Competencia 3

 

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COMPETENCIA 3.- RENDIMIENTO DE LA MAQUINARIA PESADA 3.1.- PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE CAMINO (1) Depósito de Material Excedente

D=500 Mts A 20,000 M3

0 100

200

300

400

500

a 50,000 M3

B

C

80,000 M3

30,000 M3

600

700

800

900

1,000

1,100

b

c

30,000 

40,000 M3

M3

1,200

1,300

1,400

1,500

Banco de Préstamo

Fuente de Agua

D=750 mts

Banco de Préstamo

D=700 mts

D=400 mts

Figura 77.- Volúmenes de distancias de corte y relleno y bancos DATOS: 1.-Características de los materiales: SECTOR

TIPO DE MATERIAL

ρ(s) kg/m3 

A

Conglomerado granular

1,800

1.15 0.80

B

Conglomerado granular

1,800

1.15 0.80

C

Limo arcilloso

1,800

1.20

1,800

1.15 0.80

Banco de préstamo Conglomerado granular 2.- Información adicional: a).- Excavación A , B y Banco de préstamo Opciones: 1).- Tractores CAT D7-R Serie 2 2).- Tractores CAT D8R b).Excavación C Opción: Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

1,600

d 20,000 M3

FV 

FC 

-

 

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1).- Mototrailla Caterpillar 623G c).- Rellenos y Compactación Opciones: 1).- Motoconformadora Caterpillar 140H Opciones: 1).- Camiones pipa de 8,000 lts. Bomba de 3” de diámetro 2).- Camiones pipa de 10,000 lts. Bomba de 3” de diámetro Opción: 1).- Vibrocompactador Caterpillar CB534D d).- Carga del material Opciones: 1).- Cargador frontal Caterpillar 938H 2).- Cargador frontal Caterpillar 924H e).- Transporte Opciones: 1).- Camiones de 6 m3 2).- Camiones de 12 m3 f).- Plazo: 6 meses calendario Depósito de Material Excedente

D=500 Mts

B

A

0 100

C

80,000 M3

20,000 M3

200

300

400

500

600

a 50,000 M3

50 mts 

325 mts.

30,000 M3

700

800

900

1,000

1,100

b

c

30,000 

40,000 M3

M3

1,200

1,300

1,400

1,500

1,600

d 20,000 M3

225 mts.  150 mts.

250 mts

500 mts Banco de Préstamo

Fuente de Agua

D=750 mts

D=700 mts

Figura 78.- Volúmenes de distancias de corte y relleno y bancos

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

Banco de Préstamo

D=400 mts

 

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1.- Volumen de excavación

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Para el sector c y d; el volumen compactado se transforma a volumen en banco

 3  40,000   :: 3    20.0,80000   50,25,000000 3 3   0.80 SECTOR

3 VOLUMEN m3 (b)  VOLUMEN m  (a) 

EQUIPO

A B c.- Banco de préstamo d.- Banco de préstamo

20,000 80,000 50,000 25,000

23,000 92,000 57,500 28,750

Tractores Tractores Tractores Tractores

Sub Total

175,000 30,000

201,250 36,000

Tractores Tr actores Mototraillas

C

2.- Volumen de relleno y distancias de transporte Distribución de todos los volúmenes: Sector A: 20,000 * 0.8 = 16,000 m3 (c), este material se coloca compactado eenn el sector “a” y se tiene: 50,000 m3 (c) (sector “a”) “a”) - 16,000 m3 (c) (sector A) = 34,000 m3 (c) (que faltan para completar el sector “a”) Se transforma el faltante a material en banco: 34,000 m3 (c) 0.8

= 42,500 m3 (b)

 

Sector B: 80,000 * 0.8 = 64,000 m3 (c), utilizando utilizando este material, se completa el sector “a” 64,000 m3 (c) (c) - 34,000 m3 (c) = 30,000 m3 (c) …. Sobrante Con el volumen sobrante del sector “B” se compacta el sector “b” por tanto: 30,000 m3 (c) - 30,000 m3 (c) = 0 Sector C: En este sector el material no es apto para trabajar por ser limo arcilloso, este material se desecha al depósito de material excedente que qu e se encuentra a 850 850   mts.

