datos a rellenarse deberán ser reales. 5. Calcular periódicamente la producción de las maquinarias para estimar y controlar el tiempo de duración y eficiencia, también para verificar el rendimiento

de

los

equipos

si

se

encuentran

dentro

de

las

recomendaciones del fabricante. 6. Es necesario una capacitación de los operadores de maquinaria pesada, en las diferentes actividades de defensa ribereña, enfocado a mejorar la producción horaria de las maquinas. Principalmente a disminuir el ciclo del trabajo, en la actualidad se tiene operadores de un nivel moderado o en el mejor de los casos promedio; teniendo la maquina en buenas condiciones y buenos operadores vamos a disminuir el ciclo del trabajo y obtener mayores rendimientos.

98

BIBLIOGRAFÍA

VÁSQUEZ, VILLANUEVA,

Manejo de Cuencas Alto andinas. UNALM

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LIMA, PERÚ. 2000.

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Publicación de Caterpillar

KOMATSU,

Manual de taller D155AX – 5

DERECHOS RESERVADOS MINAG – PMAAP

Manual para Administración de la

DIRECCIÓN GENERAL DE

Maquinaria Agrícola

INFORMACIÓN AGRARIA – LIMA 2005.

99

ANEXOS

100

ANEXO-01 Calculo de la prododucción horaria y consumo de combustible Tipo de Maquinaria : Tractor Bulldozer modelo D155AX5-5

Fecha

Distancie media de empuje m

Tiempo del ciclo C(min)

Producción por ciclo q(m3)

q*60/C m3s/h

Eficiencia horaria Producción EH horaria m3s/h

Consumo de combustible gln/h

05/05/2010

25

1.5

6.7

268

0.91

243,88

9.5

06/05/2010

26

1.6

6.7

251,2

0.91

228,64

10.4

10/05/2010

35

1.8

6.7

223,3

0.91

203,23

10

11/05/2010

45

1.9

6.7

211,6

0.91

192,53

10.3

13/05/2010

45

1.9

6.7

211,6

0.91

192,53

10

14/05/2010

53

2.1

6.7

191,4

0.91

134,2

7.6

16/05/2010

58

2.2

6.7

182,7

0.91

166,28

7.7

18/05/2010

68

2.4

6.7

167,5

0.91

152,42

9.8

21/05/2010

70

2.4

6.7

167,5

0.91

152,42

8.7

23/05/2010

80

2.5

6.7

160,8

0.91

146,3

9.2

25/05/2010

90

3.0

6.7

134,0

0.91

121,9

10

26/05/2010

90

2.9

6.7

138,6

0.91

126,14

9.9

27/05/2010

100

3.2

6.7

125,6

0.91

114,31

9.8

101

ANEXO-02 eficiencia de trabajo de empuje de material al rio Tipo de maquina

Fecha

tractor Bulldozer modelo D155AX5 T

Coeficiente de adaptabilidad

Coeficiente de utilización

(EH)

A

B

C

D

E

Promedio

F

G

H

Promedio

Coeficiente General EG

05/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

06/05/2010

0,91

0,83

0,85

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

08/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

09/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

12/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

13/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

15/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

18/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

20/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

22/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

24/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

25/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

26/05/2010

0,91

0,83

0,83

0,75

0,83

0,83

0,81

0,83

0,83

0,75

0,8

0,65

102

ANEXO-03 Calculo de la producción horaria en carguío de roca vs consumo promedio de combustible Tipo de maquina : excavadora CAT modelo 330 B Fecha

tiempo del ciclo C(min)

Capacidad del cucharón m3

Factor de cucharon

04/06/2010

1,33

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

50

7,6

05/06/2010

1,33

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

50

7,6

07/06/2010

1,33

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

50

7,6

08/06/2010

1,29

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

51,5

7,6

09/06/2010

1,25

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

53,1

7,6

11/06/2010

1,29

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

51,5

7,6

13/06/2010

1,25

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

53,5

7,6

14/06/2010

1,29

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

51,5

7,6

15/06/2010

1,33

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

50

7,4

17/06/2010

1,33

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

50

8,1

19/06/2010

1,29

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

51,5

7,6

20/06/2010

1,33

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

50

7,3

21/06/2010

1,29

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

51,5

7,1

22/06/2010

1,25

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

53,1

7,7

23/06/2010

1,25

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

53,1

7,7

24/06/2010

1,33

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

50

7,2

25/06/2010

1,29

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

51,5

8

26/06/2010

1,29

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

51,3

7,7

27/06/2010

1,37

1,9

0,7

1,33

60,0

0,83

48,4

7,6

Producción Rendimiento por ciclo q promedio (m3) q/C(m3/h)

