principiuo de estimacion

1. LOS PRINCIPIOS DE
ESTIMACION
La selección de equipo para
remoción de desmonte y mineral
debe mantener equilibrio entre el
costo original, la productividad y el
costo operativo.

2.  En este capítulo se tratan los fundamentos
para la estimación de la producción y el
costo para equipos mineros. Los costos
deben conocerse antes de preparar el
análisis más simple de costos y producción.
 Luego de haber cubierto los principios
básicos, se mostrará al lector acerca de
cómo se puede determinar apropiadamente
la velocidad de desplazamiento del vehículo
mediante el empleo de las tablas de
gradiente y de performance en vez de
emplear largos cálculos manuales.

3. Estimación de la Producción
 El arte de estimar la producción y coste de
equipo de movimiento de tierras se resume
en un estudio de que volumen puede un
recipiente puede contener y cuán rápido el
recipiente puede moverse; pudiendo el
recipiente tener cualquier forma o tamaño.
 Por consiguiente, el mismo criterio aplicará
a todos los recipientes. Los tres tipos de
recipientes cubiertos en este capítulo son el
cuerpo del rastrillo, la tolva del camión y el
cucharón del cargador

4. Características de los materiales
 La cantidad de material que el cucharón del equipo
puede llevar depende de cuánto pueda ponerse en él.
La capacidad al ras es el volumen de agua que pueda
llevar si es que se llena el cucharón hasta llenar el
borde.
 La capacidad colmada es la cantidad de material
adicional de que puede ponerse por encima de los
lados del cucharón.
 Diferentes tipos de material se sostienen bajo
diferentes ángulos de reposo. Un talud de uno a uno
es cuando un material presenta un ángulo de una
unidad vertical por una unidad horizontal.

5. Por ejemplo, un cubo de diez pies tendría una capacidad al ras
de:
Este mismo cubo lleno de arcilla tendrá una capacidad
colmada de 43.2 yardas3.
3
10 10 5
yd area de la base altura =
37 3 1/ 3 3
43.2
yd
3
27
27
pies
´ ´
+ ´ =

6. Esponjamiento de los materiales
La tierra removida de su estado material se
esponja o aumenta de volumen debido a que las
presiones del terreno son eliminadas y los espacios
vacíos entre las partículas aumentan. Algunos
valores típicos de esponjamiento son:
Material % de
esponjamiento
Factor de
esponjamiento
Arena
Grava
Tierra, marga
Arcilla, seca
Arcilla, húmeda
Pizarra,
chancada
10
13
20 – 25
25
33
40 - 50
0.90
0.88
0.83 – 0.80
0.80
0.75
0.715 – 0.667
100%
100% +
% esponjamiento

7. POTENCIA DEL MOTOR.
 El contenedor esta ahora listo para ser ubicado en un
chasis (motor, neumáticos, árbol de tracción, etc.).
Todos los vehículos de trabajo son básicamente los
mismos. Por lo tanto, se considerara un equipo a
neumáticos y tracción simple, lo que a su vez
determinará la velocidad del equipo bajo cualquier
tipo de condiciones de viaje.
 El rimpull o esfuerzo tractivo es la fuerza que las
ruedas tractoras ejercen sobre el terreno. Las ruedas
tractoras adquieren esta fuerza del torque que es
producido por el motor y la relación de engranaje. Los
valores finales de rimpull son afectados por el tamaño
del neumático.

8. POTENCIA DEL MOTOR
Rimpull = Hp ´ 375
´ e
Velocidad millas hora
( / )
Hp = Caballaje del motor
375 = Constante
E = Eficiencia
La eficiencia total de la transmisión y los engranajes en
los equipos para trabajo fuera de carretera pueden
estimarse en 85% para arboles de tracción con
engranaje multiplicador y embrague y en 75% para
transmisiones con convertidor de torque.

