movimiento de tierras – Página 5 – El blog de Víctor Yepes

Problemas resueltos de movimiento de tierras y compactación

En el año 1997 se editó un libro de problemas que se llamó “Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos“. Aunque ya han pasado años, me apetecía empezar la semana haciendo algunos comentarios sobre esta publicación.

Uno de los peores defectos que puede tener una escuela de ingeniería es desligarse de la realidad. Si bien es cierto que la investigación debe ocupar una parte de las tareas a las que se debe encomendar la universidad, también es cierto que una escuela de ingenieros debe formar profesionales capaces de abordar problemas reales cotidianos. El movimiento de tierras y las labores de compactación son, probablemente, una de las tareas más habituales de cualquier obra de ingeniería civil. Sin embargo, es habitual que en numerosas escuelas esta faceta se presente con una profundidad más bien teórica, siendo lo práctico secundario.

Este tipo de reflexión me hizo coleccionar datos, casos resueltos y problemas reales que tuve que afrontar en mis primeros años de práctica profesional. Al principio era una colección dispersa cuyo único objetivo era sistematizar mi trabajo habitual en obras lineales, casi todas ellas autovías y carreteras. Sin embargo, cuando empecé mi labor universitaria, me di cuenta que este material podía ser de extraordinaria importancia para nuestros alumnos.

En este libro, que seguro necesita alguna revisión, se abordan aspectos económicos, de producción, mantenimiento, reparación, etc. Además aparecen casos resueltos relacionados con el control de calidad, tramos de prueba, propiedades de los suelos y otros que creo son de interés. Además, aparecen en forma de cuestionario tipo test preguntas que aparecieron en los primeros años de docencia de la asignatura de Procedimientos de Construcción que pueden servir para aclarar algunas ideas y conceptos. Por último, se han incorporado aspectos de otras disciplinas que son de aplicación directa al problema de los equipos de producción de este tipo de unidad de obra: ensayos de fiabilidad, el problema del transporte, el problema de la asignación, caminos mínimos entre nodos, etc. Son un total de 100 problemas resueltos, 166 preguntas tipo test y un apéndice de tablas aplicables a este tipo de problemas. Creo que, en este momento, no existe una publicación similar en español.

Os dejo a continuación algunas direcciones desde donde se puede acceder a esta publicación. Espero que no se haya agotado.

http://books.google.es/books/about/Equipos_de_movimiento_de_tierras_y_compa.html?id=BCDpMloopMcC

http://www.amazon.es/Equipos-Movimiento-Compactaci%C3%B3n-Problemas-Resueltos/dp/8477215510

http://www.casadellibro.com/opiniones-libro/equipos-de-movimiento-de-tierras-y-compactacion-problemas-resuel-tos/9788477215516/946443

Referencia:

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

Acoplamiento de máquinas de transporte y movimiento de tierras

Un caso habitual en la construcción consiste en la utilización de varias máquinas cuyos ciclos individuales de trabajo tienen un intervalo común. Por ejemplo, una cargadora con varios camiones, o bien un equipo de mototraíllas convencionales ayudadas en su carga por un tractor. En estos casos, los ciclos individuales de las máquinas se pueden agrupar formando un ciclo del equipo que se repite periódicamente.

Al recurso que limita la producción de un equipo se le denomina cuello de botella. Su identificación es esencial porque cualquier cambio introducido en el funcionamiento repercutirá en la capacidad de producción del equipo, y por ende, en su productividad. El recurso que causa el estrangulamiento es el que determina la producción del equipo. Se define como factor de acoplamiento o “match factor” a la relación entre la máxima producción posible de los equipos auxiliares respecto a la máxima producción posible de los equipos principales. El coste más bajo de producción se obtiene para factores de acoplamiento próximos a la unidad, pero por debajo de ella.

Para aclarar estos conceptos tan importantes en el cálculo de producciones y costes en las máquinas de movimiento de tierras, os paso este Polimedia para divulgar los conceptos básicos. Espero que os guste.