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

 

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Para el sector “c” y “d” se compacta con material del banco de préstamo los cuales se encuentran a 700  mts. y 500  mts. respectivamente. 700 mts. 500 mts. Tabla 6.- Volúmenes y Distancias de Trabajo SECTOR

3 (a)TRABAJO m3 (b) VOLUMENmDE   m3 (c)  20,000 23,000 16,000 42,500 48,875 34,000 37,500 43,125 30,000 50,000 57,500 40,000 25,000 28,750 20,000

a b c d

DISTANCIAS DE TRABAJO 325 225 150 700 500

 í*  = 1,200 hrs    í

Plazo=6 meses *

 

3.2.- EFICIENCIA DE LA MAQUINARIA PESADA Es esencial para el cálculo del rendimiento del equipo, la determinación de la eficiencia, la eficiencia representa en qué porcentaje la maquinaria es efectiva para realizar la tarea designada. Ha sido una tradición, el uso indiscriminado del factor de eficiencia igual a 0.75 en los rendimientos calculados por los analistas, lo cual puede ser válido para períodos cortos de operación; pero, en la realidad y a largo plazo, el factor de 50% se considera razonable y de ninguna manera como pesimista. La variable "E "E" es un factor de eficiencia del equipo y se obtiene de la combinación de 16 subfactores, algunos no aplicables, otros favorables (mayores que la unidad) y los más de ellos desfavorables (menores que la unidad). E = t x o x a x m x e x c x g x p x r x l x u x n x d x h x z x v  En donde todas las afectaciones son de carácter acumulado, ya que un fa factor ctor incide en otro y así sucesivamente, lo cual se ejemplifica con una situación dada como la siguiente: t = eficiencia en tiempo o = operación a = administración m = tipo de material e = estado del material Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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c = carga o copeteo g = maniobra y alcance p = pendiente del terreno r = condiciones del camino l = clima u = uso n = efecto de altitud snm d = desperdicio h = humedad z = temperatura v = polvo.

 

Factor de eficiencia en tiempo "t". Consiste en el tiempo efectivo de trabajo durante el día o en cada hora y se acostumbra manejarlo en la cantidad de minutos efectivos cronometrados por cada hora. Factor de operación "o". Consiste en la habilidad, experiencia y responsabilidad de los operadores, quienes constituyen un factor medular en los rendimientos horarios de la maquinaria. Un buen número de contratistas asigna a este factor el 80% como el equivalente a operadores promedio en México, asignando un valor de 100% 1 00% a aquellos con amplia experiencia y probada capacidad, digamos, calificados como operadores excelentes. Por otro lado, en condiciones adversas de trabajo y organización, el tiempo real puede llegar solamente a ser el 50% del tiempo disponible. Tabla 7.- Factor de Operación

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Factor de administración de obra "a". La administración en campo e incluso oficina central es un elemento de peso en los resultados que se obtienen de las máquinas. La adecuada planeación, dirección, operación y control de la obra redunda necesariamente en los volúmenes obtenidos. Algunos aspectos que tienen que ver con la administración de obra son: suministro oportuno y suficiente de combustible, frecuencia de lubricación y engrase, relevo de operadores, rapidez de provisión de refacciones y su reemplazo, talleres mecánicos, balance de equipo, etc. Tabla 8.- Factor por Administración de Obra

Factor de tipo de material "m". Los rendimientos generalmente consignados consigna dos (m = 100%), se refieren a material fácil de atacar y que corresponde al material clasificado como tipo I (tierra no compactada, arena y grava, suelo suave). Algunos le llaman a esto facilidad de carga; para el material medio puede utilizarse un factor de 90%, tierra compactada, arcilla seca y suelos con menos de 25% de contenido rocoso. La clasificación del material medio difícil, corresponde a suelos duros con contenidos de roca hasta 50% y puede usarse como factor cercano a un 80%. El material difícil de atacar es la roca tronada o escarificada y los suelos con hasta 75% de contenido rocoso m=70%. Por último, los materiales más difíciles son las rocas areniscas y caliche, en cuyo caso el factor aplicable es del orden de un 60%. Factor de estado del material "e". Este factor se refiere a las condiciones del material y se maneja en estados: en banco, suelto y compactado.

