2 Maquinarias Manual Resumen

 

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MAQUINARIAS DE LA CONSTRUCCIÓN

 

ÍNDI E  .............................................................................................................................. .................................................................................... ...................... 12  CAPITULO 1 ................................................................  ............................................................................................................... ............................................ 12  CONSIDERACIONES GENERALES ................................................................... 1.1 

NECESIDAD DE MECANIZACION DE LAS O OBRAS BRAS ....................................................................... 12 

1.2  1.3 

LA COMPETENCIA ENTRE EMPRESAS DE OBRAS PÚBLICAS .................................................. 12  ELECCIÓN DE MÁQUINAS ......................................................... ............................................................................................................. .................................................... 13 

1.4 

COMPRA O ALQUILER DE MÁQUINAS ..................................... ......................................................................................... .................................................... 13 

1.5 

LEASING .......................................................................................................................................... ........................................................................... ............................................................... 14 

¿QUÉ ES EL LEASING? ............................................................... .............................................................................................................................. ............................................................... 14  ¿QUÉ ES EL CONTRATO CO NTRATO DE LEASING?........................................................................................ LEASING?.......................... ......................................................................... ........... 15  EL ARRENDAMIENTO. ................................................................................................................ ................................................. .......................................................................... ........... 15  DEFINICIÓN DE CONTRATO DE LEASING ................................................................ ............................................................................................... ............................... 15  CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL CONTRATO C ONTRATO DE LEASING ............................................ ....................................................... ........... 16  VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS CONTRATOS DE LEASING .................................................. ...... ............................................ 16  ESPECIALIZACION ..................................................................................................................................... ................................................................................. .................................................... 17  LIMITACIONES EN LA APLICACIÓN DE MAQUINARIA ................................................................. ............................................................................ ........... 17 

CAPITULO 2 ................................................................  .............................................................................................................................. .................................................................................... ...................... 19  COSTOS DE EXPLOTACIÓN .......................................................................................................................... ........................................................... ............................................................... 19  GASTOS DE EXPLOTACION ....................................................... ...................................................................................................................... ............................................................... 19  DEPRECIACIÓN........................................................................................................................... ............................................................. ......................................................................... ........... 19  AMORTIZACIONES........................................................ ...................................................................................................................... ......................................................................... ........... 21  INVERSIÓN MEDIA ANUAL (IMA) ............................................................................................... .......................................................................................................... ........... 21  GASTOS DE FUNCIO FUNCIONAMIENTO NAMIENTO........................................................... ............................................................................................................... .................................................... 21  GASTOS GENERALES APLICABLES A LA MAQUINARIA ........................................................................ 23  CALCULO DE COSTOS SEGÚN SEOPAN ........................................................ ................................................................................................. ......................................... 23  NOMENCLATURA Y DEFINICIONES ................................................................................................... .......................................................................................................23  HIPÓTESIS Y CONCEPTOS BÁSICOS .................................................................................................. 24  a) 

Maquinaria .................................................................................................................................... ........................................................................................... ......................................... 24 

b) 

Interés medio medi o ..................................................................................................................... ................................................................................................................................ ........... 24 

c) 

Valor de reposición delas máquinas ............................................................... ............................................................................................. .............................. 25 

d) 

Reposición del capital ........................................................................................................ ................................................................................................................... ........... 25 

e) 

Reparaciones generales y conservación ordinaria ....................................................................... 25 

f)  Promedio de horas de funcionamiento anual ............................................................. ................................................................................... ...................... 25  g) 

Promedia anual de días laborables de puesta a disposición ........................................................ 25 

h) 

Seguro y otros gastos fijos.................................. fijos................................................................................................. .......................................................................... ........... 25 

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ESTRUCTURA DEL COSTE .............................................................................. ............. .......................................................................................................... ......................................... 25  a) 

Coste intrínseco ............................................................. ............................................................................................................................ ............................................................... 25 

b) 

Coste complementario .............................................................. .................................................................................................................. .................................................... 26 

ORDENACION DE LA MAQUINARIA .................................................................................... .......................................................................................................... ...................... 27  RENTABILIDAD DE LAS L AS INVERSIONES EN MAQUINARIA ..................................................... ........................................................................... ...................... 27  CALCULO DE LA TASA DE RENDIMIENTO MEDIO .................................................................................. 27  CALCULOS DEL PERIODO DE RECUPERACION DEL CAPITAL ............................................................. 27  CALCULO DE LA RENTABILIDAD SIN AJUSTAR EL TIEMPO ................................ ................................................................. ................................. 27  CALCULO DE LA RENTABILIDAD AJUS AJUSTADA TADA EN EL TIEMPO ................................................................ 27  OTRAS EXPRESIONES PRÁCTICAS UTILIZADAS EN EL CÁLCULO DE LA FINANCIACIÓN DE EQUIPOS  ...............................................................................................................................................  ................................................................................. .................................................................................... ...................... 28  Intereses equivalentes ....................................................................................................... ............................................................................................................................. ...................... 28  Método francés de amortización .............................................................................................................. ................................................................................................... ........... 28  Método alemán de amortización. Cuotas anuales constantes ................................................................. ...................................................... ........... 29  Método americano o de las cuotas fijas ................................................................................................... .......................................................... ......................................... 29  DETERMINACIÓN DEL FINAL DE D E LA VIDA ECONÓMICA DE UNA MÁQUINA ............................................ 29  Método Gráfico ....................................................................................................................... ......................................................... .................................................................................... ...................... 30  VIDA ECONÓMICA ÚTIL DE LOS EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN ........................... ......................................................... .............................. 30  Tiempo Óptimo Ó ptimo De Sustitución................................................................. ..................................................................................................................... .................................................... 32  INFLUENCIA DE LA OFERTA Y LA DEMANDA EN LA DETERMINACIÓN DE LOS ALQUILERES DE LA MAQUINARIA ................................................................................................................................................... ....................................................................................................... ............................................ 32 

CAPÍTULO 3 ................................................................  .............................................................................................................................. .................................................................................... ...................... 33   ......................................................... .............................. 33  CONTROL DE MAQUINARIA Y MANTENIMIENTO ....................................................................................... NECESIDAD DEL CONTROL ...................................................................................................................... ....................................................... ............................................................... 33  SERVICIO DE REPARACIÓN DE MAQUINARIA ........................................................................................ .......................................................... .............................. 33  Escalonamiento ................................................................................................................. ................................................... .................................................................................... ...................... 33  Principios Fundamentales......................................................... ........................................................................................................................ ............................................................... 33  DESCRIPCIÓN DE LOS DIVERSOS ESCALONES .............................................................. .................................................................................... ...................... 33  Escalón 1º ............................................................ .......................................................................................................................... .................................................................................... ...................... 34  Escalón 2º ............................................................ .......................................................................................................................... .................................................................................... ...................... 34  Escalón 3º ............................................................ .......................................................................................................................... .................................................................................... ...................... 34  Escalón 4º (Talleres fijos) ............................................................................... ........................................................................................................................ ......................................... 35  REVISIONES PERIODICAS .............................................. ............................................................................................................. .......................................................................... ........... 37 

CAPÍTULO 4 ................................................................  .............................................................................................................................. .................................................................................... ...................... 38  ........................................................................................................................... .................................................................................... ...................... 38  LUBRICACIÓN ............................................................. 4.1 

LUBRICACION Y ADITIVOS ...................................................................................... ............................................................................................................ ...................... 38 

Funciones del lubricante: ......................................................................................................................... .............................................................................................................. ........... 39  4.2 

ADITIVOS ................................................................................................ ......................................................................................................................................... ......................................... 39 

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PROPIEDADES GENERALES DE LOS LO S ADITIVOS. .............................................. ............................................................................... ................................. 39  TIPOS DE ADITIVOS UTILIZADOS. .............................................................. ....................................................................................................... ......................................... 39  4.3 

ACEITES PARA TRANSMISIONES Y CAJAS DE ENGRANAJES .................................................. 41 

4.4 

ACEITES PARA CIRCUITOS HIDRAULICOS.................................................................................. HIDRAULICOS...................................... ............................................ 41 

Diversos tipos de fluido para circuito hidráulicos............................................................ .......................................................................................... .............................. 41  4.5 

ACEITES PARA COMPRESORES ............................................................................ .............. .................................................................................... ...................... 42 

4.5.1  4.5.2 

Aceites para compresores .................................................................................. ........................................................................................................ ...................... 42  Aceites para turbinas ..................................................................................................... ................................................................................................................ ........... 42 

4.5.3 

Otros tupos de aceites ........................................................................................ .............................................................................................................. ...................... 42 

4.6 

SEGUNDO GRUPO DE LUBRICANTES: LAS GRASAS ................................................................. ...................................................... ........... 42 

Características de las grasas ............................................................... ................................................................................................................... .................................................... 42  4.7 

CARBURANTES .................................................................................................................... ............................................................................................................................... ........... 42 

Cuidados especiales es peciales para lubricantes y carburantes ......................................................... ............................................................................... ...................... 43  Los planes de lubricación en obra ................................. ................................................................................................ .......................................................................... ........... 43 

CAPITULO 5 ................................................................  .............................................................................................................................. .................................................................................... ...................... 44  INSTALACIONES INSTALACION ES Y MOTORES ELECTRICOS .............................................................................................. 44  5.1 GENERALIDADES ........................................................ ...................................................................................................................... ......................................................................... ........... 44  5.1.1. Ventajas del motor eléctrico.......................................................................................................... eléctrico...................................................... .................................................... 44  5.1.2 derivación de líneas ........................................................................................................................ .................................................................................................. ...................... 44  5.1.3 Transformadores y equipos de conexión y maniobra ..................................................................... ............................................... ...................... 44  5.2 MAQUINAS ELECTRICAS ................................................................. ..................................................................................................................... .................................................... 44  5.2.1 Motores de corriente alterna ........................................................................................................... 45  5.2.2. Motores de corriente continua......................................... continua....................................................................................................... ................................................................45  5.2.3. Dispositivos de seguridad seg uridad en los motores eléctricos.................. eléctricos...................................................................... .................................................... 45  5.3 CALEFACCION ELECTRICA ................................................................................................................. 45 

CAPITULO 6: ....................................................................................  ................................................................................................................................................... ............................................................... 46  ........................................................... ......................................................................... ........... 46  MOTORES TERMICOS ......................................................................................................................... 6.1 TIPOS DE MOTORES TÉRMICOS.................................................... TÉRMICOS........................................................................................................ .................................................... 46  6.2 CARACTERISTICAS DIFERENCIALES DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA MÁS USUALES ................................................................................................................... ..................................................... ............................................................................................... ................................. 46  6.3 MOTORES DE GASOLINA .................................................................................................................... 46  6.4 MOTORES DIESEL ................................................................................................ ................................ ............................................................................................... ............................... 46  6.4.1. Clasificación de los motores Diésel ............................................................................................... 46  6.4.2. Los motores diésel de cuatro tiempos (acción simple) ......................... .................................................................. ......................................... 47  6.4.3. Los motores diésel de dos tiempos (acción simple)....................................................................... 47  6.4.4. Equipo de inyección ............................................................................................................ ....................................................................................................................... ........... 47  6.4.5. Bomba de barrido ........................................................... .......................................................................................................................... ............................................................... 48  6.4.6. Sobrealimentación ........................................................................................... .......................... ............................................................................................... .............................. 48  3

 

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6.5. DIVERSAS CLASIFICACIONES DE LA POTENCIA DE LO LOSS MOTORES TERMICOS ....................... 49  6.5.1. MEDIDAS DE LA POTENCIA ............................................................... ........................................................................................................ ......................................... 49  6.5.2. EVALUACIÓN DE LA POTENCIA CON EL FRENO DINAMOMÉTRICO........................... DINAMOMÉTRICO...................................... ........... 49  6.6. CURVAS CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES DIESEL .............................................................. 50  6.7. LIMITACIONES DE LA L A POTENCIA POR ALTURA .... ................................................................... .......................................................................... ........... 50  6.8. SISTEMA DE REFRIGERACION ................................................................ .......................................................................................................... .......................................... 50  6.9. AVERIAS Y FORMAS DE SUBSANARLAS.......................................................................................... ............................................................ .............................. 50  6.10. LA CALDERA DEL VAPOR ................................................................ ............................................................................................................ ............................................ 52 

CAPÍTULO 7 ................................................................  .............................................................................................................................. .................................................................................... ...................... 53  NEUMÁTICOS Y TRENES DE RODAJE DE ORUGA ..........  ......................................................................... .......................................................................... ........... 53  7.1. NEUMÁTICOS ............................................................................................. ............................ .......................................................................................................... ......................................... 53  7.1.2. NEUMATICOS DE LONAS SESGADAS .............................................. ....................................................................................... ......................................... 53  7.1.3. NEUMATICOS DE CONSTRUCCION RADIAL ....................................................... ............................................................................. ...................... 53  7.1.4. FORMA DE INDICAR EL TAMAÑO DE UN NEUMATICO ............................................................ 54  7.1.5. DIBUJO DE LOS NEUMATICOS ................................................................................................... .......................................................... ......................................... 54  7.1.6. CODIFICACION DE LOS TIPOS DE NEUMATICOS .................................................................... 54  7.1.7. USO DE LOS NEUMATICOS .................................................... ........................................................................................................ .................................................... 55  7.1.8. PRESION DE INFLADO ................................................................................................................ ............................................................................... ................................. 55  7.1.9. RECOMENDACIONES DE INFLADO .................................................. ........................................................................................... ......................................... 56  7.1.10. TRANSPORTE DE LA MAQUINA POR CARRETERA..................................................... CARRETERA................................................................ ........... 56  7.1.11. ALGUNAS NORMAS IMPRESCINDIBLE DE MANTENIMIENTO ............................................... 56  7.1.12. PROTECCION DE LOS NEUMATICOS CON CADENAS ........................................................... 57  7.2. TRENES DE RODAJE DE ORUGAS ........................................................... .................................................................................................... ......................................... 57  7.2.1. TRENES RODAJE DE TRACTORES .............................................................. ............................................................................................ .............................. 57  7.2.2. Rodajes de excavadoras ............................................................................................................... 57 

CAPÍTULO 8 ................................................................  .............................................................................................................................. .................................................................................... ...................... 58  EMBRAGUES, TRANSMISIONES Y FRENOS DE MÁQUINA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS .................. 58  EMBRAGUES, 8.1 CONSIDERACIONES TEORICAS ......................................................................................................... ................................................................................... ...................... 58  8.2. PARTES DE QUE CONSTAN LOS MAECANISMOS DE MODIFICACION DEL PAR ......................... 58  8.3 EMBRAGUES .............................................................. ............................................................................................................................ ......................................................................... ........... 58  8.4. CONVERTIDOR DE PAR ..................................................................................................................... ...................................................... ............................................................... 58  8.5 CAJA DE CAMBIOS............................................................................................................................... ................................................................ ............................................................... 59  Cajas de cambios ordinarios .................................................................................................................... ................................................................ .................................................... 59  Cajas de cambio de trenes planetarios .................................................................................................... ........................................................... ......................................... 60  8.6. DIVISOR PAR ....................................................................................................................................... ................................................................................................................. ...................... 62  8.7 GRUPO GRU PO CONICO .......................................................... ........................................................................................................................ ......................................................................... ........... 63  8.8 MANDOS FINALES................................................................. ................................................................................................................................ ............................................................... 64 

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8.9 LOS FRENOS EN LAS MAQUINAS DE M MOVIMIENTO OVIMIENTO DE TIERRAS .................................................. 65  Tipos de frenos ....................................................................................................... ........................................................................................................................................ ................................. 65  Accionamiento del freno ...................................................................... ..... ..................................................................................................................... .................................................... 67  Entretenimiento de los frenos ............................................................................................ .................................................................................................................. ...................... 67  8.10 LOS LO S MANDOS HIDRAULICOS ............................................................................................................ ........................................................ .................................................... 67   .............................................................................................................................. .................................................................................... ...................... 69  CAPITULO 9 ................................................................  ...................................................................................................... .......................................................................................................... ............................................ 70  EXPLOSIVOS ........................................ 9.1 EL PROCESO DE ROTURA POR EXPLOSION ................................................................................... ............................................................. ...................... 70  9.2 CARACTERISTICAS DE LOS EXPLOSIVOS........................................................................................ .......................................................... .............................. 70  9.3 PRINCIPALES CONDICIONES PARA LA ELECCION DE UN EXPLOSIVO ........................................ 71  9.4 MÉTODOS DE CARGA .......................................................... ......................................................................................................................... ............................................................... 71  9.5 TIPO DE EXPLOSIVOS ......................................................................................................................... .............................................................................................................. ........... 71  9.6 CEBOS EXPLOSIVOS ........................................................................................................................... ................................................................................................................ ........... 72  9.7 MECHAS ............................................................ .......................................................................................................................... .................................................................................... ...................... 74  9.8 GENERADORES DE CORRIENTE CO RRIENTE ...................................................................... ....................................................................................................... ................................. 74  9.9 EXPLOSORES............................................................................................................................ .............................................................. ......................................................................... ........... 74   ............................................................................................................................ .................................................................................... ...................... 74  CAPITULO 10 ..............................................................  .................................................................................................................. .................................................................................... ...................... 75  AIRE COMPRIMIDO .................................................... 10.1 GENERALIDADES ............................................................................................................................... ................................................................ ............................................................... 75  10.2 LOS COMPRESORES ......................................................................................................................... .............................................................................................................. ........... 75  Elementos fundamentales fu ndamentales comunes ....................................................................... ........................................................................................................ ................................. 75  10.4 MEDIDA DE LA PRESION Y EL CAUDAL DE AIRE COMPRIMIDO ................................................... 80  10.5 CONSUMO DE POTENCIA ................................................................................ ................................................................................................................. ................................. 80  10.6 DIFERENTE TIPOS Y DETALLES DE LAS INSTALACONES DE AIRE COMPRIMIDO .................... 80  10.7 RENDIMIENTOS DEL COMPRESOR ................................................................ ................................................................................................. ................................. 81  10.9 DEPOSITO DE AIRE. CALDERINES .......................................................... ................................................................................................... ......................................... 82  10.10 LAS CONDUCCIONES DE AIRE COMPRIMIDO .............................................................................. 82  10.11 HUMEDAD Y FORMACION DE HIELO .................................................... ............................................................................................. ......................................... 83  PLANIFICACIÓN DE LOS TRABAJOS DE CANTERA O DE EXCAVACIÓN EN ROCA ............................ 84 

CAPITULO 14 ..............................................................  ............................................................................................................................ .................................................................................... ...................... 84   ........................................................................................................ ......................................... 85  EQUIPOS DE SONDEO, CLAVA HINCA  ............................................................... 14.1. MAQUINARIAS DE SONDEO ......................................................... ............................................................................................................. .................................................... 85  14.1.1. Equipos de Sondeo por Percusión ............................................................................................... ................................................................ ............................... 85  14.1.2. Sondas Rotativ Rotativas as .......................................................... ......................................................................................................................... ............................................................... 87  14.2 MAQUINARIA DE CLAVA E HINCA ................................................ .................................................................................................... .................................................... 87 

CAPITULO 15 ..............................................................  ............................................................................................................................ .................................................................................... ...................... 89   ........................................................................................................................... .................................................................................... ...................... 89  VENTILACIÓN .............................................................

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15.1. GENERALIDADES SOBRE EL AIRE Y LA VENTILACION ................................................................ 89  15.1.1. El aire que respiramos ................................................................................................................. 89  15.1.2. Algunas definiciones .................................................................................................................... ......................................................................................................... ........... 89  15.1.3. La ventilación en las obras....................................................... obras........................................................................................................... .................................................... 90  15.2. LOS GASES TOXICOS........................................................ ....................................................................................................................... ............................................................... 90  15.3. PARTES QUE SE COMPONEN UNA INSTALACION DE VENTILACION .........................................90  15.4. LOS TIPOS DE VENTILACION........................................................................................................... VENTILACION....................................................... .................................................... 90  15.5. PRESIONES Y CAUDALES DE VENTILACION ................................................................................. 91  15.6 PRESIONES ESTATICAS, DINAMICAS Y TOTALES .............................................................. ......................................................................... ........... 91  15.7. LAS CANALIZACIONES DEL AIRE Y PERIDAS DE CARGA ............................................................ 91  15.8. NECESIDAD DE AIRE PURO ............................................................................................................. ......................................................... .................................................... 93  15.8.1. Aire Necesario ......................................................................... ........ ..................................................................................................................... .................................................... 93  15.9. EVALUACION DE LA PRESION DE TRABAJO Y POTENCIA NECESARIA ..................................... 93  15.10 PARTES QUE Q UE COMPONEN UN VENTILADOR ................................................................................ 93  15.11. CLASIFICACION DE LOS VENTILADORES Y REGULACION ........................................................ 94  15.11.1. Por tipos de diseño ................................................................ .................................................................................................................... .................................................... 94  15.11.2. Por su Utilización .............................................................................. ....................................................................................................................... ......................................... 95  15.11.3. Por su presión ................................................................................................................. ............................................................................................................................ ........... 96  15.11.4. Regulación del caudal de los ventiladores ........................................................... ................................................................................. ...................... 96  15.12. PUNTO DE FUNCIONAMIENTO DEL CONJUNTO VENTILADOR/CONDUCCION ........................ 96  15.13. ELECCION DE VENTILADOR SEGÚN LA PRESION REQUERIDA ................................................ 97  15.14. LEYES DE LOS VENTILADORES ........................................................... .................................................................................................... ......................................... 97 

CAPÍTULO 16 ..............................................................  ............................................................................................................................ .................................................................................... ...................... 98  MAQUINAS DE ELEVACIÓN ...........................................................  .......................................................................................................................... ............................................................... 98  16.1 MAQUINAS ELEMENTALES DE ELEVACIÓN .............................................................. .................................................................................... ...................... 98  16.1.1 Gatos mecánicos .......................................................................................................................... ................................................................................. ......................................... 98  16.1.2 Gato G ato hidráulico ................................................................................................ .............................................................................................................................. .............................. 98  16.1.3 Torno manual .......................................................................................................... ................................................................................................................................ ...................... 99  16.1.4 Torno diferencial ........................................................................................................................... .................................................................................. ......................................... 99  16.1.5 Mecanismo diferencial ...................................................................... .................................................................................................................. ............................................ 99  16.1.6 El cabrestante mecánico ........................................................... ............................................................................................................. .................................................. 100  16.2 MAQUINAS DE ELEVACIÓN CO COMPUESTAS MPUESTAS................................................................ ................................................................................... ................... 100  16.2.1 Grúa ligera de obra ..................................................................................................................... ........................................................ ............................................................. 100  16.2.2 Grúa G rúa .................................................................................................... ........................................................................................................................ .................... 101  16.2.3 Grúas móviles ............................................................................................................................. .................................................................................................................... ......... 101  16.2.4 Grúas Torre.......................................................... ........................................................................................................................ ....................................................................... ......... 102  16.2.5 Grúas de puerto .......................................................................................................................... .............................................................................................. ............................ 104 

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16.2.6 Puentes grúas ......................................................................................................... ............................................................................................................................. .................... 104  16.2.7 Grúas ferroviarias ..................................................................... .... ................................................................................................................... .................................................. 104 

CAPÍTULO 17 ........................................................................  ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 105  CONDICIONES DE RODADURA ................................  .............................................................................................. .................................................................................. .................... 105  17.1 GENERALIDADES ............................................................................................................................. ................................................................ ............................................................. 105  17.2 RODADURA SOBRE NEUMATICOS ................................................................. ................................................................................................ ............................... 105  17.3 RESISTENCIA A LA RODADURA DE LOS TRACTORES DE ORUGAS O CADENAS ................... 105  17.4 MAQUINAS SOBRE LLANTAS RIGIDAS (FERROCARRILES) ........................................................ .................................... .................... 106 

CAPÍTULO 18 ........................................................................  ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 107  LAS MAQUINAS DE EXCAVACION DE TIERRAS  .........................  ...................................................................................... ............................................................. 107  18.1 GENERALIDADES ............................................................................................................................. ................................................................ ............................................................. 107  18.2 TIPOS DE MAQUINAS .................................................................... ...................................................................................................................... .................................................. 107  18.3 DIMENSIONES DE LAS MAQUINAS ................................................................. ................................................................................................ ............................... 108  18.4 TIPOS DE TRABAJO ......................................................................................................................... ............................................................ ............................................................. 108  18.5 ELEMENTOS PRINCIPALES DE LAS MAQUINAS DE MO MOVIMIENTO VIMIENTO DE TIERRAS ...................... 108  18.6 CARACTERISTICAS Y CONSTITUCION DE LOS DIVERSOS TIPOS ............................................. 109  18.6.1 Excavadoras ...................................................................................................................... ........................................................ ....................................................................... ......... 109  18.6.2 Retroexcavadora......................................................................................................................... ............................................................ ............................................................. 109  18.6.3 Dragalina, cuchara de almeja y grúa .............................................................. .......................................................................................... ............................ 109  18.7 SELECCION DE LAS MAQUINAS .............................................................. ..................................................................................................... ....................................... 109  18.7.1 Selección de una excavadora .............................................................. ..................................................................................................... ....................................... 109  18.7.2 Selección de una gradalina ....................................................... ......................................................................................................... .................................................. 110  18.7.3 Selección de una retroexcavadora....................................................... retroexcavadora.............................................................................................. ....................................... 110  18.7.4 Selección de cuchara se almeja y grúas ..................................................................................... ......................................................... ............................ 110  18.8 PALAS CARGADORAS DE GALERIA ........................................................ ............................................................................................... ....................................... 110  18.9 EXCAVADORAS ESTACIONARIAS .................................................................................................. 110  18.10 EQUIPOS DE EXCAVACION HIDR HIDRAULICOS AULICOS ............................................................. ................................................................................. .................... 110   ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 112  CAPÍTULO 19 ........................................................................ ............................................................... .................................................................................. .................... 112  EL TRACTOR............................................................................................................................. 19.1 INTRODUCCION ............................................................................................................................... 112  19.2 TIPOS DE TRACTORES ................................................................. ................................................................................................................... .................................................. 112  19.3 POTENCIAS MÁS NORMALES....................................................... ......................................................................................................... .................................................. 112  19.4 EL TRACTOR DE O ORUGAS RUGAS ............................................................ .............................................................................................................. .................................................. 112  19.4.1 Bastidor ................................................................ .............................................................................................................................. ....................................................................... ......... 113  19.4.2 Soporte de las orugas ............................................................... ................................................................................................................. .................................................. 113  19.4.3 Motor diésel .............................................................................. ............. ................................................................................................................... .................................................. 113  19.4.4 Embrague principal ............................................................................................................ ..................................................................................................................... ......... 113 

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19.4.5 Caja Caj a de velocidades....................................................... .................................................................................................................... ............................................................. 113  19.4.6 Orugas ............................................................................................................................... ................................................................ ........................................................................ ......... 113  19.4.7 Embragues y frenos de dirección ......................................................... ................................................................................................ ....................................... 113  19.4.8 Mandos finales ............................................................................................................................ ............................................................... ............................................................. 114  19.4.9 Toma de fuerza y controles hidráulicos y de cable ............................................................ ..................................................................... ......... 114  19.5 PARTES DE QUE SE COMPONEN LOS TRACTORES DE NAUMATICOS .................................... 115  19.5.1 Neumáticos .................................................................... ................................................................................................................................. ............................................................. 115  19.5.2 Dirección Direcc ión .............................................................. ............................................................................................................................ ....................................................................... ......... 115  19.5.3 Manera de asegurar la adherencia en condiciones di difíciles fíciles en los tractores de neumáticos ...... 115  19.6 VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS DIVERSOS TIPOS DE TRACTORES ..........................116  19.7 APAREJOS QUE Q UE PUEDAN ACOPLARSE A LOS TRACTORES ...................................................... 116  19.7.1 Bulldozer o dozer de hoja rec recta ta .............................................................................. .................................................................................................. .................... 116  19.7.2 Angledozer o dozer de hoja regulable ..... .................................................................... ................................................................................... .................... 116  19.7.3 Campo de empleo del bulldozer y del angledozer ...................................................................... 117  19.7.4 Ripper .......................................................................................................... ............................................ ............................................................................................. ............................... 117  19.8 MOTONIVELADORA ..................................................................................................... ...................................... ................................................................................... .................... 118  19.9 LAS PALAS CARGADORAS SOBRE NEUMATICOS Y SOBRE ORUGAS ...................................... 119  19.10 ROMPEDORES HIDRAULICOS INSTALADOS SOBRE PALAS C CARGADORAS ARGADORAS .......................... 119 

CAPÍTULO 20 ........................................................................  ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 120  LOS ELEMENTOS DE TRANSPORTE ............................................  ......................................................................................................... ............................................................. 120  20.1 TIPOS DE MAQUINAS .................................................................... ...................................................................................................................... .................................................. 120  20.2 MAQUINAS QUE REALIZAN LA CARGA Y EL TRANSPORTE........................................................ 120  20.3 ELEMENTOS ESPECIFICOS DE TRANSPORTE ............................................................................. ......................................................... .................... 120  20.3.1 Transporte ligero ..................................................................................................... ......................................................................................................................... .................... 120  20.3.2 Transporte pesado .................................................................................................. ...................................................................................................................... .................... 120 

CAPÍTULO 21 ........................................................................  ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 122   .......................................................................................... ............................................................. 122  MAQUINARIA DE TRATAMIENTO DE ÁRIDOS  ............................. 21.1  MACHAQUEO ................................................................................................................................ ................................................................... ............................................................. 122  21.1.1  LOS ALIMENTADORES ......................................................................................................... ....................................................... .................................................. 122  21.1.2  TIPOS DE MACHACADORES Y SU APLICACIÓN BÁSICA ................................................. 123  21.1.3  MAQUINAS PARA EL MACHAQUEO PRIMARIO ............... ................................................................. .................................................. 123  21.1.4  MAQUINAS PARA EL MACHAQUEO FINO O SECUNDARIO .............................................. 124  21.1.5  MACHACADORAS DE MANDÍBULA MAND ÍBULA ..................................................................................... ............................................................................ ......... 124  21.1.6  LAS MACHACADORAS GIRATORIAS ................................................... .................................................................................. ............................... 125  21.1.7  MACHACADORAS DE IMPACTO Y PERCUSIÓN (O DE MARTILLO) ................................. 125  21.1.8  MACHACADORAS DE CILINDROS ........................................................... ....................................................................................... ............................ 126  21.1.9  MOLINOS DE BOLAS ............................................................................. ............................................................................................................ ............................... 127 

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  21.1.10 

MATERIALES EMPLEADOS EN LAS MANDÍBULAS, CONCAVOS ................................. ........................ ......... 127 

21.1.11 

DIMENSIONES DE LAS MACHACADORAS ...................................... ..................................................................... ............................... 127 

21.1.12 

ELECCIÓN DE LAS MACHACADORAS ............................................. ............................................................................ ............................... 127 

21.2  ELEMENTOS TRANSPORTADORES DE ÁRIDOS ....................................................................... 128  21.2.1  TIPOS DE TRANSPORTADORES ................................................................................ ......................................................................................... ......... 128  21.2.2  CINTAS DE TRANSPORTACIÓN TRANSPORTACIÓ N ................................................................................. .......................................................................................... ......... 128  21.2.3  PRODUCCIONES NORMALES NO RMALES DE LAS CINTAS .................................................................. ......................................................... ......... 129  21.2.4  ELEVADORES DE CONGILONES ......................................................................................... ............................................................. ............................ 130  21.2.5  TRANSPORTADORES REDLERS ......................................................................................... ............................................................. ............................ 130  21.2.6  TORNILLO DE ARQUÍMEDES ............................................................................................... 130  21.3  EQUIPOS DE CLASIFICACIÓN C LASIFICACIÓN Y EQUIPOS DE ALMACENAMIENTO DE ÁRIDOS ...................130  21.3.1  EL ELEMENTO DE CRIBADO ................................................................ .. ............................................................................................. ............................... 130  21.3.2  TIPOS DE CRIBAS ........................................................................................................ ................................................................................................................. ......... 130 

CAPÍTULO 22 ........................................................................  ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 131  VOLQUETE  ........................................................................................................................ ....................................................... ............................................................................................. ............................ 131  DEFINICIÓN............................................................................................................................................... 131  USO DE LOS CAMIONES VOLQUETES ................................................................... .................................................................................................. ............................... 131  NÚMERO DE CAMIONES REQUERIDOS PARA UNA OPERACIÓN DETERMINADA ........................... 132  Manera de obtener el máximo rendimiento ................................................................ ............................................................................................ ............................ 132  OPERACIONES .......................................................................................................... ......................................................................................................................................... ............................... 133  APLICACIONES ....................................................... ..................................................................................................................... .................................................................................. .................... 133  TIPOS ........................................................... ............................................................................................................................ ............................................................................................. ............................ 133  MANTENIMIENTO ..................................................................................................................................... ................................................................................... .................................................. 133  Mantenimiento de los Neumáticos ................................................................................................ ......................................................................................................... ......... 134  Examen de la Máquina .............................................................................................. .......................................................................................................................... ............................ 134  Prueba de la Tolva .......................................................... ........................................................................................................................ ....................................................................... ......... 134   ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 135  CAPÍTULO 23 ........................................................................ .......................................................... ....................................................................... ......... 135  EQUIPOS AUXILIARES ........................................................................................................................ ANDAMIOS ................................................................................................................................................ .............................................................................................. .................................................. 136  Partes de un Andamio tipo Ring Lock ............................................................. .................................................................................................... ....................................... 136  Los factores de riesgo en el uso de andamios sson on los siguientes: ............................................... ........................................................ ......... 136  Bomba De D e Conc Concreto reto ............................................................ .......................................................................................................................... ....................................................................... ......... 137  Equipos De Lanzado De Concreto ........................................................... ............................................................................................................. .................................................. 137  Vía Seca ............................................................................................................................ .............................................................. .................................................................................. .................... 137  Vía Húmeda Húmed a ......................................................... ....................................................................................................................... .................................................................................. .................... 138  ZANJADORA ..................................................... ................................................................................................................... ............................................................................................. ............................... 138  Excavadora de zanja de cadena .............................................................. ................................................................................................................ .................................................. 139 

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Excavadora de zanja portable ........................................................................................................... .................................................................................................................... ......... 139  Zanjadora de Brazo Inclinable ....................................................... .................................................................................................................... ............................................................. 139  El brazo de cangilones, ............................................................. .......................................................................................................................... ............................................................. 139  Nivelador de fondo, ....................................................................................................................... ......................................................... ....................................................................... ......... 140  Transportador de descarga, ................................................................. ................................................................................................................... .................................................. 140  ZANJADORAS DE RUEDAS DE CANGILONES ........................................................... ....................................................................................... ............................ 141  Cortadora De Disco Con Picas .................................................................................................................. 141  CAPITULO 24 ........................................................................  ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 142 

EQUIPOS DE PREPARACION Y TRANSPORTE DEL HORMIGON ............................................................ 142  24.2. HORMIGONERAS HO RMIGONERAS DE EJE HORIZONTAL ....................................................................................... 142  24.2 HORMIGONERAS DE EJE INCLINADO .............................. ........................................................................................... ............................................................. 142  24.3 HORMIGONERAS DE TRIPLE CONO .......................................................................... .............................................................................................. .................... 143  24.4 HORMIGONERAS DE TIPO CONTINUO CO NTINUO .......................................................................................... .............................................................. ............................ 143  24.5. VACIADO DE LAS HORMIGONERAS....................................................... HORMIGONERAS.............................................................................................. ....................................... 144  24.6. HORMIGONERA DE PLATO HORIZONTAL ........................................................ .................................................................................... ............................ 144  24.7. INSTALACIONES DE HORMIGONADO HO RMIGONADO EN ESTRELLA........................... ESTRELLA.................................................................. ....................................... 145  24.8. MEZCLADORES Y DOSIFICADORES ............................................................................................. 146  24.9. TRANSPORTE DEL HORMIGON HO RMIGON POR TUBERIA ... .................................................................. ........................................................................ ......... 147  24.10 MAQUINAS PAEA PROYECCIÓN DE HORMIGON Y MORTERO ................................................. 149  24.11. EQUIPOS DE INYECCIÓN .............................................................................. ............................................................................................................. ............................... 149 

CAPITULO 25 ........................................................................  ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 151  MAQUINAS ESPECÍFICAS DE CONSTRUCCION DE CARRETERAS  ...........................  ....................................................... ............................ 151  25.1. MÁQUINAS PARA FIRM FIRMES ES BITUMINO BITUMINOSOS SOS .....................  ....................................................................... .................................................. 151 

25.1.1. Plantas asfálticas ..................................................................................................................  ................................................................ .................................................. 151  25.1.2. LA EXTENDEDORA- ACABADORA .......................................................... ACABADORA ...................................................................................... ............................ 157  25.1.3.  COMPACTACION Y COMPACTADORES ........................................................................ ............................................................... ......... 157  25.2.  MÁQUINAS PARA CONSTRUCCIÓN DE FIRMES DE HORMIGON .................................... 162   ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 163  CAPÍTULO 26 ........................................................................ ....................................................... ............................................................. 163  FIABILIDAD DE LOS EQUIPOS .................................................................................................................... 26.1 LA SITUACION REAL DE LOS BIENES DE EQUIPO EN CIERTOS PAISES .................................. 163  26.2 LA INVERSION OPERATIVA........................................................... ............................................................................................................. .................................................. 163  26.3 SEGURIDAD Y REDUNDANCIA ................................................................ ....................................................................................................... ....................................... 164  26.4 FIABILIDAD Y AVERIA ............................................................................... ...................................................................................................................... ....................................... 164  26.5 DEFINICIONES QUE AFECTAN AL ESTUDIO DE LOS EQUIPOS .................................................. 165  26.6 POLITICA DE DEPARACION Y MANTENIMIENTO .......................................................................... 166  26.7 LOS PROCESOS DE MARKOV .................................................................................... ........................................................................................................ .................... 167   ....................................................................................................................................... ........................................................................ ......... 168  CAPÍTULO 27 ........................................................................

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PLANIFICACIÓN DE LAS OBRAS Y MECANIZACIÓN .....................................  ............................................................................... .......................................... 168  27.1 GENERALIDADES ............................................................................................................................. ................................................................ ............................................................. 168  27.2 DEFINICIONES Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES ............................................................. ...................................................................... ......... 168  27.3 PROCESO DE CÁLCULO ................................................................................................................. 171  27.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................................................................ 173  27.5 TRABAJOS COMPLEMENTARIOS DEL PERT Y GRÁFICOS DE GANTT G ANTT ...................................... 173 

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CAPITULO 1 CONSIDERACIONES GENERALES 1.1 NECESIDAD DE MECANIZACION DE LAS OBRAS En los países desarrollados, desde hace ya muchos años se da por sentado que cualquier trabajo de obras públicas debe ser desarrollado con máquinas. En los países subdesarrollados y en vías de desarrollo, en los que el desempleo estacional constituye un problema, la mano de obra como elemento de construcción directo puede llegar a tener gran importancia. El creciente desarrollo industrial en muchos países lleva consigo el que confíe al hombre trabajos más finos y más en consonancia con su capacidad creadora que con su esfuerzo muscular. Por otra parte, en muchos casos, no puede conseguirse la adjudicación adjudicac ión de una obra en un concurso o subasta, si no se presenta una relación completa y adecuada de la maquinaria a emplear que garantice plazos y calidades. Es más, en una gran parte de concursos importantes, la relación de maquinaria que el contratista aporte es base de la de seguridad en el cumplimiento de sus compromisos; en muchos casos se su exige contractualmente la obligación dejar afectada a una determinada   obra ciertas maquinas “clave” para ejecución. Independientemente de lo dicho, hay una serie de unidades de obra que no son factibles a mano, entre los cuales pueden citarse:        

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Las cimentaciones por aire comprimido. Pilotaje de múltiples tipos. Dragados de cualquier tipo. Soldadura de estructuras metálicas, etc.