Referencias:

PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp. ISBN: 978-1-118-53957-6.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5.

Tendencia al gigantismo en la maquinaria de obras públicas y minería

La maquinaria ha cambiado rápidamente con las innovaciones tecnológicas. Se ha derivado hacia la especialización, evolucionando unas hacia el gigantismo para obtener grandes producciones, mientras otras se han convertido en diminutas y versátiles. En otros casos se ha buscado la polivalencia del trabajo en equipos pequeños y medianos. Los medios informáticos han auxiliado y mejorado los sistemas de los equipos. La maquinaria va siendo cada vez más fiable, segura y cómoda para el operador, facilitándole las labores de conservación. En general se observa una preocupación creciente por la seguridad, el medio ambiente y la calidad.

Como muestra de la tendencia al gigantismo en la maquinaria de ingeniería civil y minería, os paso un pequeño documental donde se muestran brevemente estas megamáquinas. Espero que os guste.

Os paso ejemplos de máquinas gigantes. La grúa torre Kroll K-10000 es la más grande del mundo. Fue fabricada por la marca danesa Kroll y es capaz de levantar pesos de 132 toneladas de carga máxima y 91 toneladas a una distancia máxima de 100 m.

El Bulldozer D575A-3SD tiene casi 5 metros de altura y fue diseñado y fabricado en Japón. Esta potente máquina rebasa los 12 m de ancho y puede mover más de 215 toneladas de una sola vez.

La Bagger 288, es una excavadora giratoria empleada fundamentalmente en trabajos de minería. Una vez entró en funcionamiento, se convirtió en el vehículo de carga sobre tierra firme más grande del mundo. Mide 220 metros de largo, 96 de alto y 46 de ancho.

El BelAZ 75710 pesa 810 toneladas, 210 toneladas más que el Caterpillar, y tiene una capacidad de carga de 450 toneladas. Cuenta con dos motores turbodiésel de 16 cilindros asociados que generan 4.600 caballos con un par máximo de 18.626 Nm.

La motoniveladora ACCO se considera la mayor motoniveladora del mundo. Esta máquina pesa unas 200 toneladas y contiene dos motores Caterpillar, uno de 1000 CV en la parte trasera y otro de 700 CV en la parte delantera, la cual pertenece a la cabeza tractora de una mototraílla Caterpillar 657. La hoja o cuchilla posee una longitud de 10 m.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5. Ref. 402.

Retroexcavadoras

https://www.teknodidaktika.es/oferta-formativa/12/retroexcavadora

El cazo está colocado de forma que los dientes se orientan hacia la excavadora y, tras introducir la cuchara en el frente de excavación, lo recorre de arriba hacia abajo si dicho frente está situado por encima del plano de la máquina, y de forma inversa si el mismo está por debajo del plano de la pala, como suele ser habitual.

Este equipo se presta mejor para excavar por debajo del plano de apoyo de la máquina. Sus aplicaciones van desde la excavación de trincheras, zanjas y cimientos estrechos y profundos, a cualquier trabajo de excavación subterránea, donde el espacio sea limitante de los movimientos horizontales. Se presta para excavación con carga directa sobre el transporte, estando este situado o bien al mismo nivel que la excavadora, o bien en planos distintos, en cuyo caso el método permite trabajar con ángulos reducidos (30º), lográndose con ello superior rendimiento.

La profundidad de excavación conseguida por esta máquina es superior al de equipo frontal, y su fuerza de arranque mayor, ya que en las retroexcavadoras la reacción de desplazamiento se produce en sentido vertical al suelo, y en las frontales, en dirección horizontal.

El siguiente vídeo explicativo creo que os aclarará mucho las partes y el funcionamiento de la máquina.

A continuación os paso algunos vídeos donde se muestra el funcionamiento de esta máquina en diversos tajos. Espero que os gusten.