10. POTENCIA DEL MOTOR
Ejemplo: Un camión de 35 toneladas
con 434 Hp de potencia al freno,
tiene una potencia en la volanda de
408 Hp, 85% de eficiencia y una
velocidad en primera de 6.80 millas
por hora.

11. POTENCIA DEL MOTOR
Ejemplo: Un camión tiene un peso sobre
las ruedas motrices de 83,000 libras. El
coeficiente de tracción es de 0.2.
entonces el rimpull máximo que puede
ser usado es de 83,000 × 0.2 = 16,600
libras.

12. Material Neumáticos Orugas
Concreto.
Arcilla, marga, seca.
Arcilla, marga, húmeda.
Arena suelta.
Nieve compacta.
Hielo.
Arena húmeda, grava.
0.80 – 1.00
0.50 – 0.75
0.40 – 0.50
0.20 – 0.30
0.20
0.10
0.30 – 0.40
0.45
0.90
0.70
0.30
0.15 – 0.35
0.10 – 0.25
0.35

13. Velocidad y factores de
performance
Resistencia a la gradiente: Se define como la fuerza de
retardo ejercida por la gravedad, la cual debe ser superada a fin
de mover nuestro vehículo en una pendiente positiva. Puede ser
expresada en libras de rimpull. En pendientes negativas esta
fuerza se añadirá al rimpull del vehículo.
Resistencia al rodamiento: Es la resistencia desarrollada
entre los neumáticos del vehículo y el terreno, la misma que
debe ser vencida a fin de rotar las ruedas sobre el terreno. Esta
incluye la fricción interna de los cojinetes de las ruedas, la
flexión de los neumáticos bajo la carga y la penetración de
estos en el terreno. Se puede estimar la resistencia al
rodamiento añadiendo a la resistencia 30 libras por tonelada por
cada pulgada de penetración.

14. RESISTENCIAS AL RODAMIENTO
Resistencia al rodamiento
Superficie Neumáticos a alta
presión
Neumáticos a baja presión
Concreto o asfalto.
Superficie de tierra o grava, dura,
poca o ninguna penetración.
Superficie de tierra flexible, con
material suelto.
Tierra suelta, suave.
Arena suelta.
Lodo profundo.
35 – 30 lbs/ton GVW
40 lbs/ton GVW
70 – 90 lbs/ton GVW
125 – 250 lbs/ton GVW
250 – 275 lbs/ton GVW
300 – 450 lbs/ton GVW
35 – 40 lbs/ton GVW
10 lbs/ton GVW
60 – 80 lbs/ton GVW
100 – 200 lbs/ton GVW
200 – 240 lbs/ton GVW
250 – 400 lbs/ton GVW
GVW = Gross vehícle weight (peso bruto de la máquina)

15. Densidad de los materiales: La densidad afecta la
cantidad de material que un vehículo puede
transportar. En materiales extremadamente densos la
capacidad de carga de la unidad puede verse excedida
en caso de que la unidad este completamente cargada.
Todos los equipos tienen una capacidad de fabrica la
que se expresa en toneladas, la misma que debe
observarse a fin de asegurar la vida útil de los
vehículos, así como la vida de los neumáticos.
Generalmente son los neumáticos los que limitan la
carga que un vehículo puede transportar. Los vehículos
de acarreo generalmente son clasificados de acuerdo a
su capacidad de carga en yardas cúbicas sueltas, con
una limitación de carga en peso.

16. Radio de curvatura: La velocidad de viaje también se ve
limitada por el número de curvas y el radio de curvatura de
estas. Algunas limitaciones de uso común son:
16.00 kilómetros por hora = curvas de 61.00 metros de radio.
48.00 kilómetros por hora = curvas de 152.00 metros de radio.
56.00 kilómetros por hora = curvas de 305.00 metros de radio.
Con un adecuado peralte en las curvas, se pueden obtener
mayores velocidades.
Limitaciones del operador: Ningún operador puede operar su
vehículo a su capacidad óptima. Estudios de tiempo y
movimiento llevados a cabo a lo largo de un período de años
muestran que la capacidad promedio del operador difiere a lo
largo de un rango de distancias de la ruta de acarreo. Estos
factores nos permiten hallar las velocidades promedio de viaje y
considerar el tiempo de aceleración, tiempo de frenado y la
habilidad del operador.