No debe olvidarse, por otra parte, que de los tres elementos productivos presentes en una obra cualquiera: mano de obra, materiales y maquinaria, es sobre todo la mano de obra la que debe, recibir las mayores atenciones. Por otra parte, la técnica actual exige una mayor ma yor especialización. Esta especialización permite obtener mayores rendimientos y, consecuentemente, costos decrecientes, así como la mejora salarial del obrero especializado. Es lógico suponer que con una tecnología avanzada el obrero especializado debe manejar maquinas cada vez más complejas, y precisamente en razón de esta complejidad y del rendimiento obtenido debe también estimarse el salario a percibir.

1.2 LA COMPETENCIA ENTRE EMPRESAS DE OBRAS PÚBLICAS

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Cuando una empresa estudia la posibilidad de incrementar el número de máquinas de su parque, se suele tener más en cuenta el criterio seguido por la competencia que las razones de organización propia.   Así, por ejemplo, si se trata de competir con otras empresas en el mercado de excavaciones mecanizadas de zanjas, una de las primeras consideraciones que hará cualquier contratista es conocer cuántas y que tipo de zanjadoras tienen sus competidores, y después ver la posibilidad de adquirir alguna a buen precio o con ventajas de rendimiento sobre aquellas; pero lo que jamás hará es el hacerlas a mano o mediante maquinas anticuadas. Si siguiera este último camino, sería más largo su plazo, y su costo, mayor. Si como consecuencia de todo lo dicho, las empresas se mecanizan cada vez más, no puede un competidor rezagarse en esta carrera, pues quedarse atrás seria funesto, ya que no poder ofrecer en los concursos precios y plazos adaptados a la tónica general equivale sin duda a quedarse sin obras. Eso no quiere decir que comprar muchas maquinas sea lo mejor. Hay que comprarlas con tino. Hay que pensar no solamente en la función que pueden ejecutar inmediatamente. Deben tenerse en cuenta los trabajos que, en la coyuntura presente del mercado, puedan lógicamente conseguirse. Conviene prever la financiación completa para la adquisición de las máquinas, para así no verse en la desagradable situación de tener que solicitar empréstitos adicionales, que nunca se consiguen en buenas condiciones por la premura con que se solicitan.

1.3 ELECCIÓN DE MÁQUINAS No se insistirá lo suficiente en los estudios necesario para elegir una máquina. Si hemos estado acertado en su elección, es lógico que nuestro mercado vaya en expansión, y que, al poco tiempo, tengamos que adquirir más. Como es lógico, también debemos comprar preferentemente maquinas iguales a la primera, del mismo tipo y marca, no solamente porque nuestro éxito pasado se deba en buena parte a ello, sino porque el personal para manejarlas estará acostumbrado a solventar sus pequeñas averías ave rías y reparaciones, y no precisaremos de un gigantesco stock en almacén de piezas pi ezas de repuesto, que sin duda, sería necesario tener ten er si cada maquinaria fuera de distinto tipo, y fabricante. Por otra parte, el todos los tipos de máquinas hay fabricantes acreditados, su crédito se debe a haber resuelto buen número de problemas anteriores compradores, y por eso y por su mejor calidad, casi siempre compensan aunque su costo sea algo mayor. El fabricante serio, además, posee en su almacén piezas de repuesto, los que nos ahorran tenerlos en el nuestro.

1.4 COMPRA O ALQUILER DE MÁQUINAS Es claro que para el constructor de importancia, lo rentable generalmente es la adquisición de la máquina, ya que tiene trabajos donde amortizarlas con seguridad, mientras que para el pequeño lo interesante, en muchos casos, es alquilarla en cuanto la necesita, porque su adquisición resulta demasiado onerosa para su organización de recursos limitados. Ahora bien, ambos tienen el mismo problema: Los primeros el control de los costos de utilización de la maquinaria que poseen y los segundos la organización de su sistema económico de contratación de obras, de tal manera que sea adecuado a la oferta de maquinarias y equipos. En líneas generales, los criterios que pueden servir para la toma en alquiler de los equipos, uso adquisición, depende de la forma fundamental de las condiciones locales de cada obra. No obstante, puede darse como indicaciones las observaciones que a continuación se enumeran:

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-  En las empresas de obras públicas dedicadas a movimientos de tierras, el alquiler resulta muchas veces de la necesidad, de un complemento del equipo, ya sea debido a trabajos excepcionales, ya sea por necesidades surgidas de las condiciones meteorológicas, o de los plazos exigidos. En todo caso, el plazo más común de alquiler, varía entre dos / tres meses y un año; la parte del parque alquilado alcanza hasta un 60 % o más del equipamiento de una obra. -  En los equipos de movimientos de tierras el alquiler se produce al menos en un 80% de los casos con conductor; y, en general; cuando se alquila al quila más de 5 máquinas a la misma empresa, aquellos quedan acompañadas de un responsable de explotación de un responsable mecánico. -  En trabajos de cierta relevancia, el contrato de alquiler que liga a las dos partes debe definir el coeficiente de disponibilidad que se fija entre el 90 y 95 %. -  Existe, en general, en las contrataciones de máquinas de movimientos de tierras, un mínimo de horas h oras referidas al día, semana, mes o año. En contratos importantes, tanto en máquinas como c omo permanencia de las mismas en la obra, existen diversas formas de tarificación posibles, que comprenden el precio por hora de funcionamiento, el precio de inmovilización (salvo avería), el precio de indemnización por condiciones meteorológicas adversas, etc. -  En muchos países existen agrupaciones de sociedades de alquiler de tamaño pequeño y medio, para las diversificaciones de sus riesgos. En general, estos equipos resultan de usos más interesantes de aquellos que pertenecen a sociedades pequeñas, o no sindicadas. -  Salvo en obras de tamaño excepcional excepc ional y tratándose de empresas de tipo pequeño y medio, se puede considerar el alquiler, siempre que no se alcances las mil horas de trabajo de un equipo, en todo caso, la consideración final debe ser hecha de acuerdo con un criterio de rentabilidad.

1.5 LEASING ¿QUÉ ES EL LEASING? La palabra leasing traducida al español significa: ‘’arrendamiento’’ y sirve para denominar a una operación de

financiamiento de máquinas, viviendas u otros bienes. Sistema de arrendamiento de bienes de equipo mediante un contrato en el que se prevé la opción de compra por parte del arrendatario. La empresa que hace LEASING. Hace la adquisición a su nombre y luego la deja en arriendo a un tercero. Esta consiste en un contrato de arriendo de equipos mobiliarios (por ejemplo, vehículos) e inmobiliarios (por ejemplo, oficinas) por parte de una empresa especializada, la que de inmediato se lo arrienda a un cliente que se compromete a comprar lo que haya arrendado en la fecha de término del contrato. Es común que las empresas fabricantes de máquinas no dispongan de capacidad de financiamiento propia para ofrecerle a sus clientes, esto sumado a las dificultades de muchos clientes para acceder a créditos blandos otorgados por entidades bancarias, complica bastante el panorama del empresario que desea adquirir maquinaria. El leasing es una herramienta de financiación que permite la renovación tecnológica sin endeudarse. Es un alquiler con opción a compra de bienes y equipos. La operatoria del leasing está regulada regula da por la ley 25.248 del año 2000. Es ofrecido por bancos oficiales, bancos privados, compañías financieras y compañías de leasing. Es un medio de financiación a mediano y largo plazo (normalmente 5 años) que se realiza entre la empresa “prestadora” (banco o compañía) y la empresa “tomadora” (interesada en adquirir una máquina). El prestador

compra la máquina y se la alquila al tomador.

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En el contrato de alquiler se estipula el plazo p lazo y la cantidad de cuotas de leasing. Desde el punto de vista vis ta de las pequeñas y medianas empresas, se confirma que esta operatoria se ha convertido en la herramienta más adecuada para ampliar la capacidad de producción, porque es más accesible para ellas que el crédito convencional. Una vez vencido el plazo de arrendamiento, se puede elegir entre: ● adquirir el bien, pagando una última últ ima cuota de “valor residual”.   ● renovar el contrato de leasing por otra máquina, lo cual evita la obsolescencia de los equipos.   ● no ejercer la opción a compra, entregando el bien al arrendador.  

¿QUÉ ES EL CONTRATO DE LEASING? El contrato de leasing o también conocido como arrendamiento financiero es una forma de financiar la compra de activos fijos que tienen un gran coste. En primer lugar, vamos a definir arrendamiento a rrendamiento para comprender el contrato por leasing.

EL ARRENDAMIENTO. Es un contrato por el cual una de las partes , el arrendador , cede el derecho de utilizar un determinado bien por un periodo de tiempo a la otra parte, el arrendatario, que es quien tendrá que pagar por la cesión de ese derecho de uso una cantidad periódica fijada.

DEFINICIÓN DE CONTRATO DE LEASING Es una operación de arrendamiento financiero que consiste en la adquisición de una mercancía, a petición de su cliente, por parte de una sociedad especializada. Posteriormente, dicha sociedad entrega en arrendamiento la mercancía al cliente con opción de compra al vencimiento del contrato.

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En este contrato el arrendador traspasa el derecho de usar el bien  a cambio de un pago de rentas de arrendamiento durante un plazo determinado al término del cual el arrendatario puede hacer tres cosas: comprar el bien por un valor determinado (y bajo), devolver el bien o alargar el periodo de leasing.   Obligaciones del arrendador:

Entregar el bien en buen estado. Recibir la renta.  

Obligaciones del arrendatario:

Pagar la renta. Cuidar el bien y conversarlo. Rescindir el contrato.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL CONTRATO DE LEASING Como elemento diferencia torio de esta tipología de contrato frente al contrato de renting, partimos de la premisa que puede existir desplazamiento de la propiedad en el momento de formalizarse el contrato con la posibilidad o no de realizar una cláusula de pacto de reserva de dominio hasta la finalización del contrato por parte del arrendador. A nivel financiero, el contrato tiene dos componentes diferenciadas: * Coste de recuperación del bien * Carga financiera o intereses devengados sobre el coste pendiente del bien adquirido mediante esta fórmula. El coste de recuperación es la parte que se estipula por periodos que cubre el valor del bien en el tiempo. Esta cantidad puede ser idéntica todos los meses, creciente o decreciente en el tiempo, en función del diseño específico del plan de recuperación del coste invertido. Respecto a la carga financiera, se representa mediante la aplicación de un tipo de interés predeterminado al coste pendiente de recuperación. Tengamos en cuenta que, a la hora de formalizar un contrato de leasing, el coste inicial del desembolso coincide con el valor del bien bi en puesto a disposición del arrendatario. Estos intereses se pueden estipular a tipo fijo o a tipo variable con un diferencial estipulado previamente. Por la política fiscal de deducciones fiscales que existen para los contratos de arrendamiento financiero, se tiene queen cumplir suma odelcreciente. coste de recuperación másfiscal el coste de cada cuotaque estipulada idéntico todosque loslapagos Esta restricción de financiero deducibilidad implica el costesea de recuperación sea creciente cuota a cuota, utilizando un sistema análogo a la amortización creciente de números dígitos.

Las cuotas de los contratos de arrendamiento financiero fi nanciero están sujetas al tipo general de IVA (16% actualmente y 18% en un futuro) de manera independiente al bien objeto adquirido en dicho contrato. Por último, en los contratos de arrendamiento financiero, no se incluyen inc luyen gastos de mantenimiento, tributos que se puedan gravar en el tiempo ni costes adicionales como puedan ser los seguros en el caso de vehículos.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS CONTRATOS DE LEASING

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La principal ventaja radica en el acceso a inmovilizado con financiación al 100% sin necesidad de disponer recursos adicionales. Es el vehículo adecuado para empresas que no quieran inmovilizar recursos en la adquisición de elementos. Incorpora bienes sin adquirirlos, por lo tanto, no afecta el capital de la empresa.   Financia el 100% del valor del bien.   Con el pago de la primera cuota (canon) se dispone del uso de la máquina.   No se contabiliza la máquina como activo de la empresa hasta la opción de compra, con lo cual se  

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reduce la base imponible para el cálculo del impuesto a la ganancia mínima presunta. Se financia el pago del IVA: se va pagando con cada cuota y no completo como en el caso de la compra. Como está pagando un alquiler (se contabiliza como pérdida), se reduce el monto para el cálculo del impuesto a las ganancias. Se amortiza aceleradamente más del 90% del valor de la máquina y luego de ejercer la opción de compra, amortiza el valor residual. Las cuotas de leasing se pagan con fondos generados por la explotación de la misma máquina que se está alquilando. El primer canon se abona recién cuando se concreta la entrega del bien. No afecta los límites de crédito de la empresa en el sistema bancario porque no existe ningún endeudamiento

ESPECIALIZACION Actualmente en España no es muy frecuente la especialización en los trabajos de construcción, lo cual no es óbice para la subcontratación de unidades aisladas. En los Estados Unidos hay multitud de empresas marcadamente especializadas; sin embargo, Francia y Alemania se ha impuesto, aunque no con la importancia y peculiaridades que tiene Estados Unidos. Por otra parte existe el problema de la maquinaria pesada de construcción en países en vías de desarrollo, al ser escasas las instituciones públicas que poseen y alquilan maquinaria, y pocas las compañías particulares que se dedican a este negocio; la oferta no cubre la demanda. La falta de especialización en la construcción aumenta más el problema. De ahí que sea recomendado un equilibrio entre crecimiento y especialización.

LIMITACIONES EN LA APLICACIÓN DE MAQUINARIA Hace ya años se pensaba en que el volumen de una obra se imponía al empleo de máquinas. Hoy haya máquinas para todos los tamaños,; todo es cuestión de estudiar y encontrar una cuyo costo sea aceptable acepta ble para nuestro presupuesto y plan de obra. Las únicas dificultades hoy pueden nacer de un mal planteamiento económico y financiero. Por otra parte, en el estudio de rendimientos de una máquina de prevén dos meses de parada al año. Una maquina no tiene que funcionar necesariamente durante todos los días y meses del año, siempre hay épocas de parada, que resultan beneficiosas para el mejoramiento y preparación para la próxima campaña. 17

 

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La única limitación seria que se impone a veces el desplazamiento de las maquinas es la ausencia de medios de transporte para llevarlas a su lugar de trabajo.

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CAPITULO 2 COSTOS DE EXPLOTACIÓN GASTOS DE EXPLOTACION Los gastos de explotación son aquellos gastos en los que incurre una empresa para el desarrollo de su actividad principal. Costos asociados a la localización del recurso, una vez obtenido el derecho de usar la propiedad.  propiedad.   Son los gastos ordinarios de la compañía que son necesarios para el fin con el que esta se creó, es decir, son los gastos relacionados con la actividad de la empresa.

¿Qué incluyen los gastos de explotación? Los gastos de explotación incluyen varios conceptos. Los principales son los siguientes: 

 



 



 

Los gastos relacionados con el consumo de materias primas o de mercaderías. Estos gastos son variables y serán mayores o menores en función de la cantidad total de producto que se oferte. Los gastos relacionados con la mano de obra.  Estos gastos son fijos, ya que son independientes de la cantidad total de producto que se oferte. Se incluyen los sueldos y salarios de los trabajadores, pero también las cargas sociales relacionadas con ellos. Otros gastos fijos operativos. Existen otros gastos distintos a los anteriores pero necesarios para el desarrollo de la actividad principal de la compañía.

La amortización es la pérdida de valor o depreciación que sufre, en este caso, el inmovilizado por su uso habitual.

DEPRECIACIÓN Es la reducción del valor histórico de las propiedades, planta y equipo por su uso o caída en desuso. La contribución de estos activos a la generación de ingresos del ente económico debe reconocerse periódicamente a través de la depreciación de su valor histórico ajustado. Con el fin de calcular la depreciación de las propiedades, planta y equipo es necesario estimar su vida útil y, cuando sea significativo, su valor residual. La depreciación periódica se debe determinar en forma sistemática y por métodos de reconocido valor técnico como el de línea recta, suma de los dígitos de los años, unidades de producción o aquel aqu el que mejor cumpla con la norma básica de asociación.

Causas de la depreciación 1.- La duración física del del activo; se incluyen las causa por:  

Agotamiento

 

Desgaste





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  Envejecimiento 2.- La duración económica del del activo; se incluyen las causas por:   Explotación por tiempo limitado   Envejecimiento técnico   Envejecimiento económico  









3.- La duración del activo según la contabilidad; se se incluyen las causas por:   Consolidación 



   



Política dividendos Políticasdetributarias

El activo se retira por dos razones: factores físicos   (como siniestros o terminación de la vida útil) y factores económicos (obsolescencia). Los factores físicos son desgaste, deterioro, rotura y accidentes que impiden que el activo funcione indefinidamente. Los factores económicos o funcionales se pueden clasificar en tres categorías: insuficiencia (el activo deja de serle útil a la empresa), sustitución (reemplazo del activo por otro mas eficiente) y la obsolescencia del activo. Cálculo de la depreciación Para poder calcular la depreciación hay que tener en cuenta:  

El valor a depreciar

 

El valor de residual o de salvamento

 

La vida útil

 

El método a aplicar









DEPRECIACIÓN. Es el valor que pierde la máquina durante una unidad de tiempo previamente establecida así: a)  Depreciación anual.

b)  Depreciación horaria.

En la expresión dada para el cálculo de la depreciación horaria, se asume que una máquina labora 2000 horas por año. 

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AMORTIZACIONES La amortización es un término económico término económico y contable,  contable, referido  referido al proceso de distribución en el tiempo de un valor duradero. Adicionalmente se utiliza como sinónimo de depreciación de depreciación en cualquiera de sus métodos. Se emplea referido a dos ámbitos diferentes casi opuestos: la amortización de un activo un activo o la amortización de un un pasivo.  pasivo. En  En ambos casos se trata de un valor, habitualmente grande, con una duración que se extiende a varios periodos o ejercicios, para cada uno de los cuales se calcula una amortización, de modo que se reparte ese valor entre todos los periodos en los que permanece. Amortizar es el proceso financiero mediante el cual se extingue, gradualmente, una deuda por medio de pagos periódicos, que pueden ser iguales o diferentes. En las amortizaciones de una deuda, cada pago o cuota que se s e entrega sirve para pagar los intereses y reducir el importe de la deuda.

INVERSIÓN MEDIA ANUAL (IMA) La variación en el rendimiento de una maquinaria a lo largo de su vida Económica Útil, obliga obl iga a buscar un valor representativo e invariable sobre el cual aplicar los intereses, seguros, impuestos, etc.; a este valor se le denomina INVERSIÓN MEDIA ANUAL (IMA), y se define como la media aritmética de los valores que aparecen en los libros al final de cada año, después de deducirles la cuota de depreciación correspondiente a cada año. Deducción de la fórmula para el cálculo cálc ulo de la Inversión Media Anual, para el caso de una maquina depreciada por el método de la línea recta o lineal decreciente.

GASTOS DE FUNCIONAMIENTO Son aquellos, inequívocamente, imputables al trabajo de la máquina, y solo se presentan cuando ésta desarrolla alguna actividad. Incluye los siguientes conceptos: a)  Mano de obra (operador y ayudantes) a yudantes)

El factor “2,41” resulta del hecho de que  por cada peso que se pague a los operadores y

ayudantes, el propietario de la máquina tiene que invertir otros 1,41 pesos en cesantías, vacaciones, salud y pensiones, bienestar familiar, licencias, permisos, etc. b) Combustibles. b)  Combustibles.

Donde: y: consumo específico de combustible. 21

 

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Para tractores, cargadores, mototraíllas, motoniveladoras y compactadores, y = 0,0526. Para camiones, y = 0,0308. z: potencia de la máquina en la volante. u: precio del combustible. 0,67: factor de potencia en el trabajo c)  Lubricantes. • para el motor  

Donde: y: consumo específico de aceite. Para la gran mayoría de las máquinas, y = 0,0009. z: potencia de la máquina en la volante. u: precio del aceite de motor. 0,67: factor de potencia en el trabajo c: capacidad del cárter del motor en galones. t: tiempo entre cambios de aceite en horas. • para la transmisión. 

Donde: u: precio del aceite de transmisión. • para el sistema hidráulico. 

• grasa. 

d)  Filtros. El costo horario de los filtros (aire, combustibles y aceite) se calcula como el 20% de la suma de los costos horarios de combustibles y lubricantes. e)  Llantas.

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f)  Reparaciones. • mano de obra (mo). 

El factor 0.25 significa que los costos de la mano de obra se estiman en el 25% de los costos de las reparaciones. • repuestos. 

El factor 0.75 significa que los costos de los repuestos se estiman en el 75% de los costos de las reparaciones. El factor 1.25 tiene por objeto reconocer que el valor de los repuestos en los países en desarrollo, como Colombia, es mucho mayor que el valor de los repuestos en los países industrializados.

GASTOS GENERALES APLICABLES A LA MAQUINARIA No corresponde, en general, su evaluación a los responsables de la maquinaria en la empresa, y se fija normalmente por un coeficiente corrector que depende del tipo de empresa y de su estructura operativa.

CALCULO DE COSTOS SEGÚN SEOPAN Por su indudable interés reproducimos las bases del método elaborado por SEOPAN. La importancia cada vez mayor en los costes de la maquinaria en la ejecución de las obras y la gran dispersión existente en la valoración de los mismos, ha movido al Grupo de Empresas de Obras Públicas de Ámbito Nacional (SEOPAN) a la realización del siguiente trabajo.

NOMENCLATURA Y DEFINICIONES Se han adoptado las siguientes: E = Promedio anual estadístico de puesta a disposición de maquina en días laborables

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T = Vida o número de años que la máquina está en condiciones normales de alcanzar los rendimientos medios. Se obtiene como cociente de dividir Hut entre Hua. Vt = valor de reposición de la máquina. Hut = Promedio de horas de funcionamiento económico, característico de cada máquina. Hua = Promedio anual estadístico de horas de funcionamiento de la máquina. + C = Gastos en de porcentaje maquina Mdurante el periodo vida. de Vt debidos a reparaciones generales y conservación ordinaria de la i = Interés anual bancario para inversiones en maquinaria. im = Interés medio anual equivalente que se aplica a la inversión total dependiente de la vida de la máquina. s = Seguros y otros gastos fijos, como impuestos, almacenaje, etc. Ad = Porcentaje de la amortización de la máquina m áquina que pesa sobre el coste de puesta a disposición de la misma. Cd = Coeficiente unitario del día de puesta a disposición de la maquina expresado en porcentaje de Vt. Este coeficiente se refiere, en todo el presente trabajo, a días naturales en los cuales esté presente la máquina en obra, independientemente que trabaje o no, cualquiera que sea la causa. Cdm = Coste diario medio Ch = Coeficiente unitario de la hora de funcionamiento de la máquina, expresado en porcentaje de Vt. Este coeficiente se refiere a las horas de funcionamiento real de la máquina. Chm = Coste horario medio.

HIPÓTESIS Y CONCEPTOS BÁSICOS a)  Maquinaria Las máquinas que se consideran son las que están en condiciones de alcanzar los rendimientos medios normales, con unos costes dentro de los límites admitidos. Esto permite una utilización normal de los equipos y una producción económica. La maquinaria se divide en dos categorías:   Maquinaria principal   Maquinaria secundaria y útiles





b)  Interés medio Admitiendo un interés i al capital invertido C, al amortizar C mediante anualidades constantes a, en T años, estas tienen que cumplir la parte del capital C más los intereses I: a * T = C+ I los intereses I se pueden considerar obtenidos al aplicar al capital C un interés medio im durante los T años: I = C * im * T/100 Sustituyendo en la ecuación anterior se obtiene: a * T = C + C * im * T/100

im = a * (100/C) – 100/T

y sustituyendo el valor de la anualidad de amortización

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 ∗    +  = +  − ∗  

 ∗  +  = +  −    

c)  Valor de reposición delas máquinas La amortización de la máquina, así como los gastos de reparación y conservación, seguros y otros gastos, están afectados por la inflación y por los cambios de moneda con las extranjeras. Con el objeto de recoger estas influencias, emplear el valor de reposición que tenga la misma, si esta disponible en el mercado, o en caso contrario, el de una equivalente.

d)  Reposición del capital Si la inflación fuese nula, la amortización del capital invertido se haría amortizando el valor de adquisición durante la vida de la máquina; con efecto de corregir los efectos de la inflación, se considerará en los cálculos el valor de reposición de la máquina concreta de que se trate, en lugar del valor de adquisición.

e)  Reparaciones generales y conservación ordinaria Las reparaciones generales consisten en las revisiones generales, desmontajes de las partes esenciales de las máquinas o reparaciones o sustituciones en los casos necesarios. La conservación ordinaria tiene por objeto la puesta a punto continua de la máquina. Los gastos de una y otra se han agrupado como termino M + C, al que se le da un valor único por la dificultad de marcar una frontera entre los mismos. Este término está relacionado directamente con el número de horas de vida útil que se fija para cada máquina.

f)  Promedio de horas de funcionamiento anual Dada la diversidad de utilización de la maquinaria, se ha considerado conveniente un estudio exhaustivo de cada máquina para fijar las horas útiles del trabajo del año.

 = ⁄   

g)  Promedia anual de días laborables de puesta a disposición Para el cálculo de este valor se ha seguido un procedimiento análogo utilizado para conseguir las horas de funcionamiento al año.

h)  Seguro y otros gastos fijos Se incluyen en este concepto el seguro de daños propios, los impuestos sobre maquinaria, gastos de almacenaje y conservación fuera de servicio, adoptándose un 2 por 100 anual.

ESTRUCTURA DEL COSTE El objeto de estas instrucciones se centra en la valoración del coste directo del equipo, el cual es suma de:   Coste intrínseco relacionado directamente con el valor del equipo   Coste complementario, independiente del valor del equipo, relacionado con los costes de





personal y consumos.

a)  Coste intrínseco Se considera el proporcional al valor de la máquina, y está formado por:   Interés del capital invertido en la máquina: se aplica el interés medio.



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    Seguros y otros gastos fijos   Reposición del capital invertido   Reparaciones generales y conservación







Para la estimación del coste intrínseco se utilizan unos coeficientes que indican el porcentaje de Vt que representa cada una de ellos, de esta manera tendremos:   Coeficiente de coste intrínseco por día de disposición



  Coeficiente de coste de intereses y seguros   Coeficiente de reposición del capital por día de disposición





Por otro lado tenemos:   Coeficiente de coste intrínseco por hora de funcionamiento, Ch que se compone de:   Coeficiente de reposición del capital por hora de funcionamiento: (100  – Ad)/Hut   Coeficiente de coste de reparaciones y conservación por hora de funcionamiento:



(M + C)/Hut

Con lo que: Ch = (100 – Ad)/Hut + (M + C)/Hut Con ayuda de estos coeficientes Cd y Ch, que vienen tabulados en las hojas de datos técnicos, es muy fácil calcular el coste intrínseco de una máquina de valor v alor Vt para un periodo de D días de disposición, en e n los cuales ha funcionado H horas. Vendrá dado por: (Cd * D + Ch * H) * Vt/100 Existen casos en que es difícil determinar las horas de funcionamiento, aunque sí se conocen los días de disposición. Para calcular el coste intrínseco en dichos casos se ha añadido en las tablas de datos técnicos el coeficiente del coste diario medio, Cdm, dado por la fórmula: Cdm = Cd + Ch * (Hua/E) En este supuesto el coste intrínseco de utilizar una máquina de valor Vt durante D días será: Cdm * D * (Vt/100) Análogamente, puede ocurrir que el dato que conviene utilizar sean las horas de funcionamiento; para ello aparece, también, el coeficiente del coste horario medio de funcionamiento, Chm, dado por la fórmula: Chm = Ch + Cd * (E/Hua) En este supuesto, el coste intrínseco intrínseco de utilizar una máquina de valor Vt durante H horas será: Chm * H * (Vt/100)

b)  Coste complementario No depende del valor de la máquina, aunque como puede comprenderse, depende de otras características de la misma y estará constituido por:   Mano de obra, de manejo y conservación de la máquina.   Consumos.





En relación a los consumos, pueden clasificarse en dos clases:   Principales   Secundarios





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Los primeros son el gasóleo, gasolina y energía eléctrica, que varían fundamentalmente con el trabajo y estado de la máquina. Los consumos secundarios se estimaran como un porcentaje sobre el coste de los consumos principales; esta constituidos por materiales de lubricación y accesorios para los mismos fines.

ORDENACION DE LA MAQUINARIA En el manual de costes de maquinaria de SEOPAN se han ordenado las máquinas clasificándolas en 16 grupos, que comprende la práctica totalidad de los equipos habituales utilizados en obras públicas.

RENTABILIDAD DE LAS INVERSIONES EN MAQUINARIA En muchos casos es necesario hacer cálculos de rentabilidad con las máquinas, al objeto de saber el momento económico de sustitución o la conveniencia de la compra de equipo. Los estudios pueden realizarse de acuerdo a 4 formas diferentes:        









Cálculo de la tasa de rendimiento medio. Cálculo del periodo de recuperación del capital. Cálculo de la rentabilidad sin ajustar en el tiempo. Cálculo de la rentabilidad ajustada en el tiempo.

CALCULO DE LA TASA DE RENDIMIENTO MEDIO Se obtiene en función de los beneficios netos, el saldo, cuando es positivo, entre los ingresos brutos y los gastos correspondientes al mismo periodo, contando en estos últimos la amortización de la inversión que corresponde al lapso de tiempo considerado.

CALCULOS DEL PERIODO DE RECUPERACION DEL CAPITAL Se entiende por periodo de recuperación del capital el tiempo (expresado generalmente en años) necesario para acumular un valor igual a la inversión inicial, sumando los beneficios netos de cada año. En este criterio no se tiene en cuenta los valores actualizados de la inversión ni de esos beneficios, por lo que el cálculo arroja unos resultados que, si bien son indicativos, su precisión todavía no es grande.

CALCULO DE LA RENTABILIDAD SIN AJUSTAR EL TIEMPO Algo más preciso que los sistemas anteriores lo da el estudio de la rentabilidad no ajustada en el tiempo, que se expresa en función de la siguiente expresión: (Ingresos brutos – gastos – amortización)/(Inversión media) = rentabilidad

CALCULO DE LA RENTABILIDAD AJUSTADA EN EL TIEMPO El cálculo de la rentabilidad ajustada en el tiempo está basado en la actualización de los capitales situados en momentos distintos al que se considera. Así por ejemplo llamamos i al tanto por uno de interés, una cantidad actual, A, se convierte al cabo de n años en una cantidad futura, F, según la expresión siguiente: 27

 

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 =  ∗ 1   =  ∗ , o recíprocamente:  =  ∗ 1  −  Puede calcularse cómodamente la suma de valores actualizados, de cantidades constantes a cobrar o pagar durante un número de n años, meses o días determinado, de acuerdo con fórmulas de algebra comercial, perfectamente conocidas y que resumimos a continuación: Valor actual de una renta constante unitaria pagable al final de cada año, durante n años

−

 

 = 11   / ∗∗ 1     = 11    1/ 

Valor final de una renta constante unitaria pagable al final de cada año, durante n años

Valor actual de una renta constante unitaria pagable al principio de cada año, durante n años

  1     1    = 1 ∗ 1  −  Valor final de una renta constante unitaria pagable al principio de cada año, durante n años

−   1        = 1   ∗       OTRAS EXPRESIONES PRÁCTICAS UTILIZADAS EN EL CÁLCULO DE LA FINANCIACIÓN DE EQUIPOS Damos a continuación una serie de expresiones de uso habitual en el cálculo de financiaciones, y que resultan de interés práctico.

Intereses equivalentes



Para calcular las tasas de interés unitario efectivo del periodo ( ), cuando los periodos de capitalización no coinciden con el año, en función del interés unitario nominal anual ( ) y de número de periodos de capitalización por año (C) se emplea la fór fórmula: mula:



 =  1  /   1   /  Y en el caso de intereses continuos:  ∗ = =   1  Método francés de amortización Amortización de un préstamo amortizando el principal por partes iguales y calculando los intereses sobre el saldo del principal sin amortizar. Saldo del principal sin amortizar al final del periodo K = S = A – (k * pago constante al principal)

∗  =  é    =  ∗−   é  é     =        ∗   A = valor inicial

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Método alemán de amortización. Cuotas anuales constantes En el sistema alemán los intereses se pagan anticipadamente, y las amortizaciones al final de cada periodo. Se cumple:

 =    =    = 4   = ⋯ =   − =  =  

El rédito del primer periodo (sin amortización) es = i/(1+i) El valor de la cuota constante por periodo, que incluye intereses y amortización, es:

  = é ∗ ∗  111− ∗−   Las cuotas de amortización son:

 =  ∗ 1  −  Los intereses anticipados se calculan por diferencia con la cuota por periodo, que es constante.

Método americano o de las cuotas fijas Se trata de amortizar un capital de un capital de 1.000.000 euros, en un periodo de 5 años, años, al interés del 12 por 100. La cuota constante por amortización e intereses se calcula por la siguiente expresión:

       1  ∗  =  ∗  1 1    El primer sumando lo constituye la parte correspondiente a la amortización del capital, y a la segunda es relativa a intereses; los valores de i y n tienen el significado habitual.

DETERMINACIÓN DEL FINAL DE LA VIDA ECONÓMICA DE UNA MÁQUINA

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Método Gráfico

El sistema más comúnmente utilizado consiste en disponer un gráfico cuyas ordenadas representen las inversiones realizadas y gastos acumulados de la máquina, y cuyas abscisas indiquen los tiempos de trabajo de la misma. La pendiente de la recta que une el origen con un punto cualquiera de la curva nos da el costo unitario de la hora de trabajo, pudiendo verse con facilidad la variación del mismo. Hay que notar que en general la curva resultante de los datos anteriores tendrá muchas discontinuidades, por lo que normalmente no será una curva en el sentido geométrico de la palabra, sino más bien una poligonal. La curva que venimos aludiendo puede hacerse extensiva a un grupo de máquinas o a una máquina aislada. Igualmente, puede establecerse la curva de referencia para una máquina y para aquellas otras que dependan en su trabajo de ella. Así, por ejemplo, puede considerarse el conjunto de máquina de una cantera, que son en principio los siguientes:          











Equipos de aire comprimido Equipos de perforación Equipos de voladura Equipo de carga Equipos de transporte

VIDA ECONÓMICA ÚTIL DE LOS EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN DESCRIPCIÓN I EQUIPOS PARA PERFORACI PERFORACIÓN ÓN  I.1 Compresoras I.2 I.3 II

Martillos neumáticos Perforadora sobre orugas EQUIPOS PARA MOVIMIENTO DE TIERRAS

30

AÑOS

HORAS

6

12 000

63

3 000 12 000

 

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  II.1 II.2

6

1122 000

5 6 5 5 5 5

10 000 12 000 10 000 10 000 10 000 10 000

II.9 II.10 II.11 III III.1 IV  IV.1 IV.2 IV.3 IV.4

Cargadores sobre orugas Cargadores sobre llantas De 1.5 yd3.  –  3.5 yd3 De 4,0 yd3. -8,0 yd3 Excavadora sobre llantas Excavadora sobre oruga Retroexcavadora sobre llantas Retroexcavadora cargadoras Tractores sobre oruga De 60  –  190 HP De 190  –  240 HO De 305  –  850 HP Rippers Tractores sobre llantas Pala frontal EQUIPOS PARA REFINE Y AFIRMADO Motoniveladora EQUIPOS DE COMPACTACION Compactador vibratorio Rodillo liso vibratorio autopropulsado Rodillo liso vibratorio de tiro Rodillo neumático autopropulsado

5 6 7.5 10 5 5

10 000 12 000 15 000 20 000 10 000 10 000

7.5

15 000

2 5 5 6

4 000 10 000 10 000 12 000

IV.5 IV.6 IV.7 IV.8 V V.1 V.2 V.3 VI VI.1 VI.2 VI.3 VI.4 VI.5

Rodillo pata de cabra vibratorio autopropulsado Rodillo tándem estático autopropulsado Rodillo tándem vibratorio autopropulsado Rodillo tres ruedas estático autopropulsado EQUIPOS PRODUCTORES DE AGREGADOS Chancadora primarias Chancadora secundaria Zaranda vibratoria PAVIMENTACIÓN Amasadora de asfalto Barredora mecánica Calentador de aceite Cocina de asfalto Planta de asfalto en frio

6 6 6 5

12 000 12 000 12 000 10 000

10 10 10

20 000 20 000 20 000

5 5 5 5 10

10 000 10 000 10 000 10 000 20 000

VI.6 VI.7 VII  VII.1 VII.2 VII.3 VII.4

10 10

20 20 000 000

5 6 5

10 000 12 000 10 000

VII.5 VII.6 VII.7 VII.8

Secador de áridos Pavimentadora sobre orugas EQUIPOS DIVERSOS Fajas transportadoras Grupos electrógenos Montacargas Guía hidráulica telescópica a)  Autopropulsado De 18 Tn  –  9 Tn De 35 Tn. 9.6 Tn Mezcladoras Motobombas Planta dosificadora de concreto Tractor de tiro

6 8 4 2 10 6

12 000 16 000 8 000 3 000 20 000 12 000

VII.9  VIII VIII.1

Vibradores VEHÍCULOS Camionetas

2 7

4 000 8 000

II.4 II.5 II.6 II.7 II.8

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  VIII.2 Camión cisterna 6 VIII.3 Camión contretero 6 VIII.4 Camión imprimador 6 VIII.5 Camión plataforma 6 VIII.6 Semitrayler 6 VIII.7 Volquete 6 VIII.8 Volquete fuera de ruta 9 Fuente: El equipo y sus Costos de Operación, publicado por la CAPECO

6 900 6 900 6 900 6 900 6 900 6 900 12 500

Tiempo Óptimo De Sustitución A veces y desde un punto de vista teórico, se plantea la necesidad de hacer un estudio secuencial de la vida de los equipo durante varios ciclos de compra – amortización – venta – compra… aunque carece de aplicación práctica directa.

INFLUENCIA DE LA OFERTA Y LA DEMANDA EN LA DETERMINACIÓN DE LOS ALQUILERES DE LA MAQUINARIA En el mercado la construcción, la subasta método de determinación adjudicatario de una obra, node cabe duda de que adonde me nudo menudo se juega es a laelligera connormal los alquileres, al objeto dedel bajar y concurrir con un presupuesto que permita quedarse con la obra. El extremo opuesto reside en la posición de aquellos que para poder cambiar frecuentemente de máquinas, aprovechando tan solo la primera vida de las mismas, fuerzan la amortización, de tal manera que las unidades de obra se salen de los valores normales alcanzados por empresas análogas, no pudiendo competir con ellas. Una vez más se recomienda una postura ecléctica: plazos de amortización prudentes, que dependen, en la mayor parte de los casos, de la marca de fábrica de las máquinas; esto tiene un valor indiscutible, ya que una máquina fabricada por una firma seria y experimentada posee una rentabilida, a igualdad de entretenimiento, superior a la de otra que procede de casas sin experiencia que tratan de introducirse en el mercado.

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CAPÍTULO 3 CONTROL DE MAQUINARIA Y MANTENIMIENTO NECESIDAD DEL CONTROL No cabe duda, para los que viven cerca c erca del comportamiento de las maquinas, de que los cuadros sistemáticos de control son una comprobación de que lo que intuitivamente presienten y notan a través de una serie de acontecimientos sin aparente relación entre sí. Cada tipo de máquina, como es lógico, presenta un cuadro peculiar donde resaltan res altan ciertos detalles que en otra carecen de interés. Como previamente a cualquier control se presupone un entretenimiento esmerado, se da en primer lugar algunas ideas sobre este y su organización.