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La condición estándar que se maneja como 100% es para el material suelto Factor de carga "c" Corresponde al denominado factor de llenado, ya sea de cuchilla en el caso de tractores empujadores o de cubeta para los cargadores y excavadores. El valor denominado estándar del 100% se maneja usualmente para la carga "copeteada" y es aplicable a materiales amontonados, previamente cortados por otro o tro equipo y para los cuales no se requiere de fuerza adicional para escarbar. Un valor promedio oscila entre el 85 y 55% para suelos con grava, arena, triturados, finos, arcillas secas. Se utilizan factores bajos de 55 a 40%, en caso de rocas tronadas y otros materiales que por diversos motivos no pueden ser cuchareados con facilidad. Factor de maniobra y alcance "g". En este factor se toma en cuenta el giro que requiere una draga u otro equipo de excavadoras para depositar el material producto de excavación. En este caso también se aplica para las excavadoras el porcentaje de alcance requerido respecto al alcance máximo de los brazos b razos o plumas; ejemplo de ello es la realización de cepas con profundidad de 3 metros; utilizando un retroexcavador con una capacidad de cavar a una profundidad de hasta 5.6 metros, situación que permitirá mejorar el factor de carga de cierta medida. Factor por pendiente de terreno "p". Este elemento es aplicable cuando se calcula la producción de tractores, vehículos, niveladoras en general equipos y operaciones en los que afecta de manera sustancial laypendiente delaterreno. Tabla 9.- Factor Pendiente del Terreno Pendiente del Terreno % -10 a -20 -1 a -10 0 a 10 10 a 20

Factor “p” Hasta 125% Hasta 110% Hasta 90% Hasta 75%

Es importante no olvidar este aspecto en particular cuando se acarrean materiales a distancia y en volúmenes considerables o cuando se contrata un tramo con pendiente adversa o favorable continua. Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Factor de camino.

Para el caso de camiones de volteo, se acostumbra acostumb ra combinar el efecto de pendiente de terreno con el de resistencia al rodamiento; este subfactor r tiene los siguientes valores usualmente manejados. Tabla 10.- Factor de Camino Condiciones del Camino Plano y Firme Mal Conservado pero Firme De Arena y Grava Suelta Sin Conservación y Lodoso

Factor “r” 98% 95% 90% 83%

También debe tomarse en cuenta en este caso, lo que se conoce como coeficiente de agarre entre el medio de desplazamiento (llanta u oruga) y la superficie: Tabla 11.- Coeficiente de Agarre Resistencia Superficie Al rodado Concreto 2.0% Asfalto 2.5% Arcilla Seca ----Arcilla Húmeda ----Arcilla Surcada ----Grava-Arena dura 3.0% Grava-Arena dura ----Húmeda Grava-Arena dura 12.0% Suelta Tierra Tierra Seca Seca Fina Fina No Surcada Tierra Seca Fina Surcada

4.5% 5.0%

Coeficient Coeficientee de Agarre (Tracción) Neumáticos Orugas 0.80-1.00 0.45 0.80-1.00 ---0.50-0.70 0.65 0.40-0.50 0.70 0.38-0.42 0.70 0.30-0.40

0.35

0.20-0.35

0.30

0.50-0.60 0.40-0.50

0.90 0.60

8.0%

Factor de clima-lluvia "l" Considerando básicamente los días de lluvia y sus efectos secundarios como el anegamiento del terreno, el cociente de los días como buen tiempo entre los hábiles proporciona el factor de clima. Es importante señalar este aspecto, el cual puede estar incluido en el rubro "horas-año" (ha), que se maneja en costo horario del equipo, en cuyo caso no debe ser duplicado.

