17/4/2013
MAQUINARIA EMPLEADA EN MOVIMIENTO DE TIERRAS
| Ing. Gabriel Antonio Rojas Lozano
Maquinaria empleada en Movimiento de Tierras
TABLA DE CONTENIDO
Introducción……………………………………………………………………………………………………………………………… 3 ..
Clasificación de la maquinaria según el tipo de operación que realiza……………………………………… 3.
o
Operación por ciclos……………………………………………………………………………………………………… .3
o
Operación continua………………………………………………………………………………………………………..3
o
Operación discontinua………………………………………………………………………………………………….. 3
Maquinaria de explanación……………………………………………………………………………………………………….. 3 o
Tractor ……………………………………………………………………………………………………………………………3
o
Dozers…………………………………………………………………………………………………………………………… 4
o
Traíllas y mototraíllas……………………………………………………………………………………………………..5
o
Palas cargadoras……………………………………………………………………………………………………………5
o
Maquina excavadoras……………………………………………………………………………………………………..5
Maquina de terraplenes…………………………………………………………………………………………………………….. 7 o
Maquinas para extender …………………………………………………………………………………………………7
o
Maquinas para compactar ……………………………………………………………………………………………. 7
Maquinaria para transporte………………………………………………………………………………………………………… 9 o
Maquinas para transporte de tierras………………………………………………………………………………… 9
o
Maquinas para transporte de cemento…………………………………………………………………………. 9
o
Otros transportes…………………………………………………………………………………………………………….. 9
Aparatos elevadores…………………………………………………………………………………………………………………….. 10 o
Grúa torre…………………………………………………………………………………………………………………………. 10
Según su montaje………………………………………………………………………………………………10
Según su movilidad ………………………………………………………………………………………………. 10
o
Grúa móvil ……………………………………………………………………………………………………………………….. 10
o
Montacargas………………………………………………………………………………………………………………….11
o
Maquinillos…………………………………………………………………………………………………………………….11
Otras maquinas………………………………………………………………………………………………………………
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o
Tuneladoras...................................................................................................................... 11
o
Equipos de estabilización……………………………………………………………………………………………….12
o
12 Barredoras………………………………………………………………………………………………………………………
o
12 Fresadoras……………………………………………………………………………………………………………………….
o
13 Cunetadoras……………………………………………………………………………………………………………………
o
13 Pilotadoras............................................................................................................................
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Maquinaria empleada en Movimiento de Tierras
Introducción Las grandes obras de ingeniería y arquitectura son hechas en espacios de relativamente cortos, gracias a la avanzada mecanización. Los movimientos de grandes volúmenes de tierra son muy importantes porque en la mayoría de l os casos es el elemento base de asiento de la obra definitiva.
CLASIFICACIÓN DE LA MAQUINARIA EN FUNCIÓN DEL TIPO DE OPERACIÓN
Operación por ciclos: Pertenecen las maquinas más importantes que se usan en excavaciones primarias. La característica común a todas a ellas es la de tener receptáculo, cucharon o caja que se carga, se mueve, se vacía, y vuelve al punto de trabajo. A cada grupo concreto de operaciones se le llama ciclo de trabajo. Ejemplos de maquinaria: Palas giratorias, Bulldozers, Tractores, Camión…
Operación continua: Maquinaria cuyo trabajo se realiza de forma ininterrumpida. Todas se caracterizan por no tener un receptáculo individual como las maquinas de operación por ciclos. Ejemplos de maquinaria: Perforadoras, compactadoras, niveladoras, arados…
Operación Intermedia: Dentro se incluyen todas las maquinas que requieren un estudio individual para determinar su rendimiento. Están entre operaciones continuas y discontinuas
1. M AQUINARIA PARA EXPLANACIONES A.- Tractor:
Maquinaria autónoma que realiza el transporte de otras maquinas o sirve de apoyo móvil para la colocación de diversos mecanismos, dando lugar a maquinas de diferentes tipos. Clasificación: Tractor sobre oruga (o de cadenas) : Es un mecanismo formado por un conjunto de placas o tejas
articuladas de forma y anchura variable. Las tejas son de acero de gran resistencia a la flexión y los eslabones que las unen son muy resistentes a fisura, incluso a trabajos de grandes impactos. El tren de rodadura está formado principalmente por la oruga, el bastidor, la corona o rueda motriz dentada, rueda guía y rodillos superiores e inferiores. Los rodillos superiores sirven para guiar y soportar la cadena y los inferiores para repetir el paso del tractor sobre la oruga.