SERVICIO DE REPARACIÓN DE MAQUINARIA Llevar a cabo sobre las máquinas aquellas tareas que permitan mantenerlas en servicio de manera eficiente y eficaz.

Escalonamiento Cada tarea para realizar el mantenimiento de la máquina debe asignarse a un escalón. Cada Ca da escalón es acorde a la importancia de la obra.

Escalones Composición Dependencia Situación 1º

conductores

2º

Equipos de obra

3º

Talleres semifijos

4º

Talleres fijos

Jefe de obra Jefe de talleres semifijos o  jefe de zona Jefe de zona o jefe de maquinaria Jefe de maquinaria

Obra Obra Donde se precisan Capitales

Misiones Entretenimiento diario y semanal(cadenas) o quincenal (ruedas) Entretenimiento mensual, trimestral(cadenas) o semestral(ruedas), revisiones, reglajes y ajustes ligeros, cambios Cambios de conjuntos o piezas, reparaciones medias, verificaciones y ajustes, suministro de recambios Gran reparación y construcción

principales

Principios Fundamentales Teniendo en cuenta que las reparaciones que ha de efectuar cada uno de lo loss escalones se basa principalmente en la sustitución de piezas, o conjunto de ellas, inutilizadas por otras ot ras nuevas o reconstruidas el abastecimiento de los recambios indispensables sigue una línea paralela a la de los escalones de entretenimiento. Tan ligadas están sus funciones que, siempre que se haga referencia a reparaciones, ha de suponerse que automáticamente se dispone de los recambios esenciales para llevar a cabo, aunque la administración de los almacenes de rija por un sistema característico en independiente.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIVERSOS ESCALONES

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Escalón 1º Compuesto por el conductor o maquinista, y, en su caso, el ayudante. La instrucción de este escalón es de la incumbencia de los jefes de equipo de obra y debe encaminarse a lograr un perfecto conocimiento de los tipos de lubricantes que han de emplearse y la situación de los puntos de engrase, forma periodo de engrase.

Misiones Limpieza, externa de Puesta   en tanto servicio,interna repostarcomo combustible, aceite Engrase, de todos los puntos que se establecen en las Conservación, herramientas, equipo y documentación

máquina yla refrigerante guías reglamentarias

Escalón 2º Se efectúan reparaciones propiamente dichas. Sobre este escalón recae la responsabilidad de las revisiones periódicas del material de obra, y en este aspecto desempeña un cometido principal.

Misiones  Revisión Localización Reparaciones Suministro de carburantes

y

mantenimientos

periódicos averías ligero

de de

tipo

Organización Se organizará empleando dos clases de equipos: Equipo A: obras con plantillas de maquinaria ligera y número de vehículos de rueda menores a 5. Equipo B: complemento al anterior, obras con mayor número de vehículos y maquinaria pesada.

Escalón 3º Se organizará en lo siguiente:   Cuando exista un gran número de obras de pequeña importancia o próximas entre sí     Cuando una obra requiera ser asistida por un taller y no exista en localidades próximas

 

ningún taller particular. 

Misiones Reparaciones basadas en Construcción de nuevas piezas.

arreglos

o

reconstrucciones

parciales

de

piezas

dañadas.

Organización La instalación de estos talleres talle res se hará en forma progresiva; desde el primer momento de su llegada a la obra, utilizando el mismo vehículo como taller. Composición de los talleres PERSONAL        







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Un jefe de taller  Un oficial de 1ª (tornero)  Un oficial de 1ª (soldador)  Un ayudante conductor 

MATERIAL   Camión con grupo electrógeno 

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Torno de 1m con rectificadora  Taladro vertical  Máquina para muelas de esmeril   Equipo de soldadura autógena  Equipo de soldadura eléctrica  Taladro de pecho  Utillaje para esta máquinas detallado en los manuales 

Escalón 4º (Talleres fijos) Aquí concluye la cadena de reparaciones. Debe existir por lo menos un taller central, y en aquellas de obras de gran importancia importanci a y con periodo de duración superior a los 5 años debe montarse un taller para la asistencia de la maquinaria en obra.

Misiones          

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Reconstrucción de la maquinaria de la empresa Reconstrucción de las piezas gastadas Reparación centralizada de los equipos de inyección diesel Reparación de los equipos eléctricos Modificaciones en la maquinaria existente

Organización Estos talleres se dividirán en: forja, ajuste, inyección, eléctrico y carpintería. Las materias primas se obtendrán de la localidad por medio del jefe de compras. Las operaciones de fundición, tallado de engranajes, rectificado de cigüeñales y camisas se harán normalmente en casas comerciales.

Composición de talleres FORJA a)  Material -  Dos fraguas con utillaje completo -  Martillo pilón -  Curvadora -  Cizalladora -  Equipo de soldadura eléctrica -  Dos equipos autógenos: de alta y baja presión -  Prensa grande -  Utillaje b)  Personal -  Jefe de equipo -  Un oficial de 1ª (tornero) -  Oficial de 1ª (soldador) -  Oficial de 2ª (soldador) -  Tres ayudantes

AJUSTE a)  Material

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  -  -  -  -  -  -  - 

Torno de 2m con el máximo posible de escote Torno de 1.5m Torno rápido de 1m Rectificadora adaptable al torno Taladro grande Taladro pequeño Cepillo horizontal

-  Prensa pequeña -  Mandrinadora normal para bancadas -  Máquina rotaflex -  Puente grúa -  Utillaje b)  Personal -  Jefe de equipo -  Dos torneros (oficiales de 1ª) -  Un tornero (oficial de 2ª) -  Ajustador (oficial de 1ª fresador) -  Dos oficiales 1ª (montadores) -  Un oficial 2ª para el cepillo y taladros -  Tres ayudantes

INYECCIÓN a)  Material -  Banco de pruebas para bombas de 6 cilindros -  Dos comprobadores de presión de toberas -  Taladro pequeño -  Máquina para preparar bellotas de tubos de inyección -  Utillaje b)  Personal -  Oficial 1ª -  Un ayudante

ELÉCTRICA a)  Material -  Banco de pruebas -  Taladro pequeño -  Eventualmente un equipo de carga de baterías -  Utillaje b)  Personal -  Oficial 1ª -  Ayudante

CARPINTERÍA a)  Material -  Sierra de cinta -  Cepilladora -  Taladradora -  Utillaje

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  b)  Personal -  Oficial de 1ª (modelista) -  Oficial 2ª -  Un ayudante

REVISIONES PERIODICAS Tienen por finalidad establecer el estado de conservación de la máquina, atender a su cuidado en la amplitud que corresponda y, en consecuencia, determinar las reparaciones a que ha de ser sometida. Las revisiones que normalmente se ejecutan son las siguientes:          

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

Semanales, para máquinas con cadenas y palas excavadoras. Quincenales, para vehículos con ruedas. Mensuales, para toda clase de vehículos y máquinas. Trimestrales, para vehículos con cadenas y palas excavadoras. Semestrales, para vehículos con ruedas.

Las revisiones semanales y quincenales corren a cargo de los conductores y ayudantes de las máquinas. Los equipos de obra efectuarán las revisiones mensuales, trimestrales y semestrales ayudados por los operadores de las máquinas.

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CAPÍTULO 4 LUBRICACIÓN 4.1 LUBRICACION Y ADITIVOS Se entiende por lubricantes lo consumido en aceites para cárter, grasas, aceites para filtro de aire, aceite para la limpieza y aceite para transmisión y mecanismos hidráulicos, bien entendido que todos los cambios se harán, como máximo, en periodo de 1,500 horas de trabajo, salvo el de aceites para transmisión que se renovara cada 3000 horas como mínimo, salvo lo prescrito por el fabricante. El consumo de lubricantes depende del grado de uso y de conservación de la maquinaria que se considere, pero, en general, puede establecerse una correspondencia o correlación entre el consumo de lubricantes y el consumo de carburantes, o combustibles en su caso. También es notoria la correlación de los precios de unos y otros como precedentes de la misma materia prima. Esta correlación entre lubricantes y carburantes debe extenderse, para que sea suficientemente exacta, a periodos de tiempo suficientemente amplios (que excedan de las 2000 horas de trabajo). Lo variable deporlosotra mecanismos, en lascriterio máquinas construcción, hacede quela cualquier fórmula tan solo aproximada; parte, el buen del de ingeniero encargado maquinaria y unaseaestadística elaborada serán la base de los métodos más precisos del cálculo. La influencia del ambiente de trabajo (seco, húmedo, tropical, con polvo, viento, salino, etc.) y las variaciones del clima, que obligan a cambiar lubricantes con más frecuencia de lo que habitualmente se necesita determinan unas variaciones extraordinarias que, de ninguna manera, pueden reflejarse en una formula simple s imple y precisa. Finalmente conviene advertir que la calidad de los lubricantes es fundamental, si bien recomienda prudencia al aplicar aquellos de calidad ‘’extraordinaria’’ y que se anuncian para larga duración sin necesidad de cambio. A la vista de lo expuesto, y cuando no se disponga de mejores estadísticas, puede estimarse el costo de lubricación entre el 10 y el 15 por 100 del consumo del carburante de motores diésel. Para los lubricantes del Carter puede establecerse, con una cierta precisión, su consumo, toda vez que se conoce para una maquina en particular el periodo de cambio y la capacidad de Carter. El consumo de aceite del cárter puede obtenerse, también, de la expresión.

 ∗  ∗           Siendo P la potencia en CV. Q = el consumo especifico (0,003 litros/CV*h) C = capacidad de cárter y T = horas de funcionamiento del motor entre dos cambios sucesivos. En máquinas movidas por motor eléctricos los consumos de lubricantes son muy reducidos. En máquina de vapor, en buen uso, de potencia no superior a 150 CV, puede suponerse, en primera aproximación, un consumo de 2 litros/h.

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Funciones del lubricante: 1. Facilitar el movimiento. 2. Reducir el desgaste. 3. Reducir el consumo de energía. 4. Refrigerar los componentes. 5. Transmitir la potencia. 6. Proteger contra la corrosión. 7. Mejorar la estanqueidad. 8. Transmitir el calor. 9. Aislar.

4.2 ADITIVOS Los aditivos son productos químicos que se añaden al aceite base para aumentar determinadas propiedades útiles o para dar otras que no tienen.

PROPIEDADES GENERALES DE LOS ADITIVOS. Los aditivos se incorporan a los aceites en muy diversas proporciones, desde partes por millón, hasta el 20% en peso de algunos aceites de motor. Cada aditivo tiene una o varias funciones que cumplir, clasificándose al respecto, como uní o multifuncionales. Fundamentalmente los aditivos persiguen varios objetivos: Limitar el deterioro del lubricante a causa de fenómenos químicos ocasionados por razón de su entorno o actividad. Proteger la superficie lubricada de la agresión de ciertos contaminantes. Mejorar las propiedades físico-químicas del lubricante o proporcionarle otras nuevas.

TIPOS DE ADITIVOS UTILIZADOS.  

DETERGENTES.

Utilizados en aceites de motores, su papel es químico (neutralizante) y físico-Químico (dispersante). Actúan como dispersantes de los productos de combustión y neutralizan la formación de acidez corrosiva proveniente de la combustión normal o de la oxidación del azufre del combustible que provoca la formación de anhídrido sulfúrico.  

ANTIOXIDANTES DE ALTAS TEMPERATURAS.

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Su finalidad consiste en disminuir la oxidación de un aceite y proteger las piezas que están en movimiento (cojinetes) contra la corrosión.  

ADITIVOS DE EXTREMA PRESIÓN.

Confieren al aceite propiedades antisoldadura necesarias en la lubricación de engranajes en carter cerrado en los que se desarrollan elevadas presiones, evitando así el gripaje o soldadura por formación de dos películas protectoras que resultan de la liberación de azufre o fósforo del aditivo a consecuencia de la temperatura.  

ESPESANTES.

Actúan sobre las curvas de viscosidad a diferente temperatura. A bajas temperaturas las moléculas de estas substancias se contraen ocupando muy poco volumen y se dispersan por el aceite en forma de minúsculas bolitas dotadas de gran movilidad. Cuando se eleva la temperatura, las moléculas de la mas de aceite aumentan de velocidad y las mencionadas bolitas se agrupan, formando estructuras bastante compactas que se oponen al movimiento molecular del aceite base, lo que se traduce en un aumento de la viscosidad de la mezcla.  

ADITIVOS MEJORADORES DEL PUNTO DE CONGELACIÓN.

La creación de estos aditivos se centra en obtener un punto de congelación bajo, para que los aceites fluyan a bajas temperaturas. El aditivo rodea los micro cristales de parafina, evitando la formación de otros mayores y consiguiéndose, por lo tanto, un punto de congelación más bajo.  

ANTIESPUMANTES.

Estos productos tienen la propiedad de impedir im pedir la formación de una espuma estable cuando el aceite es agitado en contacto con el aire. El mecanismo de acción de los productos antiespumantes es favorecer la unión de las burbujas de gas y la ruptura de las películas de aceite que las rodean.  

MEJORADORES DE LA UNTUOSIDAD.

Dotan al aceite de las propiedades de adherencia a las superficies deslizantes. Esta propiedad la tenía ya el aceite antes del proceso de refino, pero la pierde durante el mismo.  

DISPERSANTES.

Mantiene los residuos procedentes de la combustión sin aglomerarse y sin que se depositen en el motor. 

  INHIBIDORES DE LA CORROSIÓN.

Protegen los cojinetes y las superficies metálicas contra ataques químicos.  

AGENTES ALCALINOS.

Neutralizan los ácidos presentes en el aceite formando sales inertes que previenen la oxidación del propio aceite.  

REPELENTES DEL AGUA.

Proveen propiedades al aceite de repelencia del agua.  

ESTABILIZANTES DEL COLOR.

Previenen cambios de color o la formación de colores no deseables.  

AGENTES DE CONTROL DEL OLOR.

Evitan la formación de olores no deseables o los neutralizan. 40

 

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   

BACTERICIDAS.

Previenen y controlan el crecimiento bacteriano atacando a la membrana celular y causándole la muerte

4.3 ACEITES PARA TRANSMISIONES Y CAJAS DE ENGRANAJES La calidad de los aceites empleados en transmisiones y cajas de engranaje viene caracterizada, fundamentalmente, por la presencia de aditivos de extrema presión, EP, en la mayor parte de los casos. Debe ser extraordinariamente cuidadosa la elección del tipo del lubricante para engranajes sometidos a altas presiones, en especial en aquellos con dientes helicoidales o en espiral y en los engranajes de ejes no coincidentes (tipo hipoide). CLASIFICACION API DE ACEITES PARA ENGRANAJES   GL-1 y IGL-2 lubricantes para servicio ligero con baja presión en engranajes; no contienen

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aditivos EP.   GL-3 Lubricantes para carga y velocidades moderadas   GL-4 Lubricantes para servicios severos de velocidad y carga   GL-5 Lubricantes para condiciones extremas de carga choque y deslizamiento entre

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dientes; alta aditivacion EP con modificaciones de fricción.

4.4 ACEITES PARA CIRCUITOS HIDRAULICOS Los fluidos utilizados en circuitos hidráulicos para la transmisión de potencia hidrostática puedes ser aceites y otros componentes incluso sintéticos. Este tipo de sistemas y circuitos es muy utilizado en la industria, en el transporte, en la agricultura, en la minería, etc, y, por tanto, en circuitos que trabajan en ambientes cerrados al aire libre, de forma estacionaria o en vehículos, en ambientes muy fríos o muy calurosos. Normalmente de añades agentes desemusionantes o los aceites de base para evitar la corrosión en los metales, dado la presencia del agua, por condensación, en generalmente inevitable.

Diversos tipos de fluido para circuito hidráulicos Agua: es un buen fluido, dad su baja compresibilidad Mezclas agua/aceite; en pequeñas cantidades, el aceite reduce la corrosión Mezclas agua/glicol: son productos en los que el glicol puede alcanzar hasta un por 50 por 100 Emulsiones aceite /agua: su resistencia, al fuego es debida a que a altas temperaturas el vapor del agua actúa como extintor. Los aceites aceites utilizados pueden incorporar aditivos inhibidores de oxidación, antidesgaste y anticorrosivos. Esteres posfatados: son lubricantes sintéticos, prácticamente práctic amente no inflamables. Son compatibles con elastómeros y pinturas. Fluidos de siliconas; su principal ventaja es que posee un elevado índice de viscosidad y que pueden ser utilizados a temperaturas de hasta 350-375 °c.

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4.5 ACEITES PARA COMPRESORES 4.5.1 

Aceites para compresores

Los aceites para compresores deben resistir las posibles elevaciones de temperatura sin producir combustión súbita. Los aceites para compresores deben ser, preferentemente, de base naftenica, con una pequeña proporción (3.5 por 100) de aceite de origen natural para mejorar la untuosidad y aminorar el lavado producido por el vapor de agua que contiene el aire comprimido. Debe cuidarse en la elección de estos aceites que no tengan cenizas ni residuos de carbono que puedan impedir el cierre perfecto de las válvulas.

4.5.2 

Aceites para turbinas

Se emplean normalmente, los mismos sistemas que los empleados en los circuitos hidráulicos.

4.5.3    o  o  o  o 

o

Otros tupos de aceites

Aceites para herramientas neumáticas Aceites para trabajo de los metales o máquinas de corte. Aceites para cojinetes y rodamientos. Aceites para aceites para lubricación de compresores frigoríficos, etc. Aceites para aceites para limpieza de motores.

4.6 SEGUNDO GRUPO DE LUBRICANTES: LAS GRASAS Las grasas están formadas por la dispersión íntima de un jabón de aceite mineral. La estabilidad de una grasa radica en que el jabón actué como soporte o esponja del aceite base

Características de las grasas   o  o  o  o  o  o  o  o 

o

Naturaleza del jabón base. Estabilidad Consistencia Reversibilidad Pureza Punto de fusión y punto de goteo Adherencia Solubilidad Aspecto

Para mayor estabilidad de las grasas es importante imp ortante que las emulsiones del jabón y el aceite sean de larga duración; son inseparables durante su periodo de uso y, por consiguiente, segreguen la parte del aceite

4.7 CARBURANTES Los carburantes pueden clasificarse en tres categorías: 1.  Si contiene, como máximo, 0.4% de azufre 2.  Si contiene de 4 a 1% de azufre

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  3.  Si contiene 1%de azufre o mas

La influencia que tiene la cantidad la cantidad de azufre es tan importante que, para un carburante del primer tipo, el cambio de aceite solo hay que efectuarlo dad 1.000 horas de funcionamiento, aproximadamente. Para lo del segundo tipo cada 600 horas y de la última categoría cada 400 horas.

Cuidados especiales para lubricantes y carburantes El principal peligro a que están sometidos los lubricantes y carburantes es la contaminación con polvo y humedad procedentes delseexterior. ParaDicha evitarcontaminación esta contaminación hay que buen teniendo cuidado hermético de los recipientes en los que transporta. e se elimina en tener gran parte la precaución de colocar bidones tumbados, no apoyados sobre el fondo. En general los lubricantes deben conservarse en lugares cerrados y extraerse las bombas de aspiración.

Los planes de lubricación en obra Como es lógico, en una obra coinciden diversos tipos de máquinas, marcas diversas y modelos diferentes de un mismo tipo y marca de máquina, o incluso maquinas denticas con motorizaciones distintas. Ello supone la necesidad de un verdadero proyecto de lubricación, incorporado en el proyecto general de mantenimiento. A mayor abundamiento, este proyecto se dé impetuosa necesidad cuando se trata de empresas con muchas obras, para cuyas maquinas hay que prever planes importantes si se tiene en cuenta que muchas obras se encuentran alejadas de los centros de aprisionamiento de lubricantes “específicos”.  

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CAPITULO 5 INSTALACIONES Y MOTORES ELECTRICOS 5.1 GENERALIDADES Es evidente que, en múltiples casos, la elección del tipo de motor puede ser de la incumbencia del jefe de obra, que tiene que emplear maquinas existentes en el almacén de la empresa, en muchas ocasiones podrá adoptar el tipo de motor que más convenga según un proyecto específico (caso de las bombas de achique, por ejemplo).

5.1.1. Ventajas del motor eléctrico Facilidad del arranque, sobre todo en tiempo frio. Ausencia casi completa de averías. Entretenimiento mínimo, Fácil investigación y reparación de averías. Bajo costo, lo cual permite otro motor de repuesto para sustituir al primitivamente instalado.   Economía de funcionamiento.

         

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5.1.2 derivación de líneas Cuando se deriva una línea de otra principal, el desvió se hace en un poste, y no en el vano comprendido entre dos de ellos.

5.1.3 Transformadores y equipos de conexión y maniobra Cuando la tensión de la línea puede o no coincidir con la alimentación de los motores, hay que modificarla para igualarla a esta. Entre los transformadores de intemperie existen existen algunos de pequeño tamaño, que pueden colocarse en postes; conviene indicar que su altura sobre el suelo ha de ser por lo menos de 3m y deben ir provistos de interruptor o seccionador tripolar.

5.2 MAQUINAS ELECTRICAS Desde el punto de vista de su instalación, en función de su relación con la maquina que mueven, se dividen en:  

De transmisión directa (por piñones, engranajes, cadenas, etc)

   

De transmisión por junta elástica. De transmisión por causa trapezoidal.

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5.2.1 Motores de corriente alterna Trataremos aquí los trifásicos de conducción (síncronos). La aplicación en obras de los motores síncronos es, principalmente, para mejorar el factor de potencia de grandes instalaciones. El motor asíncrono está compuesto por dos partes principales: el estarlo y el rotor. Los devanados del rotor se acoplan a anillos razonantes sobre las que se apoyan las escobillas. Entre estas escobillas en la fase de arranque se intercalan resistencias que se van retirando de manera progresiva. Hay una gran cantidad de motores que permiten varían su velocidad, haciendo pequeños cambios en sus placas de conexionado. El arranque de los motores eléctricos seria según el tipo de construcción y depende, en general, de su potencia. Hay motores de pequeñas potencias (hasta 5CV) basta conectar con el interruptor, hasta los 25CV el arranque se efectúa mediante la maniobra llamada de estrella triangulo. Una vez que le motor eléctrico se pone en marcha, conviene disponer ciertos mecanismos de seguridad que eviten que, por razones ajenas al motor, se produzcan derivaciones o sobreintensidades; estas producen sobrecalentamientos.

5.2.2. Motores de corriente continua Más utilizado es el sistema de control de velocidad Ward Leonar. Este sistema consta de un conjunto motor generador de alta velocidad en que el campo de generador está dispuesto de tal forma que puede variar en una amplia gama e incluso ser invertido. Sus terminales van conectador en las armaduras del motor principal. Se emplea emp lea con frecuencia en excavadoras de empuje de gran capacidad y en equipos de dragado cometidos a elevados esfuerzos puntuales.

5.2.3. Dispositivos de seguridad en los motores eléctricos Cada vez se utilizan más los diyuntores o interruptores automáticos, en vez de los fusibles, por la ventaja de que son activados sin ser destruidos. Otra protección que debe emplearse a partir de tensiones relativamente bajas (42 V), es la protección contra corrientes erráticas por medio de toma a tierra de la instalación.

5.3 CALEFACCION ELECTRICA Aunque no es normal la disposición de equipos de calefacción en las obras, en ciertos casos de energía eléctrica barata, se sigue empleando, y puede estimarse en primera aproximación que es necesaria una potencia de 1W por cada grado centígrado de diferencia de temperatura, y por cada m3 de habitación a calentar.

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CAPITULO 6: MOTORES TERMICOS 6.1 TIPOS DE MOTORES TÉRMICOS Los motores térmicos de combustión pueden ser de combustión externa y de combustión interna. Los de combustión interna pueden ser delos siguientes tipos: Explosión (combustión a volumen constante)   Diésel (combustión a presión constante)   Seme-diésel.

 

6.2 CARACTERISTICAS DIFERENCIALES DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA MÁS USUALES A.  MOTORES DE EXPLOSION En ellos el combustible entra en forma de niebla o gas y, una vez mezclado con el aire, se comprime a baja compresión (7 kg/cm2), saltando posteriormente una chispa de una bujía que produce la explosión y origina el funcionamiento del motor. B.  MOTORES DIESEL En este tipo de motor entra únicamente aire, que se comprime a alta presión (25 kg/cm2)llegando a alcanzar, como consecuencia de ello, altas temperaturas, unos 500°C, inyectándose seguidamente combustible atomizado que en contacto con este aire caliente se quema, originando la explosión.

6.3 MOTORES DE GASOLINA Aunque el motor gasolina hamuy perdido la partida en grandes potencias frente al motor de gran del sistema diésel,desigue siendo abundante su empleo en automóviles (en camión en está casi compresión desterrado) y en pequeños motores, de uso en obras aisladas, donde no sea posible encontrar fácilmente energía eléctrica.

6.4 MOTORES DIESEL Una ventaja del motor diésel es su autonomía, sobre todo en lugares donde no sea factible la alimentación eléctrica; en estos casos basta con hacer llegar al lugar de trabajo la máquina para que empiece a trabajar inmediatamente; no hay que olvidar de todas maneras que el abastecimiento de carburante tiene que hacerse de manera periódica, lo cual en algunas circunstancias decide la elección de un motor eléctrico

6.4.1. Clasificación de los motores Diésel Una de las formas de clasificación de los motores diésel es en razón de su velocidad de régimen:   Baja velocidad: menos de 350 vueltas/minuto. 

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    Media velocidad: de 350 a 1000 vueltas/minuto.   Alta velocidad: más de 1000 vueltas/minuto.

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En general, cada velocidad tiene una utilización típica. Así, por ejemplo, los motores de baja velocidad se aplican en instalaciones estacionarias de gran potencia o en motores marinos: los motores de velocidad media se emplean en generadores de corriente de pequeña y media potencia, y los de alta velocidad, principalmente, en motores de tracción de vehículos carreteros y máquinas de movimiento de tierras.

6.4.2. Los motores diésel de cuatro tiempos (acción simple) El ciclo completo de funcionamiento requiere 4 carreras del pistón, produciéndose una sola carrera de trabajo en cada dos rotaciones del cigüeñal. Estos motores se construyen preferentemente en vertical o en V, y cuando la potencia no excede de 150CV por cilindro se adopta el tipo de pistón, sin cruceta.

6.4.3. Los motores diésel de dos tiempos (acción simple) En el motor de dos tiempos de acción simple, se verifica el ciclo completo en una sola rotación del cigue{al; el trabajo y escape se produce en la carrera descendente, y el barrido y compresión, durante la carrera ascendente. Antes de que el pistón alcance el e l punto muerto superior se produce la inyección de combustible, que ocasiona la combustión seguida de la explosión. Las condiciones de lubricación son más difíciles, dado que no existe carrera de vacío que permita al aceite impregnar las paredes del cilindro y que estas no son continuas debido a la existencia de las propias lumbreras, l umbreras, lo cual ocasiona desgastes acelerados en estos tipos de motores. Las disposiciones vertical, horizontal o en V son similares a las de los motores de 4 tiempos. Se diferencia del motor diésel de 2 tiempos ti empos del motor de 4 tiempos en e n que el primero no tiene trasiego de gases ni admisión previa en el cárter Fases de que está compuesto:

Primer tiempo Combustión, expansión e iniciación de la bajada del pistón, descubriendo las galerías de admisión y abriéndose simultáneamente la válvula de escape. En este momento entra aire del turbocompresor, que ayuda al barrido, que se mantiene hasta que el pistón llega al punto muerto inferior   Segundo tiempo El embolo sube, se cierran las lumbreras de admisión de aire y se cierra simultáneamente la válvula de escape. Se produce la compresión; el inyector introduce el gasoil, produciéndose la combustión al llegar nuevamente el pistón al punto muerto superior, en que comienza otra vez el ciclo.

 

6.4.4. Equipo de inyección El equipo de inyección que permite realizar estas penetraciones del combustible en una cámara donde la presión es elevada, está compuesto de múltiples elementos, que pasamos a referenciar brevemente:  

Depósito de combustible.

   

Bomba alimentadora. Filtro de gasoil.   Bomba de inyección.

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   

Inyector.

Por lo que respecta al depósito de combustible, en general adopta el sistema de tabicado interior con perforaciones para conseguir la inmovilización del líquido en su interior; dispone además de sistemas de purgado. Las bombas alimentadoras son normalmente de engranajes, y son accionadas por el árbol de levas o por piñones que salen directamente de la distribución. dis tribución. La bomba de alimentación es, normalmente, normalm ente, de baja presión, y con capacidad suficiente para e suministro del motor en las condiciones más severas de funcionamiento. El filtro desinado a recoger las impurezas del gasoil consta de un núcleo perforado que está rodeado de papel con pliegues en forma de acordeón, e impregnados con resinas. La superficie del elemento filtrante es proporcional al caudal empleado y a la severidad del servicio en cada caso. La bomba de inyección tiene por misión la elevación de la presión del combustible para conseguir su penetración en la cámara de combustión y al mismo tiempo dosificar la entrega de combustible a la misma cámara. Las bombas de inyección están compuestas por un piston que se mueve alternativamente en el interior de un cilindro por acción de una leva accionada directamente por el cigüeñal, a través de los engranajes reductores correspondientes. El movimiento alternativo del pistón va combinado con un movimiento giratorio del mismo que, al disponer de una rampa comunicada con una lumbrera de admisión, dosificada la cantidad de gasoil que debe penetrar en el interior del cilindro. El inyector es el elemento encargado de introducir las pequeñas cantidades de gasoil, donde ya existe una fuerte compresión del aire. Constan, en general, de piezas cónicas muy ajustadas que al desplazarse por efecto de presión del gasoil, venciendo el esfuerzo de resortes durante espacios de tiempo muy pequeños, permiten la pulverización del combustible.

6.4.5. Bomba de barrido En los motores de 4 tiempos en los que cada ciclo está compuesta de dos vueltas del cigüeñal, la expulsión de los gases de escape de escape no presenta problema alguno. Sin embargo, en los motores de 2 tiempos es necesario incrementar la limpieza de los gases de combustión por medio del barrido del cilindro. Existen múltiples sistemas de barrido, entre los que destaca el barrido cruzado, en el que las lumbreras de escape y admisión se situan a la misma altura del cilindro, pero diametralmente opuestas. Otro sitema de barrido especial es el llamado de Kadenacy, que puede aplicarse a motores con válvulas en cabeza, y a los que disponen lumbreras. Mediante el diseño adecuado de los canales de escape y la apertura rápida de las válvulas o lumbreras de escape, se consigue que los gases abandonen el cilindro a gran velocidad. Con este sistema se reduce momentáneamente la presión en el cilindro, lo cual favoree la introducción del aire limpio.

6.4.6. Sobrealimentación La potencia de un motor depende, principalmente, de la cantidad de aire que puede consumir. La potencia nominal se suele establecer considerando la admisión de aire a presión atmosférica; por tanto, si la presión del aire aumenta o disminuye, la potencia varia. Puede aumentar la potencia de un motor por el sistema de 48

 

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sobrealimentación, es decir, suministrando al cilindro más aire del que normalmente admitirá a la presión atmosférica. De esta forma, en motores que trabajan a gran altura pueden hacerse que su rendimiento sea el mismo que cuando trabaja al nivel del mar. Dado que la presión máxima en el cilindro c ilindro no aumenta mucho, pero si la cantidad de calor liberado, debe preverse en el diseño del motor en el sistema de refrigeración adecuado. El sistema de sobrealimentación, que cada vez se utiliza más, facilita al aumento de potencia sin aumentar el tamaño de los motores.

6.5. DIVERSAS CLASIFICACIONES DE LA POTENCIA DE LOS MOTORES TERMICOS 6.5.1. MEDIDAS DE LA POTENCIA Aunque la potencia se mide en CV, existen dos definiciones del CV; el continental CV o PS y el sajón HP. La equivalencia entre ellos es: 1HP=1.014CV o PS Por otra parte, la evaluación del número de CV de una maquina en el sistema SAE no tiene en cuenta la potencia de los aparatos auxiliares, necesarios para la marcha del propio motor diésel, tales como ventiladores, bombas, etc. En las normas DIN se prevé el consumo con estos aparatos auxiliares, de donde se deduce que las potencias de ambos sistemas, SAE y DIN, no son equivalentes.

6.5.2. EVALUACIÓN DE LA POTENCIA CON EL FRENO DINAMOMÉTRICO Este aparato es una versión más sencilla, consta de una palanca en uno de cuyos extremos se dispone una llanta metálica dotada de unos tacos de madera en su interior y que abraza en la polea solidaria con el motor cuya potencia queremos medir. En el otro extremo de establecen unos contrapesos variables en una balanza. La palanca presenta unos topes para que no pueda ser arrastrada por el giro del motor. Puesto el motor en marcha, se aprieta o afloja la llanta, que actúa como freno, por medio de un tornillo, y se van colocando pesos en la balanza hasta que la palanca permanezca horizontal, y el motor, y por tanto la polea que le ha sido acoplada, marche a su velocidad vel ocidad de régimen. La polea tiende a girar en el e l sentido de la rotación del eje del motor, arrastrando con el rozamiento la llanta metálica que actúa como freno, pero los contrapesos del otro extremo de la palanca lo impiden. P= peso actuante en el extremo de la palanca, el cual se compone del peso colocado en el plato y el peso propio de la palanca referido a este extremo. L= longitud del brazo de palanca medido desde el centro del eje motor al contrapeso r= radio de la polea motora sobre la que actúa el freno de tacos f= rozamiento que actúa en las superficies de contacto del eje con los tacos n= número de revoluciones del eje por minuto. La condición de equilibrio de las fuerzas de rozamiento y de los contrapesos que obran en los extremos de la palanca de primer género, cuyo apoyo se encuentra a la altura del eje motor y cuyos brazos son, respectivamente, la longitud L, y el radio r del eje de la polea motora, cuya potencia se quiere calcular, es: f.r= P.L

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  El trabajo del rozamiento por segundo (kg.m/s) es, después de sustituir,

....  =  .  . ... = .. .      ...  ... Y la potencia en CV seria: ×  = .   Potencia =

Para la aplicación de la formula se han tomado: L en m; P; en kg y n en revoluciones por minuto. Cuando practica quelos rociar con agua jabonosa las superficies de roce de la madera con los tacossey el acero esta de laoperación, polea, parahay evitar calentamientos excesivos.

6.6. CURVAS CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES DIESEL Las curvas características empleadas principalmente son las que definen la potencia y el par motor en función de la velocidad. Como es sabido el par motor define la capacidad de realización de un trabajo, y la potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo.

6.7. LIMITACIONES DE LA POTENCIA POR ALTURA Cuando aumenta la altura del punto de donde trabajan las máquinas, la reducción de la presión atmosférica causa una baja en la potencia real de los motores. mo tores. Esta reducción se mantiene para cualquier tipo de velocidad empleada en la máquina Se estima que hasta 700 m los motores trabajan sin pérdida de potencia, y a partir de los 700 m existe una disminución de potencia que equivale aproximadamente al 1 por 100 por cada 100 m de altitud. Debe notarse que en los motores turboalimentados esta pérdida de potencia queda reducida aproximadamente a la mitad de la dada para los motores que no tengan este tipo de dispositivo.

6.8. SISTEMA DE REFRIGERACION Se utilizan estos sistemas para mantener en el motor una temperatura constante entre 70° y los 80°C normalmente. Estos sistemas constan de un termostato que se encuentra cerrado cuando el motor esta frio, por lo que el agua circula solamente por el circuito, llamado primario, que no comprende el refrigerador, se consigue así un volumen menor de agua en circulación lo que permite un calentamiento más rápido del motor. Cuando este alcanza la temperatura antes citada, actúa el termostato, ampliando la circulación del agua a un circuito a paralelo con el principal y que comprende ya el radiador.

6.9. AVERIAS Y FORMAS DE SUBSANARLAS EL MOTOR NO ARRANCA CAUSAS POSIBLES

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  1)  La bomba de inyección no suministra combustible porque:   El depósito de combustible esta vacío   El filtro o la tubería de entrada están obstruidos   Hay aire en la bomba   Los elementos de la bomba están gastados 

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REMEDIOS        

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Llenarlo Limpiarlo Evacuar el aire de la bomba y del filtro Muelles de válvulas o válvulas estropeadas

2)  El motor ofrece resistencia al ponerlo en marcha, por hacerlo dejado sin proteger durante tiempo muy frio. 3)  No hay suficiente compresión 4)  Agua en el combustible 5)  Batería descargada por completo 6)  La bomba alimentadora de combustible no funciona bien. 7)  El momento de inyección no es correcto. La bomba inyecta demasiado tarde o demasiado temprano, por haber cambiado de sitio el acoplamiento delante de la bomba. 8)  Los inyectores pulverizadores no funcionan, por cualquiera de los siguientes motivos; que peguen las agujas, que ajusten mal las toberas, que sea demasiado baja su presión. 9)  El aceite lubricante es demasiado espeso. 10)  Desgaste de los embolos (por haberse calentando), lo l o que sucede, mayormente por falta de aceite lubricante o por falta de agua de refrigeración. 11)  Desgaste de los cojinetes principales del eje cigüeñal de las bielas o del árbol de levas, causando por falta de lubricación.

REMEDIOS   Echar agua caliente al radiador y llenar el cárter con aceite caliente y fluido.   Limpiar los vástagos de las válvulas, lubricar las válvulas con petróleo y ponerlas en

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condiciones.          

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Ajustar las válvulas. Arreglar los segmentos, renovándolos si es preciso Renovar los resortes de las válvulas vá lvulas Quitar el combustible y renovarlo Soltar las conexiones de las baterías, montando otro si es posible. Arrancar el motor haciendo remolcar el vehículo. Limpiar las válvulas. Poner la bomba en condiciones. Si los émbolos de la bomba están desgastados, mandar reparar la bomba. Verificar el momento de inyección. Regular de nuevo la bomba (acoplamiento) con el motor, apretado bien los tornillos. Verificar si funcionan las toberas; si no retirarlas. Si proyectan correctamente al ser desmontadas, habían sido montadas demasiado apretadas. Renovar aceite; si hace frio, emplear aceite más fluido Ajustar émbolos y camisas de cilindro; si hace falta, deben renovarse los émbolos.

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  Reparación del motor. Terminada esta, echar aceite apropiado para la temperatura

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de la estación.

EL MOTOR ARRANCA, PERO MARCHA IRREGULARMENTE, Y AL POCO P OCO RATO SE PARA CAUSAS 1)  Falta de combustible 2) en la bomba inyección en los conductores están obstruidos. 3)   El Hay filtroaire combustible estádemuy sucio yyobstruido

REMEDIOS 1)  Llenar el deposito 2)  Evacuar de aire la bomba, los conductos y el filtro de combustible, y limpiarlos; apretar todas las uniones. 3)  Limpiar el filtro de combustible, quitar el filtro propio y limpiar bien con gasolina.

OTROS CASOS La capacidad del motor es inferior; no tiene suficiente fuerza El motor marcha demasiado duro, o golpea Los émbolos golpean El motor se calienta demasiado Los cojinetes se calientan, es decir, la temperatura en los cojinetes es más elevada que la del agua de refrigeración El motor hace mucho humo Defectos del aceite lubricante. La presión del aceite baja aunque el nivel del aceite es normal. El motor se apaga en plena marcha La bomba alimenta e inyecta cantidad insuficiente o excesiva El comienzo de inyección ha variado. Trastornos en partes eléctricas: en motor de arranque falla.