17. FACTORES DE CONVERSION DEVELOCIDAD MAXIMA
A VELOCIDAD PROMEDIO
Longitud de la
sección de
acarreo
(pies)
Rutas cortas
500 a 1,000 pies
Longitud total
Partiendo de
cero
Unidades en
movimiento
al entrar en la
sección
0 – 350
350 – 750
750 – 1500
1500 – 2500
2500 – 3500
3500 - +
0.20
0.30
0.40
0.25 – 0.50
0.35 – 0.60
0.50 – 0.65
0.60 – 0.70
0.65 – 0.75
0.70 – 0.85
0.50 – 2.00
0.60 – 0.75
0.70 – 0.80
0.75 – 0.80
0.80 – 0.85
0.80 – 0.90

18. FACTORES TMPH
 Los neumáticos limitan la performance de la máquina al
limitar sui carga y velocidad. Los fabricantes de
neumáticos han establecido la clasificación TMPH
(toneladas-millas por hora) para sus neumáticos,
valores que no deben excederse.
 La clasificación TMPH se define generalmente como el
punto en el cual la zona más caliente del neumático
alcanza una temperatura aproximada de 225° F. a
mayores velocidades pueden ocasionarse fallas en los
neumáticos por efecto de una reversión en la
temperatura de vulcanización.

19. Carga promedio del neumático
Velocidad promedio
Para grandes distancias de acarreo (32 kilómetros o más) se
debe consultar al representante de los fabricantes para
modificaciones en los valores de TMPH.

20. Estimando el tiempo del ciclo
TIEMPOS FIJOS
Tiempo de carga: Los tiempos convencionales de carga del
cargador frontal 988H de 9.20 yd3 de Caterpillar se
encuentra en el rango de 9.4 segundos y se emplea en el
carguío de camiones desde 40 hasta 70 toneladas. Los
cargadores más pequeños generalmente cargan más rápido.
Una mayor potencia de empuje reduce el tiempo de carga.
Los tiempos reales de carga deben basarse en estudios de
tiempo llevados a cabo en el mismo campo de las
operaciones. Después de que una persona ha observado un
cierto número de cargas, se tendrá la información suficiente
para estimar con cierta precisión el tiempo de carga.

21. Estimando el tiempo del ciclo
Tiempo de descarga: Este varía con el tamaño del cargador y el
tipo de material. Los cargadores más pequeños ejecutarán su
trabajo en menos tiempo. Los materiales húmedos y pastosos
toman más tiempo en ser descargados. Los valores se estiman en
2.4 segundos para el equipo anterior. Los cargadores mas
pequeños descargarán más rápido.

22. Tiempos fijos en camiones
Tiempo de carga: Los camiones volquete son usualmente
utilizados para el acarreo de materiales; siendo el cargador
frontal movido sobre neumáticos o la pala mecánica los equipos
empleados más frecuentemente para cargar a estos,
particularmente en minas metálicas. Otras formas de carguío de
camiones son las dragalinas, bulldozers, fajas transportadoras y
buzones de carga.
La siguiente tabla se puede emplear como una guía general
para el estimado de los tiempos de ciclo promedios de
diferentes palas y dragalinas de varios tamaños y en varios
tipos de terrenos.

23. Tiempos fijos en camiones
Tiempo de descarga: Para camiones volquete la
operación requiere una maniobra de retroceso, lo cual
generalmente consume 24 segundos adicionales. Se
consumen usualmente entre 0.75 y 1.25 minutos en una
operación de descarga de un camión volquete.
Tiempo de cuadrado: Los camiones volquete promedian
entre 0.30 a 0.40 minutos en ser cuadrados. Las unidades
tipo trailer promedian 0.40 a 0.50 minutos.

