Maquinaria de Excavación :
para excavaciones a cielo abierto se utilizan la pala excavadora, dragalina, minicargadora, pala cargadora, retroexcavadora, zanjadora el tipo de máquina a utilizar depende de las características del trabajo si es una zanja o si es un pozo de grandes dimensiones. Pala excavadora
Se denomina pala excavadora a una máquina una máquina autopropulsada, sobre neumáticos sobre neumáticos u orugas, con orugas, con una estructura capaz de girar al menos meno s 360º (en un sentido y en otro, y de forma ininterrumpida) que excava terrenos, o carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de la cuchara, fijada a un conjunto formada por pluma y brazo o balancín, sin que la estructura portante o chasis se desplace. Partes
Chasis: estructura portante desplazable mediante cadenas o ruedas neumáticas. En el caso de ser de ruedas llevará unos estabilizadores para constituir las bases de apoyo.
Corona de giro: sirve de apoyo de la estructura sobre el chasis, permitiendo a ésta girar mientras el chasis permanece en estación. De dentado exterior o interior atacad por un piñón con motor independiente y dotada de freno.
Estructura: sostiene el resto de la excavadora (motores, transmisiones, cabina, contrapeso, etc).
Cuchara: fija o móvil y dispuesta en el extremo de un brazo móvil soportado por una pluma también móvil.
Energía motriz: motor diésel, diésel-eléctrico o eléctrico.
Sistemas de accionamiento: cilindros hidráulicos en su mayoría aunque también existen por cables y cabestrantes, transmisiones mecánicas, cilindros neumáticos, et
Tipos
Existen dos tipos de excavadoras diferenciadas por el diseño del conjunto cucharabrazo-pluma y que condiciona su forma de trabajo:
Excavadora frontal o pala de empuje: La cual se
caracteriza por tener la cuchara hacia arriba. Tiene mayor altura de descarga. Útil en trabajos de minería, cuando se cargan materiales por encima de la cota de trabajo.
Retroexcavadora: tiene la cuchara hacia abajo.
Permite llegar a cotas más bajas. Utilizada sobre todo en
construcción
para
zanjas,
cimentaciones,
desmontes, etc. Dragalina
La dragalina es una máquina excavadora de grandes dimensiones, por eso la construyen en el propio lugar en el que va a ser utilizada, en minería y en ingeniería civil para mover grandes cantidades de material. Es especialmente útil en lugares inundados por ejemplo para la construcción de puertos. Su peso supera fácilmente las 2.000 toneladas hasta llegar en algunos casos a las 13.000 toneladas La dragalina está formada por las siguientes partes: 1. La estructura principal, en forma de caja, que tiene movimiento rotatorio. Aquí reside el motor, diésel o eléctrico, y la cabina de mando. 2. El brazo móvil o mástil que soporta la pala cargadora.
3. La pala cargadora que está sujeta verticalmente al brazo principal y horizontalmente a la estructura principal a través de cables y cuerdas. 4. Cables, cuerdas y cadenas que permiten la maniobra del proceso de excavación. 5. tiene unos pies metálicos debido a que las ruedas o las orugas de los tanques se hundirían. Durante el proceso de excavación, la pala cargadora se sitúa sobre el lugar donde se quiere excavar, destensando los cables y las cuerdas. Entonces se arrastra la pala para recoger la carga tensando las cuerdas horizontales. Una vez cargada, la pala se sube tensando los cables verticales. La máquina se gira hacia el lugar de descarga donde, una vez alcanzado, se sueltan las cuerdas inferiores permitiendo la caída del material. El proceso de carga y descarga, a pesar de la dimensión de la estructura, es relativamente rápido. La cantidad de material que se puede excavar y arrastrar en cada ciclo de excavación depende del volumen de la pala, que puede llegar a los 30 - 60 metros cúbicos. Ésta máquina se transporta en grandes remolques, ya que por sí misma sólo puede recorrer unos pocos metros. Por tanto, el coste total se eleva debido al transporte, que resulta rentable cuando sólo hace falta excavar muchos metros cúbicos de tierra en grandes superficies. Mini cargadora