6.10. LA CALDERA DEL VAPOR Aunque cada vez el vapor se viene utilizando menos en la construcción y obras públicas, todavía quedan ciertas instalaciones estacionarias y otras móviles móvile s que la emplean profusamente. Se trata de instalaciones fijas para curado del hormigón, donde el calor acelera este proceso, y de los elementos de clave e hinca que desde antiguo vienen utilizando fuente de energía. Para evitar en lo posible los gastos de operación de las instalaciones de vapor, se ha suprimido como elemento combustible el carbón, reemplazándolo por gasoil, fueloil y otros tipos de aceites pesados. El vapor de agua se produce tras el calentamiento del agua hasta la temperatura de ebullición. De continuar el proceso de calentamiento en un recipiente cerrado (caldera), la presión del vapor aumenta, y también es más elevada la temperatura de ebullición, con lo que se consigue una mayor energía potencial, comprendida en el propio vapor.

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CAPÍTULO 7 NEUMÁTICOS Y TRENES DE RODAJE DE ORUGA 7.1. NEUMÁTICOS La evolución de las máquinas pesadas montadas sobre neumáticos y la potencia creciente de las mismas, han llegado a producir una repercusión importante de aquellos en sus costos de adquisición y operación. Esta es la razón por la que resulta imprescindible, hoy en día, tratar el tema de los neumáticos, sobre todo en los campos de su elección y conservación. En cualquier caso, los neumáticos de las máquinas de obras públicas no están diseñados para transportes a más de 40 km.

7.1.2. NEUMATICOS DE LONAS SESGADAS PESTAÑAS O TALONES Son aquellas piezas circulares, compuestas de alambre o cordones de alambres, que aseguran el neumático al aro o llantón y son la base de la estructura de aquel. CARCASA O CUERPO DE CUERDAS Consta de varias capas de cuerdas o lonas revestidas de caucho. Dicho cuerpo de cuerpo de cuerdas resiste la presión del aire interior y amortigua los choques exteriores. LONAS DE LA BANDA DE RODADURA O BREAKERS Para evitar el desgaste en la zona de rodadura, en esta se disponen lonas de refuerzo que aumentan la resistencia a los choques. COSTADOS O FLANCOS Para resistir las cargas debidas a la presión se disponen sectores de caucho que cubren los lados del cuerpo de cuerdas. BANDA DE RODADURA Es la parte en contacto con el suelo y donde se producen los mayores efectos abrasivos. FORRO INTERIOR DE LOS NEUMATICOS SIN CAMARA CAMARA En el caso de neumáticos con cámara, esta retiene en su interior en el aire o gases inertes y va protegida por la guarda cámara. CHAFER

7.1.3. NEUMATICOS DE CONSTRUCCION RADIAL

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En el neumático de construcción radial, empleado originalmente en Europa y de extensión mundial en la actualidad unos alambres o cordones de alambres que van de pestaña a pestaña, comprendidos en un plano diametral y que constituye el armazón. Las partes principales del neumático radial son:   Pestañas   Revestimiento interior

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Cordones radiales Fajas de protección Bandas de rodadura Flancos Lonas Chafer

7.1.4. FORMA DE INDICAR EL TAMAÑO DE UN NEUMATICO Los neumáticos se fabrican según tres secciones tipo: estándar, base ancha y bajo perfil. La diferencia entre ellos es la relación entre la altura de la sección del neumático y el ancho de dicha sección. El tamaño neumático, sea deestipo estándar o de basedeancha, se define por dosy el números:, en general de en un pulgadas; el primero el ancho aproximado la sección transversal segundoexpresados expresa el diámetro del aro. En los neumáticos de bajo perfil, los neumáticos se definen por tres números: el ancho de la sección, el coeficiente 0.65 multiplicado por 100, o sea, 65, y el diámetro de la llanta.

7.1.5. DIBUJO DE LOS NEUMATICOS Es completamente distinto el empleo de un neumático para ruedas motrices en las traíllas que trabajan en terrenos blandos, que el usado en máquinas de movimiento de rocas que trabajan en terreno blandos que el usado en máquinas de movimiento de rocas que trabajan en terrenos escarpados y cortantes.   De barras duras. En aquellos lugares donde el terreno es cortante y fuertemente abrasivo.   De barras direccionales. En aquellas obras donde tiende a aglomerarse el material

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relativamente blando. Botón. En ruedas de giro libre, en máquinas arrastradas o en ruedas de guiado de unidades autónomas que no requieren tracciones importantes en terreno ter reno blandos Ruedas frontales direccionales. Como ruedas de dirección Para roca. En aquellas zonas donde la roca sea extraordinariamente abrasiva. Para motoniveladoras. En las ruedas de dirección de las motoniveladoras. Lisas o con pequeño dibujo en la banda de rotura. En aquellas zonas donde el firme sea relativamente bueno.

7.1.6. CODIFICACION DE LOS TIPOS DE NEUMATICOS Muy recientemente se ha establecido en los Estados Unidos un sistema de clasificación para los neumáticos empleados en máquinas pesadas para obras públicas de movimiento de tierras.

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COMPACTADOR   C.1  – Liso   C.2  – estriado

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MAQUINAS PARA MOVIMIENTOS DE TIERRAS   E.1  – nervaduras

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E.2  – tracción E.3- rocas E.4- rocas, bandas de rodadura profunda F.7- flotación

MOTONIVELADORA        

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G.1  – nervaduras G.2  – tracción G.3  – rocas G.4 - bandas de rodadura profunda para rocas

CARGADORAS Y TRACTORES DE EMPUJE                

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L.2  – tracción L.3  – rocas L.4  – rocas, bandas de rodadura profunda L.5  – rocas, bandas de rodadura muy profunda L.3s  – lisas L.4S  – bandas de rodadura lisa profunda L.5S  – bandas de rodadura lisa L.5/L.5S  – media banda extra profunda

7.1.7. USO DE LOS NEUMATICOS Las recientes investigaciones llevadas a cabo han dado como resultado que el elemento fundamental para el deterioro deCuando un neumático, en forma prematura, es su la transmisión generación adela calor superior a las previsiones de fabricación. la generación de calor es tal que superficie no consigue la disipación en la atmosfera por radiación, la reacción de vulcanización, que convierte el caucho crudo en un compuesto homogéneo, se invierte, dando origen a la descomposición del neumático. Esta alteración puede originarse también por esfuerzos deflexión excesiva, que descomponen la estructura de las distintas partes del neumático. En general se consiguen efectos nocivos cuando se pasa de los 130°C. Pero, aparte de los defectos irreversibles producidos por razones técnicas, también la rodadura, en condiciones adversas, puede ser suficiente para deteriorar el neumático dejándolo inservible. Existen tablas de cada fabricante para determinar los usos de cada neumático, en las que se presentan los límites del producto: carga media, velocidad media. En millas/ hora o en km/hora.

7.1.8. PRESION DE INFLADO

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Se comprende que la presión de inflado tiene una gran repercusión en el área de la huella que produce en el terreno, y está condicionada por la capacidad portante del terreno sobre el que se apoya. Para aumentar las condiciones de adherencia, a veces se llenan parcialmente los neumáticos de agua; deben tomarse precauciones especiales para evitar que se congele cuando las temperaturas son bajas. En tiempo frio, Caterpillar recomienda rellenar los neumáticos con N2 seco.

7.1.9. RECOMENDACIONES DE INFLADO Los neumáticos de las máquinas de movimiento de tierras están diseñados para funcionar con una cierta flexión de los costados. Una presión de aire correcta asegura la adecuada flexión, lo que, a su vez, asegura también la tracción, flotación y soporte de la carga convenientes. Un programa de mantenimiento que asegure una lubricación adecuada y un servicio mecánico correcto de los vehículos, pero que virtualmente ignore la presión de inflado, no puede alcanzar el objetivo primordial de un programa de este tipo: reducir al mínimo los gastos de operación del vehículo. Las presiones de infladas recomendadas son en frio. Cuando el aire se calienta, aumenta su volumen y, por tanto, la presión. Las presiones en caliente tomadas cuando un neumático está en funcionamiento, o incluso hasta 24 h después no indicaran la auténtica presión en frio del neumático. Las comprobaciones de presión incluidas en el programa de mantenimiento deben efectuarse cuando los vehículos han estado inactivos durante el fin de semana o están temporalmente fuera de servicio, a fin de que transcurra suficiente tiempo para que la temperatura del neumático se reduzca hasta llegar a ser similar a la del medio ambiente.

7.1.10. TRANSPORTE DE LA MAQUINA POR CARRETERA Debido a su pesada construcción, los neumáticos para movedoras de tierras necesitan especial cuidado. Se trata de piezas valiosas que es necesario proteger cuando el vehículo va por carretera, para su entrega o traslado a otro lugar de trabajo. CARGA Y PRESION 1)  Los vehículos deben ir vacío durante el viaje 2)  La presión de inflado debe ser controlada cada día antes de salir y ajustada a la presión que señala el fabricante del vehículo. 3)  Para evitar daño por la excesiva generación de calor, los vehículos que lleven lastre seco no deben ser conducidos. VELOCIDAD a)  Neumáticos con profundidad de dibujo normal en su banda de rodamiento, velocidad máxima 50km/h b)  Neumáticos de dibujo profundo y neumáticos de compuesto especial, no deben circular por carretera.

7.1.11. ALGUNAS NORMAS IMPRESCINDIBLE DE MANTENIMIENTO   AMPLIA SEPARACION ENTRE LA CUBIERTA Y EL VEHICULO

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  PIEDRAS INCRUSTADAS INSTALACION DE CUBIERTAS EN GEMELO REPARACION DE LOS NEUMATICOS AVERIADOS MANTENGA LOS NEUMATICOS APARTADOS DE ACEITES, GRASAS Y GASOLINA IRREGULARIDADES MECANICAS DESALINEACION TAMBORES DE FRENO

         

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7.1.12. PROTECCION DE LOS NEUMATICOS CON CADENAS En aquellas canteras de rocas fuertemente abrasivas, es normal usar como protector de los neumáticos una cadena que envuelva los mismos y que evite la destrucción prematura por corte. Esta cadena es similar a la que se emplea en los automóviles para franquear zonas heladas, o con nieve.

7.2. TRENES DE RODAJE DE ORUGAS 7.2.1. TRENES RODAJE DE TRACTORES Para tener la garantía de desplazamiento de los tractores en las condiciones más adversas de tiempo y de terreno se ha utilizado desde muchos años el tren de rodaje de oruga o de cadena. El sistema es asimilable al transporte por ferrocarril, si bien el carril, en este caso, articulado y sin fin. Las piezas principales de que consta un tren de rodaje de oruga, son las siguientes: 

   Ruedas tensoras cabillas   Rodillos de apoyo inferior rodillos

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superiores   Eslabones de cadena

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   Casquillos Bulones   Tejas   Elementos de fijación de las tejas

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7.2.2. Rodajes de excavadoras Estas máquinas precisan desplazamientos mucho menores que los tractores, por lo que sus trenes de orugas son distintos. La superficie de apoyo es normalmente plana y no tiene realces de que disponen las tejas de los tractores de orugas o cadenas. El apoyo se realiza por rodillos en la parte superior e inferior, o bien por ruedas que, al estar fijas en el bastidor de la oruga, producen el apoyo en la parte superior e inferior de la oruga, simultáneamente

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CAPÍTULO 8 EMBRAGUES, TRANSMISIONES Y FRENOS DE MÁQUINA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS

8.1 CONSIDERACIONES TEORICAS El par motor de una fuerza, F, a una distancia, o radio, r, vale: F*r. El trabajo realizado por el motor en una revolución del volante vale: F*(2p*r/(60/n)) = F*2p*r*n/60 Expresando la potencia en Cv, resulta: P = potencia (CV) = F*r*n/716 Pero como P*r = par motor, tenemos: P= T*n/ 716

8.2. PARTES DE QUE CONSTAN LOS MAECANISMOS DE MODIFICACION DEL PAR El movimiento que procede del cigüeñal sufre una serie de transformaciones hasta llegar a los elementos motores finales (neumáticos, orugas) Los órganos por los que pasa son:        

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Embragues y convertidores de par Cajas de cambios o de velocidades Grupos conicos Mandos finales.

8.3 EMBRAGUES El embrague es el elemento de unión entre el motor y la caja de cambios. Los embragues secos constan de unos discos coaxiales que pueden estar sueltos o aprisionados entre dos mazas. En los embragues en baño de aceite el proceso de d e transmisión es el mismo. Las ventajas son su gran duración y la ausencia de ajuste periódico alguno durante 2500 horas, o mas, de funcionamiento. El embrague hidráulico transmite el par desde el motor a la capa de cambios por un medio fluido, es decir, sin enlace mecanico, por lo que no provoca ningún aumento o variación del par motor.

8.4. CONVERTIDOR DE PAR

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Similar al embrague hidráulico es el convertidor de par, en el que entre impulsor y turbina se coloca una pieza intermedia, llamado estator, que va fija en la carcasa. Los alabes o paletas de los tres elementos son curvos, para dirigir convenientemente el flujo del aceite. Su funcionamiento es similar al del embrague hidráulico. Vamos a comentar su funcionamiento en situaciones típicas: - 

Cuando la turbina gira más lentamente que el impulsor, el aceite que abandona la turbina es dirigido por las paletas curvas del estator, de tal manera que, en vez de chocar con las del impulsor, su velocidad se suma geométricamente con la que le imprimen los alabes del impulsor, llegando nuevamente a la turbina a mayor velocidad que si el impulsor y la turbina girasen a las mismas revoluciones.

Fig. convertidor de par - 

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Las ruedas motrices son solidarias a la turbina, cuando la maquina avanza lentamente por ser incrementada la carga que soporta, la turbina es más lenta en su movimiento, por lo que recibe mayor cantidad de aceite del impulsor, lo cual equivale a un aumento de par en la turbina. Le convertidor es más perfecto que el embregue hidráulico, por no haber choque ni rozamiento, debido a lo curvado de los alabes; la forma óptima de transmisión de movimiento es cuando se alcanza entre 1/3 a ¾ de la velocidad teórica del impulsor, de ahí que sea de todas formas necesario disponer, después del convertidor de par, de una caja de cambios normal o de ternes planetarios.

8.5 CAJA DE CAMBIOS Cajas de cambios ordinarios Las cajas de cambios ordinarios más avanzadas constan de tres ejes, llamados primarios, secundarios e intermedios; el eje primario es aquel al que se comunica el movimiento del cigüeñal; eje secundario es el eje de salida del movimiento de la caja, y el intermedio es aquel que dispone de los piñones para la multiplicación o desmultiplicación de velocidades. Existen dos tipos generales de cajas de cambios; las llamadas “de engranajes desplazables” y las conocidas por “sistemas de toma constante”. En las de primer tipo, el cambio de velocidad y por consiguiente de par, se

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efectúa desplazando un engranaje a lo largo de un eje estriado, hasta que engrana con otro engranaje que, a su vez, es solidario por estrías a otro eje. En la figura se observa una caja de cambios de un tractor de orugas ligero; su descripción y operativa se indican a continuación. La corona está colocada en el compartimento trasero de la caja, la transmisión. Las diversas velocidades se obtienen por medio de combinaciones de tres juegos de engranajes deslizantes, como se muestra. Los engranajes (A), (F), (B)-(C) y (D) son los deslizantes van montados en el eje estriado del piñón. Los engranajes (G)-(I), (J)-(K) y (L)engranajes van estriados en el ejeque inferior. El engranaje (H) es el engranaje loco de marcha atrás, y gira en un eje separado, está al lado derecho del eje inferior y está siempre engranado con el engranaje (G). Cuando se mueve la palanca de cambio a la posición de marcha atrás, el engranaje deslizante (A) en el eje del piñón endienta con el engranaje loco (H), el cual invierte la dirección de rotación del eje del piñón.

El eje del piñón no se extiende en el largo total del comportamiento de la transmisión, sino que su extremo delantero va montado en el piñón motriz de la transmisión. Moviendo el engranaje deslizante (D) hacia delante, los dientes internos de este engranan con los dientes externos del piñón motriz (E) para obtener una transmisión directa para la quinta velocidad.

Cajas de cambio de trenes planetarios El tren planetario se compone de 4 elementos principales: -  -  -  - 

Engranaje central o planeta Satélites Porta satélites Corona

Puede observarse con la simple inspección de los dibujos, que basta la fijación de uno de los elementos para que se produzca un movimiento relativo entre los otros, no fijos, lo cual puede dar origen a una multiplicidad de combinaciones. Debe advertirse que la porta Satélites no es solitario de los satélites, ya que estos pueden girar libremente alrededor de aquel, aparte de tener su propio movimiento de rotación como un conjunto.

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Los engranajes planetarios permiten la construcción de cajas de cambios extraordinariamente sencillas, y, sobre todo la posibilidad de hacer actuar cada una de las marchas por simple presión en los elementos que interese inmovilizar.

Las velocidades en esta caja de cambios se logran frenando un elemento de uno de los trenes planetarios de primera o segunda. Así se consiguen, en total cuatro velocidades: dos de avance y dos de retroceso. Al accionar los embragues, frenamos las coronas correspondientes de cada tren planetario, excepto en el de marcha atrás, en el para invertir el giro frenamos el portasatelites. Estos embragues están mandados por una única palanca, situada a la izquierda del operador, que se desliza por una hendidura en forma de U, con las velocidades de retroceso en la parte exterior. Delante se encuentra la posición de punto muerto para todas las velocidades. Al mover la palanca, fijamos a la vez la velocidad y el sentido de marcha. La disposición general de esta caja de cambios es como sigue: - 

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Los planetas de marcha atrás y delante están en eje de entrada, los planetas de segundo y primera velocidad están en eje de salida, y entre los dos ejes va un tubo para paso de aceite de engrase. Entre los distintos elementos de los trenes planetarios existen las siguientes conexiones: la corona de marcha atrás va unida al porta satélites de marcha adelante, y este unido al porta satélites de segunda; los tres elementos giran como una unidad; lo mismo les ocurre a la corona de segunda y al portasatelites de primera.

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Los elementos del tren planetario se fijan por medio de unos discos con forros metálicos. Estos discos tienen un dentado interior que que engrana con el exterior de la corona o con el

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exterior del anillo solidario con el portasatelites portasatelites , en el caso del tren planetario de marcha atrás. Alternados con estos discos van unos platos de acero dotados de orejetas salientes que abrazan unos bulones sujetos al alojamiento del embrague, que los mantienen fijos. Mientras no hay presión de aceite en el embrague, los discos unidos a la corona giran con ella, ya que unos muelles los mantienen separados de los platos de acero; pero cuando el aceite activa este embrague, vence la acción del muelle juntando los platos y los discos y manteniéndolos unidos en tanto que la presión actúa. Al mover la palanca de control cambiando la velocidad, mandamos el aceite a presión a otro embrague de velocidad y a otro sentido de marcha. Los embragues no requieren ajuste; son de autocompensación por estar accionados hidráulicamente.

Fig. conector de par y caja de cambios de planetarios

- 

En cualquier momento está produciéndose giro del motor en la caja de cambios, y los elementos de los de los planetarios se mueven, excepto aquellos fijamos por la acción de los embragues de disco.

La caja de cambios se manda por un conjunto de válvulas situadas en la parte superior de la transmisión.

8.6. DIVISOR PAR El llamado divisor de par (POWER SHIPT) que monta Caterpillar en sus máquinas pesadas es muy original e ilustra perfectamente el conjunto de convertidor de par y caja de engranaje. EL POWER SHIPT, consta de un engranaje planetario (4,6,12) como los que acabamos de ver, asociado a un convertidor de par hidráulico (5,8,14), de la siguiente manera; el motor mueve al mismo tiempo el planeta del tren planetario (6) y el impulsor del convertidor (5). La corona del tren planetario (4) va unida a la turbina del convertidor (8), y el portasatélites (12) va unido al eje de salida (9), que lleva el movimiento a la caja cambios de trenes planetarios. El estator (14) va unido a la carcasa. El par motor llega al eje de salida por dos caminos diferentes: uno mecánico y otro hidráulico. hid ráulico. El motor arrastra el planeta, que hace girar los satélites (12) y el portasatélites (10) en el mismo sentido y a menor velocidad; pero como la porta satélites está unido al eje de salida (9), aquí tenemos un enlace exclusivamente mecánico entre el motor y la caja de cambios. Como también el motor mueve al impulsor de convertidor (5), este a la turbina (8) y la turbina va unida a la corona (4) del tren planetario, resulta que igualmente llega par motor a los satélites, portasatelites y por tanto al eje de salida. Suponiendo, en el límite, que la carga que tuviera que vencer la maquina fuera tan pequeña que la turbina del convertidor llegara a girar tan deprisa como el impulsor, entonces en el tren planetario, el planeta y la corona igualarían sus velocidades, y a esa misma velocidad giraría también el portasatelites, que es el eje de salida.

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Como también el motor mueve al impulsor del convertidor (5), éste a la turbina (8) y la turbina va unida a la corona (4) del tren planetario, resulta que igualmente llega por motor (multiplicado con el convertidor) a los satélites, porta satélites y, por tanto, al eje de salida . El divisor reúne las ventajas de la transmisión directa y las de la transmisión con convertidor de par; por eso este dispositivo proporciona a las maquinas que lo llevan las siguientes características:

-  -  -  -  -  -  -  - 

Acomodación automática e instantánea a la carga sin tener que cambiar de marcha con Acomodación tanta frecuencia como en na transmisor directa. Rendimiento mejorado respecto al transmisor con convertidor de par, por lo que se aprovecha mejor el combustible combustible.. La máquina trabaja, en realidad, como si no tuviera de par. El operador siente en todo momento la carga, como si de una transmisión directa se tratara. Para el trabajo con ripper conserva las ventas de la transmisión directa, marcha más uniforme y mejor impacto sobre los obstáculos, logrando una mejor fragmentación. Proporciona en cada momento la máxima velocidad posible. El sonido del motor advierte mejor al operador de los cambios que en las maquinas dotadas solamente de convertidor de par. Permite que las mototraillas hagan la carga con el par multiplicado por el convertidor del divisor de par, y durante el transporte desarrollen velocidades más altas sin multiplicación del par (directa y superdirecta).

8.7 GRUPO CONICO A la salida del eje secundario de la caja de cambios está el grupo cónico, que consta de do elementos principales: piñón de ataque y corona, muy similares a los empleados en los automóviles (fig 8.12 a y 8.12b). La función principal del grupo cónico es aumentar todavía mas el par motor, reduciendo las revoluciones del eje de salida de la caja de cambios, cambiando simultáneamente la dirección de giro, originalmente paralela al cigüeñal, que queda finalmente e posición normal a esta. Para una mejor resistencia de los esfuerzos sufridos por el grupo cónico, los dientes s e tallan, en la mayor parte de los casos, en forma cónica- espiral, con lo que se

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8.8 MANDOS FINALES Existen varios tipos de mandos finales, se distinguen: el de motoniveladora, que utiliza cadena en la primera transmisión, y los de los tractores que pueden tener una o dos multiplicadores; en los tractores más complejos se adopta el mando final tipo planetario.

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8.9 LOS FRENOS EN LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Tipos de frenos El freno es el mecanismo del vehículo para hacer disminuir su velocidad o incluso detenerlo. d etenerlo. Para disminuir un discreto descenso de velocidad, se utiliza el freno motor. Se da este nombre al efecto que se produce al dejar de acelerar la máquina, pues el motor tiene que realizar un esfuerzo para vencer el tiempo de compresión, proporcional a la cilindrada del vehículo y a la relación de compresión. De todas formas, el freno motor es un sistema complementario al verdadero freno del vehículo. Son tres los tipos de frenos de servicio: -  -  - 

De cinta De zapatas De disco

Freno de cinta; (fig 8.14) es el utilizado corrientemente en los tractores de rugas, combinando su actuación con los embragues de dirección en los giros del tractor. Se compone este freno de una banda metálica sobre la que se montan los forros que rodean al tambor giratorio, solidario con las ruedas. La banda va cogida en sus extremos por unos soportes que se articulan independientemente.

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Freno de Zapatas; (fig 8.15) es muy utilizado en los vehículos de neumáticos. Está formado por un plato fijo, solidario con la trompeta del puente. En el plato va situado el eje, sobre el que se articulan los extremos de las zapatas, que llevan en su superficie unos forros. Los extremos de las zapatas se apoyan sobre una excéntrica, unida a una varilla, la cual se acciona con el pedal del freno. Un muelle es el encargado de que, en todo momento, las zapatas estén en contacto con la excéntrica. El conjunto a cubierto con el tambor, que gira libremente o unido al palier correspondiente; este tambor es el encargado de sujetar la rueda, unido mediante unos espárragos. Cuando se oprime el pedal, esta tira de la varilla, que hará girar la excéntrica, venciendo la fuerza del muelle, con lo que las zapatas se verán obligadas a separarse y se aplicarán contra la superficie interior del tambor, disminuyendo o deteniendo su giro. Al desaparecer la fuerza sobre el pedal, un u n melle obliga a las zapatas a pasar a su posición primitiva permitiendo su libre giro.

Freno de disco; Existen dos tipos de frenos de disco(fig 8.16); 8.16); uno de doble acción y otro de reacción. En a) se presenta el esquema del freno de disco de doble acción. Una pinza portadora de los mecanismos de freno (patines con forro, pistones de accionamiento y conducciones) va unida al bastidor del vehículo. El freno de disco de reacción b) está compuesto por un disco, solidario con la rueda, que gira entre dos patines, portadores de los forros de freno. Los patines se pueden desplazar, acercándose o alejándose del disco mediante una presión hidráulica. Cuando se aprieta el pedal del freno del freno, la fuerza se transmite a través del fluido que contienen las conducciones, obligando al pistón a desplazarse. En su desplazamiento, actuara el patín contra el disco, que se verá empujado simultáneamente por un pistón simétrico por la otra cara del disco, frenando este y, por tanto, la rueda. Sobre los patines van montados unos forros denominados “pastilla”. 

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fig 8.16 Frenos de disco (de doble acción y de reacción) 

Accionamiento del freno Existen tres tipos diferentes de accionamiento de los frenos: mecánico, hidráulico y neumático. Mando mecánico; solo utilizado para freno de estacionamiento en tractores de pequeña potencia. Mando hidráulico; es el sistema más generalizado para el accionamiento de los frenos de los tractores, turismos y camiones. El sistema se reduce a la utilización de la presión de u liquido especial que transmite el esfuerzo del pedal, ya sea a las zapatas o los discos. Mando neumático; se utiliza principalmente en camiones de gran tonelaje y en algunos tractores de arrastre, aunque la utilización en estos últimos no está generalizada, pues supone aumentar la ya complicada mecánica de estas máquinas. Su activación se funda en la presión de un circuito de aire comprimido asegurada por un calderin, con un compresor que lo alimenta para mantener una presión adecuada.

Entretenimiento de los frenos Relaje. Con el tiempo, los forros sufren un desgaste proporcional al uso. Hay que evitar que los desgastes lleguen a hacer poco eficaz el contacto de los forros o las zapatas. Existen diversos sistemas que permiten corregir los desgastes progresivos y naturales, dentro de las tolerancias que el fabricante debe administrar. El reglaje comprende también el recorrido de seguridad que garantiza la progresividad del frenado.

Purga de las conducciones hidráulicas. En los frenos con mando hidráulico puede ocurrir que su s u acción sea desigual o débil, lo que, por regla general la existencia de aire en las conducciones. c onducciones. Para eliminarlos existen válvulas de purga que sirven para comprobar la funcionalidad del sistema.

8.10 LOS MANDOS HIDRAULICOS Están basados en la transmisión de la energía mediante circuitos hidráulicos, en los que se emplean aceites especiales.

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Un fluido que circula con un caudal de Q litro/minuto a una presión de P kg/cm2, supone una potencia de Q.P/450 CV, puede fácilmente deducirse. El equipo lo integran varios componentes; bombas, distribuidores, válvulas, acumuladores, tuberías y conexiones. Las  bombas son hidrostáticas y pueden ser, por su diseño, de tres tipos: de pistones, de paletas o de engranajes, cuyo detalle ya veremos en el capítulo correspondiente. Los distribuidores (o válvulas de dirección) permiten la desviación del flujo fl ujo para obtener distintas condiciones o funciones y pueden verse esquemáticamente en la fig 8.17. El distribuidor precisa de una acción exterior (accionamiento manual, mecánico, o con cualquier otro dispositivo) para provocar la fuerza en el sentido requerido y de la magnitud deseada. En cualquier caso, el distribuidor puede disponer de mecanismos que le obliguen, en ciertas circunstancias, a pasar a una posición predeterminada.

Las válvulas regulan el caudal y/o la presión, se clasifican en los siguientes tipos: -  -  -  -  -  -  -  -  - 

De retención Reguladoras de presión De seguridad De presión máxima. De reducción-presión De interrupción De secuencia De caudal constante De múltiples posiciones.

La más importante la de secuencia (fig 8.18), que simula un distribuidor de dos pasos, y viene forzada a una posición de reposo por un muelle.

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Las válvulas de múltiples posiciones tipo Orbit están constituidos por un juego de engranajes y una válvula distribuidora. El juego de engranajes está compuesto por un anillo exterior, unido a la parte inferior de la válvula de mando, y un rotor. (fig 8.19) Al tener siete cavidades el anillo y seis el rotor, permite múltiples combinaciones de entrada y salida para atender los distintos momentos operacionales de una máquina.

los acumuladores son recipientes que contienen gas a presión y un dispositivo separador de aceite. Estos dispositivos constituyen, un acumulador de energía al permitir la compresión del aire en ciertos cie rtos momentos, expandiéndose posteriormente y entregando al sistema un volumen complementario de aceite. Las tuberías y sus conexiones pueden ser rígidas o flexibles, y son fácilmente conectables entre sí. Las conexiones sin soldadura permiten un ajuste roscado de alta presión.

8.11 TOMAS DE FUERZA MECANICA MECANICASS Los inconvenientes de las tomas de fuerza mecánicas han llevado a la implantación casi general de los mecanismos hidráulicos, más sencillos, versátiles, rápidos y económicos, por lo que obviaremos su descripción.

CAPITULO 9

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EXPLOSIVOS 9.1 EL PROCESO DE ROTURA POR EXPLOSION El efecto de ruptura que provoca un u n explosivo se origina por la gran g ran cantidad de gases generados en una reacción química.después El gas caliente generado y las fuertes presiones p resiones alcanzadas son el origen de las roturas que se producen de la exposición. Hay tres fases que distinguir en el proceso de explosión y de rotura consiguiente, y cuya presencia se ha detectado en ensayos realizados con probetas de plexiglás, en donde ha sido posible observar, por difracción, las grietas y hendiduras producidas en el material y debidas a la explosión. Las tres fases de rotura se originan como consecuencia de las variaciones de compresión a tracción y reciprocas, en las distintas zonas cercanas al taladro que se hace explotar. En el primer periodo, donde no se produce rotura, se inician unos agrietamientos radicales, difícilmente observables, que afectan, fundamentalmente, a la zona más próxima al taladro. En la segunda fase, las ondas de choque se reflejan en las caras libres de la roca que ha de volarse, produciendo pequeños derrumbamientos superficiales en la cara libre. En la tercera fase, de efecto mucho más lento que las anteriores, se propagan y ramifican las grietas radicales de la primera fase y se produce el lanzamiento de la superficie libre de la roca.

9.2 CARACTERISTICAS DE LOS EXPLOSIVOS - 

Estabilidad química

Permanecer químicamente inalterado, es decir cuándo se mantiene bajo ciertas condiciones de almacenamiento. -  Aptitud a la propagación propagación Aptitud de transmitir la detonación de un cartucho a otro yuxtapuesto, o cuando entre ambos hay un medio ajeno. - 

Velocidad de detonación

Velocidad de la onda de detonación que pasa atreves del explosivo. En los explosivos industriales están comprendidos entre 2.500 y 6.000 m/s. - 

Potencia explosiva

La capacidad para producir rupturas mecánicas que, en general, se refieren a un explosivo tipo (goma pura), al que se le atribuye un coeficiente base de 100. - 

Resistencia la humedad

Idoneidad de empleo de un explosivo. - 

Densidad del encartuchado

Define la máxima posible con un determinado tipo de explosivo. - 

Humos

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El humo debe eliminarse con la ventilación, pero en aquellos trabajos de galería con ventilación difícil o deficiente es necesario prever explosivos que produzcan p roduzcan la menor proporción posible de óxidos de carbono y vapores nitrosos de peligrosa aspiración. - 

Resistencia a las bajas temperaturas

Los explosivos que contienen nitroglicerina pueden congelarse a 8 °C, es necesario prever esta eventualidad añadiendo ciertos aditivos (nitroglicol) en la proporción conveniente.

9.3 PRINCIPALES CONDICIONES PARA LA ELECCION DE UN EXPLOSIVO -  -  -  - 

Tipo de roca a volar Fragmentación Humedad en el alojamiento de los barrenos Toxicidad

Cuando se produce la voladura en zonas poco ventiladas

9.4 MÉTODOS DE CARGA El procedimiento normal para la carga de los barrenos es el de la colocación simple de los cartuchos en el taladro realizado, lo cual hace que se pierda una parte importante del hueco, ya que normalmente la diferencia entre los diámetros de este y el cartucho oscila entre 5 y 15 cm

9.5 TIPO DE EXPLOSIVOS Pólvoras de mina Son los únicos explosivos industriales de tipo deflagrante, es decir que explotan por combustión, a diferencia de los detonantes, que explotan por detonación o explosión rápida. No se emplean más que en terrenos blandos, y allí al lí donde se pretende obtener grandes bloques y pequeña fragmentación. La reacción química de combustión de la pólvora es la siguiente: S+3C+NO3K=2N+3CO2+K2S Se comprueba la presencia de óxido de carbono y sulfuro de potasio, que son elementos tóxicos.

Explosivos cloratados Fueron sustituidos en general por los explosivos pulverulentos, están formados por clorato sódico o potasio, molidos en polvo extraordinariamente finos o aglomerados con una solución oleosa. Tiene la ventaja no se hielan, aunque el frio hace descender su sensibilidad a la explosión.

Explosivos amoniacales Se llaman así por ser el nitrato armónico la base de su fabricación. Son bastantes sensibles a la humedad y su uso esta exclusivamente en lugares secos o donde se realice una protección importante por medios eficientes, tales como los revestimientos con plástico. Dinamitas

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Las dinamitas son poco sensibles a la humedad, aunque tienen gran facilidad de explosión, incluso con detonadores poco potentes. Son bastante estables y mantienen sus características durante largo tiempo, pero su sensibilidad al frio hace que sea peligroso su empleo en temperaturas bajas.

Explosivos gelatinizados Son conocidos como los de más energía, están formados por nitroglicerina y nitrocelulosa; además en su composición hay nitrato sódico o potasio, y un combustible que permite obtener un balance de oxigeno suficiente. La ventaja que tienen estos explosivos gelatinizados son su consistencia plástica, su gran densidad y elevada resistencia al agua.

Otros tipos de explosivos Existe una gran variedad de explosivos cuyo uso no es frecuente en las industrias de la construcción, y se emplea en aplicaciones específicas, en la minería.

9.6 CEBOS EXPLOSIVOS Detonadores normales instrumento empleado como cebo para producir la detonación de los distintos explosivos, y se añaden a los cartuchos que se han de explotar. Los detonadores se emplean conectados o atados a mechas de seguridad. Detonadores eléctricos Su explosión se produce al pasar por ellos una corriente eléctrica de determinada intensidad. Entre los detonadores eléctricos, se pueden distinguir dos tipos principales: a)  Instantáneos b)  Retardados o de retardo Ventajas de los detonadores eléctricos

-  -  -  -  -  -  - 

Gran seguridad en su manejo. Imposibilidad material de producirse explosiones incontroladas Posibilidad de ignición simultanea de muchos m uchos detonadores. Posibilidad de disparo a grandes distancias. Fallo casi nulo en el disparo. Puede controlarse el momento exacto de la voladura. Mayor economía, derivada de lo dicho anteriormente y del costo electivo de los materiales empleados.

Descripción del detonador eléctrico (fig 9.1)

Los detonadores eléctricos son de tal potencia que producen la explosión de cualquier tipo de carga explosiva. En los detonadores de retardo, existe entre el inflamador y la capsula detonante, un limitador de velocidad que hace que la transmisión de la explosión de uno a otro no sea instantánea.

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Garantías eléctricas de los detonadores

-  -  - 

- 

La diferencia entre resistencia eléctrica de varios detonadores, de una misma clase, no será superior a 0.025 ohmios. Si se pegan 5 detonadores de una misma clase, conectados en serie, con 0.8 0 .8 A de corriente continua, todos harán explosión. Si se descarga un condensador de 10 µF cargado a una tensión de 100V, a través de un detonador y una resistencia de 16 ohmios, conectados en serie, el detonador hará explosión. Si se realiza el ensayo anterior, pero con una resistencia de 65 ohmios, el detonador no hará explosión. Circuitos de disparo (fig 9.2)

Existen diversos tipos de conexionado de los detonadores: -  Conexionado en serie (el más empleado por su facilidad de realización y fácil control) -  Conexionado en paralelo (que permite empleos de fuentes de energía de voltaje limitado, aunque es de mayor complejidad su comprobación eléctrica). -  Conexionado mixto, serie paralelo y paralelo serie, cuyas ventajas e inconvenientes se encuentran entre los tipos antes explicados.

Dispositivos de microrretardo para cordón detonante Se recomienda el empleo de este tipo de dispositivos en lugares donde son de temer cargas estáticas eléctricas, o donde hay frecuentes tormentas. Su utilidad es más notable si se tiene en cuenta que para dar fuego a la pega no es necesario explosor, lo cual permite intercalar un numero ilimitados de relés en la línea de tiro.

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9.7 MECHAS Se llaman mechas de seguridad aquellos cordones combustibles con los que se transmite el fuego de los detonadores normales. Están constituidas por un núcleo de pólvora rodeada de hilados variables según el uso. Existe también la que se llama mecha o cordón detonante, consiste en una mecha de alta velocidad con núcleo de pentrita, cuya iniciación se produce por medio de un detonador del n.° 8 o por medio de un detonador eléctrico. La velocidad de detonación es de 7km/s.

9.8 GENERADORES DE CORRIENTE Existen tres sistemas de alimentación, normalmente utilizados: baterías, red de alumbrado y maquinas especiales dinamoeléctricas.

9.9 EXPLOSORES Se denominan así aquellos aparatos que consisten en un condensador, cargable por magneto, donde se acumula la energía necesaria para provocar la explosión de una serie de detonadores eléctricos dispuestos en cualquiera de las formas normales (serie, paralelo, serie-paralelo, etc.)

CAPITULO 10

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AIRE COMPRIMIDO 10.1 GENERALIDADES En las instalaciones de aire comprimido hay que considerar tres elementos básicos: -  -  - 

El generador del aire comprimido (compresor). ( compresor). La instalación de conducción El elemento que emplea la energía acumulada en forma de aire comprimido (martillos, cabrestantes, motores, etc.)

10.2 LOS COMPRESORES Elementos fundamentales comunes a)  Válvulas

Uno de los elementos claves del compresor, su función es facilitar o impedir, según los momentos, el paso del aire a la entrada y salida de los cilindros de alta y baja presión. Van conectadas al sistema de regulación del compresor de descarga la marcha de este, dejando en comunicación con el aire exterior los cilindros cuando la presión en el calderin es suficiente elevada. b)  Refrigeración

-  -  - 

- 

Agua en circuito abierto. Este sistema se emplea solamente en aquellos sitios donde la

abundancia de agua es excepcional. Agua en circuito cerrado. La refrigeración del agua caliente se produce a través de un radiador incorporado. Llevan una bomba de impulsión de la masa liquida. Refrigeración por aire. Empleado en aquellos lugares donde el agua de lugar a incrustaciones en el radiador o en el circuito de refrigeración, también donde hay escasez de agua. Refrigeración por aceite. Cada día más empleados en los compresores rotativos.  