Carga de camión con retro:

Retroexcavadora de brazo largo:

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Mototraílla autocargable

Mototraílla autocargable: Es similar a la convencional, con la adición de una cinta de elementos metálicos que sustituye a la compuerta delantera y que produce la excavación y carga como un elevador de cangilones. Su relación capacidad/potencia suele ser de 55 l/CV y la relación peso/potencia de 160 Kg/CV. Son muy útiles en terrenos finos y uniformes, y no usables en terrenos muy duros. Requieren un material con un tamaño máximo de alrededor de 20 cm (gravas gruesas o material ripado), siendo muy sensibles a la dureza y abrasión del material. Pueden superar una pendiente de hasta un 7%. Su distancia de acarreo óptima se sitúa entre los 150-200 m. y los 800 m.

A continuación os paso un vídeo de menos de 2 minutos donde podréis comprobar cómo trabaja esta máquina.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Mototraíllas

Las traíllas (scrapers, en inglés) son máquinas utilizadas para la excavación, carga, transporte, descarga y nivelación de materiales de consistencia media, tales como tierras, arena, arcilla, rocas disgregadas, zahorras, etc. Consisten en una caja abierta con dispositivo de descenso, corte, ascenso y descarga de tierras. Dicha cuchilla va cortando el terreno, llenándose la caja al avanzar la máquina. Transportan competitivamente a distancias muy superiores a las de los bulldozers y palas cargadoras de neumáticos. Son intermedias entre estas y los medios habituales de transporte. Por debajo de 30 m es competitivo el bulldozer, y por encima de los 2.000 m las excavadoras y camiones.

Este tipo de máquinas presentan ciertas ventajas frente a otros equipos: Constituyen el mejor compromiso entre la carga y el transporte; depositan el material en capas uniformes, que facilitan las operaciones de extendido; ayudan al mantenimiento de las pistas de acarreo, pues en el retorno pueden bajar la cuchilla, nivelando y eliminando los desniveles altos; presentan una elevada producción en condiciones favorables y en las labores de descarga realizan cierta labor de compactación previa de la traza con el propio peso de la máquina.

Por contra, los inconvenientes son la limitación en la profundidad de corte; su sensibilidad a las condiciones meteorológicas; poca altura sobre el suelo, lo cual exige pistas bien cuidadas y niveladas; necesidad de conductores experimentados; son máquinas de alto coste de adquisición y operario; mayor consumo de combustible que otros medios de transporte y distancias de acarreo limitadas en cuanto a sus valores de uso económico.

Sus aplicaciones más habituales se presentan en obras de carreteras, aeropuertos, obras hidráulicas, minas y canteras. Preparan el suelo trasladando a acopio la tierra vegetal, se utilizan en movimientos de tierras y nivelación, mantenimiento de pistas de circulación en las obras, etc.

Os dejo este vídeo de apenas 2 minutos y medio donde podréis ver trabajando a una mototraílla de doble motor, específicamente el modelo es el 657G de Caterpillar. Espero que os guste.

En este otro vídeo, se puede ver cómo un bulldozer CAT D10N está empujando a una mototraílla de Caterpillar 660B. El vídeo es de unos 7 minutos.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.

YEPES, V. (2022). Gestión de costes y producción de maquinaria de construcción. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 243 pp. Ref. 442. ISBN: 978-84-1396-046-3

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

Cursos:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Técnicas constructivas: Equipos de movimiento de tierras y compactación

Hemos considerado interesante presentar un curso sobre “Técnicas Constructivas de la Ingeniería Civil para Profesionales de la Edificación: Equipos de Movimento de Tierras y Compactación” porque pensamos que la transferencia de conocimiento y experiencia del campo de la ingeniería civil a otros profesionales centrados en la edificación puede mejorar sus competencias en la construcción de obras en general.

Os paso el contenido del curso, por si os pudiera servir de interés:

Descargar (PDF, 12KB)