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Maquinaria empleada en Movimiento de Tierras
Estos tractores se emplean en trabajos sobre terrenos de poca resistencia o poca capacidad portante y en trabajos de gran dureza, de corta distancia y de mucha distancia pendiente. Tractor con neumáticos: Es de neumáticos de grandes dimensiones y de baja presión, lográndose así
una mayor superficie de contacto y una mayor adaptación a las irregularidades del terreno. Es más rápido,
pero
presenta
poca
adherencia al suelo en terrenos de poca capacidad portante, sobre todo si tiene que realizar trabajos de esfuerzo. Se usan en: cruce de caminos, vías, carreteras, remolques a largas distancias…
B.- Dozers:
Son tractores con una cuchilla montada en su frente de avance. Se utilizan para excavar, empujar, verter, extender y escarificar. Tienen buen rendimiento cuando trabajan a distancias de 7 a 90m. Son buenos en terrenos de cohesión, fangosos…y malos en terrenos compactos, granulares, sueltos o gravas. Clasificación: Bulldozer : Usada para movimiento de tierras. Es un tractor-oruga o un tractor con neumáticos, una
cuchilla rígida de acero, un escarificador o ripper consistente en una robusta horquilla en uno de cuyos extremos lleva unos dientes inclinados hacia delante para clavarse en el terreno Empujadora: La cuchilla está situada horizontal y perpendicularmente al eje longitudinal. El único
movimiento que realiza la cuchilla es de subida y de bajada. Desbrozadora: Lleva una cuchilla en forma de V con bordes serrados, encargados del corte de maleza.
Teniendo en cuenta la forma y distintas posiciones que adoptan las cuchillas respecto al eje longitudinal y horizontal del mismo.
Angledozer : La cuchilla se puede orientar en el plano horizontal respecto al eje longitudinal de la o
maquina, pudiendo formar un ángulo de 30 en el eje longitudinal pudiendo además levantarse y bajarse la cuchilla. Los trabajos que realiza son: Extendidos de acopio, formación de terraplenes, excavación de terrenos en pendiente, desmonte a media ladera, apertura de vías o carreteras en laderas.
Tiltdozer : Hace giros longitudinales, su cuchilla sube y baja, y a parte su característica es que su
cuchilla pivota. Se emplea en: Los mismos trabajos que las anteriores y además en zanjas en forma 3
de V, arranque de tocones. Su rendimiento es de m /h.
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Maquinaria empleada en Movimiento de Tierras
C.- Traíllas y mototraíllas:
La traílla es una maquina NO autopropulsada, empleada para excavar o rebajar grandes extensiones de terreno, para regularizar, extender y transportar los materiales extraídos. Suele ir remolcada por un tractororuga o neumático.
La mototraíllas es más monolítica, con sistemas de mando más modernas y con propulsión propia. D.- Palas cargadoras
Es una maquina cuya función es la de cargar los materiales excavados. En muchas ocasiones se emplea también como elemento excavador en los terrenos de po ca resistencia. Se suelen clasificar según la capacidad de la cuchara: 3
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Palas sobre orugas: Varia desde 3m a menos de 1m
Palas sobre neumáticos: Desde 4,5m a menos de 1m
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E.- Maquinas Excavadoras
Son maquinas de carga estacionaria (son inmóviles durante el tiempo que dura la operación), excavan, cargan y depositan el material o terreno en los elementos de carga o en zonas adyacentes. Se suelen clasificar según la capacidad de la cuchara:
Sobre neumáticos: Tienen una gran movilidad. Las de poca capacidad tienen el bastidor rígido, y las de
gran capacidad tienen el bastidor articulado.