Tipos de compresores Los compresores se dividen, por razón de su sistema de compresión: de desplazamiento positivo y dinámicos. En los compresores de desplazamiento positivo el gas es encerrado en una cámara cuyo volumen se hace decrecer. En los compresores dinámicos el aire es puesto en movimiento mediante rotores especiales y acelerado a alta velocidad. Entre los compresores de desplazamiento positivo: - 

Compresores alternativos de pistón

-  - 

Compresores rotativos Compresores de anillo líquido.

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a)  Compresores dinámicos

De los compresores dinámicos, el más empleado es el turbo-compresor, en sus modalidades radial y axial (fig 10.6 a y 10.6b) Estos compresores llamados también turbo-compresores, realizan la compresión basándose en la fuerza centrífuga.

b)  Compresores alternativos

Los compresores alternativos de pistón pueden tener diversas configuraciones, algunas de las cuales se muestran en la fig 10.7 a y 10.7b son de dos tipos: de simple y doble efecto. (la compresión de doble efecto se diferencia del simple efecto en que el retroceso del pistón es también activo)-  -  - 

a)  Monocilindricas Vertical; de simple o doble efecto. Horizontal; normalmente de doble efecto.

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b) bicilindricas - verticales, en línea; d dee simple o doble doble efecto. --

En V; simple o doble efecto. ef ecto. vertical y horizontal; normalmen normalmente te de doble efecto. Horizontales opuestas; norm normalmente almente de doble efecto. Horizontales en paralelo; normalmente de doble efecto.

c) tricilindros (disposición en W) - Una vertical y dos formando un ángu ángulo lo de 60°; de simple a doble efe efecto. cto. En la figura 10.8 se muestra el funcionamiento de un compresor “típico” de doble acción y de dos fases,

refrigerado por agua. Es importante estudiar en detalle este compresor, en el que las diversas funciones son características y están muy perfectamente diferenciadas.

Funcionamiento del compresor

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Al descender el pistón de baja presión (BP)(1), el aire es aspirado a través de la admisión (2) y de la válvula de aspiración (28) del cilindro de baja presión (25). La válvula de impulsión impul sión (26) está cerrada. Al mismo tiempo, el aire que está bajo el pistón se comprime y sale por la válvula de impulsión (27). Cuando esto sucede, la válvula de aspiración (3) está cerrada.

c)  Compresores rotativos

De entre los compresores rotativos, el más empleado, desde hace unos años, es el doble tornillo. Los compresores de doble tornillo han parecido siempre una solución ideal y elegante para todas las producciones de aire, y en general cuando superen los 10m3/minuto, producción a partir de la cual su rendimiento supera el 85 por 100.

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d)  Otros compresores rotativos

Existen los compresores paletas deslizantes (fig 10.10 a ) y el compresor Roots (fig 10.10 b). Los compresores de paletas o aletas deslizantes rara vez fabrican para presiones de salida superiores a los 6 kg7cm2, aunque hay fabricantes de renombre que los fabrican para la presión unificada de 7kg/cm 2, equivale a 100 libras/pulgada 2.

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Los compresores de anillo liquido (fig 10.10 c) no se emplean, normalmente, en la construcción, por ser bastante delicados. Disponen de un rotor con paletas, clocado excéntricamente en un cilindro; el fluido es arrojado por efecto de la fuerza centrífuga, y forma un anillo que impide la comunicación entre los espacios comprendidos entre las paletas o alabes. Estos espacios varían de volumen, y se obtiene, de esta forma, la compresión del aire comprimido en el mayor de ellos, donde se sitúa la admiración.

Ambos tipos se utilizan principalmente, para circuitos de aceite y no en la obtención del aire comprimido.

10.4 MEDIDA DE LA PRESION Y EL CAUDAL DE AIRE COMPRIMIDO 10.5 CONSUMO DE POTENCIA Depende de su grado de ajuste y de d e su perfección mecánica y termodinámica, pero en general puede estimarse que un compresor está bien dimensionado cuando son necesarios 7CV para cada m3/minuto de “aire libre”

producido a 7kg/cm2. El trabajo de una compresión está representado por una superficie cuyás ordenadas son las presiones electivas, y las abscisas longitudes proporcionales a los volúmenes.

10.6 DIFERENTE TIPOS Y DETALLES DE LAS INSTALACONES DE AIRE COMPRIMIDO En primer lugar, puede discutirse si es conveniente una instalación centralizada o descentralizada.

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En general una instalación central tiene la ventaja de necesitar menor potencia instalada, dado que las puntas de consumo de cada una de las maquinas no se produce simultáneamente. Debe considerarse, que cuando mayor es un compresor, más elevado es su rendimiento, por lo que siempre que sea posible debe contemplarse, como primera posibilidad, posibi lidad, la implantación de una instalación centralizada. Los compresores de tamaño medio y pequeño vienen de fábrica, si así se solicita con chasis o bancadas metálicas, suficientemente rígidas. La disposición del compresor su toma de aire debe estar suficientemente alejada de la zona de escape de motores, y alejada de zonas donde aparezcan partículas en e n el aire con efectos abrasivos o impurezas difíciles dif íciles de eliminar; debe evitarse la proximidad de hornos, arenosos, instalaciones de machaqueo y en general todas aquellas instalaciones que produzcan residuos corrosivos o duros. Los siguientes sistemas de transmisión de potencia son los mas utilizados en compresores de construcción: -  -  -  - 

Por correa plana Por correa trapezoidal Por acoplamiento directo al mismo eje. Por acoplamiento flexible al eje motor.

Puede comprenderse el efecto adicional que se produce en los esfuerzos axiales cuando las alienaciones correctas no son mantenidas. Para evitar la presencia de impurezas en el proceso de compresión se toman precauciones, colocando filtros en la admisión de los compresores. Los filtros comúnmente utilizados son los de cartón, y los de laberintos o ciclones sumergidos en aceite o no. Amos sistemas tienen un rendimiento de 99 por100 y deben ser sometidos a limpieza de forma periódica.

10.7 RENDIMIENTOS DEL COMPRESOR Para conocer exactamente la marcha de un compresor es indispensable que determinemos los rendimientos siguientes: --   -  - 

Rendimiento Rendimiento volumétrico de compresión Rendimiento mecánico Rendimiento total.

Se llama rendimiento volumétrico de un compresor la relación entre la capacidad y el desplazamiento. La capacidad es la cantidad de aire comprimido que se descarga en una unidad de tiempo, considerando el gas al estado libre, es decir a la presión y temperatura ordinaria. La capacidad se determina evaluando el volumen de aire libre que equivale al del aire comprimido que se descarga. El desplazamiento se calcula en función de la carrera, sencilla o doble desplazamiento y de su frecuencia. La cantidad de aire descargado se puede medir por cualquiera de los métodos descritos, pero el que más se emplea es el del llenado de un depósito de volumen conocido. No debe olvidarse que, si el compresor es polifásico, el cálculo del desplazamiento debe hacerse solamente para el cilindro de baja presión, es el único que aspira el aire del ambiente.

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Rendimiento de compresión.  Es muy conveniente que la refrigeración sea enérgica para que el trabajo absorbido por la compresión sea lo más pequeño posible; para que la curva de la variación se aproxime a la isotérmica teórica. Se llama rendimiento de compresión, la relación entre el trabajo que se consumirá si el aire se hubiera comprimido isotérmicamente y el trabajo indicado. Rendimiento mecánico. Relación entre el número de caballos de vapor indicados y el número de caballos de vapor indicados y el número de caballos de vapor efectivos en el árbol del motor. Rendimiento total. Producto del rendimiento de compresión por el rendimiento mecánico. Rendimiento energético. Es conocida la proporción en la que se distribuye la potencia consumada por un compresor, transformada está en calor.

10.9 DEPOSITO DE AIRE. CALDERINES Los calderines sirve de almacenamiento regulador. Muchas son las fórmulas que sean dado para calcular la capacidad del calderin, el valor de:

Donde Q es el aire aspirado en m3/minuto.

 1  = 2 ∗ √ 5 ∗ 

 

Se instalan al descubierto para facilitar el enfriamiento del aire comprimido antes de que pase a la tubería de distribución. El deposito más perfecto es el que refrigera el aire hasta la temperatura del ambiente. Los depósitos de aire ofrecen las ventajas siguientes: 1.  Reducen los efectos de pulsación de los compresores de émbolos, con lo que se regulariza el trabajo de las maquinas que mueven el aire. Las pulsaciones violentas producen variaciones de velocidad en las corrientes de aire, dando lugar a mayor pérdida por efecto de rozamiento y choques. 2.  Si la capacidad adecuada atienden con rapidez lasque demandas extraordinarias detienen aire que suelen hacerse momentáneamente; cosa no es posible realizar directamente con los compresores. 3.  Proporcionan al aire comprimido la oportunidad de tranquilizarse suficientemente para que el agua y aceite arrastrados puedan separarse. 4.  Enfrían el aire ante de que pase a las tuberías, al condensarse en ellos la mayor parte de su humedad, se evita que vaya una cantidad importante de agua a los motores. Si se trata de compresores de embolo cuyo deposito sirve casi únicamente para “tranquilizar” el aire

suministrado de una manera intermitente, el volumen del calderin o deposito se puede calcular, aproximadamente, por formulas experimentales.

10.10 LAS CONDUCCIONES DE AIRE COMPRIMIDO

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En hidrodinámica, se estudia las condiciones de transmisión de un fluido a atreves de una tubería, en función de su diámetro, su longitud y ciertos coeficientes de rozamiento.

10.11 HUMEDAD Y FORMACION DE HIELO Por general, el aire comprimid llega a los motores cerca denoladesprendería saturación. Silahubiera posibilidad de trabajar con regla expansión isotérmica, el aire por aumentar su volumen, húmeda y el porcentaje del vapor de agua quedaría muy por bajo del punto de saturación. Pero como el aire expansiona adiabáticamente, hay un descenso rápido de temperatura, y a pesar del aumento de volumen que experimenta al escape, estará sobresaturado, y parte del vapor se condensará y congelará obstruyendo la mayoría de los casos los orificios de salida.

Entibación. La disposición de la madera en entibación, cuando el terreno no tiene la consistencia debida, realiza de acuerdo con los esquemas siguientes figura 13.11a que corresponden a la disposición en marco, más usual, se monta con la madera constituida por los pilares o una sopanda en la parte superior Figura 13.11a

d) extracción de escombros. _

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uno de los procesos mas enajosos en la perforaacion de una túnel lo constituye la carga del producto de voladura y su posterior transporte. Hay estas excavadoras accionadas por motor diésel, por motor comprimido que permiten la carga rápida de las vagonetas o los camiones.

Figura 13.11

PLANIFICACIÓN DE LOS TRABAJOS DE CANTERA O DE EXCAVACIÓN EN ROCA Los trabajos de excavación en roca exigen una determinada planificación, que en general se realiza reali za de acuerdo con el siguiente proceso. 1.° estudio geológico de resistencia a la voladura de los tramos de cantera, y definición del método empleado. 2.° la capacidad de los medios de excavación, carga y transporte, así como los del machaqueo disponibles. 3°. Para obtener un tamaño aceptable, se procede el estudio del frente de la cantera con planificación del detalle geométrico de la voladura, calculando la carga de explosivo necesaria por m3 .Debe tenerse en cuenta el tipo de voladura, calculando la carga total cuando haya en las proximidades edificaciones, instalaciones, etc.... que pueden ser perjudicadas por el efecto de la voladura.

Figura 13.12. métodos de excavación subterránea y en trinchera

4°. La fragmentación que desee, el diámetro de la perforación y limitaciones que se impongan a la proyección de materiales, son un condicionante de la línea de menor resistencia.

CAPITULO 14

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EQUIPOS DE SONDEO, CLAVA HINCA 14.1. MAQUINARIAS DE SONDEO En múltiples ocasiones es necesario de conocer las características geo mecánicas del terreno donde va a situarse cualquier de construcción. del de terreno puede hacerse de dos formas: bien con perforación detipo los sucesivos estratosEsto parareconocimiento conocimiento real tus características Los equipos de reconocimiento de terreno o equipos de sondeo pueden ser de dos tipos: manual y mecánico, según donde proceda la energía que los coacciona. El reconocimiento del terreno, en muchos casos, exige no solamente la perforación de un taladro, sino también frecuentemente el entubado del mismo para evitar el desmoronamiento de las partículas del terreno. La penetración del tubo se ejecutará golpeándose en la parte superior con un martinete, o por presión hidráulica ejercida por un gato. Los equipos mecánicos de sondeo se componen en general, de dos elementos básicos constituyentes: el mecanismo motor y el útil de perforación. Los mecanismos motores dependen, como es natural, de la fuente de energía disponible, y pueden ser accionados por motor diésel, eléctrico, de gasolina, etc. Según los casos. Por lo que se refiere el útil de perforación, hay que distinguir dos partes fundamentales en el mismo: la propia cabeza del útil, o el elemento que está en contacto con el terreno que se perfora en cada momento, y la barra que transmite las acciones del elemento motor a la cabeza.

Los trabajos de perforación en la construcción pueden agruparse básicamente en tres categorías.

14.1.1. Equipos de Sondeo por Perc Percusión usión En general, los equipos de sondeo por percusión tienen una limitación en profundidad que se puede alcanzar con ellos, debido a la fuerte fricción en las paredes del taladro. Existen varios tipos de equipos de perforación por percusión, que vamos a enumerar. Martillo perforador ordinario. Sondeos de varilla. Sondeos de balancín. Sondas de oscilantes de cable. Sondas de cuchara de almeja.

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El martillo perforador permite alcanzar cómodamente profundidades de basta 5m en cualquier dirección del terreno, ya sea vertical, horizontal o inclinada. Su velocidad v elocidad de perforación es relativamente alta, pero el costo de las barrenas necesarias hace, en general, prohibitivo pretender perforaciones superiores a los 5m. Las sondas de varilla constituyen un elemento mecánico de importancia para trabajos de sondeo. s ondeo. Con él puede llegarse, fácilmente, a profundidades de hasta 150m, en condiciones relativamente rápida si la roca a perforar no es excesivamente dura.

La sonda de balancín está basada en el movimiento alternativo de subida y bajada producido en el cable que sostiene el útil de perforación al ser accionado aquel por un motor, mediante un mecanismo de biela y manivela. En las sondas de balancín, y para darle más velocidad a la perforación, acostumbra a lastrar los vástagos o barras sobre los que va montado el útil de perforación. Las profundidades obtenidas pueden ser importantes, ya que el movimiento alternativo de percusión rara vez inferior a 60 julios/minuto; para las profundidades utilizadas normalmente en obras publicas puede contarse con una velocidad media entre 30 y 60 m/día.

Las sondas de cable o americanas son similares al balancín, pero en aquellas el movimiento alternativo de subida y bajada se produce simplemente por la recogida y suelta el cable. Las profundidades de perforación que se logran alcanzar utilizando sondas de cable rara vez sobrepasan a los 200m, normalmente emplean cables de acero de diámetros no inferiores a los 18 mm. Para aumentar el impacto se lastra el vástago, hasta alcanzar a cargas totales de cerca de 1Tn. Sondas con cucharas de almeja están basadas en un dispositivo en forma de cuchara con bordes cortantes y retractiles que después de clavarse por su propio peso en el terreno pueden recoger entre sus bordes, al cerrarse, material blando que posteriormente elevan a la superficie mediante un sistema de cables.

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En general, en estos tipos de perforación de gran diámetro con cuchara se entuba el barreno para evitar su desmoronamiento, en razón de la frecuente blandura del mismo. Estos dispositivos de entubación se introducen en el agujero producido mediante máquinas de vaivén u oscilantes especiales. En ocasiones se emplean lodos bentónicos que mantienen la cohesión del terreno durante todo el tiempo de la perforación.

14.1.2. Sondas Rotativas Cuando se pretende obtener testigos de la perforación, es normal que se utilicen equipos de sondas con rotación. Estos equipos de sondeo, que se basan en el principio de desgaste por abrasión, trabajan, normalmente, en posición vertical, aunque existen otros dispositivos que permiten el trabajo horizontal o incluso con alguna inclinación. El útil de perforación esta constituido normalmente por una corona de diamantes o por un útil dentado que por rotación va cortando el terreno.

14.2 MAQUINARIA DE CLAVA E HINCA

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Para obtener una buena cimentación en terrenos profundos, es preciso en muchos casos la hinca de pilotes o la clava de estacas, que se realiza por procedimientos conocidos como des la antigüedad y que hoy se han mecanizado. Para la retirada o arranque de tablestacas y pilotes

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CAPITULO 15 VENTILACIÓN 15.1. GENERALIDADES SOBRE EL AIRE Y LA VENTILACION La salud del hombre en general y su capacidad para el trabajo exigen un aire puro, lo cual conduce a la necesidad de ventilación artificial en muchos casos. Debe hacerse notar que generalmente, la temperatura y la ventilación están íntimamente ligadas. Nos basaremos en la ventilación de las obras subterráneas y similares, debe tenerse en cuenta que en estas instalaciones además del aire, los humos y otros contaminantes se presentan en las obras públicas, para ellos se tratara de mejorar las condiciones de aire en los espacios cerrados.

15.1.1. El aire que respiramos Dado que el aire es fundamental para la vida, debemos estudiar sus componentes y evolución de las mismas, aunque sea someramente. El aire puro contiene oxígeno, nitrógeno y otros gases, las cuales están en las siguientes proporciones: -

Nitrógeno: 78.03% Oxigeno: 20.99% Anhídrido carbónico: 0.04% Vapor de agua: variable Argón: 0.94% Hidrogeno: 0.01% Otros gases: indicios

En la respiración, el organismo humano aprovecha de estos gases única y necesariamente el oxígeno y durante se opera un cambio en el aire, de forma que al ser respirado sus componentes aparecen en la siguiente proporción: -

Oxigeno: 16.5% Anhídrido Carbónico: 4% Nitrógeno y otros gases: 79.5%

El organismo humano ha de mantener constante su temperatura alrededor de los 37º, para lo cual el metabolismo opera la transformación de la energía química, aportada por los alimentos y de la energía mecánica producida por el trabajo muscular en energía calorífica.

15.1.2. Algunas definiciones -

-

Punto de roció. Se refiere a la temperatura a la que alcanza la saturación del aire para un contenido dado de vapor de agua. Puede ser definido igualmente como la temperatura a la cual comenzara la condensación durante un proceso de enfriamiento. Humanidad absoluta. Se refiere a una temperatura determinada, el peso efectivo del vapor de agua en la atmosfera expresado en peso de vapor de agua por kg. de aire seco. En los diagramas

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-

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sicrometricos puede encontrarse el peso de vapor de agua por kg. de aire seco para diferentes grados de humedad. Humedad relativa. Se refiere a la cantidad de humedad de la atmosfera, se expresa cuando la humedad efectiva es inferior a la de saturación, momento este en que la humedad alcanza su máximo grado.

-

15.1.3. La ventilación en las obras La necesidad de la ventilación se presenta en varias situaciones y lugares en la construcción, especialmente en trabajos subterráneos como son las galerías, pozos y túneles. Con la ventilación se consigue aprovechar los espacios de tiempo muertos que una técnica pasada desperdiciada. De esta manera los tiempos que siguen a un problema se reducen enormemente y el rendimiento crece en una progresión importante. Sin embargo todavía no garantiza que se mejore el desempeño en los trabajos subterráneos.

15.2. LOS GASES TOXICOS La respiración humana es mínima a comparación de los motores de combustión que producen gases tóxicos que son peligrosos y se detecta por su olor, produciendo dolor de cabeza y malestares generales. Y vienes a ser los siguientes: -

Anhídrido Carbónico (CO2). Sulfuro de Hidrogeno (SH2). Metano (CH4), entre otros.

15.3. PARTES QUE SE COMPONEN UNA INSTALACION DE VENTILACION Normalmente una instalación consta de: -

Ventilador Compuertas de maniobra e inversión Tuberías Motor de accionamiento (eléctrico generalmente) Protecciones eléctricas Cuadro de mando

15.4. LOS TIPOS DE VENTILACION La ventilación se orienta en general y sobre todo a mantener la idoneidad del ambiente durante los trabajos de perforación y desescombro; la evacuación de gases y polvo. a.  Ventilación suplante o de presión.- Empleado este procedimiento se alimenta al frente de ataque con aire a través la tuberíaEldetiempo impulsión, de forma que aire calcular contaminado a través del túnel o galería yade perforada. de evacuación no esel fácil pues salga depende en gran parte de la sección del túnel perforado y del sistema empleado en la perforación.

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b.  Ventilación de aspiración o aspirante.- Se emplea la conducción del aire para respirar extrayéndole el polvo y gases mediante un difusor. Una aspiración se considera muy eficaz siempre que se pueda aproximar el difusor de aspiración. c.  Ventilación mixta alternativa.- Es una combinación de los métodos anteriores la cual consiste en adoptar la disposición aspirante y una vez extraída la mayor parte de los gases sucios se cambia a suplante y para conseguir se disponen de una serie de compuertas que modifican el sentido del flujo de aire y que permitenesto adoptar una configuración indistintamente. d.  Ventilación mixta simultanea.- Es de poco uso frecuente pero muy eficaz, cosiste en disponer en el frente un sistema de ventilación por presión de pequeña longitud.

15.5. PRESIONES Y CAUDALES DE VENTILACION Calculada la cantidad de aire necesario es preciso tener una primera evaluación evaluac ión de las presiones convenientes para que el flujo se produzca con normalidad. Las presiones estáticas que se manejan en la ventilación son muy reducida y se miden normalmente en mm de columna de agua; varían generalmente entre 75 y 1,000 mm en usos constructivos anuqué pueden alcanzar valores mayores. Los caudales se expresan en m3/s, y para túneles normalmente varían entre 0.5 y 25m3/s. Las tuberías normalmente empleadas son metálicas o de fibrocemento y sus diámetros varían entre 0.2 y 1m ; también se utilizan de plástico y pagables.

15.6 PRESIONES ESTATICAS, DINAMICAS Y TOTALES -

Presión Total La presión total ejercida por un ventilador es la presión a la cual se asegura el desplazamiento del aire cuando encuentra resistencia en su movimiento. movim iento. En todo flujo de aire existe una presión dinámica y otra presión estatice, según la resistencia ofrecida al desplazamiento del aire. La suma de os dos es la presión total desarrollada por un ventilador.

-

Presión Dinámica Es la producida por el aire en movimiento

-

Presión Estática Es la que se produce contra la resistencia a la circulación del aire.

15.7. LAS CANALIZACIONES DEL AIRE Y PERIDAS DE CARGA El dimensionamiento de las canalizaciones del aire es fundamental en las instalaciones de aire acondicionado y de ventilación. En las obras públicas, las exigencias en el dimensionado de las canalizaciones son mucho menos rigurosas que en las instalaciones permanentes, ya sean de edificaciones públicas o de fábricas. Perdidas de carga de las conducciones:

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El cálculo de los conductos de aire tiene mucha similitud simili tud con el de las tuberías de aire comprimido, con la única diferencia de que ahora debido a las bajas baj as presiones de operación, el aire se considera un fluido incompresible. a.  Perdidas a lo largo de las conducciones.- Debe advertirse que en el cálculo de la ventilación de las obras, muchas veces no se tienen en cuenta más que las pérdidas de carga debidas a las conducciones principales, siempre que no introduzcan zonas con fuerte curvatura y transiciones poco aerodinámicas, que en cualquier caso hay que evitar.

ℎ = 0.0021 0021 ∗ . ∗  

Donde: h = perdida de presión (mm de columna de agua). Q = Caudal (m3/s). L = Longitud de la tubería (m). d = Diámetro de la tubería (m). Para tuberías de fibrocemento.

b.  Perdidas en las variaciones de sección de las conducciones principales, para ampliación de la sección, en función el diámetro d . Relación de diámetros=0.25 Relación de diámetros=0.50 Brusca 50d 25d Con transición a 30º 40d 5d Para reducción de la sección, para un diámetro d . Relación de diámetros=0.25 Brusca 24d Con transición a 30º 15d

Relación de diámetros=0.50 20d 5d

c.  Perdidas en los cambios de dirección. Normalmente la pérdida de carga en codos se asimila a un número de metros, según se ha condensado.

Imagen: Maquinaria de la Construcción, Díaz del rio, Pág. 406

d. Perdidas debidas en los enlaces en forma de Y, en función el diámetro d . Tipo de enlace Perdida de carga

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  Relación de diámetro principal al secundario: secundario : 1 a 1.5 Relación de diámetro principal al secundario: 1.5 a 2.5 Relación de diámetro principal al secundario: secundario : 2.5 a 4

25d 22d 18d

15.8. NECESIDAD DE AIRE PURO 15.8.1. Aire Necesario Respecto a este particular hay muchas maneras de evaluar las posibles necesidades de aire puro, todas ellas son empíricas si bien hay algunas que resultan de más fácil aplicación. Están basadas en resultados prácticos de muchas galerías y se fundamentan en que la producción de gases gas es tóxicos es incomparablemente mayor en las locomotoras que en los seres vivos. Para conocer el aire mínimo necesario puede utilizarse la siguiente formula:

 = 0.03 .03 ∗ (10  ) 

Donde: -

Q = Caudal necesario (en m3/s). N = Número máximo de obreros en el frente del trabajo M = Potencia total en CV de los motores diésel que trabajan simultáneamente en el túnel.

15.9. EVALUACION DE LA PRESION DE TRABAJO Y POTENCIA NECESARIA -

Presiones de trabajo:  La presión de trabajo es la suma de dos componentes: Las pérdidas debidas a la instalación y la Presión dinámica necesaria para imponer al volumen de aire real.

-

Potencia necesaria:  Viene a ser la siguiente expresión:   Dónde: W = Potencia wn CV H = Presión en mm de agua  = Rendimiento (dependiendo del ventilador)



 = /75

15.10 PARTES QUE COMPONEN UN VENTILADOR El ventilador propiamente dicho se compone de: -

Carcasa o voluta. Hélice (solo en helicoidales y axiales), mantiene la corriente de aire en la misma dirección axial.

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Imagen:  http://www.euroventilatori-int.com/es/ventiladores-industriales/000027-medias-presionesImagen: tpa/   tpa/

-

Rodete (solo en los centrífugos), cambia la dirección de la corriente de aire de axial a radial.

-

Imagen:  https://www.moverica.com/ventilacion-motores-electricos/ventiladores-centrifugos Imagen: https://www.moverica.com/ventilacion-motores-electricos/ventiladores-centrifugos  

15.11. CLASIFICACION DE LOS VENTILADORES Y REGULACION 15.11.1. Por tipos de diseño Los ventiladores comúnmente utilizados se dividen en dos grandes clases: - Ventilador Centrífugo. En el ventilador centrífugo, el aire penetra en dirección paralela al eje del ventilador, y sale en dirección perpendicular a dicho eje. Estos ventiladores son esencialmente irreversibles.

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-

Ventilador helicoidal. Estos ventiladores se utilizan, cuando el aire no se transmite o impulsa, mediante una canalización y están normalmente implementados en una pared. Pueden producir caudales importantes de forma económica y su empleo se vincula normalmente a la ventilación de locales cerrados.

-

Ventilador axial. En ellos la circulación del aire es prácticamente paralela al eje de la hélice. Su rendimiento puede llegar hasta 90%. Se les prefiere a los ventiladores centrífugos en muchos casos, porque su sistema de canalización no exige codos importantes. Su tamaño es notablemente menor que el de un ventilador centrifugo del mismo caudal.

15.11.2. Por su Utilización En razón de su ventilación, los ventiladores, según provoquen una depresión en el espacio que se trata de ventilar o eleven la presión del mismo, se dividen, respectivamente en: -

Extractores

-

Impulsores

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15.11.3. Por su presión -

De baja presión

De media presión De alta presión

Sus límites no están definidos totalmente, pero en general los utilizados utiliz ados en obras públicas son de baja y media presión.

15.11.4. Regulación del caudal de los ventiladores Existen básicamente tres sistemas para regulación del caudal: -

Regulación por estrangulamiento del caudal, muy fácil de implantar y satisfactorio para los ventiladores centrífugos, pero que no es recomendable para los ventiladores axiales que presenten puntos críticos, dado que en general un ventilador debe estar capacitado para proporcionar presiones elevadas que la obtenida en un servicio normal.

-

Regulación por by pass utilizado preferentemente para los ventiladores axiales, consiste en la desviación del aire hacia la atmosfera; puede emplearse también en instalaciones de bombeo.

-

Regulación por a modificación de la velocidad, comprende dos sistemas distintos. El realizarlo por métodos mecánicos que a su vez puede optar por variantes como la inclusión de accionamiento por poleas, cajas de velocidades, acoplamientos hidráulicos, etc.

15.12. PUNTO DE FUNCIONAMIENTO DEL CONJUNTO VENTILADOR/CONDUCCION La obtención del punto de funcionamiento real de una instalación ventilador/conducción se hace de forma similar a como es habitual en el bombeo de aguas; esto es por intersección de las curva de perdida de carga/caudal de la conducción con la de presiones/caudal del ventilador elegido.

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Imagen: Maquinaria de la construcción, Díaz del Rio, Pág. 419

15.13. ELECCION DE VENTILADOR SEGÚN LA PRESION REQUERIDA Dentro de cada uno de los tipos de baja, media y alta presión. Conviene conocer aquellas configuraciones de ventiladores que más se adaptan a las las necesidades de cada caso como se establecen así en las siguientes: - Para baja presión, se usan ventiladores centrífugos con rodetes muy anchos y pequeña velocidad de giro o ventiladores axiales normales. - Para media presión, se utilizan normalmente de tipo centrifugo con rodetes estrechos y velocidades de giro moderadas, así como ventiladores axiales especiales de contra rotación. - Para alta presión, solo se utilizan centrífugos con rodetes de gran diámetro, pala muy estrecha y elevada velocidad de giro.

15.14. LEYES DE LOS VENTILADORES Anteriormente se han dado las características de los tipos más usuales de ventiladores. Dado que el ventilador se halla acoplado a una tubería (o impulsa el aire directamente en un espacio con más características físicas determinadas) el caudal de aire que produce depende de las condiciones aerodinámicas de la tubería o del lugar donde penetre el aire impulsado. De ahí que se establece una relación (al variar las características de la tubería o local) entre los caudales producidos y las presiones correspondientes. En general las curvas características se determinan por puntos imponiendo al ventilador unas condiciones de entrega determinadas, así por ejemplo, es usual la medición del caudal sin coacción alguna y con unas determinadas longitudes de tubería que equivalen a pérdidas de carga diferentes.

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CAPÍTULO 16 MAQUINAS DE ELEVACIÓN

16.1 MAQUINAS ELEMENTALES DE ELEVACIÓN Los elementos de elevación empleados en ingeniería civil son múltiples, tomaremos en cuenta los principios básicos de su funcionamiento para luego ver la descripción de las maquinas principales y más complejas.

16.1.1 Gatos mecánicos El más conocido es el llamado “de cremallera”. 

Puede tener engranaje simple o doble, para multiplicar el efecto de fuerza de elevación aplicada. a) Engranaje de multiplicación simple b) Engranaje de multiplicación doble

16.1.2 Gato hidráulico Basado en el principio de los vasos comunicantes.

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16.1.3 Torno manual Está basado en una combinación de coronas y piñones que qu e dan un efecto multiplicador al brazo de la potencia.

Entre los tipos más usados: a) Simple multiplicación b) Doble multiplicación

16.1.4 Torno diferencial Se compone de dos cilindros concéntricos de radios distintos, en los cuales se efectúa el enrrollamiento del cable.

16.1.5 Mecanismo diferencial Se compone de un número par de poleas, a través de las cuales se hace pasar un cable.

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16.1.6 El cabrestante mecánico Es el torno antes descrito, accionado a vapor, con motor diésel o eléctrico.

16.2 MAQUINAS DE ELEVACIÓN COMPUESTAS Como combinación de los elementos antes mencionados, surgen una serie de máquinas de empleo corriente en la construcción y obras públicas.

16.2.1 Grúa ligera de obra Por lo general sus cargas no superan las 3 T, tiene un brazo muy corto, normalmente inferior a 5m; la altura de elevación no es superior a los 35 m. El cable no tiene una velocidad de recogida superior a 2,5 m/s

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16.2.2 Grúa Existen múltiples dispositivos que reciben el nombre de grúa derrick. El más usual es el mástil vertical situado en posición por dos tornapuntas, con un triángulo que sirve de base. Su posibilidad de giro es gran pero su desplazamiento es limitado, precisamente por los tornapuntas.

16.2.3 Grúas móviles Las grúas sobre orugas pueden ser un dispositivo dis positivo más de las excavadoras normales, normales , porque utilizan su sistema de giro y elevación. Cada vez más se utilizan las grúas sobre neumáticos por su s u facilidad de desplazamiento. Al igual que las grúas sobre orugas pero de manera más especial y crítica deben prepararse mediante una base de apoyo amplia, que se consigue mediante patas desplegables accionadas por mecanismos hidráulicos.

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El campo de acción de la grúa móvil ha sido ampliado gracias a los aguilones telescópicos, que son muy adaptables porque pueden instalarse en un camión rápido o en un chasis de orugas. Las secciones de la pluma se deslizan sobre soportes autolubricantes y de antifricción, que disminuyen la carga y reducen al mínimo las necesidades de mantenimiento.

En las grúas debe tenerse en cuenta de manera especial, la estabilidad, considerando las cargas principales de estas máquinas: ● peso de las orugas y mecanismos comprendidos en la plataforma giratoria.  ● peso de la superestructura giratoria, así como de su contrapeso.   ● peso de la pluma y todos sus accesorios. ● peso de la carga que ha h a de elevarse. 

A estos esfuerzos hay que añadirle los correspondientes al viento, que varía según las condiciones. Otros problemas importantes son la resistencia del terreno, sobre todo cuando la distribución de las cargas no es uniforme, que sucede en la mayoría de los casos y el estado de los cables de elevación, que por un movimiento brusco se puede producir desprendimiento del cargamento o rotura de los cables.

16.2.4 Grúas Torre Están formadas de una viga de celosía, celos ía, horizontal, sobre la que desliza un carretón móvil, dotado de un gancho de elevación. La relación entre carga y brazo se conoce de tablas y gráficos.

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16.2.5 Grúas de puerto Dentro de estas figuran la “titán”, “de pórtico” o “de carga de minerales”, “portabloques”, etc.  

16.2.6 Puentes grúas Constan esencialmente de un tramo recto, deslizante, sobre dos carriles paralelos, y colocado a suficiente altura como para no interferir la nave o parque sobre los que se desliza. En dicho tramo corre un carretón del que pende un gancho.

16.2.7 Grúas ferroviarias Utilizadas fundamentalmente para el encarrilado de los trenes.

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CAPÍTULO 17 CONDICIONES DE RODADURA 17.1 GENERALIDADES Las condiciones de rodadura de un vehículo dependen de sus características mecánicas propias, su sistema de arrastre y las condiciones en las que se encuentra el terreno, física y geométricamente. Debemos distinguir tres tipos de maquinarias para el cálculo: máquinas que ruedan sobre neumáticos, las que se trasladan sobre orugas y las que circulan sobre llantas rígidas.

17.2 RODADURA SOBRE NEUMATICOS a) Resistencia a la rodadura Es el esfuerzo que hay que vencer para mantener una velocidad constante sobre un tipo de de terreno dado.

b) Resistencia debida a la traslación en rampa o pendiente Se estima en 10 kg/ton por cada c ada 1% de inclinación de la rampa. Si la pendiente es favorable, la resistencia por este motivo tiene signo negativo y, por tanto, es un movilizador más del vehículo.

c) Resistencia por aire Hay que tomar en cuenta la resistencia que el aire ofrece. Debe advertirse, que, en general, el factor de resistencia del aire se desprecia en los cálculos de empleo de máquinas.

d) Resistencia de las fuerzas de inercia El esfuerzo en kilogramos es:

 =  , . −  , Donde P es el peso del móvil, con variación de velocidad en un tiempo .

t 

17.3 RESISTENCIA A LA RODADURA DE LOS TRACTORES DE ORUGAS O CADENAS a) Resistencia a la rodadura La resistencia a la rodadura en estas máquinas es causada por fricción interna exclusivamente.

b), c) y d) Resistencia por rampa, aire e inercia Rigen los mismos conceptos expresados para las maquinarias sobre neumáticos.

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17.4 MAQUINAS SOBRE LLANTAS RIGIDAS (FERROCARRILES) a) Resistencia a la rodadura Depende del ancho del carril así como del estado de conservación del material móvil y la vía, se calcula que puede oscilar, en condiciones normales, entre 5 y 10 kg/ton. b), c) y d) Resistencia por rampa, aire e inercia También se sigue el criterio similar al de los tipos de maquinaria sobre neumáticos y sobre oruga.

e) Resistencia en curva La resistencia adicional en las curvas viene dada por:

 =  ∗∗ 

 el radio en metros. , Donde P es el peso del tren en kg, “a” es el ancho de la vía en metros y “ rr ” ”   el

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CAPÍTULO 18 LAS MAQUINAS DE EXCAVACION DE TIERRAS 18.1 GENERALIDADES Dentro de las máquinas de excavación de tierras hay que distinguir varios tipos según la forma de realizar dicha operación. Por otra parte hay que precisar que aquí la pala bra “excavar” tiene un significado preciso, ya que se trata de realizar un esfuerzo de disgregación de un material consolidado.

18.2 TIPOS DE MAQUINAS Dentro de los equipos mecánicos de carga de tierra cabe distinguir los siguientes: ● Excavadora de empuje. 

● Dragalina. 

● Retroexcavadora. 

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● Cuchara de almeja. 

Todas estas máquinas tienen una estructura básica común, que se mantiene invariable al aplicar los distintos equipos de trabajo.

18.3 DIMENSIONES DE LAS MAQUINAS Dentro de las excavadoras de empuje, son tamaños normales las palas con capacidad de cuchara comprendida 0,3 aestacionarios. 2,5 m3. Aunque existen equipos excepcionales con capacidad de 50 m3, estas palas se emplean enentre trabajos La dragalina, la retroexcavadora y la cuchara de almeja pueden adaptarse a un mismo chasis de excavadora de empuje. Tienen volumen de sus aparejos igual o ligeramente menor al de la propia cuchara de la excavadora.

18.4 TIPOS DE TRABAJO ● Excavadora de empuje, o , realiza las funciones elementales de: hincar la cuchara,

levantar la carga, girar la misma y verter el contenido en la posición girada. ● La dragalina, consta de un balde que se lanza sujeto a cables, recogiendo tierra en su interior. Una vez

realizada la carga del balde de éste queda colgado sin verter la tierra, pudiéndose girarlo para depositar el cargamento en cualquier otra posición próxima, dentro del alcance de la pluma. ● La retroexcavadora realiza la misma función que la pala excavadora, pero puede recoger la tierra en un

plano inferior a su sistema de sustentación, por eso es muy empleada en la excavación de zanjas. ● La cuchara de almeja tiene un dispositivo que, dejándola caer desde una posición elevada, recoge entre

sus valvas el material que se quiere elevar, cerrándola mediante un sistema de cables, lo que permite la elevación, ya que no se derrama el material.