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Factor de altitud sobre el nivel del mar "nm". En este caso se presenta una reducción casi proporcional de la eficiencia de un motor al incrementarse la altura sobre el nivel del mar (asnim), puesto que se disminuye la presión atmosférica. Es obvio que los motores turbocargados conservan su potencia, independientemente de la asnim, pero en los normalmente cargados de combustible, la fuerza de tracción disponible se reduce. CAT recomienda una reducción del 1% por cada 100 mts Desperdicio o merma "d". En cualquier operación en donde se mide el material colocado tanto compactado como no compactado, el volumen por mover o de préstamo, tendrá una merma en su manejo, se recomienda usar entre 4 y 8% de metro, esto es, un factor de entre 1.04 y 1.08. Factor de humedad "h". En condiciones de igualdad de temperatura, digamos 30 grados cent., a menor humedad, mejor rendimiento de la máquina y viceversa. En terrenos por ejemplo como los desiertos de Sonora, con la humedad al 50%, podría asignarse un factor de 1.03, a 60% de humedad h = 1.00 y para un sitio extremadamente húmedo con 100% h = 0.98 3.3.- RENDIMIENTO DE LA MAQUINARIA PESADA La Producción o Rendimiento de una máquina es el número de unidades de trabajo que realiza en la unidad de tiempo, generalmente una hora: Producción = Unidades trabajo / hora Las unidades de trabajo o de obra más comúnmente empleadas en un movimiento de tierra son el m3 o la tonelada, pero en otras actividades de la construcción se usan otras más adecuadas, como el metro lineal en la construcción de zanjas o de pilotes o el m2 en las pantallas de hormigón. La unidad de tiempo más empleada es la hora.

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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3.3.1.- CICLO DE TRABAJO.

Se denomina Ciclo de Trabajo a la serie de operaciones que se repiten una y otra vez para llevar a cabo dicho trabajo. Tiempo del Ciclo será el invertido en realizar toda la serie hasta volver a la posición inicial del ciclo. Por ejemplo, en las máquinas de movimiento de tierras el tiempo de un ciclo de trabajo es el tiempo total invertido por una un a máquina en cargar, trasladarse y/o girar, descargar y volver a la posición inicial. La suma de los tiempos empleados en cada una de estas operaciones por separado determina el tiempo del ciclo. El tiempo de un ciclo puede descomponerse en fijo y variable. El primero (fijo para cada caso) es el invertido en cargar, descargar, girar y acelerar o frenar para conseguir las velocidades requeridas en cada viaje, que es relativamente constante. El segundo es el transcurrido en el e l acarreo y depende de la distancia, distan cia, la pendiente, etc. Es importante considerar separadamente la ida y la vuelta, debido al efecto del peso de la carga (vacío a la vuelta) y la pendiente, positiva en un caso y negativa en el otro. Para un resultado más preciso de la duración de un ciclo suele tomarse un valor medio, obtenido de la medición de un gran número de ciclos, mientras que un número insuficiente puede llevar a resultados erróneos, debido al cambio en las condiciones externas (material, climatología, ...) 3.3.2.- BULLDOZERS 3.3.2.1.- Excavación El rendimiento de bulldozer viene dado por la fórmula siguiente:

Vc : Capacidad de la cuchilla, en m 3 de material esponjado. Fe : Factor de eficiencia de la máquina. No se puede lograr que la máquina trabaje de forma continuada. Ct : Coeficiente de transformación. Se pueden establecer los valores medios de la Tabla 12, según que el material transportado por la máquina se cubique s/perfil, esponjado o compactado

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Tabla 12.- Coeficiente de Transformación

Tc : Tiempo empleado en el e l ciclo, en minutos. Es la suma del tiempo fijo y del tiempo variable. Tiempo fijo es el que se emplea en maniobras El tiempo variable depende de la distancia y de la velocidad de marcha. n : Coeficiente de gestión, acoplamiento al tajo y adaptación. Varía entre 0.8 y 0.9. Tabla 13.- Tiempo de Ciclo de Trabajo de un Bulldozer Puesta en Movimiento e Hinca de la Hoja Excavación Parada Giro Inversión de Marcha Retroceso Parada Giro Inversión de Marcha

5 seg.

    2 seg.  2 seg. 1 seg.

    2 seg.  2 seg. 1 seg.

3.3.2.2.- Actividad de Ripado En terrenos muy compactos es necesario utilizar un bulldozer para ripar la superficie, siempre que ésta no exceda el valor de 3,500m/seg de velocidad sísmica. La gran importancia económica del ripado reside en el abaratamiento del costo de extracción de ciertos materiales que no son excavables directamente. El parámetro que decide si un terreno es ripable o no es su velocidad sísmica.