Sobre oruga: Trabajan mal en terrenos malos o de condiciones difíciles, tales como fangos o ríos,
pendientes elevadas 5
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PALA EXCAVADORA-CARGADORA MIXTA •Es empleada en múltiples operaciones de movimientos de tierras. •Trabaja en roca fragmentada como en terrenos arenosos.
PALA RETROEXCAVADORA •Para excavaciones estrechas o de difícil acceso. Se compone del brazo articulado que soporta la cuchara, de los mecanismos de acción; independientemente del tractor que la soporta (orugas o neumáticos). •La cuchara es intercambiable y las hay de muchas formas y capacidades
DRAGALINA •Proyectada para cubrir grandes radios de acción. Se emplea para trabajos fijos, excavaciones de
materiales sueltos a menor cota de asiento que la maquina, y también principalmente bajo el agua, la operación de excavación la realiza por arrastre de la cuchara sobre el terreno a excavar, actuando como fuerza que hinca el propio peso de la cuchara. •Los elementos fundamentales que integra son: Pluma, cuchara, sistema de cables de elevación
y de arrastre de la cuchara.
EXCAVADORA DE CUCHARA VIVALBA •En la mayoría su sistema de acción es hidráulico. Consta de una pluma rígida o articulada, la cuchara prensora y los mecanismos de maniobra. •Se usa para excavaciones de pozos y pilotes.
EXCAVADORA DE CANGILONES •Es muy adecuada para la obtención de taludes regulares y produce un movimiento de tierras continuo. •Es una maquina diseñada para estar estatica en la zona de accion
ZANJADORAS •A parte del zanjeado, pueden amontonar las tierras al borde de la misma zanja o cargarlas ya estén montadas sobre ruedas u orugas, incrementando sus posibilidades con plumas adicionales. •Pueden ser de varios tipos: con cadena de zanjeo, de disco, con arado vibrador , con dozer…
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2. M AQUINARIA DE TERRAPLENES Podemos citar dentro del equipo necesario para la ejecución del terraplén, dos tipos de maquinas: Maquinas para extender
A este grupo pertenecen todas las maquinas diseñadas para repartir y nivelar las tierras procedentes de un préstamo
Motoniveladoras: Excava, desplaza, mezcla, regulariza y rotura terrenos. Su uso principal es el extendido y nivelación de los diversos trabajos de obras de tierra. Va sobre ruedas, formada por un tractor, una cuchilla que puede tomar las posiciones más diversas, por el giro en el plano horizontal y vertical de la cuchilla.
Maquinas para compactar
Los equipos de compactación están compuestos por maquinas compactadoras y tanques de agua.
Compactadoras: Cuando se construye un terraplén o se realiza un relleno hay que hacerlo en capas sucesivas, consiguiendo en cada una de ella la máxima compactación. Para evitar los clásicos asientos de estas obras, que terminan causando la destrucción de la obra asentada sobre el terraplén o relleno. El espesor de estas capas es variable según, de ahí que exista una amplia gama de maquinas compactadoras. Se reduce a dos grandes grupos:
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Grupo A: Maquinas empleadas en la realización de terraplenes, explanaciones, pavimentos de carreteras, calles, pistas, etc…
Compactadora de rodillos lisos • Sus mecanismos de rodamiento están formados por dos o tres rodillos de acero • No tiene un alcance profundo de compactación por lo que se emplean en apisonado de capa de pavimentos asfalticos, macadam asfalticos… • En algunas maquinas uno de los rodillos es vibrante.