18.5 ELEMENTOS PRINCIPALES DE LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Las máquinas de movimiento de tierras constan de las siguientes partes principales: ● Superestructura giratoria. 

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● Base o montaje.  ● Herramientas de trabajo. 

Los mandos de las excavadoras deben responder a una serie de condiciones para su mejor y más ordenado funcionamiento. ● Concepción sencilla y robusta.   ● Seguridad en el funcionamient o. ● Gran fiabilidad y reparación sencilla.  ● Conservación y entretenimiento reducidos.   ● Confortabilidad y ligereza en el manejo. 

18.6 CARACTERISTICAS Y CONSTITUCION DE LOS DIVERSOS TIPOS Pasaremos una ligera revista a la composición y nomenclatura de los diversos tipos:

18.6.1 Excavadoras La pala excavadora integra tres elementos fundamentales: - La pluma. - Los brazos. - La cuchara de cargue. Las máquinas excavadoras de menor capacidad, sobre neumáticos son máquinas cargadoras (no realmente excavadoras), pues el esfuerzo que pueden dar en la cuchara es muy reducido.

18.6.2 Retroexcavadora Consta de una pluma similar a la empleada en la excavadora de empuje; en el extremo anterior va un brazo cuya posición es generalmente vertical con juego hacia adelante y hacia atrás.

18.6.3 Dragalina, cuchara de almeja y grúa No es necesario hacer ninguna aclaración, porque ya se ha indicado su sistema de trabajo.

18.7 SELECCION DE LAS MAQUINAS 18.7.1 Selección de una excavadora Primero, es fundamental saber la dureza o consolidación del material a extraer o excavar. Cuando se trata de excavar margas o arcillas poco consistentes es suficiente con cualquier tipo de máquina, por pequeña que qu e esta sea. Cuando se pretende hacer la excavación de materiales rocosos duros, aunque sean previamente colados con dinamita y otros explosivos no es aconsejable el empleo de palas excavadoras de capacidad capacid ad inferior a los ¾ m3. Cuando el trabajo de excavación es duro, muy especializado y de gran permanencia en obra, resulta imprescindible el empleo de la máquina excavadora de empuje.

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18.7.2 Selección de una gradalina Es normal que para las distintas tareas a realizar con una dragalina se pueda elegir los baldes de tipo, ligero, medio y pesado, según el trabajo al que han de estar sometidos y en función de la dureza del material a arrancar. De todas maneras, es conveniente adoptar el balde más ligero, compatible con el trabajo que se va a realizar. Es muy importante tener en cuenta que en e n las excavaciones con dragalinas los materiales arrastrados pueden ir acompañados de agua, cuyo peso hay que tener en cuenta a efectos de estabilidad.

18.7.3 Selección de una retroexcavadora Lo que define generalmente una retroexcavadora es la anchura de corte de la cuchara. c uchara. Por lo que se refiere a giros, puede extenderse a ésta lo dicho para las excavadoras normales.

18.7.4 Selección de cuchara se almeja y grúas Las cucharas de almeja y las grúas, por el hecho de tener una carga límite máxima a elevar, su uso práctico debe ser compatible con su estabilidad.

18.8 PALAS CARGADORAS DE GALERIA En las excavaciones de túneles se emplea, con mucha frecuencia, la pala cargadora de galería. Está constituida por un elemento tractor sobre el que va montado un bastidor deslizante y giratorio, paralelo al plano de simetría de la máquina, en cuyo extremos va acoplada una cuchara. Cuando se procede a la excavación, exc avación, la cuchara va colocada justamente delante del elemente tractor. La carga se efectúa por avance del tractor contra c ontra el montón de escombros a cargar. c argar. Una vez llena la cuchara, por medio de un cable o hidráulicamente, se vuelva aquella dejando su carga sobre la parte trasera del tractor, ya sea sobre vagonetas dispuestas en este lugar o sobre una cinta transportadora.

18.9 EXCAVADORAS ESTACIONARIAS Se emplean dos tipos de sistemas de excavación, además de los expuestos hasta aquí. Son estos:

a) El scraper de arrastre Consta de un balde abierto por su cara inferior y que se suelta y recoge mediante dos cabrestantes que accionan un cable anclado en el frente de excavación; dicho balde está enlazado enl azado en sus dos extremos al cable, que le obliga en el periodo de recogida a estar permanentemente en contacto con el terreno que se va a excavar. b) El scraper de balde (slackline cableway) Es mucho más parecido a una dragalina; dispone de doble cable: uno se emplea como sustentador del sistema, y otro, para dar arrastre al balde, que no está abierto en su cara de contacto con la tierra, por lo que puede ser más útil y de mayor rendimiento que el scraper de arrastre simple.

18.10 EQUIPOS DE EXCAVACION HIDRAULICOS

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Está compuesto básicamente por la pluma, el balancín y la cuchara, que puede ser sustituida por otra herramienta, como la cuchara bivalda, las cucharas Priestman o el martillo hidráulico, etc. En definitiva, los equipos de trabajo de la excavadora hidráulica son equivalentes a los empleados en la excavadora mecánica, aunque se usan con herramientas he rramientas específicas y sistemas de accionamiento adaptados a los dispositivos hidráulicos. Tienen como punto fuerte son la precisión y la versatilidad.

Los tres equipos de trabajo principales de que van dotadas son: - Equipo de retroexcavadora. - Equipo de carga-excavacion. - Equipo de cuchara bivalda u otro tipo, generalmente implementados como opción para el equipo básico de retro. El equipo de retroexcavadora consta básicamente de una pluma, un balancín y una cuchara. La pluma está anclada al soporte central, previsto al efecto en la superestructura. El balancín es la pieza que se monta en el extremo de la punta. Está formado por una sección en cajón. Existen diferentes tipos de cucharones según el trabajo que se vaya a realizar con el equipo de retro. Dos cucharas de igual ancho, no tienen por qué tener la misma capacidad. Esta depende, además, de la profundidad y del radio de la cuchara.

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CAPÍTULO 19 EL TRACTOR 19.1 INTRODUCCION Desde hace más de medio siglo el tractor en sus dos variedades, de orugas y de neumáticos, constituye un auxiliar potentísimo para el movimiento de tierras. Se llegó a modelos de utilidad destacada, gracias a los avances experimentados en la fabricación de motores diésel rápidos.

19.2 TIPOS DE TRACTORES Pocos son los tipos de tractores fundamentales; pueden clasificarse en dos principalmente: - El tractor de orugas. - El tractor de neumáticos.

19.3 POTENCIAS MÁS NORMALES En base al empleo exclusivo de los motores diésel en los tractores, podemos distinguir los tipos mas empleados: - Desde los 25 a los 50 CV, se emplea en la agricultura y en la construcción ligera. - Desde 50 a 100 CV, puede utilizarse en el escarificado somero, además de los trabajos anteriores. También se emplea en el arrastre de traíllas de pequeño volumen, arrastre de rodillos de pata de cabra y compactadores, etc. - Desde 100 a 200 CV, se utilizan en el escarificado profundo y en el arrastre de traíllas pesadas. - Desde 200 CV en adelante, los trabajos son de arrastre de traíllas superpesadas y desfondado.

19.4 EL TRACTOR DE ORUGAS

Las partes principales de un tractor de orugas son las siguientes:

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- Bastidor o chasis principal. - Soporte de las orugas. - Motor diésel. - Embrague principal. - Caja de velocidades. - Orugas y sus componentes. - Embragues y frenos de dirección. - Mandos finales. - Toma de fuerza.

19.4.1 Bastidor El bastidor o chasis sirve de soporte a todos los mecanismos que lleva consigo un tractor.

19.4.2 Soporte de las orugas Consta de un bastidor a cada costado del tractor y sirve de soporte al tren de rodaje completo.

19.4.3 Motor diésel Es un motor con un bajo consumo de gasoil, y su velocidad es normalmente inferior a las 2.400 r.p.m.

19.4.4 Embrague principal Es el elemento que hace solidario o aísla el motor diésel de la caja de cambios del tractor. El empleo de embragues fluidos presenta la apreciable ventaja de una u na mayor suavidad en la marcha y la ausencia de bruscas sacudidas, lo que evita roturas en la caja de cambios.

19.4.5 Caja de velocidades Son similares a las empleadas en los camiones pesados y constan de los arboles siguientes: a) Primario, en toma continua con el motor. b) Eje intermedio. c) Eje secundario de accionamiento de las ruedas motoras.

19.4.6 Orugas

Constan fundamentalmente de los siguientes elementos: - Cadena de eslabones. - Bulones y casquillos de enlace de eslabones. - Rueda motora (cabilla). - Rueda tensora. - Rodillos de apoyo inferiores. - Rodillos superiores. - Patines o tejas y elementos de sujeción de éstos.

19.4.7 Embragues y frenos de dirección

El sistema de dirección de los tractores orugas se basa en lo siguiente: para conseguir el giro de un tractor basta con hacer que exista un movimiento relativo entre e ntre las dos orugas, lo cual puede lograrse. El mecanismo

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que regula la transmisión de potencia a una oruga se denomina embrague de dirección. El tractor lleva dos, uno por cada cadena.

19.4.8 Mandos finales Es el sistema de piñones y coronas que va dese la salida del embrague de dirección hasta la rueda motora.

19.4.9 Toma de fuerza y controles hidráulicos y de cable Para el manejo de los bulldozer, rippers, traíllas y otros, los tractores llevan elementos de toma de fuerza, que pueden ser de cable, como en los lo s modelos antiguos, o hidráulicos, en los que la fuerza se ejerce por medio de un fluido a presión.

Controles de cable Pueden ir colocado delante o detrás del tractor y son accionados por el propio cigüeñal o por un eje movido por los piñones de la distribución. En el caso de toma de fuerza trasera, éste puede salir del propio cigüeñal o de cualquier otro sistema de transmisión.

Controles hidráulicos Compuesto de: - Una bomba que manda el aceite a una determinada presión a los elementos consumidores. - Un distribuidor de varias correderas con su correspondiente valvula de protección del circuito, de no retorno y de reflujo, la corredera para el mando de la hoja tiene 4 posiciones: elevación, bajada, parada y flotante. - Las correderas correspondientes a los otros mandos tienen 3 posiciones: elevación, bajada y parada. - Varios cilindros hidráulicos: dos o uno para el mando de la hoja o del arcón; uno o dos para el mando del escarificador trasero; uno para el eventual mando de inclinación transversal de la hoja. - Un depósito de aceite.

Ventajas e inconvenientes Las ventajas de los controles de cables son su menor costo y su sencilla reparación. Las ventajas de los controles hidráulicos son una mayor exactitud en los trabajos, traba jos, el doble sentido de actuación y la ausencia de poleas; son más caros que los mecanismos de cables.

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19.5 PARTES DE QUE SE COMPONEN LOS TRACTORES DE NAUMATICOS

- Bastidor o chasis. - Motor diésel. - Embrague principal. - Caja de velocidades. - Mandos finales. - Toma de fuerza. - Neumáticos. - Dirección. - Acoplamiento de remolque. Salvo los 3 últimos apartados, los demás han sido ya considerados en lo referente al tractor de orugas del presente capitulo.

19.5.1 Neumáticos Los neumáticos de gran tamaño, que sirven de elementos de apoyo y de tracción a los tractores de este tipo, tienen una base de apoyo muy amplia para impedir que se produzca el deslizamiento o patinado. El tractor de orugas es efectivo en lugares donde el neumático no lo es; por ejemplo, en las arcillas húmedas y en el lecho de los ríos.

19.5.2 Dirección El sistema adoptado en la actualidad lo constituye el desplazamiento relativo entre el tractor y el remolque, hidráulicamente o mediante cables. Se comprende que al modificar la posición relativa de remolque y tractor se produce un giro de ambos, y la trayectoria del conjunto será una curva y no una recta.

19.5.3 Manera de asegurar la adherencia en condiciones difíciles en los tractores de neumáticos Mediante la introducción de agua en el interior de los neumáticos, en una proporción de un 80% de su volumen, dejando con aire el resto, se consigue una mejora notable de adherencia por aumento de peso del tractor.

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19.6 VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS DIVERSOS TIPOS DE TRACTORES Como ventaja indudable de los tractores de orugas se encuentras su baja carga en la superficie de apoyo; sin embargo es muy lento en comparación con el de neumáticos. El tractor de orugas es apto para caminar, por cualquier tipo de terreno, en condiciones más ventajosas que q ue el de neumáticos, mientras que éste tiene un sistema de rodaje de mucho más simple entretenimiento.

19.7 APAREJOS QUE PUEDAN ACOPLARSE A LOS TRACTORES Los elementos o aparejos de trabajo más normalmente usados son: - Bulldozer. - Angledozer. - Riper.

19.7.1 Bulldozer o dozer de hoja recta Lleva una hoja colocada delante del tractor, en posición perpendicular al eje longitudinal de la máquina. La hoja se puede levantar o bajar mediante un dispositivo de mando hidráulico o mecánico. Por otra parte se puede realizar la inclinación transversal (tilt); es decir se puede levantar la hoja de un lado o del otro a una altura determinada.

19.7.2 Angledozer o dozer de hoja regulable De construcción similar al bulldozer. Su hoja de empuje es soportada por un arcón que puede permitir a la hoja adoptar, sobre un plano horizontal, diversos ángulos respecto al eje longitudinal del tractor, a derechas o a izquierdas. Es decir, la hoja puede estar colocada perpendicular a la dirección de marcha o inclinada a la derecha y a la izquierda.

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También en el angledozer son posibles todas las regulaciones principales de la hoja ho ja que anteriormente hemos visto para el bulldozer.

19.7.3 Campo de empleo del bulldozer y del angledozer Son máquinas de posibilidades muy amplias: desde los trabajos de carretera a los de edificación, de los hidráulicos a los de cantera, mineros, etc. - Trabajos de edificaciones y carreteras. Extendido de los amteriales; explanaciones de montones; aperturas de zanjas; construcciones de acceso a los puentes; empuje de mototraillas; arreglo de taludes, etc. - Trabajos hidráulicos. Construcción de diques, obstáculos de tierra, limpieza de canales, construcción de depósitos, etc. - Canteras y minas. Eliminación de la capa superficial. Alejamiento de la escoria; extendido y sedimentación de los materiales; alejamiento de las masas rocosas desprendidas en voladuras, etc. - Usos varios. Eliminación y enterramiento de desechos de todo género, limpieza de nieve, etc. El bulldozer y el angeldozer, aun teniendo campos de trabajo a fines, presentan, sin embargo, límites de empleo em pleo económico bien determinados, en relación a las características de la hoja de los equipos.

a) Bulldozer Su empleo preponderante y más económico es el de la excavación y transporte sucesivo su cesivo del material a lo largo de la dirección de marcha, según un ciclo de ida y vuelta. La distancia económica de empleo es como máximo 60-70 metros. b) Angledozer Encuentra su aplicación más económica en los trabajos de explanación a media ladera; desplaza el material lateralmente. Por este motivo su hoja puede ser orientada a derecha o izquierda y la sección de la misma es mucho más curvada que en el bulldozer, bul ldozer, con el objeto que el material movido mo vido no se acumule demasiado delante de la hoja, voltee mejor y sea empujado más fácilmente de lado.

19.7.4 Ripper Está formado por 3, 2 o 1 “púas” afiladas que van montadas en la parte posterior del tractor, y con la toma de

fuerza de introduce en el terreno, levantando y desintegrando éste al avanzar el tractor. A partir de que los tractores han superado los 300 CV de potencia, ha surgido la posibilidad de emplear el ripper en tareas de desfonde y excavación profunda en roca como alternativa económica a la voladura.

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Existen condiciones que favorecen esta operación de excavación: - Fallas y planos de fragmentación y debilidad. - Meteorización y debilitamiento derivados de fuertes cambios de temperatura y humedad. - Alto grado de estratificación y laminación. - Presencia de humedad. - Baja resistencia a la compresión.

19.8 MOTONIVELADORA Consta de un bastidor principal largo que soporta el motor, hoja, ejes y el conjunto de los mandos de control. La hoja de sección curva característica, es de gran longitud y poco canto para que resulte adecuada al trabajo de perfilado que. El giro de la hoja puede ser, horizontal, de 360°, y puede elevarse o bajar e inclinarse verticalmente, así como desplazarse lateralmente, para largos alcances, a los costados de la máquina. La hoja va montada sobre una corona que permite su giro horizontal, esta corona a su vez puede moverse sobre la barra de tiro y en su parte posterior, por rotulas y bielas.

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19.9 LAS PALAS CARGADORAS SOBRE NEUMATICOS Y SOBRE ORUGAS Al principio estos equipos de carga solo fueron situados sit uados sobre los tractores orugas, pero pronto se vio que era también conveniente la colocación de los mismos aparejos sobre los tractores de neumáticos; existe la gran ventaja de que el transporte de elemento cargado es mucho más cómodo cuando éste va sobre neumáticos. No obstante, el sistema de pala cargadora sobre orugas sigue s igue siendo imprescindible en aquellos lugares donde el terreno se encuentra en estado fangoso o tiene poca resistencia a la penetración de los neumáticos.

19.10 ROMPEDORES HIDRAULICOS INSTALADOS SOBRE PALAS CARGADORAS Recientemente se ha generalizado el uso de rompedores de gran potencia, basados en tractores con mandos hidráulicos, empleados sobre todo en trabajos de demolición y de accionamiento hidráulico.

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CAPÍTULO 20 LOS ELEMENTOS DE TRANSPORTE 20.1 TIPOS DE MAQUINAS Se distinguen dos grandes grupos: a) Elementos de carga y transporte con la misma máquina. b) Elementos de transporte solamente.

20.2 MAQUINAS QUE REALIZAN LA CARGA Y EL TRANSPORTE Estas máquinas reciben el nombre en inglés de SCRAPERS, y en español son conocidas por traíllas. Se componen de una caja metálica que marcha sobre ruedas. Dicha caja tiene en el fondo una ventana transversal que oculta chapa de gran resistencia, y su extremo anterior va afilado y está terminado con una cuchilla de acero al manganeso. Durante su proceso de llenado, la chapa que cierra su fondo f ondo se baja, al avance del tractor la tierra que corta la cuchilla asciende y va llenando el volumen libre de la caja. Una vez colmada la traílla, la chapa se levanta y se cierra, impidiendo que la tierra vuelva a salir por el fondo. Luego se transporta el material que puede hacerse hasta velocidades próximas a los 50 km. Los volúmenes de las cajas de las traíllas t raíllas son muy variables. Los modelos normales n ormales están comprendidos entre 1 a 30 m3 de capacidad. Para el cargue, por lo general se emplean tractores tractores empujadores del tipo orugas, de más de 200 CV.

20.3 ELEMENTOS ESPECIFICOS DE TRANSPORTE Podemos enumerar los diversos sistemas, de más sencillo a más complejo:

20.3.1 Transporte ligero La carretilla manejada manualmente se emplea en distancias cortas, aunque pueden pasarse fuertes pendientes, hasta del orden del 10 % con pesos que no superan los 70 kg. El volquete, permite un transporte a distancia mayor y posee ya un sistema de arrastre por motor, no supera en general, pendientes superiores al 5 %. La carretilla mecánica con vertido lateral, dispone de motores de potencia menores a 5 CV y el volumen unitario transportado no supera los 300 litros.

20.3.2 Transporte pesado

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De capacidad generalmente no superior a los 4 m3, pueden asimilarse a los camiones de chasis corto, pero tienen sobre estas dos ventajas fundamentales: a) El basculado es de una rapidez muy superior en el dumper. a) El dumper lleva colocada la carga sobre el eje trasero, lo que aumenta notablemente su peso adherente.

Camiones de obra Es en todo, similar al camión normal pesado. Está muy reforzado para poder resistir los efectos de las bruscas sobrecargas impuestas por los difíciles caminos a recorrer y las elevadas cargas transportadas. Los camiones de carretera pueden llegar a vencer pendientes del 14 al 16 % mientas que los camiones de obra pueden llegar a pendientes del 20 %. La caja de los camiones de obra tienen chapa mucho más consistente, que alcanza hasta 25 mm de espesor.

Vehículos remolcados Se entiende por remolque un vehículo que no siendo solidario del camión puede seguir rodando sin aquel, mientras que si el semirremolque se separa del camión, necesita un apoyo para que no vuelque, dado que para el arrastre se emplea el llamado mecanismo de la 5° rueda, un punto de apoyo y giro del semirremolque en el camión que le sirve de tractor.

El transporte por vía férrea en las obras   Material

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Las vías empleadas en obras se pueden clasificar clasi ficar en función de su ancho en dos tipos; vías estrechas de con anchos de 40, 50, 60 75 cm y vías anchas de 90, 100 y 143,5 cm.   Tracción Aunque no se utiliza la tracción humana, una vagoneta de 300 litros puede ser empujada por un hombre-, para vencer una rampa de 3 % se necesita 3 hombres. La tracción animal permite el arrastre hasta distancias inferiores a 1 km y una caballería puede arrastrar en terreno llano hasta 8 vagonetas, mientras que en pendientes de 3 % solo pueden arrastrar 2. Las locomotoras de vapor, por sus múltiples inconvenientes se han abandonado en la mayor parte de las obras.

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CAPÍTULO 21 MAQUINARIA DE TRATAMIENTO DE ÁRIDOS 21.1 

MACHAQUEO

Los volúmenes y rendimientos que se alcanzan en cualquier obra importante, e incluso mediana, son tan elevados que forzosamente debe mecanizarse el machaqueo.

21.1.1 

LOS ALIMENTADORES

Para regularizar el rendimiento de una machacadora, nada mejor que dosificar la alimentación de la mima El tipo de alimentación frecuencia ia con que vierten  en la  tolva de alimentación,, como es lógico, de p e nd e ddee la frecuenc entrada de la machacadora  los elementos de transporte que a ella concurran. Dar continuidad a esta alimentación, en principio no regulada (o muy difícil de regular), y a, mismo tiempo uniformar la producción en el tiempo es el fin del alimentador. Como ventajas de los alimentadores pueden citarse los siguiente: a.  Impiden la sobrecarga de la machacadora, admitiendo solamente los volúmenes para los que está preparada con un rendimiento óptimo. b.  Protegen el resto de la instalación evitando sobrecargas en cintas, cribas, etc.; éstas reciben solo un volumen limitado y predeterminado, que no dañe sus mecanismos. c.  Garantizan una producción suficientemente uniforme, paliando la irregularidad de los ritmos y las eventuales averías menores en el cargue, voladura, etc. Los tipos más empleados son: -  De vaivén -  De cadena

Figura 21- 1 Alimentador de vaivén  

Los alimentadores vaivéndejando constan de solamente una bandeja con movimiento alternativo: porComo un extremo llega el material y por el otrode lo vierte, dejand o caer la cantidad para la que está es tá tarado. se comprende, se puede modificar el volumen de alimentación sólo con varias el recorrido del vaivén, lo cual se hace normalmente mediante una excéntrica.

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El alimentador de cadena se compone, en esencia, de una cadena sin fin sobre la que están fijas unas placas. Al avanzar aquella, recoge en un extremo el producto y lo vierte por el otro. La velocidad de alimentación depende de la velocidad de movimiento de la cadena, que varía entre límites muy amplios. Todos los tipos de machacadoras admiten cualquiera de los tipos de alimentadores enumerados Figura 21- 2 Alimentador de cadena  

21.1.2 

TIPOS DE MACHACADORES Y SU APLICACIÓN BÁSICA

Muchos son los tipos de machacadoras, aunque por la disposición de sus mecanismos y los principios en los que están basadas se puede citar como más importantes y extendidas las siguientes: -  De Mandíbulas: -  Giratorias y de cono; --   De De martillos; rodillos; -  Molinos de bolas.

La trituración o machaqueo de loa materiales desempeña un papel importante en el tratamiento y elaboración de materias primas de múltiples tipos. En numerosas técnicas, técni cas, la trituración representa el proceso fundamental a partir del cual se realizan los procesos de tratamiento posteriores. Como ejemplo de empleo normal de la trituración, están las industrias de tratamiento de carbón y minerales, molienda del Clinker de cemento y la obtención de áridos para hormigones, con distintos fines: para carreteras, presas, puertos, ferrocarriles, etc. En el tratamiento de materiales sólidos rocosos se distinguen, fundamentalmente, dos tipos de trituración: la gruesa o primaria y la fina o secundaria; la primera puede dividirse su vez en machaqueo previo y machaqueo intermedio. En la técnica de la construcción const rucción con cierta frecuencia se subdivide s ubdivide la trituración final en dos etapas (secundaria y terciaria). Las materias primas procedentes de la cantera o mina sufren una primera trituración, que constituye el machaqueo previo, hasta llegar a tamaños comprendidos entre 50 y 150 mm, según los casos. La trituración intermedia del producto resultante da en general materiales de tamaños inferiores, cercano a 10mm. Si bien depende del fin a que vayan destinados los áridos, en las obras públicas (si se excluye la fabricación del cemento) no es normal que se siga con procesos de machaqueo para reducir el material a estado polvoriento.

21.1.3 

MAQUINAS PARA EL MACHAQUEO PRIMARIO

A efectos prácticos, lo que define la capacidad de una machacadora para actuar como primaria son dos parámetros: la dimensión máxima del producto llegado de cantera y el contenido en sílice de la piedra a tratar. Así, debe usarse trituradores percusión ni molinos de martillos con rocas de contenido de sílicepor alto,ejemplo, pues losnogastos de operación seríandemuy elevados.

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Otro concepto muy extendido es el de que los citados molinos de percusión y de martillos producen piedras muy regulares (cúbicas), Ello no es así. Con las máquinas adecuadas al tipo de roca, pueden obtenerse una producción de tamaño muy regular. Las máquinas más adecuadas para este tipo de trabajo son las grandes machacadoras de mandíbula y los molinos giratorios de los mayores tamaños: también son empleados para tamaños intermedios trituradoras de percusión y de martillos. Puede comprenderse la flexibilidad que es necesario neces ario tener en la elección de una máquina si se tiene en cuenta que las producciones que se consiguen en grandes machacadoras de mandíbula pueden llegar hasta 400 m3/hora. En las machacadoras de conos y centrífugas se pueden admitir tamaños de alimentación al imentación que pueden alcanzar hasta 1.5 m, de los que resultan materiales que van de 50 a 150mm. No debe olvidarse que la mayor garantía de seguridad en el buen funcionamiento del equipo de machaqueo lo constituye la presencia de alimentadores bien diseñados y capaces de regular la producción de los lo s equipos de machaqueo.

21.1.4 

MAQUINAS PARA EL MACHAQUEO FINO O SECUNDARIO

Los tipos más comúnmente empleados con los molinos de bolas, de cono, de rodillo o de martillos (su producción varía en función de la resistencia propia del material), además de machacadoras de cono, con cámara de machaqueo de tendencia horizontal.

21.1.5 

MACHACADORAS DE MANDÍBULA

Constan de una cámara, llamada “de machaqueo”, de forma prismática; sus caras superiores e inferiores están 

abiertas: por la primera entra el material sin machacar y por la segunda sale ya triturado. De las otras cuatro caras, tres son fijas y la restante es móvil; ésta se llama precisamente “mandíbula móvil”, y la que está frente a ella recibe el nombre de “mandíbula fija”. 

Como piezas principales en la machacadora de simple efecto, además de las dos mandíbulas que ya hemos mencionado, existen la excéntrica, que hace que el movimiento de la mandíbula móvil sea oscilante, de aproximación y retirada con relación a la mandíbula fija. Este movimiento permite no solo el machaqueo propiamente dicho, en su periodo de acercamiento, sino que también favorece la bajada de material por gravedad durante las fases de separación de las mandíbulas. Lo normal es que en l aparte superior de la mandíbula móvil vaya emplazada la excéntrica, mientras que en la inferior, que tiene un punto fijo alrededor del cual pivotea comprime la mandíbula móvil. Cualquier brusca compresión de un material excesivamente duro provoca la rotura de la rodillera, pieza ésta de poco coste y de fácil sustitución que evita que la rotura o daño afecte a cualquiera de las dos mandíbulas, mucho más costosas. También existe una cuña de regulación contra la que se aplica la rodillera y de cuya posición depende la abertura del extremo inferior de la cámara de machaqueo y, como consecuencia, el tamaño máximo de la piedra producida por la machacadora. Puede jugarse con la inclinación de la mandíbula móvil para reducir suficientemente el eje vertical de la elipse recorrida por un punto de la mandíbula móvil, con lo que se puede llegar a un compromiso entre desgaste aceptable y costo de operación de la máquina. Por otra parte, le elección de la excentricidad, la inclinación y la longitud de la biela, y la situación de la boca dan una amplia gama de variantes.

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El giro del árbol debe ser en un sentido tal que la mandíbula favorezca el descenso del material, con el cual se mejora el rendimiento. Con este tipo de machacadora de mandíbulas de simple efecto se consigue, por la componente vertical del movimiento de la mandíbula móvil, la posibilidad de machaqueo de material algo cohesivos, mientras que su empleo no resulta recomendable en el caso de materiales abrasivos. Más compleja, pero de diseño más perfecto, resulta la machacadora de mandíbula de doble efecto. La machacadora de mandíbula de doble efecto (BLAKE) Consta de un paralelepípedo abierto en sus caras superior e inferior. De las otras cuatro caras, tres son fijas, y una de ellas se implanta la mandíbula fija; la otra cara es móvil y está constituida por una mandíbula plana, aunque también se adoptan las configuraciones convexas y acanaladas. Los chancadores de mandíbulas son equipos dotados de 2 placas o mandíbulas, en los que una de ellas es móvil y presiona fuerte y rápidamente a la otra, fracturando el material que se encuentra entre ambas. Según el tipo de movimiento de la placa móvil, estos chancadores se clasifican en los siguientes tipos: a) Blake b) Dodge c) Universal Los chancadores tipo Blake pueden clasificarse en Palanca Simple y Palanca Doble El chancador de mandíbulas se denomina especifica “Boca” por el área entrada, decir, la distancia las mandíbulas en Por la alimentación ejemplo un (Feed) que se y el de ancho de lasesplacas (largo de la entre abertura de admi sión). chancador de mandíbulas de 30”x48” tendrá una boca de 30” y un ancho de las placas de 48” 

21.1.6 

LAS MACHACADORAS GIRATORIAS

De concepción más racional que las de mandíbula, las giratorias presentan la peculiaridad de que las piezas móviles tienen un movimiento circular. Está constituido por un eje vertical (árbol) (árbol ) con un elemento de molienda cónico llamado cabeza, recubierto por una capa de mate- rial de alta dureza llamado manto. La cabeza se mueve en forma de elipse debido al efecto de movimiento excéntrico que le entrega el motor. El movimiento máximo de la cabeza ocurre en la descarga evitan- do los problemas de hinchamiento del material. Debido a que chanca durante el ciclo completo, c ompleto, tiene más capacidad que un chancador de mandíbulas del mismo tamaño (boca), por lo que se le prefiere en plantas que tratan altos flujos de material. Operan normalmente en circuito abierto, aunque si el material de alimentación tiene mucho fino, éste debe ser preclasificado. El tamaño de los Chancadores Giratorios se especifica por la boca (ancho de la abertura de admisión) y el diámetro del manto. El casco c asco exterior es de acero fundido, mientras que qu e la cámara de chancado otegida por un manto está protegida con revestimientos o “cóncavos” de acero al manganeso. La cabeza está pr otegida de acero al manganeso la que a su vez está recubierta por alguna resina epóxica, poliuretano, goma o algún otro recubrimiento.

21.1.7 

MACHACADORAS DE IMPACTO Y PERCUSIÓN (O DE MARTILLO)

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Propiamente, las machacadoras de impacto admiten un tamaño de piedra entre 500 y 3000 mm, con una relación de reducción de 1:80 a 1:12; en la mayor parte de los casos se emplea como complemento en serie (o secundario) de las machacadoras de cono o de mandíbula. En las trituradoras de impacto, la fragmentación se produce debido a un golpe instantáneo y seco de un material sólido duro sobre la partícula de roca o mineral, o por golpes o choques entre las  partículas.

La ventaja radica, el aprovechamiento de lapara energía porenergía el choque de las partículas y la producida por el choque entreenéstas y el material sólido, ser producida usada como inicial de impacto. Rotor simple: Fragmentan la piedra tanto por la acción de impacto de las aspas que golpean el material de alimentación como por el impacto que resultan cuando el material conducido por la aspa golpea contra las paredes de la unidad trituradora. Rotor doble: Estas unidades son similares a los modelos de rotor simple. Estas máquinas producirán una  proporción algo más alta de finos. finos. Tanto en las trituradoras de rotor rotor simple como las dobles, el material impactado fluye libremente al fondo de las trituradoras sin ninguna otra reducción de tamaño. Molinos de martillo: El molino de martillo, es la trituradora de impacto más extensamente usada, puede usarse como trituradora primaria o secundaria, su rendimiento es más elevado que el de las de mandíbula y giratorias, pero tiene la limitación de admitir sólo piedra de pequeñas dimensiones.

21.1.8 

MACHACADORAS DE CILINDROS

Existen diversas clases de trituradoras de este tipo, que consiste en dos cilindros (1) del mismo diámetro que giran en sentido opuesto como se indica en la Figura N°13. El material es tomado por ambos cilindros y es apretado entre ellos para efectuar la trituración. Los cilindros giran accionados por un motor y el acople entre ambos se hace a través de ruedas dentadas. Estos pueden ser lisos, estriados o dentados. Para que el material a triturar pueda ser procesado, se requiere que el tamaño de los trozos sea menor que la veinteava parte del diámetro de los cilindros pues en caso contrario el material no es tomado y pasado a través de los cilindros Existen diversas maquinas, según los cilindros tengan sus ejes en puntos fijos (ver Figura N°13, de la izquierda), o si uno de los cilindros es móvil (ver Figura N°13, de la derecha), en cuyo caso el eje móvil está sujeto por fuertes resortes que le impiden su desplazamiento durante la operación de trituración. También hay maquinas que tienen los dos ejes móviles. Estas trituradoras se utilizan normalmente en trituración terciaria.

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21.1.9 

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MOLINOS DE BOLAS

Cuando se pretende obtener áridos de muy pequeña dimensiones, se utilizan los molinos de bola, que constan de un tambor giratorio dentro del cual se introduce el material que se va a machacar y una gran cantidad de bolas de acero. Al girar el conjuntos de las bolas y de la piedra, sufren réprocos que van pulverizando ésta, llegando a productos machacados de gran finura.

21.1.10 

MATERIALES EMPLEADOS EN LAS MANDÍBULAS, CONCAVOS

Los materiales que se van a emplear han de tener un elevado grado de dureza y resistencia a los golpes. Después de múltiples ensayos se ha conseguido un material que contiene cerca del 14 por 100 de manganeso y menos del 1 por 100 de cromo, y ha dado hasta el presente resultado satisfactorios. Como las mandíbulas son caras, se utiliza con frecuencia el artificio de recargar las usadas mediante electrodos el ectrodos que tengan una composición parecida a la del material base. Golpeando el material de aportación, después de depositado se consigue una prolongación económica añadida de la vida de las mandíbulas.

21.1.11 

DIMENSIONES DE LAS MACHACADORAS

Las machacadoras de mandíbulas se clasifican por la abertura de su hueco de alimentación (rectangular), expresado normalmente en centímetro: así, son corrientes los tamaños siguientes: 20x50 25x60 25x90 38x60 40x90 65x100 Para indicar el tamaño de las machacadoras de cono, se utiliza el diámetro de la boca de alimentación, expresadi normalmente en metros. Son normalmente las siguientes 0.50 m 0.60 m 0.90 m 1.30 m 1.65 m Las machacadoras de martillos se clasifican unas veces por el diámetro de aquél, y otras, por la abertura de admisión. No hay reglas fijas. Las machacadoras de rodillo se definen por el diámetro de éstos. Los molinos de bolas se clasifican por el diámetro y longitud del tambor, y por el tamaño de aquellas.

21.1.12 

ELECCIÓN DE LAS MACHACADORAS

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Cuando se pretenda machacar piedra que presente predisposición p redisposición a la fractura según algún pkano preferente, se empleará la machacadora de cono; cuando no, y se alimente con piedras de gran tamaño, la elección será por razones económicas, entre las de mandíbula y las de cono. Una vez admitida una piedra de tamaño no n o demasiado grande, si se desea que la forma del producto resultante sea lo más parecida a la cúbica, deberá emplearse una machacadora de martillos, aunque también las de mandíbula dan la piedra muy poco lajosa, siempre que la piedra no presente ningún plano de fractura preferente. No debe pretenderse reducir el tamaño de una machacadora de mandíbula o giratoria más de 1/5 , pues en caso de reforzarse esta reducción el rendimiento bajaría notablemente. Para grandes reducciones pueden emplearse las machacadoras de martillos o rodillo, que alcanzan reducciones de 1/10, con las limitaciones apuntadas anteriormente.

21.2 

ELEMENTOS TRANSPORTADORES DE ÁRIDOS

Como elemento complementario para la extracción, empleo y clasificación de áridos está el transportador, que cumple la función específica de trasladar los materiales entre dos puntos de cota distinta o igual. En general, los elementos transportadores no tiene mayor alcance que el necesario para comunicar las partes fundamentales de una instalación de machaqueo, que, como se sabe, son: machacadora, cribas y silos, o bien el lugar de producción y el de empleo.

21.2.1 

TIPOS DE TRANSPORTADORES

Los 4 tipos más empleados son: -  -  -  - 

Cintas transportadoras Elevador de cangilones Redlers Tornillos de Arquímedes

21.2.2 

CINTAS DE TRANSPORTACIÓN

Existen diversas circunstancias que obligan a un transporte continuo mediante cintas; en general, es necesario especificar previamente el tipo de material y la capacidad de transporte, así como evitar que se sobrepasen

pendientes superiores a los 15 .

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El transporte por cintas, en la mayor parte de los casos, se emplea cuando los materiales que han de transportarse son granulares y no cohesivos; pueden alcanzarse longitudes importantes en condiciones excepcionales. Como ventajas del transporte por cintas figuras: el bajo costo de entrenamiento y la posibilidad de efectuar la descarga en cualquier punto de su trayectoria, así como la capacidad de adaptación posterior de las instalaciones a otras obras o condiciones. Las longitudes obtenidas con cintas rebasan en ciertas instalaciones industriales los 10 km. En instalaciones normales de obras públicas rara vez rebasa cada cinta la longitud de 100m.

La cinta transportadora se compone de los siguientes elementos: -  Estructuras de soporte (metálicas) -  Cilindro motor, generalmente colocados en la parte superior de la cinta (cuando esta no e -  -  -  - 

horizontal) Cabeza o tambor de retorno y tensado. Rodillos superiores de soporte de la banda. Rodillos inferiores, Banda de material plástico con anchos que oscilen entre 40 y 100 cm.

Debido a las condiciones de trazado, las cintas pueden ser horizontales o inclinadas.

21.2.3 

PRODUCCIONES NORMALES DE LAS CINTAS

Ancho de la cinta (en cm) 35 40 50 60 90 100

M3 transportados por hora 18 24 45 100 200 300

La pendiente límite de elevación de una cinta o conjunto de cintas múltiples puede evaluarse en 15°, como se ha dicho antes, si bien puede aumentar a 25°si dispone de tacos adosados a su cara exterior, que impidan el deslizamiento por gravedad del material.

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21.2.4 

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ELEVADORES DE CONGILONES

Se entiende por elevadores de congilones el conjunto de una cadena ca dena sin fin de la cual van colgados can cangilones gilones iguales para el transporte del material. Disponen de una rueda motora superior y una inferior. Es normal que la transmisión del elemento motor a la rueda superior se haga a través de un mecanismo reductor.