La mini cargadora compacta es una máquina de construcción que consta de un chasis rígido con cabina cubierta desmontable sobre el cual se monta una cuchara frontal de pequeña capacidad. El único motor (de gasolina o diésel) de esta máquina suele estar acoplado en la parte trasera, en el punto de unión entre los brazos de la cuchara y el chasis. Cuenta con un sistema hidráulico para la
elevación de la cuchara o para permitir el montaje de otros accesorios. El chasis se desplaza sobre un sistema de orugas o de neumáticos, siendo más habitual este último con una distribución de cuatro neumáticos de igual diámetro repartidos equitativamente a los lados. Método de trabajo
La mini cargadora se asemeja en su función a una pala cargadora, con una gran diferencia: su reducido tamaño. Esta máquina se utiliza principalmente en obras con una superficie de trabajo reducida donde no es rentable o viable utilizar máquinas de mayor tamaño o capacidad, por lo cual es común verlas en ciudades. Su función principal es la carga, transporte y descarga de volúmenes reducidos de material. Se desplaza a una velocidad de 10 km/h aproximadamente. La carga puede realizarla de un montón de material o bajar su cuchara a nivel del suelo y desplazarse frontalmente hasta llenar su cuchara de material suelto. La cuchara puede tener cuchilla o dientes y puede montar martillos hidráulicos o retros de pequeño tamaño en su parte trasera, por lo tanto es una máquina muy versátil, aunque limitada por su escasa potencia. Debido a su distribución de peso esta máquina tiende al vuelco si eleva mucho su cuchara. El giro se obtiene en este tipo de máquinas por el bloqueo de las dos ruedas de un mismo lateral mientras continua la tracción en las otras dos. El sistema de tracción de estas máquinas de chasis rígido difiere de las grandes cargadoras, siendo cada lateral independiente. Algunos modelos tienen cadenas de goma en vez de ruedas. Pala cargadora
Una pala cargadora o pala mecánica es una máquina de uso frecuente en construcción de edificios, minería, obras públicas como pueden ser carreteras,
autopistas, túneles, presas hidráulicas y otras actividades que implican el movimiento de tierra o roca en grandes volúmenes y superficies. Se construyen de diversos tipos: de tipo frontal, de tipo retroexcavadora, sobre neumáticos, sobre orugas, etcétera. Sirve para apartar objetos pesados del terreno de construcción y mover grandes cantidades de material en poco tiempo. También es conocida por su anglicismo payloader . Tipos de palas
Mini cargadoras, ocupan espacios muy reducidos y esto permite que sean
muy versátiles a la hora de operar. El balde o «cazo» de carga es de aproximadamente medio metro cúbico.
Pequeñas, son las que tienen un balde de carga de un metro cúbico
Medianas, son las que tienen balde mayor de un metro cúbico y hasta tres
metros cúbico.
Grandes, son las que el balde posee una capacidad de carga de entre tres
y cinco metros cúbicos.
Especiales, son aquellas que se fabrican especialmente a pedido de
empresas que trabajan yacimientos mineros muy grandes y poseen baldes de más de cinco metros pudiendo Con neumáticos, son de rápido traslado y muy operables en todo terreno, con rocas y nieve se le instalan cadenas metálicas tipo malla para proteger las cubiertas.
Con movimiento de cadenas u oruga , se utilizan para trabajan en terrenos
muy rocosos y escarpados..
Con motores eléctricos , en interiores de minas y en lugares cerrados que
impiden la ventilación ya que no emiten gases de combustión como ocurre con los motores de explosión.
Con motores a explosión , son la mayor cantidad de máquinas que existen
en el mercado, los hay de pocos (CV) caballo vapor y de muchos, también se le denomina a la potencia del motor HP.
Con motores neumáticos , se emplean en yacimientos mineros, los que
tienen sistemas hidráulicos en cantidad para poder ser empleadas en los interiores de los yacimientos, ya que no despiden monóxido de carbono, por funcionar sus motores con aire.