Compactadora de neumáticos • Estan constituidos por trenes de rodamientos compuestos por varios neumáticos y por una caja cargada de materiales pesados, para lograr mayor compactación. • Se emplea en compactación de terrenos poco coherentes , aglomerados asfalticos y para refinar lo compactado. • La velocidad de trabajo es de 10-24 km/h y suele bastar de 2 a 4 pasadas.
Rodillos compactadores
Rodillo de pata de cabra • Uno o mas rodillos cilindricos estaticos o vibrantes cuya superficie exterior esta provista de unos salientes radiales y colocados a tresbolillo que hacen de pisones. • Estan huecos. • Se pueden rellenar de agua o arena para dar un aumento de ka energia de compactacio n. • Son remolcados por tractores.
Rodillo liso vibrante • Consta de uno o mas cilindros de acero de superficie lisa • Es remolcado por tractor o un solo conjunto o maquina • Esta provisto de un mecanismo de vibracion con el cual se consigue se un alto grado de compactacion • Se emplea en construccion de carreteras, autopistas, aeropuertos, etc...para el apisonado de mezclas asfalticas, compactar tierras o piedras partidas con espesores de hasta 25cm • Trabajan a una velocidad entre 2 y 10km/h
Grupo B: Maquinas empleadas en pequeñas obras, tales como rellenos de zanjas, compactaciones de zonas estrechas…
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Maquinaria empleada en Movimiento de Tierras
Pisones compactadores vibrantes o ranas Pequeñas apisonadoras de rodillos vibrantes
Tanques de agua
• Sirven para humedecer diversas tongadas a compactar • Consiste en un tanque de una capacidad entre 3 y 4 m3 de agua, equipado con bombas de aspiracion para tomar agua de puntos bajos. • El aparato de riego es una barra o alcachofa de que distribuye el agua de manera uniforme • El rendimiento depende de la clase del suelo, espesor, velocidad de la maquina, ancho del rodillo, o la cuchilla y grado de compactacion a conseguir.
3. M AQUINARIA PARA TRANSPORTE Maquinas para transporte de tierras
Dumpers •Son vehiculos de constitucion robusta •Tienen una capacidad variable, desde los de pequeña capacidad con 3 ruedas hasta los de 4 ruedas con una capacidad de 20T •Se utilizan para tansporte interior extravial
Camion volquete •Tienen una capacidad para 1,5 a 5,5 m3. •Son utilizables en el transporte por cualquier zona vial, carretera, autovia...
Maquinas
para
transporte
de
cemento
Camión Cementori •Cuba que se monta en el chasis y que esta dotada de un motor que l e proporciona un giro constante y que amasa el cemento para redactar su fraguado. •Existen cubas de diferentes capacidades. •Se emplea para el traslado del cemento de la planta a la obra.
Camión Autobomba •Bombea el cemento procedente de hormigonera de abastecimiento mediante un émbolo hidráulico en lugares de díficil acceso. •Va dotado de brazo extensible.
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Maquinaria empleada en Movimiento de Tierras
Otros transportes
Gondolas
Camion Dolly
Grúa torre desmontable Grúa torre fija
4. APARATOS ELEVADORES Uno de los problemas que se debe solucionar en la construcción de un edificio consiste en elegir la maquina más adecuada para realizar elevaciones de materiales a las distintas plantas que se
Grúa Torre autodesplegable Grúa torre desplazada
construyen, con criterios de productividad y seguridad. Tipos:
Grúa torre: Es un aparato elevador de funcionamiento discontinuo, destinado a elevar y distribuir en el espacio las cargas suspendidas de un gancho.
Según su montaje Grúa torre desmontable: Es una grúa de instalación
provisional Grúa torre auto desplegable: De pluma orientable, que
se monta sobre la parte superior de una torre vertical
Grúa telescópica autopropulsada
orientable cuya base se une a la base de la grúa a través de un soporte giratorio. Esta provista de los accesorios necesarios
para
permitir
un
rápido
plegado
y
desplegado. Todos sus elementos se transportan plegados.