24. Factores de tiempos fijos
Curvas, aceleración y cambios de velocidad: El método
más simple es el de añadir 1 minuto para todas estas fases
cuando no se emplean factores de velocidad, cuando estos
factores son utilizados, se debe incluir tiempos de maniobra
y de giro. Cuando se calculan los requisitos para el rimpull,
algunas veces se añaden 20 lbs/ton o (1%) a la resistencia
al rodamiento. Este factor es más importante para los
equipos mecánicos ya que las máquinas con convertidor de
torque (automáticas) proporcionan automáticamente esta
reserva. Los factores de velocidad contemplan también la
resistencia a la aceleración (tal como se denomina a estas
20 libras por tonelada), pero esta se debe incluir al
momento de emplear un tiempo fijop de aceleración. Todos
los tiempos empleados en cálculos fijos deben pasar a
segundo plano al momento que se obtiene mayor
información en el estudio de tiempos en campo.

25. Tiempo de acarreo
Velocidad de acarreo
Ejemplo:
Camión volquete de 35 ton.
Tiempo de carga = 2.50 minutos.
Peso vacío = 25.5 ton.
Potencia = 434 Hp.
Eficiencia de transmisión = 0.75.
Distancia de acarreo = 1000 pies a una gradiente de 5%.
Resistencia al rodamiento = 40 lbs/ton.
Tiempo de descarga = 0.75 minutos.
Cuadrado en la pala = 0.5 minutos

26. Peso total = 35 ton (carga) + 25.5 (peso vacío) = 60.5 ton
Resistencia a la gradiente, 1% gradiente, 20 lbs/ton × 60.5 ton
= 1,210.00 lbs.
Para una gradiente de 5% = 1,210.00 × 5 = 6,050 lbs.
Resistencia al rodamiento 40 lbs/ton × 60.5 ton. = 2,4220 lbs.
Resistencia total en acarreo = 8,470 lbs.

27. VELOCIDAD DE RETORNO.
Resistencia a la gradiente = - 25.5 × 20 × 5 = - 2,550.
Resistencia al rodamiento = - 25.5 × 40 = + 1,020.
Resistencia total = - 1,530
La velocidad probable para esta ruta es de 37 millas por
hora ya que no hay necesidades de rimpull.
Este método para el cálculo de la velocidad es solamente
un aproximado ya que la fórmula de rimpull arroja
únicamente resultados aproximados, todos los fabricantes
de equipo minero preparan tablas o gráficos de
performance a fin de obtener más rápidamente la
velocidad en los diferentes tramos de la ruta de acarreo

28. Estimado de la producción horaria
Tiempo de cuadrado
Tiempo de carguío
Tiempo de acarreo
Tiempo de giro y descarga
Tiempo de retorno
TIEMPO TOTAL DEL CICLO
0.50 minutos
2.50 minutos
1.34 minutos
0.75 minutos
0.44 minutos
5.53 minutos
Viajes/Hora de 50 minutos
Toneladas por viaje
Toneladas por hora
9.04
35
316.4
(ton / viaje × viajes / hora)
Los 50 minutos por hora son un factor de eficiencia

29. Estimado de la producción horaria
En la práctica real, no todos los minutos de cada hora pueden
ser utilizados de manera productiva. La eficiencia del
operador y la necesidad de mantenimiento de la máquina
disminuyen el tiempo de utilización de la misma. Estudios
de movimiento de tierras muestran que 50 minutos
productivos por cada hora representan una buena
eficiencia.
La eficiencia operativa considera:
 Tiempos de espera.
 Eficiencia del operador.
 Mantenimiento de la máquina (en caso se haga durante la
guardia normal), ajustes menores al equipo.
 Demoras del personal.
 Planificación del trabajo.
 Habilidad del supervisor.
 Demoras por un mal ajuste en los equipos de carguío y
acarreo