 

TRANSPORTADORES Para21.2.5 transportes continuos se usan se usanREDLERS frecuentemente cadenas sin fin introducidas en cajas cerradas que desplazan en su movimiento masas de material pulverulento, pero no cohesivo. 21.2.6 

TORNILLO DE ARQUÍMEDES

Para el transporte de áridos muy finos puede emplearse el tornillo de Arquímedes, que consta de un tornillo sin fin encerrado en un cilindro o en caja de sección rectangular que lo envuelve a pequeña distancia de su hélice exterior. Aunque, frecuentemente, el tonillo de Arquimedes se utiliza para simultanear el transporte con el lavado de un árido mediante una corriente de agua, puede también emplearse como elemento simple de transporte

21.3  EQUIPOS DE CLASIFICACIÓN Y EQUIPOS DE ALMACENAMIENTO DE ÁRIDOS Rara vez se encuentran los áridos en la naturaleza en las proporciones más convenientes para el fin a que han de ser destinados. Entre las principales aplicaiones del árido clasificado pueden citarse las siguientes. r esistencia. -  Árido para hormigones de elevada resistencia. -  Bases y sub-bases para explanaciones carreteras. -  Balastro de las superestructuras ferroviarias

Se comprnde que incluso aquellos áridos cuya granulometría natural pudiera ser considerada como aceptable, como es el caso de loos cantos rodados de terrazas fluviales, pueden presentar una superficie pulimentada que les incapacita para desarrolalar la adherencia y rugosidad en los límites deseados.

21.3.1 

EL ELEMENTO DE CRIBADO

Puede comprenderse fácilmente que, en la mayor parte de los problemas de separación de áridos en tamaños escalonados, la solución consiste en hacer pasar la masa de áridos, sucesivamente, por telas metálicas o chapas perforadas. Por regla general, las chapas perforadas lo son según círculos de un mismo diámetr, mientras que las telas metálicas se disponen según s egún agujeros cuadrados; conviene tener estos detalles muy en cuenta al elegir el tipo de malla, con el fin de dejar pasar un determinado tamaño, ya que por un agujero cuadrado pueden pasar piedras del tamaño de su diagonal.

21.3.2 

TIPOS DE CRIBAS

Muchos han sido los tipos de cribas usados, aunque hoy en día tienen realmente aplicación los siguientes: a)  Tipo normal b)  De bandeja por sacudidas producidas eléctricamente c)  De bandeja por masas excéntricas no compensadas d)  Tipo cilíndrico rotativo (trommel)

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CAPÍTULO 22 VOLQUETE DEFINICIÓN   DEFINICIÓN Los camiones volquetes son bien conocidos se componen de una unidad motriz que es el camión al cual se adapta una caja metálica de dimensiones y capacidad variable, esa caja gira sobre una de sus aristas inferiores y descarga el material que en ella se ha acumulado. El giro de la caja se hace mediante sistemas hidráulicos y puede controlarse a voluntad desde la caseta del piloto. El camión y la caja pueden ser de distintas marcas y naturalmente a medida que la caja es de mayor capacidad se requerirá un camión de mayor potencia y de mayores dimensiones. Las cajas pueden ser desde 1.1 m3, hasta 19 m3, que son cajas gigantes. Estas máquinas están diseñadas para el acarreo de material y su respectiva descarga, posee una tolva cuya capacidad puede ser al ras o colmada, el peso a cargar en dicha tolva está en función del tipo material. El volumen de carga debe definirse además por la ley de cargas considerado las vías por donde vaya a movilizarse el camión (esto para no dañar el camino existente).

USO DE LOS CAMIONES VOLQUETES Los camiones volquetes tienen las siguientes aplicaciones esenciales: a)  Recibir, transportar y vaciar los materiales que provienen de la limpieza del terreno, tales como, troncos, pedrones, desmontes, etc. b)  Recibir, transportar, vaciar y ayudar al extendido del material que proviene de la excavación y que es cargado mediante las palas. c)  Recibir, transportar, descargar y ayudar al extendido de los materiales granulares y los necesarios para el afirmado de las superficies.   Id. los materiales bituminosos, (asfaltos).   Id. el concreto. (Esto no es en general muy recomendable, pero a veces se hace necesario

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cuando solo se dispone de una planta fija de mezclado, en ese caso deben de tomarse las tres precauciones siguientes: Hágase el transporte tan corto y rápido como sea posible. Úsese mezcla muy rica. Bátase un poco la mezcla a mano a medida que se le des carga. La mezcla tiende a desagregarse durante el viaje y debe de ser bien vibrada cuando se le coloque.

Los volquetes pueden llenarse "al ras" o con la carga "colmada". La carga al ras es la cantidad de metros cúbicos de material suelto que cabe en la tolva del volquete, cuando se le llena al ras con su parte superior. La carga colmada es la cantidad de metros cúbicos de material suelto que entra en el volquete más el material que forma lomo hasta que ya comienza a resbalar.

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NÚMERO DE CAMIONES REQUERIDOS PARA UNA OPERACIÓN DETERMINADA El número de camiones requeridos para una operación determinada depende del tiempo de carga, de la distancia de transporte, del tiempo de viaje cargado y descargado y del tiempo requerido para vaciar. Al tratar de las palas se dio una fórmula para calcular el número de volquetes necesarios para tener te ner una pala trabajando a su máxima capacidad. En la misma forma puede hacerse estimaciones para los diversos casos de empleo de camiones.

rendimiento Manera de obtener el máximo rendimiento Para obtener el máximo rendimiento en la operación de los camiones debe de tenerse presente lo siguiente: a)  Cárguese la tolva a carga colmada siempre que sea posible. Sólo se dejará de hacer esto cuando los caminos por los que hay que hacer el transporte están en muy mal estado o el material que se carga está mojado. El equipo que deja de trabajar debido a muelles rotos, ejes rotos y transmisiones malogradas, no se compensa de ninguna manera con la carga adicional que se obtendría llevando cargas colmadas bajo condiciones desfavorables. b)  Conserve la caja del volquete limpia y en buen estado c)  La carga más pesada de roca debe de ubicarse en la parte posterior de la caja a fin de no hacer trabajar excesivamente el mecanismo de volteo. d)  Cuando se cargue concreto, mójese bien las paredes y fondo de la tolva para evitar que se pegue. En cada viaje debe de hacerse esta misma operación. e)  Cuando el camión debe de entrar en marcha atrás a su s u posición de carga bajo la pala o al lugar donde debe de hacer la descarga se recomienda fijar en el suelo un tronco horizontalmente que le sirva de tope a las ruedas posteriores. f)  El transporte debe de hacerse a la mayor velocidad que la seguridad permita y con el camión enganchado en la marcha más alta posible. g)  Siempre que sea posible deben de usarse dos caminos para el transporte: uno para los camiones cargados y otro para el regreso con los camiones descargados. Las pendientes en los caminos de transporte deben de ser las menores posibles. h)  Ubíquense los puntos de carga y de descarga de modo que las operaciones de dar marcha atrás y de pasarse los camiones unos a otros sean reducidas a un mínimo i)  Ubíquense los puntos de carga y de descarga de modo que las operaciones de dar marcha atrás y de pasarse los camiones unos a otros sean reducidas a un mínimo. Fórmula para calcular el número de camiones para transportar en una hora, un determinado volumen movido por un empujador o una trailla, la fórmula es la siguiente:

     = 60∗  ∗ Donde: N

: Número de camiones requerido

Y

: Volumen movido por el empujador o la trailla, que se trata de mover, en m3/h

60 T

: Número de minutos de una hora : Tiempo de viaje, en min

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  L

: Tiempo de carga, en min

D

: Tiempo de descarga, en min

C

: Capacidad de cada camión, en m3

E

: Factor de eficiencia

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Debe un estudio deyaque el trabajo fin de obtener un balance entre el equipohacerse que excava y el quedespués transporta quecomience los resultados dadosa por la citada fórmula son sóloexacto aproximados.

OPERACIONES CARGAR.- Carga material excedente DESCARGAR.- Descarga el material en obra ACARREAR.- Traslada volúmenes de tierra excavada

APLICACIONES   Se aplica en obras donde se requiera movimiento de tierra cargio, acarreo y descarga de

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grandes volúmenes de tierra.   Transporte del material excedente   Transporte de escombros   Sobre acarreo

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TIPOS   Camiones de transporte para maquinaria   Tracto camión   Camión Volqueta.- Se emplean en las obras de movimientos de tierra de gran movilidad y

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rapidez así como la gran gra n adaptabilidad para trabajos fuera de carretera y en suelos vírgenes, se encuentran en la categoría de tracto remolque. 

MANTENIMIENTO Mantenimiento en taller Antes de empezar las reparaciones, es conveniente limpiar la zona a reparar. No limpiar nunca las piezas con gasolina. Trabajar en un local ventilado. Antes de empezar las reparaciones, quitar la llave de contacto, bloquear la máquina y colocar letreros indicando que no se manipule los mecanismos.   Si vario mecánicos trabajan en la misma máquina, sus trabajo deberán ser coordinados y conocidos entre ellos.   Dejar enfriar el motor antes de quitar el tapón del radiador.   Bajar la presión del circuito hidráulico antes de quitar el tapón de vaciado, así mismo        

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cuando se realice el vaciado del aceite vigilar que no esté quemado.

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  Si se tiene que dejar el brazo y la cuchara, se procederá a su inmovilización antes de

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empezar el trabajo.   Realizar la evacuación de los gases del tubo de escape directamente al exterior del local.   Cuando se arregle la tensión de las correas del motor, este estará parado.   Antes de arrancar el motor, comprobar que no se haya dejado ninguna herramienta encima del mismo.

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  Utilizar guantes y zapatos de seguridad.

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Mantenimiento de los Neumáticos Mantenimiento        

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Para cambiar una rueda, colocar los estabilizadores. Utilizar siempre una caja de inflado, cuando la rueda no está sobre la máquina. Cuando se esté inflando una rueda no permanecer en frente de la misma sino en el lateral. No cortar ni soldar encima de una llanta con el neumático inflado.

Examen de la Máquina   La máquina antes de empezar cualquier c ualquier trabajo, deberá ser examinada en todas sus partes.   Los exámenes deben renovarse todas las veces que sean y fundamentalmente cuando haya

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habido un fallo en el material, material, en la máquina, en las instalaciones o los dispositivos de seguridad habiendo producido o no un accidente.

Prueba de la Tolva   Mantenimiento del motor en el kilometraje que especifique sus especificaciones.   Todos estos exámenes los realizará el encargado o personal competente designado por el

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mismo. El nombre y el cargo de esta persona se consignarán en un libro de registro de seguridad, el cual lo guardará el encargado.

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CAPÍTULO 23 EQUIPOS AUXILIARES El equipo auxiliar para construcción está conformado por todos aquellos aditamentos, máquinas o equipos que ayudan a realizar de una compresores, construcción. Dentro equipos podemosgeneradores encontrar: andamios, bombasdiferentes de agua, tareas bombasdentro de concreto, equiposdedeestos lanzado de concreto, eléctricos y transformadores eléctricos, entre otros ver FIG.3.01, los cuales ayudan a manejar materiales o a proporcionar energía para distintas máquinas.

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  FIG. 3.01 imágenes de los equipos auxiliares

ANDAMIOS Un andamio es una construcción provisional con la que se permite el acceso de los obreros a los distintos puntos de una construcción, así como para llevar lle var material a todos los tajos de obra del edificio en construcción omadera en rehabilitación o acero de fachadas. A veces con ellos se hacen puentes, pasarelas o plataformas sostenidas por

FIG. andamio de construccion.

Partes de un Andamio tipo Ring Lock El sistema de andamios Ring Lock1 permite realizar conexiones en diferentes direcciones, para realizar diferentes tipos de montajes, en estructuras rectas o curvas. Los andamios multidireccionales o Ring Lock se componen de las siguientes partes:   Placa base: Desde la cual nivela el suelo para elevar la estructura.   Cuello: se une con la placa base para construir el andamio.   Verticales: Son el soporte del andamio. Tienen un rosetón cada 50 cm donde se unen los horizontales

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y las diagonales.   Horizontales y diagonales: Estos le dan la forma y el soporte a la estructura del andamio.   Escaleras y plataformas: Son las estructuras interiores por donde se desplazan los operarios de los

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andamios entre los niveles.

Los factores de riesgo en el uso de andamios son los siguientes: Caídas a distinto nivel debido a:   

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Montaje o desmontaje incorrecto de la estructura o de las plataformas de trabajo sin las correspondientes protecciones individuales. Anchura insuficiente de la plataforma de trabajo. Ausencia de barandillas de seguridad en todas o alguna de las plataformas de trabajo. Acceder a la zona de trabajo trepando por la estructura.

Separación entrea: el andamio y la fachada. Caídas a distintoexcesiva nivel debido  

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Montaje o desmontaje incorrecto de la estructura o de las plataformas de trabajo sin las correspondientes protecciones individuales. Anchura insuficiente de la plataforma de trabajo. Ausencia de barandillas de seguridad en todas o alguna de las plataformas de trabajo. Acceder a la zona de trabajo trepando por la estructura. Separación excesiva entre el andamio y la fachada.

Caídas a distinto nivel debido a:   

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Montaje o desmontaje incorrecto de la estructura o de las plataformas de trabajo sin las correspondientes protecciones individuales. Anchura insuficiente de la plataforma de trabajo. Ausencia de barandillas de seguridad en todas o alguna de las plataformas de trabajo. Acceder a la zona de trabajo trepando por la estructura. Separación excesiva entre el andamio y la fachada.

Bomba De Concreto Dispositivo o mecanismo que comprime y/o transporta fluidos, generalmente mediante succión o presión, o ambos a la vez; empleado para transportar agua a diferentes niveles o para extraer el agua restante de una obra. Aparato que mezcla los ingredientes de un mortero de hormigón y lo expulsa a través de un conducto hasta el lugar de enlechado.

Equipos De Lanzado De Concreto Este sistema consistió en introducir la l a mezcla seca (cemento y agregados) por la tubería de impulsión y el e l agua en la boquilla. Tipos de lanzado

Vía Seca Consiste en mezclar el cemento y los agregados (con una humedad máxima del 8%), para luego ser transportados con aire a través de una manguera flexible hasta una boquilla especial que pulveriza agua a presión e hidrata la mezcla que sale disparada.

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Vía Húmeda Los ingredientes se mezclan previamente con el agua y luego son proyectados con aire a través de una manguera a alta velocidad

ZANJADORA Excavadora de zanjas también llamado zanjadoras, la zanjadora es una un a máquina que se emplea en ocasiones donde se necesita instalar materiales por debajo de la tierra, esta máquina puede ser más ideal que la excavadora. Los distintos fabricantes de zanjadoras combinan diseño y tecnología innovadora, sea cual sea la necesidad de zanjado, existe una amplia gama de diseños dispuestos en el mercado para satisfacer diversas necesidades, estas se clasifican en tres grandes grupos según la profundidad y ancho de excavación, de acuerdo a lo anterior se tienen zanjadoras grandes, medianas y compactas. Constan con esencia de un elemento tractor sobre el que va montado un aro circular rígido, en el extremo de su periferia se acoplan unos baldes o cangilones. Al ir avanzando el tractor se produce un movimiento simultaneo del circulo bastidor. Los cangilones que se encuentran situados en la proximidad del terreno penetranenenunas estecanaletas y arrastran en su movimiento circular. Al llegar al extremo superior vierten su contenido quela lotierra transportan al exterior lateralmente. en ciertas condiciones, suele emplearse una cinta c inta transportadora, que sostiene el tractor, para el transporte a distancia, que puede ser hasta 12m.

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FIG.3.1 Zanjadoras

Excavadora de zanja de cadena La excavadora de zanja de cadena funciona como una motosierra para remover la tierra como útiles de corte emplea una serie de picos instalados en la superficie de la cadena que ayuda a corta el suelo de una manera para más ello rápida. Esta zanjadora de cadenas siempre viene con cadenas.

Excavadora de zanja portable Es similar que la zanjadora de cadena solo que esta tiene una pesa de 90 kg y se puede mover de una manera más fácil y con poca complicación.

Zanjadora de Brazo Inclinable Llamada en cierta bibliografía excavadora “ladder ditcher”, consiste en una serie de cangilones o cuchillas montados generalmente sobre orugas, que excavan en la dirección del eje de avance de la máquina y vierte las tierras, sobre una cinta transportadora dispuesta en dirección transversal a la excavadora. La tierra excavada se deposita en un cordón lateral o se carga en las unidades de transporte. Sus elementos esenciales son:

El brazo de cangilones, móvil mediante cilindros hidráulicos hasta una inclinación máxima de 55º respecto a la horizontal, que tienen montados cangilones con cuchillas para terrenos no rocosos, dientes cónicos o picas en terrenos rocosos y dientes cuadrados en terrenos congelados.

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Nivelador de fondo, con el que se consiguen zanjas de fondo limpio, llevando una zapata en su estructura que impide a la máquina excavar a más profundidad de la requerida.

Transportador de descarga, situado transversalmente al eje longitudinal, y consiste en una cinta transportadora con altura de descarga regulable.

FIG. 3.2 excavadora de brazo inclinable

La máquina empieza excavando sin moverse, descendiendo el brazo de cangilones hasta la profundidad deseada, posteriormente avanza y mantiene una velocidad compatible con la naturaleza del terreno, al igual que la velocidad de los cangilones. De las zanjadoras, el de tipo de brazo inclinable es el que permite cavar la trinchera más ancha. Con cangilones normales, esta anchura llega hasta 0,90 m y con los dientes desbordantes, alcanza 1,45 m. El radio de las curvas que pueden abordarse sin s in levantar el brazo es de unos 25 a 50 m. En zanjas estrechas no se usa esta máquina. Una de las zanjadoras más grandes del mundo se ha utilizado en Villena para acelerar las obras del posttrasvase Júcar-Vinalopó. una ymáquina de 180 con una longitud de 4 m deEs a ncho ancho 9 m de largo. Cont,

esta máquina se pueden abrir de 100 a 120 m de zanja al día. 140

 

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ZANJADORAS DE RUEDAS DE CANGILONES Son excavadoras sobre orugas, sobre la que se monta una rueda rígida con cangilones dotados de picas. Al comenzar el giro de la rueda, comienza la excavación; los materiales extraídos por los cangilones se vierten sobre una cinta transportadora transversal. En la parte delantera de la rueda lleva el apoyo guía que descansa sobre el fondo de la zanja y sirve para perfilar las paredes y el fondo, y arrastrar los materiales finos hacia los cangilones. Tiene más velocidad de excavación que las de brazo inclinable, pero presenta el inconveniente de que necesita grandes radios en las curvas.

Cortadora De Disco Con Picas Dentro de las zanjadoras, os presentamos aquí la cortadora de disco con picas. Su equipo de trabajo está formado por un disco de gran diámetro que lleva en su periferia unos segmentos cambiables con cortadores en forma de picas. La fuerza de penetración del disco sobre el suelo se consigue mediante unos cilindros hidráulicos. Su campo de aplicación habitual es el corte de roca, terrenos congelados, pavimentos, re perfilado de zanjas, tendido de cables, etc. En el siguiente documental de Discovey Channel podéis ver el funcionamiento de una zanjadora Tesmec 1100, de 35 toneladas, con 10 metros de largo, 4 de alto y 2.5 metros de ancho. La rueda de corte de acero de 3 .5 toneladas mide 4 metros de diámetro. Su sierra es capaz de trituras rocas. Espero que os guste.

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CAPITULO 24 EQUIPOS DE PREPARACION Y TRANSPORTE DEL HORMIGON

24.2. HORMIGONERAS DE EJE HORIZONTAL El material se mezcla por efecto de la gravedad, en su desplazamiento hacia las partes inferiores. El tambor de la hormigonera lleva dispuestas unas palas que arrastran el material en sentido inverso, es decir, desde el fondo hacia arriba. De esta manera se evita el riesgo de segregación de los áridos mayores. La carga de los constituyentes de la masa se hace de forma simultánea sim ultánea y, generalmente, mediante un skip. La ventaja es que esta mezcla sea en origen bastante homogénea y, sobre todo que se produzca la aportación parcial del agua antes de los materiales secos para evitar formaciones grumosas. Se distinguen las hormigoneras de doble y simple tambor (los tambores giran alrededor del mismo eje). La carga se efectúa en el primer tambor, que es donde se comienza la mezcla. Posteriormente, la lechada pasa, automáticamente, al segundo tambor, que acaba la operación de mezcla. mezcl a. Al mismo tiempo que el primero está preparado para una nueva carga.

24.2 HORMIGONERAS DE EJE INCLINADO Son múltiples los dispositivos interiores para hacer que el material suba en el proceso de mezclado: la presencia de planos en el fondo de la cuba, o palas adosadas convenientemente a los costados interiores. La inclinación del eje no supera los 20° en los modelos y 15° en los modelos grandes. En este tipo de hormigoneras (Fig. 22.4), el agua debe introducirse parcialmente antes de los materiales secos.

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El orden de carga debe ser: - Agua, cemento y arena juntos; árido grueso y agua. En el caso de que la hormigonera estuviera seca inicialmente inicialm ente se puede cargar el agua inmediatamente después de la arena y el cemento.

24.3 HORMIGONERAS DE TRIPLE CONO En este tipo de hormigoneras, la mezcla se consigue por la forma cónica del conjunto; la cuba dispone en su interior de palas que arrastran los materiales hacia la parte inferior, produciéndose un movimiento alternativo. La carga se realiza de la siguiente forma: - Gravillas de todo tipo; cemento; arena de todo tipo y agua.

24.4 HORMIGONERAS DE TIPO CONTINUO La producción se realiza de forma continua. Para ello se dispone de un tornillo de Arquímedes inclinado al que

se aportan en distintas zonas, desde la parte más baja a la parte más alta, los siguientes materiales:

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Arena, gravilla, cemento y agua

Llevan dispositivos de tamizado del cemento para evitar su aportación apelmazada, como un circuito independiente de agua que permite como suele ser lo usual, la aportación del cemento en forma de fina lechada.

24.5. VACIADO DE LAS HORMIGONERAS El vaciado se produce, en la mayor parte de los casos, por inclinación del eje de la cuba, aunque existan dispositivos, tales como las cucharas de vaciado, que con el giro de la hormigonera expulsa la masa. Es la inversión del sentido de rotación mediante palas helicoidales que canalizan la masa hacia el orificio de vaciado. La velocidad de rotación de una hormigonera viene expresada por la siguiente formula:

Donde: D=diámetro de la cuba (m) N=velocidad N=velocid ad de rotación (vueltas/minuto)

24.6. HORMIGONERA DE PLATO HORIZONTAL En los talleres de prefabricación es bastante común el empleo de hormigoneras de plato horizontal. Están constituidas por una bandeja de bordes cerrados dentro de la cual gira un eje en el que se han dispuesto unas paletas, suficientemente próximas a los costados y al fondo, que originan el movimiento de la masa. La disposición de estas paletas permite que se produzcan, un rascado de las paredes para evitar que se fije el material en la superficie de las mismas. Con las paletas se consigue en la cuba un movimiento continuo, progresivo y suave. El vaciado de estas hormigoneras se hace por el fondo mediante trampillas de segmentos que ocultan pequeñas troneras circulares y rectangulares. Estas trampillas o compuertas son de sector circular con estanquidad garantizada.

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En las grandes instalaciones de hormigonado se precisa frecuentemente la presencia de instalaciones automáticas de dosificación, que permitan la aportación de masas perfectamente medidas y controladas. La dosificación de cada material se hace en peso y volumen, la humedad de los Áridos tiene que encontrarse perfectamente controlada, para evitar bajas de calidad en los hormigones.

24.7. INSTALACIONES DE HORMIGONADO EN ESTRELLA Se dispone de 4 o 5 sectores convergentes en la tolva general de hormigonado. Estos sectores presentan disposición en estrella y están separados entre si por paredes divisorias que pueden ser desmontables, ya sean metálicas, de madera, o de prefabricados.

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Cuando se pretende transportar cemento en pendiente superiores del 30%, deben emplearse las bombas de transporte en las que se produce la emulsión del cemento por aire comprimido, lo que permite transportarlofuller  con, facilidad a lo largo de la tubería.

24.8. MEZCLADORES Y DOSIFICAD DOSIFICADORES ORES La dosificación se realiza generalmente por pesada de precisión en cada celda de carga de cada una de las componentes del hormigón. Hay dosificadores complejos que permite, en el caso más dosificado, el control directo de automatizada la mezcla en la de hormigonado: de la consistencia, humedad, relación de agua/cemento, corrección decuba la humedad y de volumen.

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Los mezcladores utilizan generalmente un régimen forzado que permite la alimentación del cemento a granel mediante aire comprimido u otro sistema, o mediante sacos con dispositivo rompe-sacos de gran efectividad. Para asegurar la proporción de la mezcla, requieren sistemas de cierre de precisión. La alimentación de agua se realiza con control por electroválvulas.

24.9. TRANSPORTE DEL HORMIGON POR TUBERIA Este procedimiento requiere un hormigón muy fluido, incompatible con la elevada exigencia en cuanto a su calidad. La bomba para este transporte tiene la finalidad en la economía de la energía, un aumento de la distancia y altura de transporte; así como también una mayor seguridad y calidad de servicio. El transporte de hormigón a través de tuberías de acero requiere determinadas condiciones en cuanto a ductilidad, capacidad de deslizamiento y uniformidad de la consistencia del hormigón.

Composición de los hormigones bombeables Principales características de los hormigones bombeables: El contenido de agua debe ser tal que el asentamiento del cono de Abbrams sea de 7 a 8 centímetros. Las gravas y gravillas deben tener un tamaño inferior a un tercio del diámetro de la tubería. Se recomiendan arenas con un módulo de finura de 2.6 y granos poco arcillosos. La dosificación de cemento no puede ser disociada de la calidad de la arena; en todo caso, es muy difícil el bombeo de hormigón por debajo de 300kg/cm3. Los aditivos más recomendables son aquellos que impiden la segregación, mejorando la cohesión del hormigón, y también lo que permite la inclusión de aire ocluido bajo formas de burbujas, con un diámetro que varía entre 10 y 1,000 micras. Estas burbujas actúan como un fluido y favorecen la cohesión y el deslizamiento desliz amiento del material.

Bombas de pistón (fig 22.10a)

El fluido empleado de impulsión: aceite o agua. El dispositivo de distribución, de admisión o de impulsión: válvulas de cuatro vías, tirante plano o rotativo, etc. Estas bombas se caracterizan por el diámetro de los cilindros y la carrera de los pistones de empuje del hormigón, asociados al número máximo de golpes admisibles, determinan la capacidad teórica máxima.

Bombas de rotor (fig 22.10b) En estas bombas, el hormigón es aspirado aspi rado en la base de la cubeta gracias a la depresión creada por la bomba, e impulsado por dos palas giratorias opuestas y por el rotor. Después del paso por las palas, el tubo toma su forma inicial y aspira el hormigón contenido en el volumen de recepción, en el interior del cual giran las paletas del agitador.

El caudal es función del diámetro de la tubería y de la velocidad de rotación del rotor. 147

 

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Bombas de tubo oscilante

En la cubeta se recibe el hormigón (fig 22.10c) cuando la bomba está en posición de aspiración. Mediante un dispositivo de apertura y cierre alternativo similar a unas gafas, se cierra el conducto de aspiración, abriéndose el de impulsión, al mismo tiempo que un único tubo oscilante gira para acoplarse al orificio de impulsión. Este sistema tiene la gran ventaja de que la pieza de conmutación de las posiciones aspirante e impulsadora es muy sencilla y no está sometida a fallos.

Flechas o plumas de reparto

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El desarrollo de las bombas de hormigón ha experimentado e xperimentado un gran incremento gracias a las flechas de reparto, que permiten pasar por encima de los obstáculos y llegar directamente a los encofrados.

Canalizaciones

Suelen ser metálicas, aunque ello comporta problemas de conservación. Se han hecho recientemente estudios en Alemania orientados al empleo de tuberías plásticas, también se utilizan canalizaciones de caucho reforzadas por hilos de acero.

Baldes de transporte Existen múltiples tipos de baldes, que se usan tanto en instalaciones de prefabricado como en obras.

Transporte por canaleta Los dispositivos de transporte por canales del hormigón están cada vez más en desuso

24.10 MAQUINAS PAEA PROYECCIÓN DE HORMIGON Y MORTERO Son de uso muy corriente las máquinas que lanzan hormigones o morteros. El hormigón proyectado, por consiguiente, no necesita de encofrado, mientras que la “gunita” podrá

considerarse más bien como un recubrimiento impermeable sobre una base sólida. Estas máquinas constan de una campana con doble cierre, en cuyo interior se mezclan los áridos, suficientemente secos en el caso de la “gunita” y el cemento. En la parte inferior, hay un motor de aire

comprimido que recibe por gravedad la mezcla, mediante una rueda de compartimientos. Por efecto del aire comprimido se produce el lanzamiento de la mezcla cemento. Áridos finos, emulsificada con aire, hasta la boca de la manguera, y ya en la boca, por medio de una boquilla especial, se le añade en el momento de su lanzamiento el agua requerida para constituir la “gunita”. En el caso de los l os hormigones proyectados, el proceso

es muy similar.

Debe tenerse especial precaución al evaluar los rendimientos de la “gunita”, a la vista de la cantidad de árido

rechazado por rebote en las paredes. En el caso de los hormigones proyectados, el rechazo es sensiblemente menor. Las presiones normalmente utilizadas no exceden de los 6kg/cm2, y los equipos llegan a producir hasta 6m3/h. Los consumos de aire son muy variables y oscilan entre 4 y 14 m3/minuto.

24.11. EQUIPOS DE INYECCIÓN Los aparatos de inyección tienen un principio muy parecido al de las máquinas de proyección de hormigón, con la diferencia de que en general la mezcla con el agua se produce dentro de la cuba. El tipo de bomba utilizado depende de la presión de inyección requerida; pueden emplearse auténticas bombas de pistones, elementos que utilizan el aire comprimido como fuente de energía de presión.

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CAPITULO 25 MAQUINAS ESPECÍFICAS DE CONSTRUCCION DE CARRETERAS 25.1. MÁQUI MÁQUINAS NAS PARA FIRMES BITUMINOSOS 25.1.1. Plantas asfálticas 25.1.1.1. Composición de una planta planta asfálti asfáltica ca 

Pasamos revista a continuación a los distintos elementos que integran una planta asfáltica:   Predosificador de áridos: este equipo lo integran varias tolvas (4 o 5) 5 ) para el almacenaje de los distintos



tipos. Cada tolva dispone de un alimentador de regulación independiente. En general, se destinan dos tolvas para arena, ya que, normalmente, son precisos dos tipos de este material para inscribir la fórmula del producto que se ha de preparar preparar dentro de las curvas límites: una para garbancillo, otra para gravilla y una tercera para gravilla fina. Puede trabajarse normalmente con sólo cuatro tolvas, pero si se dispone de la quinta, puede pasarse con mayor facilidad de la fabricación de un hormigón asfáltico de capa’ supeJicial a la de una capa de base, a sí como corregir, en caso necesario, un árido deficiente en alguno de los tamices. Cada una de las tolvas está provista. De su correspondiente alimentador, que debe regularse independientemente. Existe un gran número de sistemas de alimentaclón. Son de muy simple regulación los electromagnéticos, cuyo funcionamiento el correcto en todos los tamaños de áridos, dentro de unas condiciones normales de humedad. Con arenas mojadas su alimentación se hace difícil y es aconsejable dotar sus tolvas de dispositivos de tipo cinta de alimentaclón metálica, si se estima que se deberá trabajar en estas condiciones de forma continuada. Es prudente prever la forma de vaciado de las tolvas de predosificación, sin necesidad de hacerlo a través de la planta asfáltica. En muchos predosificadores ello se consigue fácilmente por inversión del sentido de la marcha de la cinta general de recogida.   Secador de áridos: con ello se consigue la elevación de teInperatura de los áridos hasta el punto debido para efectuar las mezclas asfálticas; en general, por de bajo de los 150‘C. Su rendimiento en toneladas de



áridos siempre se de en función de la humedad de los mismos; y para que los rendimientos de diversos secadore5 sean comparaiiv os, deben referirse a un mismo grado de humedad. La eficacia de un secador depende de muchas variables (tipo de mechero, sistema de alimentación, circulación y evacuación de áridos, grado de humedad de los áridos, diámetro del tambor, longitud, etc.). Cada fabricante ha llegado a dimensionar los su- yos a base de su experiencia, y debe garantizar los rendimientos nominales ofrecidos. El secador de áridos, fundamental para obtener un buen hormigón asfáltico, es un tubo de gran diámetro (puede tener hasta 2 m) y de una longitud de 15 m, aproximadamente, donde, mediante su giro a velocidad reducida (de 5 a 15 revoluciones por minuto), se pToduce el desecado de los áridos por un potente flujo de aire caliente, producido por quemadores de lueloil, que circula en dirección contraria a los áridos, que descienden por gravedad.   Clasificador y dosificador de úridos: con él se consigue la mezcla de los ári- dos en las proporciones



preestablecidos. Es habitual que se disponga de una tolva de recogida de áridos por los excesos que se producen en la mezcla. El grupo de clasificación y dosificación tiene por misión efectuar la mezcla de los áridos para permitir realizar el tipo de aglomerado que se prescribe. Está compuesto de una criba vibrante de 3 o 4 bandejas, unas tolvas de pequeña capacidad y una básbás - cula acumulativa hasta la capacidad total de la hormigonera. En la puesta en marcha de una planta debe regularse la alimentación de los predosificadores, de forma que no se produzcan deEn áridos continuados las tolvas del grupo clasificación, yarecogida que los mismos deberán ser evexcesos acuados. la instalñclón in stalñclón de laenplanta es conveniente conven iente de situar una tolva de

del exceso inevitable de áridos de diferente gránulometría, que se evacua periódicamente utilizando una de las palas cargadoras a! servicio de la instalación. 151

 

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  HorInigonera asfáltica: Con ella se consigue la mezcla de los áridos con el filler y/o Gigante. Existen



diversos tipos de hormigoneras asfálticas según la presión a la que se inyecte el Gigante. A la salida del secador se encuentra la instalación de dosificación, muy similar a la empleada en hormigones, y después de la misma se sitúa la mezcladora de hormi- gón asfáltico (Fig. 25.1), donde se dosifica, en la debida proporción, el betún o la mez- cla asfáltica correspondiente.

FIGURA 25.1. Mezclados astático (poco lleno). El grupo mezclador u hormigonera asfáltica debe propoi‘cionar un producto homogéneo con una

distribución regular de todos sus componentes, en especial ffller y ligante, logrando un perfecto recubrimiento por una película fina de 1igante en cada partícula de la mezcla. Los tiempos de mezcla varían según el tipo de producto que se fabrique; para poder comparar los rendirnientos de diversas maquinas debe partirse partirse de un unaa misma duración del ciclo, por ejemplo, de un minuto, tiempo en el cual un mezclador bien concebido debe proporcionar una mezcla de calidad. A los mezcladores con inyección de Gigante a alta presión reducen el tiempo de mezcla, por lo que pueden, a igualdad de producción, ser de capacidad mas reducida.   Tolva de producto terminado: El empleo de esta tolva es, exclusivamente, para conseguir una mejor



graduación en el abastecimiento a los camiones qUe deben deben transportar el hormigón asf/altico. A la salida del mezclado, el producto está terminado y puede cargarse directa gente sobre camión.   Depurador de gases y recuperador de fíller:  Es inevitable, debido al sistema empleado en el secador,



que se provoque un arrastre de finos y de Miller que debe ser recuperado. El sistema más empleado lo constituyen los ciclones. te- nerse una hora idea puede de la importancia del sistema piensa que una planta quePuede produzca 100 t por llegar a recuperar 40 t al de día.recuperación si se El funcionamiento del sistema de calefacción del secador siempre es por tiro forzado, lo que provoca un arrastre de finos que obliga a la instalación de un sistema de recuperación para disminuir la polución atmosférica; el dispositivo corriente lo forma una batería de ciclones, ciclon es, con la que se losra una recuperación del 90-95 por 100 del total del polvo arrastrado. Esto no es suficiente parx evitar las mole5tias causadas por el polvo cuando se trabaja en un centro densamente poblado, y es necesario completar el dispositivo con una instalación de depuración por vía liíimeda, con lo que se llega a una depuración del orden de19899 por 100, por debajo de la que tienen la mayor parte de las chimeneas industriales existentes hoy en funcionamiento. control muy riguroso de la dosificación    Alimentador y dosificador de filler: En plantas donde se exija un control



del filler, es necesario un alimentador y dosificador del mismo con básculas independientes. El fíller es uno de los componentes de las mezclas asfálticas cuya dosificación ri- gurosa resulta más interesante de controlar, ya que su variación influye directamente en la cantidad de ligante necesario para obtener una mezcla estable; para ello es conveniente, cuando se fabrican productos de calidad, pesar el filler independiente- mente de cualquier otro árido y en báscula aparte; aun en el caso de utilización de

dos fillers de procedencia distinta, es recomendable contar con dos básculas, una para cada ffller, o de una báscula acumulativa para dos pesadas de fi3ler. El sistema de alimen- tación de filler debe tener una 152

 

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capacidad de almacenaje, como mínimo, de un día de producción de la planta, y es e s conveniente que esté previsto para el funcionamiento eventual a partir de ffller ensacado.    Alimentador y dosificador de ligante:  El empleo del alimentador o dosifi- cador de ligante viene supeditado a la posibilidad del suministro de éste en bidones. Los dosificadores pueden ser en peso o en volumen; ambos aportan suficiente preci- sión con los medios de que se dispone actualmente.



Es normal el empleo de dos calderas de calefacción para mantener en ellas el liz gante a la tempcratura de empleo, o bien utilizar uuna na para la recepción del ligainte y OlTó dTil Su calefacción. Iva alimentación de ligante se efectua hoy en día en vrac, pelo es conveniente te- nerlo previsto para su marcha con asfalto envasado en bidones. La capacidad de almacenaje conviene que garantice, como mínimo, dos días de funcionamiento de la planta a plena capacidad. La dosificación del asfalto puede efectuarse en peso y en volumen; la dosificación en peso exige una báscula especial y proporciona una exactitud independientemente de la temperatura de suministro del asfalto; la volumétrica, cuya exactitud puede ser del mismo orden que la obtenida por peso en las modernas bom- bas de medida, precisa que se garantice el calentamiento del asfalto, al ser medido et- tre unos márgenes de temperatura estrechos, con el fin de que la densidad permanezca prácticamente constante.   Sistema de calefacción: Este sistema está comprendido por los quemadores que integran el secador y



por las calderas de calefacción del asfalto. Se dispone, además, de dispositivos de calentamiento de los circuitos del ligante. En general, las plantas asfálticas son accionadas por grupos electrógenos con una potencia no inferior a los 300 CV. El sistema de calefacción de una planta asfáltica comprende el de sus diverso» ele- mentos, que se consideran a continuación: El secador va provisto de un quemador o quemadores de fuel que e3 necesario precalentar para lograr llevarlo a la temperatura de funcionamiento correcta del mechero, que con el combustible habitual se halla sobre los 100°C.   Las calderas de calefacción des asfalto pueden ir calentadas por quemador dc fuel directamente o por serpentines de aceite caliente, o por un sistema mixta› que reúne en principio las ventajas de ambos.   Además, es necesaño calentar los circuitos de ligante, para lo que es preciso disponer de aceite caliente que se hace circular por serpentines dispuestos convenientemente en los lugares que se han de calentar, y por las tuberías dobles de circulación de asfalto. Para ello se necesita un calentador de aceite de ca- pacidad adecuada. Para el calentamiento de ligante, el combustible empleado es siempre fuel; se utiliza ut iliza el gasoil solamente para iniciar la  

marcha demuchas los ca- veces lentadores de aceite, ya que la calefacción calentamiento fuel se verifica por medio de serpentines de aceite, a para veceselreforzados refo rzados en elde mismo quemador por resistencias eléctricas. La marcha de los calentadores de aceite debe viguilarse, ya que puede producirse la coquización del aceite y el taponamiento del circuito; para ello no debe interrumpirse la circulación del aceite hasta después de tTanscurridas de 1/2 a 1 hora de apa•p ado del quema- dor, ni encenderse éste sin estar establecida la circulación de aceite.   Es necesario proceder a aislar toda la red de tuberías de conducción de asfal- to, así como a establecerlas con purgas que permitan su vaciado siempre que no estén calentadas por aceite, y, aun estándolo, para permitir una yápida puesta en marcha de la instalación. 25.1.1.2. CLASIFICACI CLASIFICACIÓN ÓN DE LAS PLANTAS PLANTAS ASFÁLTICAS

Las plantas asfálticas se clasifican clasifican en continuas (Fig. 25.2) y discontinuos (Fig. 25.3), de acuerdo con el tipo de hormigonera de que disponen.