Según su movilidad Grúa torre desplazable: Es aquella base dotada de
métodos propios de translación sobre raíles u otros medios. Grúa
torre fija: Es aquella cuya base no posee
medios de translación, o no son utilizables durante
Grúa telescópica sobre camión
el transcurso de la obra. 10
Maquinaria empleada en Movimiento de Tierras
Grúa Móvil: Aparato de elevación de funcionamiento discontinuo, destinado a elevar y distribuir en el espacio cargas suspendidas de un gancho. Están dotadas de medios de autopropulsión. Tipos:
Grúa telescópica autopropulsada: Se gobierna desde la cabina y el desplazamiento se realiza desde un
único motor
Grúa telescópica sobre camión: El motor es independiente de su movilidad y posibilita su
desplazamiento por vías públicas.
Montacargas: Aparato de pequeña potencia que sirve para realizar las elevaciones de material paletizado. Puede sustituir a la grúa torre.
Maquinillos: Es un cabrestante accionado por un motor eléctrico con una capacidad de elevación que no supera los 360Kg, se utiliza para la elevación de pequeñas cargas en la obra:
5. OTRAS M AQUINAS Tuneladoras o TBM Es una máquina capaz de excavar túneles a sección completa, a la vez que colabora en la colocación de un sostenimiento si este es necesario, ya sea en forma provisional o definitiva. La excavación se realiza normalmente mediante una cabeza giratoria equipado con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos. El empuje necesario para adelantar se consigue mediante un sistema de gatos perimetrales que se apoyan en el último anillo de sostenimiento colocado en zapatas móviles (grippers) accionadas también por gatos que las empujan contra la pared del túnel, de forma que se obtiene un punto fijo desde donde empujaran. Detrás de los equipos de excavación y avance se sitúa el denominado “equipo de rezaja” de la tuneladora, constituido por una serie de plataformas arrastradas por la propia maquina 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 cabezas giratorias son elevadísimos, pero para su utilización deben ser rentables. Tipos de tuneladoras:
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Tuneladora Topo • Puede excavar rocas duras o medianas . • Sin demasiadas necesidades de sostenimiento. • No estan dotados de un cilindro de acero tras la rueda de corte que realiza la funcion de entibacion provisional.
Tuneladora Escudo • Puede excavar rocas blandas o suelos. • Necesitan sistematicamente sostenimiento. • Cuentan con una carcasa metalica exterior que sostiene provisionalmente el terreno desde el frente de avance hasta algo mas alla de donde se coloca el sostenimiento definitivo, normalemente consiste en anillos formados por unas 7 dovelas que garantizan la estabilidad del tunel. • A menudo estan preparadas para avanzar bajo el nivel freatico.
Tuneladora Doble escudo • Capaz de trabajar como la topo o la escudo, en funcion de la calidad del macizo rocoso, siendo la mejor solucion para macizos con tramo de tipologia variable suelo-roca. • Esta dividida en dos partes: La delantera que es la cabeza norte, y la trasera que es el montaje de anillo de dovela.
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Equipos de estabilización Están formados por:
Maquinas estabilizadoras Maquina dosificadora de cal : Se encarga de dosificar el conglomerante Dosificadora en forma de polvo: necesarias para llevar acabo la estabilizacion por vía seca
Dosificadora en forma de lechada: necesarias para llevar acabo la estabilizacion por vía húmeda
Maquina Mezcladora
Maquinas Barredoras:
Barredoras • Son unas maquinas de tamaño (medio-grande) que funcionan sobre vehículos autopropulsados (eléctricos o a motor de gasolina) que se usan para la limpieza de aparcamientos, paseo, urbanizaciones, viales…
Maquina Fresadora
Fresadora • Herramienta para levantar capas de aglomerado por arranque mediante un movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte deniminados fresa.
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Maquina Cunetadora Es un equipo de trabajo para la construcción de cunetas de cemento in situ.
Maquina Pilotadora: Se encarga de la realización de los pilotes. Hay dos tipos:
De rotación
Por hinca
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