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Tabla 14.- Ripabilidad de un Bulldozer de acuerdo a la dureza del material

Tabla 15.- Tabla de Velocidades Sísmicas según el tipo de material

El rendimiento de un bulldozer ripando viene definido por la relación:

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Siendo: ε : Valor asociado al número de dientes que utiliza el bulldozer ε = 1 para 1 diente ε = 1.9 para 2 dientes ε = 2.7 para 3 dientes Vt : definida por la relación:

H : Profundidad del elemento de arrancar el terreno. Oscila en torno a los 50 cm, expresada en metros. vK :: Velocidad ripado (m/seg.) usual ripar entre 2 y 3 Km/h. Coeficientedeque depende del Es terreno: Rocas con tendencia plástica y macizos de arcilla dura ………………………. 0.8 Macizo de roca friable, calizas porosas, areniscas mal cementadas ………... 1.0 Rocas duras fracturadas y diaclasadas …………………………………….……. 1.1 Rocas duras sanas, estratificadas o con esquistosidad muy marcada …….... 1.2 C= Coeficiente Cíclico =

    

Duración del Ciclo: Tabla 16.- Tiempo de Ciclo de Ripado de un Bulldozer Arrancar 5 seg. Avanzar   Sacar Riper Girar 180° Hincar Riper Avanzar Sacar Riper Giro 180°

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

  3 seg. 

7 seg. 5 seg.

   3 seg.  7 seg.

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Si el terreno es llano se ripa en ambos sentidos. Si tiene una pequeña pendiente se ripa en sentido favorable. B : Coeficiente de gestión, adaptación y acoplamiento: Obras pequeñas ….… 0.45 Obras grandes …….... 0.60 A : Coeficiente de solape: Se adopta para todos los casos el valor de 0.9 Para todos los casos se supone que el tractor tiene suficiente potencia móvil y que supera de forma permanente el límite por adherencia. 3.3.3.- Traillas Las traíllas son máquinas diseñadas para realizar simultáneamente la excavación, el transporte y el extendido de tierras. Se emplean en obras lineales de movimiento de tierras (canteras, canales, etc.). Las traíllas pueden ser remolcadas por tractores, para distancias de transporte de 100 m. a 500 m. o autopropulsadas, para distancias de transporte de 300 a 1500 m. La velocidad oscila entre 30 y 60 Km/h, dependiendo de las circunstancias de la vía Figura En las especificaciones técnicas de las diferentes traíllas, se detallan aspectos funcionales de su configuración, así como las curvas características. 3.3.3.1.- Rendimiento de las Traillas El rendimiento de las traíllas viene dado por la relación:

Siendo: Vc : Capacidad de la caja de la traílla en m3. Fe: Factor de Eficiencia de la Máquina Ct: Coeficiente de Transformación Tc : Tiempo del ciclo en minutos. El tiempo fijo corresponde a la carga y al a l extendido de tierras. El tiempo variable es el necesario para el recorrido de ida y vuelta. n: Coeficiente de gestión, adaptación y acoplamiento. Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Como en casos precedentes, el principal elemento es el ciclo. La capacidad nominal real de una traílla es la siguiente: CNR = CNP x Cd siendo: CNP : Capacidad nominal práctica Cd : Coeficiente de disgregación del material Tabla 17.- Coeficiente de Disgregación del Material

Longitud de carga y descarga:

Donde: Ce : Coeficiente expansión del terreno. h : Altura de la cuchilla (0.25/0.30 m.) L : Longitud de la cuchilla (3.25/4m.)

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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El coeficiente de expansión del terreno se obtiene del cuadro siguiente: Tabla 18.- Coeficiente de Expansión del Terreno

El tiempo de ida (cargado) y vuelta (vacío) se puede determinar del gráfico potencia/velocidad de la traílla que se utilice. En casos normales no rmales se pueden adoptar valores comprendidos entre 20 y 50 Km/h. También hay que añadir los denominados tiempos complementarios:

lc: Longitud de carga. ltc: Longitud transporte cargado. ltv: transportecargado. vacío. ttc: Longitud Tiempo transporte ttv: Tiempo transporte vacío. b) Tiempo invertido en acoplamientos (sólo en las trallas empujadas)

equivalente a la anterior. El rendimiento global está multiplicado por un factor que engloba el coeficiente de c omprendidos entre 0.9 ygestión, 0.8. adaptación y acoplamiento, que tiene unos valores comprendidos Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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3.3.4.- Palas Excavadoras y Cargadoras Son máquinas compuestas de un bastidor montado sobre orugas o neumáticos y una superestructura giratoria dotada de un brazo con co n cuchara, accionado por mando hidráulico o por cables. Se utilizan para excavar en frentes de trabajo de cierta altura y realizan los movimientos siguientes: excavación de abajo hacia arriba, giro horizontal y descarga de la cuchara, giro horizontal de regreso al frente de trabajo.

