FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN
INTRODUCCIÓN En la maquinaria de movimiento de tierras para caminos (carreteras o caminos rurales), ferrocarriles, túneles, aeropuertos, obras hidráulicas, y edificaciones, cuya función de la maquinaria es: soltar y remover la tierra, elevar y cargar la tierra en vehículos que han de transportarla, distribuir la tierra en tongadas de espesor controlado, y compactar la tierra Este tipo de equipos de construcción son ampliamente utili!ados en proyectos de const construc rucció ciónn de edific edificios ios,, carret carretera eras, s, proye proyecto ctoss de con conser servac vación ión del agu agua, a, aeropuertos, puertos marítimos y en la industria minera En el presente traba"o se presentará de manera detallada los pasos reali!ados para los cálculos de la producción horaria de las maquinas reali!adas para la construcción de una presa de tierra en #hancay$ %ambayeque %ambayeque
Página 1
FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN
IMPORTANCIA El movimiento de tierra es el proceso de aflo"ar, acarrear y depositar los materiales de la corte!a terrestre de su locali!ación al sitio in situ de su disposición final en una construcción Este proceso se e"ecuta para moldear el terreno a las necesidades de la edificación, sea en seco o ba"o el agua El cálculo de la producción horaria de la maquinaria es de muy vital importancia para los ingenieros en este caso para los ingenieros agrícolas en el campo de la construcción de canales, presas, obras hidráulicas &l seleccionar el equipo para una obra se debe determinar si una máquina puede satisfacer los requisitos de la obra, teniendo en cuenta la potencia necesaria 'i la máquina no tiene la potencia necesaria se deben anali!ar las diferentes alternativas que proporcione el proyecto o si definitivamente se debe sustituir dicha máquina por una más potente
Página 1
FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: eali!ar los cálculos precisos para determinar la producción horaria de la maquinaria más usual en las obras hidráulicas y determinar su potencia para el análisis de la selección de las mismas
OBJETIVOS ESPECIFICOS escribir paso a paso el proceso del cálculo de la producción horaria de las máquinas eterminar la potencia y rendimiento de las máquinas *dentificar el número de maquinaria a utili!ar
MARCO TEÓRICO Página 1
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN
FIA
PROBLEMA PROPUESTO: En #hancay %ambayeque se va a construir una presa de tierra, para ello se requiere la colocación de + millón de yd - ./0110,212 m , para la construcción de un dique de un río 3ara ello se va a necesitar: • •
• •
•
4na máquina cargadora: cargador frontal (&sumir datos que se crea conveniente) 4n volquete o más, para el transporte de material (asumir datos de la práctica en la visita a &gencia &graria 5 #hiclayo) 4na o más motoniveladoras para esparcir el material 4na cisterna o más, para el mo"ado de la tierra, con contenido de humedad inicial de 3, y contenido de humedad requerido de +67 4n rodillo o más, para la compactación del material 8eniendo en cuenta un g-267
#onsiderar una hora - 16 minutos %ongitud de transporte, distancia de acarreo - 09m - 0666 m
!ETERMINAR: %a producción horaria (3) de cada una de las máquinas del traba"o a reali!ar El número de via"es por hora de cada una de las máquinas El número de unidades requeridas en cada fase de la operación
!ATOS A ASUMIR: • • • •
• •
El camino de acarreo es duro y pare"o 3eso de tierra de +0;69g
SOLUCI"N: Página 1
FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN FASE !E PRO!UCCI"N #$ CARGA!OR FRONTAL % M&del& 'A()*+ El cargador frontal a utili!a es %M&del& 'A()*+, con las siguientes características !a-&.: P&-encia: 6/ 3 Vel&cidad: ;1 9m
!a-&. &-enid&. en el cam/&: Altura (H)=1.40m
;
largo (L)=3.00 m
;
profundidad (P)= 1.00 m = Capacidad suelta (C´) = HxLxP 1.40 x 3.00 x 1.00 =4.20
m
3
Asumiendo el material suelto de la arcilla:
Peso del suelo en banco (B)= 1840!"m# Peso del suelo suelto ($) = 1480!"m#
%allando el coe&iciente de espon'amiento ():
=
B L *1)=
¿
1840 1480 ¿
*1) + 100=24.#,0.24#
C ´
¿ Capacidad en banco o neta (C ) 1 + Sw =
m
4.20 1.243
3
=¿ #.#- m3
Página 1
FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN Calculo del tiempo (´):
Asumiendo: d=40m = 0.04 km; / ida = 12 km/h;
/ re!reso = 20 km/h
;
t+c t+de t &i'o = 0.! t ida= 0.2! ;
t re!reso = 0.12!
´= t ida " t r#gr#$o " t%& "t%d# "t fi'o = 0.2 " 0.12 " 0. = 0.2 minuto$. 50
Calculo del nmero de ia'es + 3ora =
50 =
T ´
0.82
6mero de ia'es + 3oras + 7! = 0.*+ % 0.0= 4.+
= 0.-5
;
,g= 0.0
Calculo de la produccin 3oraria (P%):
A$umi#ndo- = 4
tg 4= 1
;
fa&tor d# ll#nado ()- 1; por $#r ar&illa
$#&a. 2
H ¿ xL x µ P%=
¿ ¿ ¿
+ 7! = #.#- + 48.58 = 19.4 m#"3r.
