Maquinaria de Movimiento de Tierras: Scarificadores, Motoescrapers, Excavadoras, Cargadoras y Compactación

Tractores

Características que mejoran la scarificabilidad

1. Fracturas.
2. Laminaciones.
3. Fragilidad.
4. Alto grado de estratificación.
5. Desgaste por agentes atmosféricos.
6. Permeabilidad.
7. Baja dureza.
8. Baja velocidad sísmica.

Criterios de selección del scarificador

1. Fuerza de penetración suficiente.
2. Potencia y peso de la máquina tractora.
3. Disposición y forma del brazo extensible.
4. Tipo, forma y características de las puntas o dientes.

Tipos de scarificadores

1. Tipo bisagra.
2. Tipo paralelogramo.
3. Tipo paralelogramo ajustable.

Tipos de hojas

1. Recta: universal, semiuniversal y recta.
2. Angulable.
3. Amortiguada.

Sistemas de protección

1. ROPS: protección en caso de vuelco.
2. FOPS: protección contra caída de objetos.

Futuro de los tractores

1. Menor costo por tonelada.
2. Componentes inteligentes.
3. Automatización mediante GPS.
4. Aumento de la eficacia del maquinista.
5. Cuidado del medio ambiente.
6. Facilidad de servicio.

Mototraíllas

Criterios de clasificación de mototraíllas

1. Método de carga.
2. Sistema de dirección.
3. Número de ejes.
4. Número de motores.
5. Tracción.

Criterios de selección de mototraíllas

1. Material excavable.
2. Duración de neumáticos.
3. Resistencias a la rodadura.
4. Pendiente.
5. Disponibilidad mecánica.
6. Distancia de acarreo.
7. Carga y descarga.

Ventajas e inconvenientes de las mototraíllas

Ventajas:

1. Independencia.
2. Mejor relación entre carga y acarreo.
3. Descarga en capas delgadas y uniformes.
4. Realizan una primera compactación.
5. Alta producción en condiciones de obra favorables y economía de mano de obra.

Inconvenientes:

1. Limitación en la producción de excavación.
2. Sensibles a las condiciones meteorológicas.
3. Poca altura libre sobre el suelo.
4. Necesidad de conductores experimentados.
5. Elevados costos.
6. Distancias de acarreo limitadas.

Métodos de carga

1. Empuje alternado: se puede emplear en zonas de carga y tráfico de doble sentido.
2. Empuje con retroceso: zonas de excavación y carga corta y ancha.
3. Empuje en cadena: zonas de excavación y cargas largas y estrechas.

Factores que afectan al ciclo de la mototraílla

Durante la carga:

1. Tipo y condición del material.
2. Tipo y capacidad de la pala empleada.
3. Capacidad de maniobra del equipo en el tajo asignado.
4. Elección del tractor adecuado.
5. Determinación del número de mototraíllas.
6. Influencia del método de carga.

Durante el transporte:

1. Tipo y capacidad de las mototraíllas.
2. Distancia recorrida.
3. Estado de las pistas de acarreo.
4. Pendientes de las pistas.
5. Factores que afectan a la velocidad y a la potencia.

Durante la descarga:

1. Estado de la zona de descarga.
2. Maniobras a realizar.

Factor de eficiencia o aprovechamiento horario.

Excavadoras

Principales funciones de la excavadora

1. Arranque.
2. Carga.
3. Carga de granel.
4. Transporte de tubos y troncos.
5. Martillo y demolición.
6. Perforadora e hinca de pilotes.
7. Refino de taludes y zanjadora.

Tipos de órganos de trabajo de la excavadora

1. Equipo retro.
2. Cuchara frontal.
3. Cuchara bivalva o de almeja.
4. Draga de arrastre.

Tipos de dientes

1. Corto.
2. Largo.
3. Largo de servicio pesado.
4. De penetración.
5. Afilado de esquina.
6. Afilado central.

Aspectos a tener en cuenta en el tren de rodaje

1. Flotabilidad: seleccionar la longitud y ancho de la cadena en contacto con el suelo.
2. Estabilidad: seleccionar la longitud y ancho del tren y un buen reparto de pesos.
3. Máxima tracción: seleccionar la zapata y las garras apropiadas para el movimiento de la máquina.

Clasificación de excavaciones en función de la tipología

1. Excavaciones a cielo abierto: obras (a. tamaño, b. altura de corte, c. constricciones, d. material).
2. Minería.
3. Excavaciones subacuáticas: dragas.
4. Excavaciones subterráneas.

Excavadora de servicio

Es la máquina "comodín" de la obra y está destinada a apoyar a otras máquinas en trabajos pequeños. Su valoración es mayor por el servicio que por la producción. Suele alquilarse.

Excavadora de producción

Es la máquina "básica" de la obra y su producción es condicionante del programa constructivo. Otras máquinas dependen de ella y se considera generadora en las labores del movimiento de tierras.

Campos de aplicación de excavadoras

Equipo frontal

1. En canteras de roca volada o roca blanda.
2. En bancos de arena y grava.
3. En extracciones de mineral.

Equipo retro

1. Excavación en zanjas.
2. Excavación en cimientos extensos y profundos.
3. Excavación subterránea.

Draga lina

1. Excavaciones por debajo de la superficie de sustentación.
2. Excavaciones en terrenos inundados y dragados desde la orilla.