Figura 79.- Cargador Frontal Las palas cargadoras son máquinas sobre orugas o neumáticos, accionadas por mando hidráulico, adecuadas para excavaciones en terrenos flojos y carga de materiales sueltos, en camiones o dúmper.

Figura 80.- Excavadora sobre Orugas Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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El rendimiento de las palas viene dado por la fórmula:

Vc : Capacidad de la cuchara en m3. Fe : Factor de eficiencia de la máquina Fe´ : Factor de eficiencia de la cuchara, que depende de la clase de terreno: Terreno flojo ……… 90-100% Terreno medio ……. 80-90% Terreno duro ……… 50-80% Tc : Tiempo de duración del ciclo en segundos. Comprende la excavación el giro hasta la descarga, la descarga desca rga y el giro hasta origen. El tiempo del ciclo, con rotación de 90º es: Terreno flojo ……… 15-20 seg. Terreno medio ……. 20-25 seg. Terreno duro ……… 25-30 seg. Para rotaciones mayores o menores, se sumarán o restarán 2 segundos por cada 10° (18 seg por 90°).

Figura 81.- Descarga de Tierra sobre un Dumper

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Una estimación media de lo que podría ser un ciclo-piloto de una pala cargadora, puede ser la siguiente: Tabla 19.- Tiempo de Ciclo de un Cargador Frontal Excavación y carga Inversión marcha Retroceso cargada Giro Parar Descenso carga Invertir marcha Transporte

6 seg. 1 seg. 3 seg. 1 seg. 1 seg. 4 seg. 1 seg.

Parar Voltear carga Invertir marcha Retroceder Giro Avance frente

1 seg. 4 seg 1 seg. 2 seg. 1 seg. 3.6 1 seg

Parar

 3.6 

 

3.3.5.- Camiones y Dúmpers. El transporte de material excavado a vertedero o al lugar de empleo es uy usual en las obras. Esta operación comprende el transporte de tierras sobrantes de la excavación a vertedero, o bien el transporte de las tierras necesarias para efectuar un terraplén o un relleno. El transporte de tierras a vertedero puede formar una unidad única con la excavación en desmonte y el transporte de tierras para pedraplén suele estar incluido en la unidad de terraplén compactado, especialmente cuando esta unidad se realiza con bulldozer o traíllas. Tanto camiones como dúmper son medios de transporte para largas distancias, con una serie de peculiaridades. Mientras los primeros no pasan de un peso de 13 toneladas por eje (pueden circular por carreteras convencionales), los segundos no. Los segundos, además de su gran capacidad, tienen un diseño especial que los compatibilizan para soportar cargas bruscas, terrenos accidentados, etc. Camiones: Vehículos de caja descubierta, destinados al transporte de cargas superiores a 500 Kg, siempre han de ser basculantes. Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Dúmper: Vehículos de caja basculante b asculante muy reforzada (tara mayor o igual a la carga útil). Suelen tener varios ejes tractores y calzar neumáticos todo terreno. Se emplean para transportes cortos, fuera de carreteras o caminos y tienen capacidad de carga muy variable. Suelen tener una elevada capacidad de d e transporte, oscilando los pesos netos entre 30 y 40 toneladas con cargas útiles entre 40 y 60 toneladas.

Figura 82.- Dúmper

Figura 83.- Dúmper Articulado Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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El ciclo de trabajo de un dúmper se puede desglosar de la forma siguiente: a).- Salida de la zona de carga. b).- Transporte cargado. c).- Descarga. d).- Maniobra de salida de la zona de descarga. e).- Transporte vacío (retorno). f).- Maniobras hasta posición de carga. g).- Carga. Para evaluar los tiempos de transporte, las especificaciones técnicas de cada vehículo, permite estimar la velocidad, en las dos situaciones diferentes: cargado y vacío. Las otras actividades complementarias se estiman con criterios lógicos basados en la experiencia. La carga depende del sistema que se utilice. La producción obtenida para la pala, marca la producción. Interesa cargar al dúmper o camión con un número entero de paladas. El rendimiento de la maquinaria de transporte viene dado por la fórmula siguiente:

Donde: Vc : Capacidad de la caja en m3 o t. Fe : Capacidad de eficacia de la máquina, siendo función del conductor y estado de la misma, tipo de tierras a transportar y estado del terreno Tc : Tiempo del ciclo en minutos. Suma del tiempo fijo (carga, descarga y maniobra) y del tiempo variable (marcha). El Tiempo de Ciclo (Tc) está constituido por los siguientes tiempos: Tiempo de carga "t1" Es el tiempo necesario para que el cargador llene el volquete (depende de la capacidad y el ciclo del equipo de carga). Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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t 1 = n ∗ T e  

Donde: Te=Ciclo del equipo de carga n=Número de ciclos necesarios para que el cargador llene el camión

 ó       .  Donde: qC = Capacidad del cucharón colmado (m 3) K = Factor del cucharón o de acarreo Tabla 20.- Factor de Acarreo para Material Suelto TAMAÑO Agregados húmedos mezclados Agregados de 3 a 10 mm Agregados uniformes hasta 3 mm Agregados de 12 a 20 mm Agregados mayores a 20 mm

FACTOR DE ACARREO 95-100% 90-95% 95-100% 85- 90% 80- 85%

Tabla 21.- Factor de Llenado para Roca de Voladura TAMA TAM A O Bien fragmentado Fragmentación mediana Mal fragmentado con lajas o bloques

FACT FACTOR OR DE LL LLEN ENAD ADO O 80-95% 75-90% 60-75%

Tabla 22.- Factor de Llenado para material Vario TAMAÑO Mezcla de tierra y roca Limo húmedo Suelo, piedras, raíces

FACTOR DE LLENADO 100-120% 100-120% 80-100%

Materiales cementados

85- 100%

Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Ingeniería Civil Maquinaria Pesada y Movimiento de Tierras Ing. José Manuel Carrillo Hdez.

Tiempo Fijo:

 

Está formado por: t2 = Tiempo de descarga más el tiempo de espera para iniciar esta operación 3

tla =operación Tiempo usado para las maniobras del volquete y para que el cargador empiece de carga De acuerdo a las condiciones de operación, se puede adoptar los tiempos fijos siguientes: Tabla 23.- Tiempo Fijo CONDICION DE OPERACIÓN Favorables Promedio Desfavorables

t2 (min) 0.5-0.7 1.0-1.3 1.5-2.0

t3 (min) 0.10-0.20 0.25-0.35 0.40-0.50

tf = t2 + t3  0.60-0.90 1.25-1.65 1.90-2.50

Tiempo de acarreo (ta) Es el tiempo necesario para que el camión cargado recorra la distancia existente hasta el lugar de destino. Depende de la distancia de acarreo "D" y de la velocidad que utiliza el volquete con carga. t a =

 D V C 

 

donde: D = Distancia de acarreo (m) VC = Vel. con carga en m/min. Tiempo de retorno (tR) Es el tiempo que la volqueta requiere para regresar al lugar donde se encuentra el equipo de carga. Depende de la distancia de acarreo "D" y la velocidad que puede desarrollar la volqueta vacía. t  R =

 D V  R

 

donde: VR = Velocidad del camión vacío m/min. De acuerdo a lo anterior la duración de un ciclo de trabajo del camión será igual: Elaborado por: Ing. José Manuel Carrillo Hernández

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Ingeniería Civil Maquinaria Pesada y Movimiento de Tierras Ing. José Manuel Carrillo Hdez.  

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Tv=tf+t1+ta+tR 

         ∗         donde: n TC  tf  D VC  VR 

= Nº de ciclos del equipo de carga necesarios para llenar el camión = Duración del ciclo del equipo de carga (min) = Tiempo fijo del camión (min) = Distancia de acarreo (m) = Velocidad con carga (m/min) = Velocidad camión vacío (m/min)

En caminos medianamente conservados las velocidades que pueden desarrollar de sarrollar los camiones en condiciones promedio, pueden ser las siguientes: Tabla 24.- Velocidades para Camiones VELOCIDAD EN KM/ HORA  HORA  D=1 y