Articuladas, esto permite que la máquina se doble en la mitad y el espacio
de retroceso y giro sean menor.
llegar hasta diez
Usos y empleos
construcción de caminos.
movimientos de tierra.
en la explotación de yacimientos mineros.
en la carga de minerales.
en el tratamiento de materiales de desecho, llámese basurales.
en la reconstrucción de costas de arroyos y ríos.
en la limpieza de los cauces de canales, arroyos y ríos.
en el despeje de nieve.
en la limpieza de una ciudad extrayendo residuos.
en la construcción de una obra civil.
en la demolición
Retro excavadora
La
retroexcavadora,
retrocargadora,
excavadora mixta, cargadora mixta o pala mixta es una máquina que se utiliza para
realizar excavaciones en terrenos. Consiste en un balde de excavación en el extremo de un brazo articulado de dos partes. Se montan normalmente en la parte posterior de un tractor o cargador frontal, no debe ser confundido con una excavadora. La retroexcavadora se utiliza habitualmente en obras para el movimiento de tierras, para realizar rampas en solares o para abrir surcos destinados al pasaje de tuberías, cables, drenajes, etc, así como también para preparar los sitios donde se asientan los cimientos de los edificios. La máquina hunde sobre el terreno una cuchara con la que arranca los materiales que arrastra y deposita en su interior. El chasis puede estar montado sobre cadenas o bien sobre neumáticos. En este último caso están provistas de gatos hidráulicos para fijar la máquina al suelo. La retroexcavadora, a diferencia de la excavadora frontal, incide sobre el terreno excavando de arriba hacia abajo. Es utilizada para trabajar el movimiento de tierras a nivel inferior al plano de apoyo, o un poco superior a éste. Zanjadora
La zanjadora o excavadora de zanjas , es una máquina que se emplea en ocasiones donde se necesita instalar varios tubos o cables por debajo de la tierra. Para zanjas de larga distancia esta máquina puede ser más adecuada que la pala excavadora. Tipos
Las zanjadoras existen de distintos tamaños y pueden usar distintas herramientas de corte, según la profundidad y el corte requerido de la zanja y la dureza del suelo. Porque son equipos muy peligrosos las zanjadoras necesitan ser manejadas con mucho cuidado. Zanjadoras de rueda
Una zanjadora de rueda está compuesta de una rueda de metal dentada. Su uso y mantenimiento es más barato y puede cortar suelos más duros que las zanjadoras de cadena. Gracias a su rueda, es posible trabajar en suelos duros y blandos, ya sea homogéneos (rocas compactas, limos, arena) o heterogéneos (roca quebrada, aluviones, morrenas). Esto es cierto debido al hecho de que la rueda de corte trabaja en la limpieza de la zanja. Por consiguiente, es menos sensible a la presencia de bloques en el suelo. También se usa para cortar la calzada para el mantenimiento de la carretera y para tener acceso a las redes ubicadas bajo tierra. Debido a su diseño, la rueda permite alcanzar con la misma herramienta distintas profundidades en el suelo, manteniendo un ángulo constante de trabajo con un diámetro de la rueda relativamente pequeño (lo que permite reducir el peso, la presión ejercitada en el suelo y la altura, lo cuál facilita su transporte). Por último, los elementos de corte ofrecen muchas ventajas. Estos segmentos (de 6 a 8 según el diámetro) se colocan alrededor de la rueda, se le agregan las picas más o menos densas en función de las características que presenta el suelo. Estas herramientas que se pueden cambiar fácilmente de forma manual, permiten ajustar las distintas anchuras de corte en la misma rueda. Las picas se colocan en una configuración semi esférica con el fin de aumentar la extracción de los escombros de la zanja. Las picas son desmontables y hechas con un acero de alta resistencia (picas, acero para herramientas, acero rápido), o carburo de wolframio.