Eficiencia horaria promedio EH

consumo Producción promedio de horaria combustible m3/h gln/h

103

ANEXO-04 Eficiencia de trabajo en carguío de roca Tipo de maquina: Excavadora CAT modelo 330B

Fecha 04/06/2010 05/06/2010 07/06/2010 08/06/2010 09/06/2010 11/06/2010 13/06/2010 14/06/2010 15/06/2010 17/06/2010 19/06/2010 20/06/2010 21/06/2010 22/06/2010 23/06/2010 24/06/2010 25/06/2010 26/06/2010 27/06/2010

Coeficie nte horario (EH) 0,32 0,67 0,52 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,83 0,91 0,91 0,83 0,91

Coeficiente de adaptabilidad A 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

B 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

C 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67

D 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

Coeficiente de utilización E 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67

Promedio 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77

F 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

G 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

H 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Promedio 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78

Coeficiente general CG 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59

Eficiencia de trabajo ET 0,19 0,4 0,31 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53

0,47 104

ANEXO-05 Calculo de la producción horaria en extracción de roca vs consumo de combustible Tipo de maquina: excavadora CAT modelo 330B Ubicación de cantera cantera:ACOLLA Sicaya

Fecha

Volumen de roca

Tiempo

mJ

h

385 388 236 350 220

8 9 5 8,4 6

03/05/2010 04/05/2010 05/05/2010 06/05/2010 07/05/2010

Rendimiento Eficiencia Producción Consumo de promedio Horaria horaria combustible hrs efectivas mJ/h EH m3/h gln/h 48 0,83 40 7,5 43 0,83 36 7,8 47 0,83 39 7,5 42 0,83 35 8,3 37 0,83 30 8,3

Cuadro N° 2.2 Eficiencia de trabajo en extracción de roca Tipo de maquina: excavadora CAT 330B Ubicación de cantera:ACOLLA Fecha

Coeficiente horario

02/05/2010 03/05/2010 04/05/2010 05/05/2010 06/05/2010 07/05/2010

(EH) 0,83 0,91 0,83 0,83 0,91 0,83

Coeficiente de adaptabilidad A 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

B 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

C 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

D 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

Coeficiente de utilización E 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Promedio 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

F 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

G 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

H 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Promedio 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

Coeficiente general

Eficiencia de trabajo

ca 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64

ET 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53

105

ANEXO-06 Calculo de la producción en descolmatacion de cauce y consumo de combustible Tipo de maquina : Excavadora CAT modelo 330B

Nº

Fecha

Tramo del ciclo

q*3600/C

1 08/06/2010

(seg) 54,5

m3/h 138

2 09/06/2010

54,5

3 10/06/2010 4 11/06/2010

Consumo promedio Eficiencia Producción de horaria horaria combustibl e EH 0,9

m3/h 124,2

gln/h

138

0,9

124,2

7,2

54,5

138

0,9

124,2

7,3

54,5

138

0,9

124,2

7,3

5 12/06/2010

54,5

138

0,9

124,2

7,3

6 13/06/2010

54,5

138

0,9

124,2

7,3

7 14/06/2010

54,5

139

0,9

124,2

7,0

8 17/06/2010

54,5

138

0,9

124,2

7,7

9 18/06/2010

54,5

138

0,9

124,2

7,4

7,3

10

19/06/2010

54,5

138

0,9

124,2

7,3

11

20/06/2010

54,5

160

0,9

144,0

7,4

12

21/06/2010

54,5

160

0,9

144,0

7,3

13

22/06/2010

54,5

160

0,9

144,0

7,3

14

23/06/2010

54,5

161

0,9

144,0

7,4

106

ANEXO- 07 Eficiencia de trabajo en descolmatación de cauce Tipo de maquina : Excavadora CAT modelo 330B

Fecha

Coeficiente horario

08/06/2010 09/06/2010 10/06/2010 11/06/2010 12/06/2010 13/06/2010 14/06/2010 17/06/2010 18/06/2010 19/06/2010 20/06/2010 21/06/2010 22/06/2010 23/06/2010

(EH) 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91

Coeficiente de adaptabilidad A 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

B 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

C 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

D 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

Coeficiente general

Coeficiente de utilización E 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Promedio 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

F 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

G 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

H 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Promedio 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78

CG 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62

Eficiencia de trabajo ET 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56

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ANEXO ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA EXCAVADORA HIDRÁULICA Y TRACTOR DE ORUGA

108

14