Página 1
FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN
Número de vehículos.
número de vehiculos
=
numero de vehiculos =
volumen suelto plazo x producción
764554,858 m 3
1200 horas x 205.87 m 3 / hr
numero de vehiculos =3.09
'e utili!arán 0 vehículos
ACARREO !E TIERRA )$ CAMI"N VOL4UETE %M&del& 5u6#)c+ !a-&.: P&-encia de m&-&2: 06 hp Vel&cidad: 01 9m
!a-&. &-enid&. en el cam/&: Altura ( H)=1.10m
;
largo(L)=4.20 m
;
an&ho (A)=2.2 m
2.25
Página 1
FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN 0.45
4.2
$A7; ;A$ ($) = 4.20 " 0.4 = 4. m = Capacidad suelta (C´) = HxLTxA 1.10 x 4.65 x 2.25 = 11.91
m
3
Asumiendo el material arcilla: Peso del suelo en banco (B)= 1840!"m# o Peso del suelo suelto ($) = 1480!"m# Coe&iciente de espon'amiento (): o
=
B L <1)=
¿
1840 1480 ¿
<1) + 100= 0.24#
C ´
¿ Capacidad en banco o neta (C ) 1 + Sw =
m
3
11.51 1.243
=¿
9.25 m
3
Calculo del tiempo (´):
Asumiendo:
d=4000m = 4km ida = 30 km/h;
r#gr#$o= 200 km/h
;
t%& "t%d# "t fi'o= 1.! t ida= ! ;
t r#gr#$o = 0.11!
!= t ida " t r#gr#$o " t%& "t%d# "t fi'o = ! " 0.11! " 1.! = *.1!
Página 1
FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN 50
=
T ´
50 9.61
Calculo del nmero de ia'es + 3ora =
=
6mero de ia'es + 3oras + 7! = 9.20 + 0.80= 4.1
9.20
7!= 0.80
C>lculo de la produccin 3oraria (P%): t! ?= 1.10"0.49 = 2.4
&actor de llenado (@): 1 piedra triturada
2
H ¿ xL x µ P%=
¿ ¿ ¿
+ 7! = -.29 + 1 + 4.1 = #8.48 m#"3r
C>lculo del nmero de unidades
Página 1
FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN 6 de unidades =
165.4 m 3 / hr
producciónde la pala = PH
38.48 m 3 / h
= 4.2
- e utiliar>n 4 unidades 1 unidad m>s si se desea cumplir estrictamente con los planes de e'ecucin.
ESPARCIMIENTO !EL MATERIAL 4sar una motoniveladora, cuyas características a s u m i d a s siguientes:
son las
3otencia: +;63, con cuchillas de /1m >elocidad media incluyendo maniobras .6 9m
165.4 ¿
6 ´ ( 0.3048 ) 12∗1 ´
A
A= 1.089# m2 "3r
•
C>lculo le la Produccin 3oraria (>rea cubierta"3r):
A ( anchodecorte )∗! P% A(m2 "3r) = 1000+
P 2.75∗370∗0.70
A= 1000+
4
( )
"m ∗ #$ % hr =
=1,781 m 2 / hr
P=n de pasadas C>lculo del nmero de unidades a utiliar:
& ' =
1.0853 m 2 / hr 1,781 m 2 / hr
=0.6
Se u-ili7a28 # unidad$
Página 1
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN
FIA
•
MOJA!O !EL MATERIAL 'e usará una cisterna cuyas características son las siguientes: #isterna de +166 gal e capacidad 8iene una bomba que eBtrae 066gpm >ida (con carga) - ;;9mret (sin carga) - 9m
>elocidad de rociado: ;66gpm 3eso de la tierra colocada por hora: ; m B +026 9g
C>lc u lo del tiempo de ciclo:
%lenado de la cisterna: +166<066- .1min 8ransporte de agua egreso (vacío) -
-
- ;. min - +2; min
ociado-+166 < ;66 - .1 min 8iempo perdido durante el via"e - 6 min
Tiempo por ciclo = 3.75 + 2.73 + 1.82 + 7.5 + 3 = 18.80 minutos
C>lculo del tiempo de la produccin 3oraria o rendimiento:
Página 1
FIA
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN
C>lculo del nmero de cisternas:
Usr 2 uniddes.
C>lculo del nmero de ia'es por 3ora:
N! de vi"es #or hor = 50/18.80 = 2.66 viajes.
COMPACTACI"N !EL TERRENO : 4sar un odillo pata de cabra Dodelo (#'$0;E) #&8 #on una potencia en el volante 263 >elocidad de traba"o: 11 9m
C>lculo del >rea cubierta por 3ora por pasada:
rea cubierta por hora, por pasada (m;
92ea cuie2-a /&2 cada # /a.ada. & - /101 < +0 - 0/.1 m ;
Página 1
MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y CONSTRUCCIÓN
FIA
C>lculo de la produccin 3oraria:
6 de ambores:
N° =
= ;.F se recomienda 4sar 0 8ambores
CONCLUSIONES
Se concluye que de acuerdo a las condiciones presenadas en o!ra el n"mero de m#quinas para acarreo es de $ o 5 unidades% pero se recomienda ener dos m#s en almac&n o disponi!le por cualquier percance% eniendo una producci'n (oraria de 38.48
Se concluye que de acuerdo a las condiciones presenadas en o!ra el n"mero de m#quinas para esparcimieno del maerial es de 1 unidad.
Se concluye que de acuerdo a las condiciones presenadas en o!ra el n"mero compacaci'n del erreno se recomienda usar $ am!ores.
Página 1