La zanjadora de rueda se usa para la excavación de zanjas y el tendido mecánico simultáneo de redes (telecomunicación, electricidad, drenaje, agua, gas, depuración de agua…etc.) en zona rural y urbana. Zanjadoras de cadena
Una zanjadora de cadena funciona como una motosierra para remover la tierra. Como útiles de corte se emplean para ello una serie de picas instaladas en la superficie de la cadena. Este tipo de zanjadora puede cortar suelos muy duros y excavar zanjas profundas. El ángulo de la herramienta se puede ajustar para determinar la profundidad del corte. Para cortar una zanja, la herramienta se mantiene en un ángulo fijo, mientras que la máquina se arrastra lentamente. La zanjadora de cadena es la herramienta adecuada par a la apertura de zanjas con un diámetro importante (telecomunicaciones, electricidad, drenaje, agua, gas, depuración de agua...) en zona rural. La evacuación de los escombros de la zanja se puede hacer a través de una cinta transportadora reversible ubicada a la derecha o a la izquierda de la máquina. Existen varios métodos para excavar zanjas en suelos rocosos - principalmente la perforación, la voladura, los martillos hidráulicos y las zanjadoras de cadena. La selección del método de excavación de zanja debe tener en cuenta una serie de características de las rocas y de la máquina. Se sugiere que las ventajas de utilizar una zanjadora de cadena en un suelo rocoso adecuado superan las limitaciones y pueden aumentar el coste-beneficio y tener menos efectos ambientales negativos en comparación con otros métodos. Tuneladora
Una tuneladora, T.B.M. (del inglés Tunnel Boring Machine) o minador a sección completa es una máquina capaz de excavar túneles a sección completa, a la vez
que colabora en la colocación de la entibación para la sustentación del túnel si esta es necesaria, ya sea en forma provisional o definitiva. La excavación se realiza normalmente mediante una cabeza giratoria equipada con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos (alimentados a su vez por motores eléctricos, dado que la alimentación general de la máquina se realiza con energía eléctrica), aun cuando también existen tuneladoras menos mecanizadas sin cabeza giratoria. El empuje necesario para adelantar se consigue mediante un sistema de gatos perimetrales que se apoyan en el último anillo de sostenimiento colocado o en zapatas móviles (denominadas grippers), accionados también por gatos que las empujan contra la pared del túnel, de forma que se consigue un punto fijo desde donde empujan. Detrás de los equipos de excavación y avance se sitúa el denominado "equipo de rezaga" de la tuneladora (o en denominación inglesa back up), constituido por una serie de plataformas arrastradas por la propia máquina y que, a menudo, ruedan sobre rieles que la misma tuneladora coloca, donde se alojan todos los equipos transformadores, de ventilación, depósitos de mortero y el sistema de evacuación del material excavado. Los rendimientos conseguidos con tuneladoras de cabeza giratoria son elevadísimos si se comparan con otros métodos de excavación de túneles, pero su uso no es rentable hasta una longitud mínima de túnel a excavar: hace falta amortizar el precio de la máquina y calcular el tiempo que se tarda en diseñarla, fabricarla, transportarla y montarla (que puede llegar a los dos años). Además, los túneles a excavar con tuneladora tienen que tener radios de curvatura elevados porque las máquinas no pueden hacer curvas cerradas, y la sección tiene que ser circular en túneles excavados con cabeza giratoria.
Tipos de tuneladoras
Se distinguen dos grandes grupos: los topos y los escudos, aun cuando también existen tuneladoras mixtas. Los topos son tuneladoras diseñadas para excavar rocas duras o medianas, sin demasiadas necesidades de sostenimiento. Su diferencia fundamental con los escudos es que no están dotados de un cilindro de acero tras la rueda de corte que realiza la función de entibación provisional. La fuerza de empuje se transmite a la cabeza de corte mediante cilindros (cilindros de empuje). La reacción producida se transmite al hastial del túnel mediante los grippers (fuerza de anclaje). Los grippers también compensan el par producido por la cabeza de corte, que se transmite a éstos a través de la viga principal. Cuando se ha terminado un ciclo de avance, se necesita reposicionar las zapatas de agarre (grippers), para la cual se apoya la viga principal en el apoyo trasero. Una vez anclados los grippers en su nuevo emplazamiento, se libera el apoyo trasero y se inicia un nuevo ciclo de avance. Escudos
Los escudos son tuneladoras diseñadas por excavar rocas blandas o suelos, terrenos que necesitan sistemáticamente la colocación de un sostenimiento. A diferencia de los topos, los escudos cuentan con una carcasa metálica exterior (que da el nombre a este tipo de máquina) que sostiene provisionalmente el terreno desde el frente de avance hasta algo más allá de donde se coloca el sostenimiento definitivo, normalmente consistente en anillos formados por unas 7 dovelas. De este modo, se garantiza en todo momento la estabilidad del túnel. A menudo están preparadas para avanzar bajo el nivel freático. Si se trata de una tuneladora de cabeza giratoria, suele estar equipada con picas, rastreles o "rippers" (elementos que arrancan los suelos) y cortadores (elementos
que rompen por identación la roca). También dispone de una serie de aperturas, frecuentemente regulables, por donde el material arrancado pasa a una cámara situada tras la rueda de corte y desde donde se transporta posteriormente hacia el exterior de la máquina. Tras esta cámara se alojan los motores y el puesto de mando de la máquina, espacios completamente protegidos por la carcasa metálica.
