Optimización de la Producción con Excavadoras: Métodos y Factores Clave

Definición de Excavadora

Una excavadora es una máquina autopropulsada, ya sea sobre ruedas o cadenas. Posee una superestructura capaz de girar al menos 360º, diseñada para excavar, cargar, elevar, girar y descargar materiales. Esto lo logra gracias a una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín o brazo, sin que el chasis o la estructura portante se desplace. Estas máquinas trabajan fijas, moviendo únicamente su superestructura.

Las excavadoras tienen una capacidad de carga muy superior a la de las cargadoras en cuanto a alcance y altura. Además, al evitar los desplazamientos constantes, disminuyen los tiempos de los ciclos, lo que se traduce en una mayor producción. Cuando la excavación se sale de su alcance, se trasladan, pero es importante destacar que no excavan durante el desplazamiento.

Métodos de Excavación y Carga

Trabajo con Equipo Frontal

En este método, la excavadora y el dúmper están situados en el mismo plano, dentro del corte. Es el método habitual para la carga de material arrancado con explosivos. El método de carga empleado es en “V”.

Trabajo con Retroexcavadora

Aquí, la excavadora se posiciona sobre el material a extraer, y el equipo de transporte (dúmper) se encuentra en un plano inferior. Este método permite trabajar con ángulos de giro reducidos (aproximadamente 30%), lográndose con ello mayores rendimientos. Esta es la disposición óptima que siempre se debe buscar.

En situaciones donde es difícil o imposible circular por un plano inferior, la excavadora puede estar en el mismo plano que el equipo de transporte, sobre el material a extraer. En trabajos de desmonte, se organiza la operación para que la retroexcavadora construya su propia rampa y se posicione en un nivel superior.

Ciclos de Trabajo de una Excavadora Hidráulica

El ciclo de trabajo de una excavadora hidráulica consta de cuatro fases:

1. Fase de Excavación y Carga: La excavadora hinca los dientes de la cuchara y la mueve en el frente de excavación, cargándola con material.
2. Fase de Elevación y Giro: Con el cazo cargado, la plataforma se eleva y gira hasta el punto de descarga.
3. Fase de Descarga: El cazo se posiciona sobre el dúmper y se descarga el material.
4. Fase de Retorno: Con el cazo ya descargado, la plataforma gira de nuevo hacia el frente de excavación para comenzar el ciclo siguiente.

Factores que Influyen en la Producción de una Excavadora

La producción de una excavadora depende de diversos factores clave:

• La capacidad del cazo: La producción de la excavadora dependerá directamente de la capacidad del cazo y de su fuerza de excavación. La penetración del cazo en el material se produce por la acción combinada de dos fuerzas:
  • La fuerza de empuje del brazo o balancín de la excavadora.
  • La fuerza de excavación o giro del cazo.
• El grado de llenado: El tipo, la forma y la disposición del material influyen directamente en el llenado óptimo de la cuchara.
• La capacidad de acarreo: Si el camión de transporte es demasiado pequeño, los tiempos muertos al posicionarse y salir reducirán significativamente la producción.
• La naturaleza del material a excavar: Este factor influye considerablemente en el rendimiento. Por ejemplo, la arena con algo de cohesión suele producir un rendimiento óptimo, mientras que la roca fracturada tiende a bajar el rendimiento.
• La duración media del ciclo de trabajo: Cuanto más corto sea el ciclo, mayor será la producción.
• El ángulo de giro: Un ángulo de giro reducido optimiza el rendimiento.
• La carrera óptima: Se refiere al llenado completo de la cuchara en una sola pasada.
• Organización de la obra: Una planificación y gestión eficientes de la obra son cruciales para la productividad.
• Desplazamientos de la excavadora: Minimizar los desplazamientos innecesarios contribuye a una mayor eficiencia.