Por lo que se refiere a su tipo de implantación y de transport transporte, e, se clasifican en fijas, semifijas y móviles, y por lo que respecta a su sistema de control, en automáticas, se- miautomáticas y 153

 

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manuales. Pasemos a comentar las peculiaridade peculiaridadess de los diversos tipos. Las plantas continuas, de una concepción más simple, sobre todo en sus versiones para aglomerados sujetos a especificaciones especificac iones no muy rígidas, son altamente competi- tivas en la fabricación de hormigoneras. Para fabricar hormigones asfálticos es necesario dotarlas de un grupo de clasificación y dosificación, y entonces quedan equiparadas.

INSTALACIÓN MEZCLADORA CONTINUA  

FIGURA 25.2

FIGURA 25.3

25.1.1.3. Rendimientos de las plantas

Los precios de producción se inclinan a favor de las grandes plantas, cuyo funciona- miento exige casi el mismo personal y cuya inversión por unidad de producción es menor. La duración de un ciclo de producción en una 154

 

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planta asfáltica discontinua dc inyecc ión a media presión pu•de establecerse entre 40 y 90 segundos. La distribución del ciclo medio en funcionamiento automático es del siguiente orden (en segundos):

Descarga áridos. .

0

Inyección de asfalto Descarg a fi3ler Cierre tolv a ffller Cierre tolva áridos . .

4 5 15 16

Cierre tolva betún Abrir compuerta hormigonera Cierre compuerta horrnigonera

25 52 60

Simultáneamente se efectúar las pasadas de los áridos, clasificados en varios componentes, así como la dosificación del asfalto. Entendemos que un ciclo de duración de un minuto o inferior es muy difícil de mantener si no es mediante el funcionamiento completamente automático. La duración de un ciclo de tipo enteramente manual es del orden de los dos minutos. Debe tenerse presente que lo realmente interesante no es el rendimiento real de ¡ planta por sí misma, sino el rendimiento global de todos los procesos que intervienen en 1» pavimentación con aglomerados asfálticos, como los que se relacionan a Continuación: 1.

Producción de áridos adecuados.

2.

Transpone de los áridos a la planta.

3.

Fabricación del aglomerado.

4.

TTansporte del aglomerado

5.

Distribución del aglomerado.

6.

Afirmado.

La simple enumeración efectuada nos indica la importancia que tiene la coordi- na.ción entre todas estas operaciones, que se hallan mutuamente condicionadas, de tal manera que un fallo en cualquiera de ellas repercute directamente en la producción obtenida. El rendimiento de las plantas asfálticas oscila entre 1100 t por hora, para las de menor producción, y 250 t por hora, en las de más elevado rendimiento. Control de las plantas asfálticas Para lograr una fabricación de aglomerados aslálticos que cumpla los especificaciones. Es necesario que se disponga, a pie de planta, del personal especializado y material indispensable. Como mínimo debe contarse con que se pueda eefcctuar fcctuar lo siguiente: 1.

Curvas granulométTicas de todos los áridos que se suministren.

2.

Determlnación de los equivalenles de arena.

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3. Toma de temperatura de los áridos a la salida del secador, del asfalto a la entrada del mezclador y del producto fabricado. 4.

Determinación de la estabilidad.

5.

Comprobación de las básculas con pesos o taras.

Un punto muy interesante, pero cuyo control rápido es difícil de conseguir, es el de la dosificación del asfalto en el producto fabricado. 25.1.1.4. Condiciones para selección de una planta asfáltica

Es necesario determinar previamente: 1.  La producción prevista de los distintos tipos de aglomerados asfálticos que se desea fabricar. 2.  El grado de humedad en que se suministrarán los distintos agregados. Duración de la temporada. Como cifra media, puede trabajarse de modo normal durante 9 meses, lo que representa 230 días de trabajo. A estos días de trabajo deben restarse los días perdidos por lluvia, que en nuestro país de penden en grado sumo de los años. Las jornadas de trabajo diarias deben ser como máximo de 10 horas. En caso de preverse dos —

turnos por día.de trabajo, no es prudente considerar un número real de horas superior a 15 16 horas Capacidad de las terminadoras que se piensa emplear. Conviene que la ca- pacidad de la planta asfáltica sea un múltiplo de la de las terminadoras. Número de emplazamientos diferentes de la planta durante la temporada. En la acnialidad, en un clima como el nuestro, desde un emplazamiento emplazamiento de la planta puede servirse hormigón asfáltico en un radio de 50 kilómetros de la planta, con un tiempo real de transporte de 75 a 90 minutos desde la tolva de planta a la tolva del nisñer. El tiempo de desmontaje, montaje y transporte entre dos emplazamientos consecutivos es variable, pero, en general, puede. Considerarse alrededor de los 30 días. Rendimiento global que se colisldera posible obtener de todos los elementos que intervienen en la fabricación y colocación de los aglomerados. Esta cifra difícilmente difícilmente alcanza el 0,8 y es bastante fácil que se mantenga por debajo de esta cifra. Margen de seguridad de que se quiera disponer. En la fijacion del mismo debe tenerse en cuenta las penalidades que empiezan a introducirse introducirse en los p1iep=os de condiciones condiciones de las obras. Las plantas de mayores dimensiones presentan una mayor economía de fun cionamiento. Esta disminución de coste de producción entre una planta de úc> T/hora y una de 100 T/hora, puede llegar fácilmente fácilmente al 15 por 100. La elección de una planta continua o discontinua viene condicionada por el número de tipos de aglomerados asfálticos que se pretende fabricar, número de tipos, frecuencia en el cambio de tipo, frecuencia en el cambio de granulometría, quc depende del grado de uniformidad de los agregados, exigencias de los pliegos de condiciones, etc. En general, una planta continua es más indicada para la producción de ap=lomerados ap=lomerados de capas de base, ya que su precio de c oste se halla sin duda por debajc del obtenido en planta discontinua. En cambio, las discontinua5 discontinua5 son siempre de muy fácil regulación, aunque losdiferencia. avances introducidos en las plantas continuas, en los úl- timos modelos, tienden a anular esta

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25.1.2. LA EXTENDEDORA- ACABADORA La máquina impresclndible para la realización de hormigones asfálticos es la exten- dedora acabadora (Figs. 25.4 y 25.5). Consta de un chasis de orugas o neumáticos y un distribuidor de cinta o tornillo para extender el hormigón asfáltico que depositan los camiones en una tolva colocada en su parte trasera. Los camiones vienen su carga (en general, no superior a 5 t) y mediante la cinta diS diS-- tribuidora la van trasladando a la parte delantera de la extendedora donde se encuen tra los eleirientos de compactación y de reglaje del espesor de la propia extendedora. Debe tenerse especial precaución y disponer de cu biertR3 f •sistcntes a la nia tenu e- ratura para evitar que sean dañado.s por’ el ca - lOI’ que despide la mezcla asfál tica. Como es natural, estas extendecloras trabajan con mezclas en caliente; durante el invierno, su trabajo debe ser controlado cuidadosamente para que el material se encuentie en perfectas condiciones de empleo.

FIGURA 25.4. Extendedo raacabado raacabado ra asfáltica

25.1.3. COMPACTACION Y COMPACTADORES 25.1.3.1. Descripción Descripción de los sistemas

La compactación es una operación necesaria en los terraplenes, aunque no se le suele dedicar la atención debida, lo que produce posteriormente averías verdaderamente lamentables, de las que se pueden citar ejemplos bien conocidos. Diversos tipos de apisonadoras o compactadoras preparan la subbase y dan la compacidad requerida a la capa de rodadura.

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En general, el problema de la compactación va ligado al del material a compactar; ésta es la razón de la existencia de múltiples y diferentes equipos en el mercado, que se diferencian más que por la energía de compactación que suministran, por la forma en que dicha energía es transmitida al terreno. Los principales factores de que depende la posibilidad de compactación de un sue- lo son la composición granular y el contenido de humedad del mismo. En cuanto a la composición granular es más importante el tamaño del grano que la composición del mismo. La dependencia entre la facilidad de compactación de un suelo y su contenido de agua sigue la bien conocida técnica del ensayo Proctor, que relaciona el contenido d• humedad, la densidad conseguido en el terraplén y

la energía de compactación utilizada. Sin entrar en los detalles del ensayo Proctor, esta claro que el agua, siempre que no haya en exceso, facilita el acoplamiento de las partículas del suelo, mientras que si se da en exceso, parte de la energía de compactación se pierde en producir la expul- sión del agua. Las máquinas de compactación se clasifican en tres tipos:   de presión estática.   de impacto.   de vibración.

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Pasemos revista a cada una de ellas.

a)  Máquinas de compactación por presión estática —  Compactador es de ruedas neumáticas

Tienen distinta configuración; se procura que los neumáticos estén muy próximos en- tre sí para evitar zonas intermedias sin compactación eficaz (Fig. 25.6). Cuando el compactador de neumáticos esta inflado a poca presión presenta una superficie de contacto cóncava. La presión media de contacto utilizada oscila entre 3 y 6 kg/cm'. Existen diversos tipos de compactadores de neumáticos en razón a su sistema de arrastre; así, pueden ser autopropulsados o remolcados.

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FIGURA 25.6. Compactador de ruedas neum neumáticas. áticas.  Los autopropulsados tienden un peso que oscila entre 9 y 15 t y van provistos de 52 neumáticos; se emplean frecuentemente para la compactación de suelos coherentes de grano fino, y arenas y gravas de granulometría cerrada. Existe el compactador de 13 ruedas, cuyo empleo específico está en el cierre de lo5 aglomerados asfálticos. Los compactadores remolcados poseen un solo eje y pocos neumáticos de gran diámetro; su peso de trabajo alcanza las 200 t. El arrastre de estos compactadores se realiza con tractores de gran potencia. —  Rodillos de pata de cabra

Como su nombre indica, son rodillos cilíndricos de acero (Fig. 25.7) a los qUe se ha dotado de dispositivos de apoyo en forma de pata de cabra distribuidos uniformemente sobre la superficie del cilindro. Se emplean normalmente para compactación de suelos coherentes c oherentes que no incluyan piedras. Su efecto de compactación se debe a la alta presión que comunican al terreno (de hasta 30 kg/cm'). El número de pasadas depende del grado de consolidación exigido, pero generalmente no excede de 12 (en núcleos de arcilla de presas de tierra); los pesos de los rodillos de pata de cabra oscilan entre 1.000 y 10.000 kg, y pueden emplearse en paralelo. — Apisonadoras de rodillos lisos

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Estas apisonadoras, cuya configuración puede ser de triciclo o de tándem, tienen un peso comprendido entre 10 y 20 t, y se emplean principalmente para la compactación de macadam y el sellado de superficies regadas con emulsiones asf /alticas y aglomerados. FIGURA 25.7.

Rodillo de pata de cabra.

b)  Maquinas de compactación por impacto

— Pisones de explosión Esta máquina es, en realidad, un motor de explosión cuya reacción, reacc ión, en su fase de explosión, pi’oduce

el esfuerzo suficiente para elev af el pisóFl 25 cm aproximadamente, de tal forma que al producirse 1s caída, ésta viene acompañada de un efecto compactador complementario. Se emplean en compactaciones y en terrenos coherentes, en zonas muy localizadas; el peso mayor de estos aparatos es de 1 t. — CoInpactación con placas

Para la compactación de roca se utilizan como implemento adicional de excavadora o de grúa las placas de hierro de forma rectangular y supeJicie de contacto lisa, cuyo peso oscila entre 2 y 5 t. El efecto de compactación se consigue dejando caer libremente dicho peso desde 2 m aproximadamente.

c)  Máquinas de compactación por vibración — Placas vibratorias

Estas placas, dotadas de un elemento vibrador que las levanta del suelo en cada ciclo de rotación,

tienen, en general, frecuencias superiores a los 40 ciclos por segundo; presentan el inconveniente de

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la remoción de los centímetros superiores de la capa a compactar, lo cual debe ser corregido posteriormente por un compactador de superficie de rodillo liso. Existen placas con frecuencia de vibración baja (menores de 30 ciclos por segundo) que no presentan los inconvenientes de las anteriores, pero cuya acción sobre las capas más profundas es mucho más limitada. —  Rodillos vibratorios

El rodillo vibratorio (Fig. 25.8) tiene su fundamento en la presencia combinada del peso estático del vibrador y de una fuerza dinámica generadora de la vibración. De la composición de ambas fuerzas se deducen 4 ciclos o posiciones sucesivas, sucesiv as, según se combinen los esfuerzos sumándose, restándose o en cuadratura. Los rodillos ibratorios tienen diversas configuraciones, configuraci ones, pues pueden ser auto- propulsados (con pesos no superiores a las 8 t), remolcados (con pesos entre 3 y 5 t) y adaptados a los compactadores de pata de cabra, para producir una energía com- plementaria de compactación. LOS rodillos vibratorios tienen, en general, una mejor adaptación a los suelos no coherentes, donde el efecto de vibración permite unas acomodaciones de los elementos granulares más perfectas.

25.1.3.2 Selección de los equipos

La compactación exige conocimientos importantes de la mecánica del suelo, que pueden encontrarse en tratados especializados, citados en la Bibliogafía de este libro. Sin embargo, muchas veces es necesaria una evaluación rápida y sin ensayos del terreno a compactar. Para esta evaluación sencilla, se incluyen a continuación los siguientes cuadros: Cuando de clasificación del terreno:

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El siguiente cuadro (según J. Rojo) hace referencia a la compactación más reco- mendada, que queda clasificada en tres niveles: espesor en negrita = recomendada, espesor en letra «normal» aceptable; cuando no se indica el espesor, sigue siendo recomendada, y aceptable. Estas clasificaciones l’iguran en cada una de las opciones:

25.2. MÁQUINAS PARA CONSTRUCCIÓN DE FIRMES DE HORMIGON Para la construcción de firmes de hormigón se emplean máquinas totalmente distintas a las de firmes asfáliicos. Partimos de la base ne que el hormip=on hormi p=on es fabricado en centrales ajenas a la obra y transportado de acuerdo con los medios normales de esta técnica. Paralelo a la extendedora en los firnacs asfalticos, se utiliza en los firmes fi rmes de hormigón la máquina distribuidora, que desliza sobre carriles o maestras colocadas a lo largo de la calzada a hormigonar. En la parte trasera de la máquina, se dispone de una tolva donde los camiones vuelcan la cai’pa de hormigón fresco; la distribución se produce mediante elementos mesánicos o hidi áulicos. La distribuidora no realiza trabajos de refino ni compactación co mpactación del firme, dado que estas operaciones se confías a la pavinientadora, que está constituida por un tablón vibratorio que proporciona al hormigón la compacidad requerida. Esta maestra o tablón vibratorio puede accionarse longitudinal o transversalmente, dando un acabado de gran calidad al hormigón del firme. En algunos casos, se hace necesaria la presencia de alisadoras de sean precisión. Estas máquinas constan de mecanismos articulados en diagonal, que dan el acabado exigido por las normas uás modernos. Para la preparación de las juntas que los firmes de hormigón de cemento necesitan, se emplean los vibradores de juntas y los contadores de juntas; los primeros, cuando la junta queda establecida por un encofrado, y los segundos, cuando la junta se produce Una vez fraguado el hormigón Las cortadoras de juntas se hacen a base de discos de esmeril, que permiten el cor- te hasta 10 cm de profundidad y a velocidad relativamente alta (si se toma la precau- ción ci ón de no esperar a que el hormigón haya fraguado totalmente).

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CAPÍTULO 26 FIABILIDAD DE LOS EQUIPOS 26.1 LA SITUACION REAL DE LOS BIENES DE EQUIPO EN CIERTOS PAISES No puede analizarse con rigor el problema de la fiabilidad de las instalaciones mecánicas, hidráulicas, eléctricas, etc., sin hacer antes una somera revisión de la problemática que ha supuesto que el pasado el desarrollo económico, sobre todo en los países no industrializados. Puede considerarse que, en muchos países industrializados, la mayor parte de los equipos mecánicos se encuentran en alguna de las etapas de la pauta de deterioro. En los comienzos l construcción civil pesada gozaba prácticamente de un monopolio, resulto fácil asignarle funciones en el proceso de desarrollo. Debido a que esta industria no tenía competencia, también era fácil utilizarla como medio de proporcionar empleo. Cuando la competencia del mercado de la construcción se convirtió en una realidad, el logro de las metas financieras se vio amenazado inmediatamente. No obstante de eximir la industria de la construcción de su función en materia de desarrollo empleo y modificar su tradicional sistema de cotos, se trató de protegerlo de esa competencia. Muchas de las empresas de construcción en países no industrializados se encuentran en esta esta de monopolio vulnerable, sostenidos por restricciones a la contratación libre. En los casos en que persista el monopolio, el problema ira adquiriendo mayores proporciones y será más difícil de resolver. Hay que contribuir a eliminar o evitar este tipo de deterioro en todos aquellos casos en que la industria de la construcción puede desempeñar una función económica importante en el desarrollo futuro de los países, nada se conseguirá, por otra parte, de un plan importante de inversión sin garantizar la conservación y fiabilidad de los equipos, que permitirán tener en valor los activos permanentes.

26.2 LA INVERSION OPERATIVA Se define la inversión operativa como el análisis de las situaciones en las estructuras operativas y la previsión a través de métodos científicos. Kaufman clasifica someramente estas situaciones de la siguiente forma: a)  Las estructuras están descritas por magnitudes perfectamente conocidas, el porvenir puede ser tratado como determinado. Si las estructuras son muy simples, una débil referencia a la lógica y a la experiencia permite escoger la solución o soluciones que convienen a los objetivos y hacer optima la función económica que se dé. Si estas estructuras son más complicadas, las magnitudes determinadas pueden según los l os casos:   Formar relaciones lineales, por ejemplo, aquellas que se encuentran en programas lineales.   Hacer intervenir relaciones de orden, por ejemplo, aquellas que se encuentran en problemas de prioridad.   Suministrar conjuntos que se examinaran bajo su aspecto combinatorio, por ejemplo, problemas de planning.   

Constituir relaciones secuenciales, o sea, aquellas en las que cada estado determine el estado siguiente.

El hombre esta es presencia de un universo determinado.

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b)  Cada decisión está asociada a una serie de estados aleatorios: ciertas magnitudes están determinadas , otras son aleatorias, es decir, toman valores al azar, pero se conoce la distribución de la probabilidad de cada uno de los valores. Es evidente que pueden existir relaciones de todas las clases entre las magnitudes determinadas y las magnitudes aleatorias. El hombre se encuentra en presencia de un universo regido al azar, aunque puede deducir, mediante análisis estadísticos, ciertas probabilidades. c)  En las dos situaciones precedentes no hay reacción inteligente del medio exterior; pero, a menudo, esta reacción existe, por ejemplo, en las actividades concurrentes. El hombre se encuentra en presencia de un concurrente inteligente. d)  Se posee un cierto conocimiento de las estructuras, pero las soluciones futuras asociadas a nuestras situaciones son desconocidas en probabilidad.

26.3 SEGURIDAD Y REDUNDANCIA Otro tema de extraordinaria importancia es el análisis del concepto de seguridad en la maquinaria y los equipos, del tipo que sean, que permitan resolver los problemas basándose en el principio de que ante el fallo de cualquier dispositivo se activa una señal u orden reglamentaria que impide la operación. Es evidente que los otros medios mecánicos más sofisticados, y en particular la aviación, disponen de un concepto de seguridad basado principalmente en la redundancia, esto es, la entrada en servicio activo (en serie, en paralelo, etc.) de mecanismos como alternativa de sustitución de elementos en posición de avería. Se da por hecho que la seguridad debe garantizarse dentro de los límites establecidos, pero no al precio de paralizar la actividad del equipo durante más tiempo que el previamente marcado en un proyecto de fiabilidad, y, por tanto, más acorde a una explotación económica de la empresa. Como se sabe, la redundancia es el empleo de varios medios para cumplir una función dada, cuando esta podría ser cubierta con un solo dispositivo. Esta superabundancia de dispositivos debe permitir obtener una mayor fiabilidad que la del dispositivo solo. Se distinguen varios tipos de redundancia: 1)  La redundancia simple, llamada a veces activa, por lo que los dispositivos funcionan continuamente. El conjunto está considerado averiado cuando todos los dispositivos hayan fallado o solamente una cierta parte de estos hayan fallado. 2)  La redundancia de reserva, secuencial o conmutación, por lo cual está en servicio de un solo dispositivo. Cuando presente una avería un dispositivo, se registra el fallo y conmuta en línea otro dispositivo, que funciona en forma permanente o secuencial. 3)  La redundancia mayoritaria, por lo cual varios dispositivos funcionan simultáneamente. Un dispositivo de control da unas señales internas de las funciones suministradas por los dispositivos, que son comparadas con unos niveles de actividad preestablecidas.

En general, la redundancia simple se emplea principalmente en el ámbito de componentes, la redundancia con conmutación, en el ámbito de sus conjuntos o aparatos, y la redundancia mayoritaria, en el ámbito de sistemas, en el caso de una exigencia de seguridad muy grande, así como en el de los circuitos lógicos.

26.4 FIABILIDAD Y AVERIA

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La fiabilidad se caracteriza por cuatro conceptos: la probabilidad, los rendimientos a cumplir, ñas condiciones de operación y, finalmente, la duración: por tanto, queda definida como una probabilidad, función del tiempo, expresable por una relación matemática y susceptible de evaluación. Normalmente, la fiabilidad se expresa bajo la forma de una probabilidad de no avería durante un tiempo dado. Existen varias clasificaciones de avería: a)  En primer lugar, y atendiendo a las repercusiones de una falla o avería y se acepta el clasificarlas en: críticas, mayores o menores, consideramos que el alcance de estos conceptos es perfectamente asequible y no necesita mayor aclaración. b)  La clasificación, según la forma de aparición de una avería es la siguiente:   Avería repentina. Aquella que no ha podido ser prevista en un examen o inspección anterior.   Avería progresiva. Aquella que ha podido ser prevista en un examen o inspección anterior.   Avería parcial. Que resulta de desviaciones de una o varias de las características más allá de los límites establecidos, pero de tal forma que no supone una anulación completa de la función.   Avería completa. Aquella que resulta de una desviación de alguna o de varias 



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características del equipo, lo que supone una desaparición de la función

  Avería cataléctica. Repentina y completa.   Avería por degradación. Progresiva y parcial-



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c)  En ciertos quipos existe también otra forma de clasificación de las averías, según sean estas de tipo precoz, de tasa de avería constante o simplemente de desgaste.

La fiabilidad de los de los componentes, ya sean mecánicos, electromecánicos o electrónicos, depende de dos factores: 1.  La concepción: ‡  Su esquema teórico de funcionamiento ‡  Las características de las materias primas empleadas. ‡  Las técnicas de construcción. 2.  Su proceso de fabricación o construcción: ‡  ‡ 

Las técnicas y procesos de construcción con los automaticismos necesarios. La precisión de los útiles empleados en la construcción ‡  El proceso de control a lo largo de la fabricación.

En todo caso, los ensayos de fiabilidad comportan procesos de estadística descriptiva, en cada una de las variantes, para determinar el carácter representativo de los parámetros elegidos.

26.5 DEFINICIONES QUE AFECTAN AL ESTUDIO DE LOS EQUIPOS Debe hacerse la observación de que la duración de funcionamiento se refiere siempre a condiciones de la propia máquina y del entorno donde trabaja, muy precisas y concretas. Los principales parámetros de partida que vamos a estudiar son:

Densidad de probabilidad de duración de vida =f(t)  

Responde a la siguiente expresión: 165

 

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 <  <      =   Así la probabilidad de que una avería suceda entre 0 y t será la que definimos a continuación. “Función de reparto de duración de vida”=F(t) 

Su expresión es:

 < 0    = ∫  =  

Por definición:

“función de seguridad de funcionamiento o fiabilidad”

Es la complementaria a la función de reparto, y hace referencia a la probabilidad de que un material funcione sin averías y en ciertas condiciones prefijadas durante un tiempo dado

“coeficiente de averías”

 = 1    

=  

Entendemos por tal la probabilidad de que una pieza o maquina funciona en el momento t sufra una avería t y dt. Su expresión es:

´        = 1   =    26.6 POLITICA DE DEPARACION Y MANTENIMIENTO a)  Alternativas a de una política El primer sistema consiste en reemplazar los componentes de las maquinas cuando de averían. La tasa de avería aparente es igual a la inversa de la duración de vida media de los componentes, cualquiera que sea la distribución estadística de las duraciones de vida.

 = 1

 

El segundo procedimiento tiene en cuenta los procesos de envejecimiento, los componentes se reemplazan no solamente cuando fallan, sino a periodos de tiempo contantes. En el segundo caso, se consigue una mejora en la disponibilidad de los equipos, pues las sustituciones preventivas se realizan en momentos en que el material no esta en uso o en los periodos de descanso en el trabajo.











 

  = ∫ [1 1 ]  =  ∫      =    = 

En este caso, las piezas necesarias para sustitución proceden de dos conceptos distintos.  

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 =   = 1 

 

En primer lugar, la expresión de aquellas piezas que corresponden a los programas de sustitución sistemática, y en segundo lugar, aquellas otras piezas que corresponden a la sustitución por avería. b)  La garantía de buen funcionamiento y sus costos Para los fabricantes de equipos para los responsables del mantenimiento resulta, en muchos casos, conveniente establecer las bases del costo de la política de garantía, para ello habrá que evaluar la proporción de piezas que habrá que habrá de reemplazar durante dicho periodo de garantía, o de garantía de la propia reparación. La proporción que ha de reemplazarse durante un periodo determinado fijado como de garantía en la que corresponde a la función de reparto de la duración de vida, antes citada.

26.7 LOS PROCESOS DE MARKOV Estos procesos son de tipo estadístico sin repercusión, es decir, que el comportamiento futuro estocástico de determinada solamente por el estado presente. Se acepta generalmente que un grupo infinito arbitrario de variables aleatorias estocástico.

´,  &&  es un proceso

Si T es una serie infinita que puede ser numerada, podemos decir que Z, es un proceso estocástico con un parámetro circunspecto a una secuencia estocástica. Si t es un termine finito o infinito, Z, es un proceso estocástico con un parámetro continuo, o, en forma abreviada, un proceso estocástico. La teoría de los procesos estocásticos es de capital importancia en los fenómenos aleatorios que dependen del tiempo. Como sabemos, los procesos de Markov por multiestado representan es caso más simple de procesos uniformes, y están caracterizados por las siguientes peculiaridades:   a) estados se clasifican g radoseste grados incrementales dei degeneraciónb)  Los posibles es la probabilidad de que elen sistema en ek estado en el momento . c)  eess la probabilidad de que el sistema que esta en el estado i en el momento , este en el momento j en el momento   d)  La matriz M de los  es una amtriz triangular superior. e)  El vector de estado

  



+ 

 = [ [  … ]  Cumple la siguiente condición:

 = − ∗  



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CAPÍTULO 27 PLANIFICACIÓN DE LAS OBRAS Y MECANIZACIÓN 27.1 GENERALIDADES Es de extraordinaria importancia en la realización de una obra la organización de la misma y el control de sus costos. La planificación de las obras se justifica por tres hechos fundamentales: -  Ahorro en mano de obra, al emplear sólo la necesaria y obtener de ella el mejor rendimiento. -  Empleo de las maquinas adecuadas, de forma racional y durante el menor tiempo posible. -  Evitación de almacenamientos inútiles o demasiado prolongados de los materiales en obra. Para conseguir esto en obras cada vez más complejas se recurre a distinto sistemas de planificación, entre los que destaca el PERT y el gráfico de barras (o de GANTT), que a su vez pueden ser corregidos para para acoplar los efectivos humanos y la maquinaria de forma que puedan evitarse discontinuidades en el empleo de ambos. Previamente al PERT, debe establecerse un plan de situación de la obra, donde figuren los movimientos que han de realizarse en cada una de las operaciones constructivas. Los posibles procesos se acomodación de las actividades no críticas del PERT se originan por los extremos expuestos a continuación, y pueden realizarse siguiendo diversos sistemas, pero en definitiva, se limitan a lo siguiente: -  Unificación de los medios mecánicos y planificación de la estancia en obras de los mismos, para evitar tenerlos paralizados durante algún tiempo o gastar indebidamente en transporte, con la repercusión económica correspondiente. -  Planificación de la estancia del personal en obra, de tal manera que se eviten desplazamientos inútiles, por la perturbación social que ello representa. -  Empleo racional de los mandos, que pueden simultanear su trabajo en obras próximas. -  Planificación total de instalaciones auxiliares, como viviendas, talleres, almacenes, etc., que, aunque no repercuten directamente sobre los tajos, representan una carga que ha de ser considerada en el capítulo de gastos generales. -  Evaluación de los medios auxiliares de reserva. -  Estudio real de las repercusiones del clima y estaciones sobre los rendimientos de la obra. -  Evaluación de posibles contingencias de todo tipo, con repercusión en la obra. A la vista de lo expuesto, pasemos a dar los conceptos fundamentales del PERT y del gráfico de barras (GANTT).

27.2 DEFINICIONES Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Una simple red de PERT (Fig. 29.1) nos facilitará la explicación de los conceptos fundamentales que intervienen en ella, por ejemplo, la construcción de un sencillo cercado de mampostería:

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Actividad: Acto necesario para alcanzar un cierto objetivo en el ámbito del proyecto; en general, tienen asociada una duración y un coste. Nudo: Instante que marca el fin de las actividades que en él concurren y el principio de las que parten de él. La numeración de los nudos resulta, en general, indiferente, pero es aconsejable iniciar por 1, continuando secuencialmente; por otra parte, en algunos programas exigen que para cada actividad, el número asignado al nudo de origen de la misma sea siempre inferior al correspondiente al nudo final. Cada actividad Aij es, un vector cuyos nudos de origen y final son I y J, respectivamente y cuya magnitud es indiferente y solo dependiente del dibujo de la red; la duración de esta actividad la denominaremos D ij, y su coste Cij.

Reglas que debe cumplir una red PERT: 1) de ladiferentes red sólo tendrá un nudo origen y otro final (Fig.origen 29.2a). 2)   El Dosconjunto actividades no pueden tener los mismos nudos y final (Fig. 29.2b). 3)  No existirán lazos o bucles en el interior de la red (Fig. 29.2c).

Con esto pueden representarse ahora correctamente las figuras 29.2a y 29.2b (Fig. 29.2d y 29.2e).

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Las actividades virtuales son muy útiles para expresar una correcta sucesión de las actividades: la Fig. 29.2f muestra que las actividades D y E no pueden iniciarse hasta la total terminación de las A, B y C, mientras que la Fig. 29.2g indica que si bien la D precisa de esa condición, la E solo está supeditada a la conclusión de la actividad C.

Duración de las actividades Puesto que el PERT trabaja fundamentalmente con tiempos, es de suma importancia asignar una duración correcta a cada actividad, de acuerdo con los medios de que se disponga para su ejecución. La mejor política es que sea precisamente el encargado, capataz o responsable de esa actividad el que proporcione el tiempo necesario para su ejecución, lo cual representa la ventaja de que, en cierto modo se rresponsabiliza esponsabiliza de su terminación en ese espacio de tiempo. A fin de evitar una estimación superficial de la duración, el PERT exige la fijación de tres tiempos para cada actividad.

T o = Tiempo optimista; el que sería necesario si todo saliera perfectamente. T n = Tiempo normal; duración que han obtenido en las actividades similares en anteriores ocasiones. T  p = Tiempo pesimista; el que sería necesario si todo saliera mal. Con el auxilio de ellos, se obtiene la duración de esa actividad con media ponderada.

DURACIÓN = (T o + 4T n + T  p )/6 Coste de la actividad El PERT no utiliza los costes de las actividades como elementos de cálculo, sino que se limita a realizar la suma total de ello, ya que si todas esas actividades han de realizarse antes o después, el desembolso que ha de efectuarse es siempre el mismo.

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27.3 PROCESO DE CÁLCULO La manera más comúnmente utilizada de realizar el cálculo de una red PERT se basa en los:

T i iE    y T  j L de cada nudo; siendo: E  T i   (Earliest Node Time): fecha en que ya pueden iniciarse las actividades que parten del nudo I. T  j L (Latest Node Time): fecha en que deben estar terminadas todas las actividades que finalizan en

el nudo J.

Estos valores no aparecen en los resultados, pero desempeñan un papel decisivo, por p or lo que conviene centrar la atención en ellos. Un símil ferroviario (Fig. 29.3) nos servirá para aclarar estos conceptos:

Suponiendo que los viajeros procedentes de A, B,E C deben empalmar en P para continuar el viaje, admitamos que la hora de partida desde aquellos orígenes T ii   , así como la duración de cada trayecto, Dip sean conocidas. La hora de llegada de los diferentes viajeros a P vienen dadas por la siguiente formula:

Tip = T i iE    + Dip  (i = A, B, C); Se deduce inmediatamente que lo más pronto que puede partir el tren P sería a las 13 horas, es decir:

T  pE  = Máx. (Tip) = Máx. (T  ( T ii E    + Dip) [I]  Veamos ahora (Fig. 29.4) otra forma de este es te problema:

Supongamos que los viajeros deben estar en X, Y, Z a las horas T  j L, por lo que su llegada a R debería haberse producido según las horas proporcionadas por:

T Rj   = T  j L - DRj   Rj  =

(j = x, y, z),

Se deduce que lo más tarde que puede llegar el tren R sería a las 14 horas, es decir:

T R RL   = Min. (T  (T RRj j ) = Min. (T  (T  j L - DRj )

[II]

Ambas fórmulas, [I] y [II], son las que vamos a utilizar en lo sucesivo; sólo es preciso indicar que en la res PERT, matemáticamente definida por , los subíndices i de [I] se refieren a vértices ascendientes de P, en tanto que los j de [II] se refieren a los descendientes de R.

Formemos un cuadro con los nudos I y J, colocando en las intersecciones de los valores correspondientes la duración de esa actividad (en caso de virtuales, poner cero y dejar blanco cuando no exista vector que una ambos nudos); se obtiene la tabla: 171

 

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Mediante la fórmula [I]:

T I IE    = Máx. (T  (T KK E    + DKI ) para k < i, Con las siguientes observaciones: a)  Poner T I IE    = 0 b)  Sumar T I IE    a cada una de las duraciones existentes en esa fila, T II E    + DIi , y colocar el resultado en el correspondiente T I EE .  c)  Finalizada la fila 1, continuar con las siguientes de modo análogo, eligiendo previamente para valor T I IE    el máximo de los existentes Alcanzando para el último nudo un valor, en este caso T 7E = 19,5 podemos asegurar: el presente trabajo se finalizará a los 19,5 días de comenzarse. Haciendo ahora T7L = T7E = 19,5 y mediante la fórmula [II]

T  j L = Min. (T  (T KK L   - D jK ) para k > j, Si bien estos extremos tienen cierta importancia en la planificación del proyecto, basándose en ellos el PERT nos proporcionará mucho más; a saber, para cada actividad A ij 

ES ij ij  (Earliest Start): fecha en que puede iniciarse. EF ij  (Earliest Finish): fecha en que puede terminarse. LS ij ij  (Latest Start): fecha en que debe estar iniciada. LF ij ij  (Latest  (Latest Finish): fecha en que debe estar terminada Nótese que las expresiones puede y debe son equivalentes a las antes utilizadas de lo más pronto y lo más tarde. Estos valores se obtiene por las simples formulas:

ES ij ij  =  = T i iE   ; EF ij ij  =  = T i iE    + Dij  =  = ES ij ij  +  + Dij   LF ij ij  =  = T  j L; LS ij ij  =  = T  j L - Dij  =  = LF ij ij  - - Dij   Veamos la magnitud TFij (Total Float) o margen total, definida como , cuya expresión matemática es:

TF ij ij  =  = LS ij ij  - - ES iij j  =  = LF iij j  - - EF iij j  =  = T  j L - T ii E    - Dij   172

 

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Si LSij > ES ij existe un margen de tiempo dentro del cual se puede demorar, si se desea, el comienzo de esa actividad; no es forzosa su iniciación en una fecha fija; no es una actividad crítica. Por el contrario si LS ij = ESij  o sea TFij = 0 la actividad es crítica, no puede demorarse su comienzo y cualquier retraso en su iniciación o un aumento de la duración prevista repercutirá íntegramente en e n el proyecto total, retrasando, precisamente en esa es a cantidad, la fecha de su terminación. El margen libre, FFij (Free Float), definido como el , cuya expresión matemática es:

FF ij ij  >= T  j E * T ii E   * Dij  =  = T  j E * EF iij j   Nótese que por ser T jE  = ESij (k>j), si FFij > 0 hay una cierta holgura dentro de la cual puede retrasarse la actividad Aij sin afectar al ES de las actividades que parten del nudo J.

∑

Finalmente, se obtiene el coste total del proyecto, Cij y su duración total. T NE = TNL, cando N el ultimo nudo de la red.

27.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS Todo este conjunto de resultados de valores hallados apareen reseñados en una tabla que para el caso particular que estamos utilizando, es la siguiente:

Marcado en trazos fuertes sobre la red aquellas actividades críticas (TFij = 0), tendremos definida la ruta o rutas críticas que corresponden matemáticamente al camino de valor máximo entre los vértices inicial y final.

27.5 TRABAJOS COMPLEMENTARIOS DEL PERT Y GRÁFICOS DE GANTT

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MAQUINARIAS DE LA CONSTRUCCIÓN

 

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO 

La planificación que facilita el PERT y el grafico de GANTT nos permite realizar antes del comienzo de la obra una serie de previsiones de gran importancia. Plan de abastecimiento de materiales, que debe hacerse de acuerdo con el PERT modificado y tras contemplar c ontemplar los posibles stocks de seguridad necesarios en cada uno de los materiales. Plan de contratación y despido de mano de obra, que ha de procurarse que tenga un solo máximo, pero no presente múltiples dientes de sierra, dado que en este caso podría suceder que personal que se despide en una fecha determinada se readmita poco tiempo después. Es necesario asimismo, preparar un plan de empleo de maquinaria y medios auxiliares que recoja con toda precisión el tipo de máquinas y la duración de su empleo. Debe contemplarse también, la posibilidad de empleo de maquinaria de repuesto y reserva, así como las instalaciones mecánicas para el entretenimiento, conservación y reparación.