Equipo bivalva

1. Puntos de soporte para contención de terrenos colindantes y construcción de pozos de cimentación.
2. Terrenos inestables (terrenos saturados o con emanaciones de agua).
3. Extracción de material en zanjas profundas.

Cargadoras

Campo de aplicación de la cargadora

1. Suelo seco: cualquiera.
2. Suelo húmedo: con cadenas o ruedas de alta flotación.
3. Pavimento: con ruedas.

Tiempos de ciclo hidráulico

1. Tiempo de elevación.
2. Tiempo de descenso.
3. Tiempo de descarga.

Equipos de transporte

Equipos para transporte

1. Dumper articulado.
2. Dumper rígido.
3. Camión volquete.
4. Tracto-camión "bañera".
5. Gánguiles (transporte marítimo).

Ventajas y desventajas de los camiones normales

Ventajas:

1. Alta velocidad máxima.
2. Pueden circular en carreteras públicas sin restricciones.

Desventajas:

1. Necesitan carreteras en buen estado.
2. Poca movilidad en las zonas de carga y descarga.
3. Sometido a grandes cargas y esfuerzos en terrenos desiguales.
4. Altos costos de mantenimiento.

Factores de retardo de la velocidad de acarreo

1. Cruce de vehículos en una carretera estrecha.
2. Curva cerrada, o muchas curvas en la carretera.
3. Puntos de baja visibilidad.
4. Puentes estrechos o pasos a nivel, intersecciones de carretera.
5. Grandes diferencias en la resistencia a la rodadura.
6. Inexperiencia o poca habilidad de los operarios.

Factores que influyen en los costos de acarreo

1. Cantidad de material a mover.
2. Tipo de material.
3. Tamaño de carga y transporte.
4. Tiempo adjudicado.
5. Pendientes y longitud de la vía.

Compactación

Ventajas y desventajas de la compactación

Ventajas:

1. Aumenta la capacidad de soporte del suelo.
2. Reduce los asentamientos del terreno.
3. Reduce la permeabilidad del suelo, el escurrimiento y la penetración del agua. El agua fluye y el drenaje puede regularse.
4. Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo.
5. Impide los daños de las heladas.

Desventajas:

1. Aumenta el encharcamiento.
2. Aumenta el potencial de expansión por heladas.

Métodos para compactar el suelo

1. Compactación estática o por presión: a. Teoría del cono. b. Teoría del bulbo.
2. Compactación por presión.
3. Compactación por vibración.
4. Compactación por amasado.

Elección del método de compactación

1. Tipo de suelo.
2. Variaciones del suelo dentro de la obra.
3. Tamaño e importancia de la obra a ejecutar.
4. Especificaciones de compactación del proyecto.
5. Tiempo disponible para ejecutar el trabajo.
6. Equipo que ya se posee antes de comenzar los trabajos.
7. Economía.

Suelos granulares: placas y rodillos vibratorios, pasadas desde altura.

Suelos cohesivos: pisones, rodillo pata de cabra y neumático, circulación adecuada del equipo de transporte.

Control de la compactación

1. Densimetría convencional.
2. Gamma densímetros.
3. Compactómetros.
4. Sistemas dinámicos.

Método del cono de arena

1. Se excava un hueco de 15x15 cm (ancho x profundidad).
2. Se pesa el suelo extraído.
3. Se seca y se vuelve a pesar. Se obtiene la humedad.
4. Un cono con granos de arena uniformes se coloca sobre el agujero y se llena de arena.
5. Se divide el peso seco extraído entre el volumen de arena que se requiere para llenar el hueco y se obtiene la densidad del suelo compactado en kg/m³.
6. La densidad obtenida se compara con la densidad máxima Proctor, obteniendo la densidad Proctor relativa.

Sistemas dinámicos: GeoGauge

1. Calcula el grado de compactación a partir del módulo de elasticidad y la rigidez del terreno.
2. Puede aplicarse a capas de hasta 30 cm de espesor y la duración del ensayo es de 75 segundos.

Método del densímetro nuclear

1. Opera con el principio de que los suelos densos absorben más radiación que los suelos sueltos.
2. El densímetro se coloca sobre el suelo a probar y se conecta.
3. Los rayos gamma de una fuente radiactiva penetran en el suelo y, según el número de huecos que existan, un número de rayos se reflejan y vuelven a la superficie.
4. Esta densidad se compara con la máxima Proctor y se obtiene la densidad relativa Proctor.

Motoniveladoras

Trabajos que pueden realizar las motoniveladoras

1. Desbroce.
2. Nivelación y refino.
3. Desplazamiento de material en cordón.
4. Taluzado.
5. Excavación en zanjas en V.
6. La excavación de canal de fondo plano.
7. La limpieza de arcenes.
8. La formación de taludes llevados y el perfilado de taludes en gradas.
9. Mantenimiento de carreteras y pistas.
10. Trabajos diversos mediante equipos auxiliares.

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