30. PRECISION DE LOS ESTIMADOS
1.- Tamaño de la carga:
o La mayoría de los materiales no presentan un talud de reposos de 1:1.
o La fragmentación de los materiales afecta el porcentaje de vacíos en la
carga.
o En muchos casos los camiones viajan sobrecargados, lo que afecta la
velocidad y al equipo.
o En caso que la capacidad nominal sea empleada en la estimación, este no
debe afectar la precisión.
2.- Demoras en el ciclo:
o Tiempos de carga: La unidad de acarreo se encuentra en espera de la
unidad de carguío.
o Una pobre selección del tamaño del equipo de acarreo y de carguío.
o Diferentes tamaños de los equipos de acarreo, lo que hace que varíe la
velocidad de carga y acarreo originando congestionamientos.
o Pobres condiciones del terreno en la zona de carguío y descarga.

31. Estimación de costos
Los costos de posesión son aquellos que se cargan a la
compra y posesión del equipo antes de que se generen
costos por el uso del mismo. El costo de depreciación es la
reserva que se establece a fin de compensar el desgaste y
obsolescencia del equipo de tal manera que se disponga de
los fondos suficientes a fin de reemplazar la unidad en
existencia cuando esta haya perdido su valor.
En estimación, por lo general se emplea el método de
depreciación en línea recta. Se asume que el equipo no tiene
un valor de rescate al final de su período.
El valor a depreciar se determina del precio de entrega
menos el costo de los neumáticos. Es conveniente expresar
los costos en una base horaria. A fin de obtener las tasas
horarias de depreciación divida el costo de entrega, menos el
costo de los neumáticos entre el programa horario de
depreciación.

32. Intereses, seguros e impuestos:
Los intereses, seguros e impuestos, generalmente se
consideran juntos como un porcentaje de la inversión
media anual.
o La tasa normal de interés se considera 6%.
o Seguros se estiman en 2%
o Impuestos, sin incluir los impuestos por ventas o de renta,
se consideran en 2%.
o El total asciende a 10% de la inversión media anual.

33. Costos Operativos
Costo horario de combustible = (Gal ÷ hora) × (costo ÷
galón). La cantidad y precio de los combustibles
consumidos variará con la potencia, ubicación, clase de
trabajo y tipo de maquinaria a utilizarse
Los costos horarios de lubricación se estiman a partir de
los intervalos de servicio tal como se presentan en los
manuales de los fabricantes.
El consumo de aceite de motor, aceite para controles
hidráulicos, aceites de transmisión y grasas está en
relación con la capacidad de la máquina y el
mantenimiento que el propietario quiera darle a la unidad.
El costo de filtros se puede estimar en un 20% del costo
total de combustibles

34. Costo de mantenimiento preventivo
 Se considera como los gastos de
mantenimiento preventivo, los originados
para conservar la máquina en buen estado,
a fin de que trabaje con un rendimiento
normal durante su vida económica, es el
correspondiente a lubricantes, filtros y
labor de trabajo de mantenimiento
preventivo. Este costo de mantenimiento
preventivo se estima como un porcentaje
del consumo de combustible y es
aproximadamente el 25% de dicho costo.

35. Costo de mantenimiento correctivo
 El costo de mantenimiento correctivo
de reparación es aquel que incluye
todos los repuestos necesarios para
mantener el equipo en operación e
incluye el valor de mano de obra de
reparación. Este costo de
mantenimiento correctivo se estima
como un porcentaje del valor de
adquisición de la máquina dividido
por la vida económica del equipo.

36. Costo de neumáticos
 Los costos de neumáticos se basan en los
precios de mercado divididos por la vida del
neumático.
 El costo de mantenimiento de los
neumáticos es un valor estimado en 15%
del valor del costo horario de neumáticos.
El costo hora se calcula teniendo en cuenta
todos los beneficios sociales actuales
vigentes.
 *