Rendimiento de maquinarias pesadas para carreteras, incluyendo características entre otras especificaciones...

1. INTRODUCCION
Si bien es habitual ver maquinarias pesadas desarrollando trabajos en
distintas faenas, es natural preguntarse por ejemplo, del costo de la maquina,
de sus características principales, su rendimiento etc. Por eso, ya que tenemos
la oportunidad de hacer un seguimiento minucioso a las distintas maquinas
utilizadas en la construcción nos enfocamos en las siguientes maquinarias:
volquetes moto niveladoras, cargadores frontales, retroexcavadoras, rodillos,
tractores oruga, esparcidoras de asfalto, etc.
Los altos costos en la construccion de proyecto, exigen que se tenga la mayor
presicion en los calculos de cantidades de obras, ya que el menor detalle
puede afectar la aceptacion o denegacion de estos . otro aspecto de gran
importancia al momento de ejecutar un proyecto vial es la selección del equipo
adecuado para la realizacion de las diferentes actividades, ya que de no
tomarse en cuenta, incrementa los costos ademas de probocar retrazos
respecto al periodo de ejecucion no olvidemos que la mala distribucion del
equipo puede tambien, probocar una aceleracion del deterioro del mismo.Una
vez reunida la información esperamos cubrir expectativas en este trabajo
monográfico. Adjuntaremos también en este trabajo monográfico fotografías de
las distintas maquinarias pesadas ya mencionadas.

2. OBJETIVOS
Considerar los muchos factores variables que influyen en el cálculo de la
producción o en el rendimiento de las máquinas de movimiento de
tierras, en el consumo de combustible y lubricantes, duración de los
neumáticos y costos de reparación, así como la posibilidad de que haya
errores u omisiones involuntarios en la recopilación de los datos
contenidos en el presente trabajo.
Permitir obtener estimaciones correctas del rendimiento de una
máquina. Con datos exactos y verídicos.
Dar a conocer la funcionalidad dependiendo al tipo de terreno en el que
se está trabajando y el material que se requiere cargar. además saber
el tipo de rendimiento de la maquinaria para los distintos proyectos.

4. CLASIFICACION DE EQUIPOS DE
CONSTRUCCION
CLASIFICACION GENERAL DE LOS EQUIPOS DE CONSTRUCCION
Existentes basicamente dos clases de equipos o maquinaria para construccion:
EQUIPOS O MAQUINARIA ESTANDAR: es aquel tipo de maquinaria
especializada que se fabrica en serie, de la cual existe en el mercado
variedad de modelos tamaños y formas de trabajo, las que se adecuan a
diversas labores, tienen la ventaja adicional de que para ellas
normalmente existen repuestos y su operación es relativamente
estándar.
EQUIPOS O MAQUINARIA ESPECIAL: son aquellos que se fabrican
para ser usados en una sola obra de caracteristicas especiales o para
un tipo de operación especifica, es decir, que su origen esta en una
necesidad puntual que es satisfecha mediante su diseño y construcción.

5. MOTONIVELADORA
DEFINICION:
maquinaria muy versatil usada para mover tierra u otro material suelto.su
funcion principal es nivelar, modelar o dar la pendiente necesaria al material en
que trabaja.se considera como una maquina de terminacion superficial.su
versatilidad esta dada por los diferentes movimientos de la hoja, como por la
serie de acsesorios que puede tener.
Puede imitar todos los tipos de tractores, pero su diferencia radica en la que la
motoniveladora es mas fragil ya que no es capaz de aplicar la potencia de
movimiento ni la de corte del tractor.Debido a esto es mas utilizada en tareas
de acabado o trabajos de precision.
LA MOTONIVELADORA PERMITE:
Extender y nivelar materiales sueltos.
Excavar las cunetas de una carretera, llevando los materiales
extraidos hacia el eje de la carretera despues de nivelarlos.
Regularizar los taludes de una excavacion, nivelando los
materiales extraidos sobre el fondo.

6. Conservar las pistas seguidas por las maquinas de movimiento de
tierra. En arrancar mediante escarificador y eliminar los elementos
demasiados gruesos mediante rastrillos para rocas.
RETROEXCAVADORAS
DEFINICIÓN:
La retroexcavadora es una de las maquinarias más versátiles en las áreas de
construcción y e obras viales, en lo que se refiere a movimiento de tierra y
traslado de materiales. Diseñada para cumplir con las más altas exigencias en
cuanto a seguridad y por sobre todo de la vida útil de la maquina.
FUNCIONES DE RENDIMIENTO
Una retroexcavadora, tiene una capacidad teórica que varia con las clases de
tierras y con el tamaño de sus aditamentos. Si se conoce la capacidad de sus
aditamentos, puede determinar. El rendimiento aproximado de una maquina
estimando el número de pasadas que pueda efectuar en una hora.
Según el jefe de movimientos de tierras de la obra el rendimiento de la maquina
es de unos 60 metros cúbicos por hora.

7. La capacidad aprox. De del cargador de la retro puede determinarse a través
de la carga que traslada este las mediciones reales de las cargas
representativas darán mejores resultados que las estimaciones.
El tiempo total de un equipo para la carga de tierra (TT) es, básicamente, la
suma de cuatro componentes; tiempo de carga (TC); tiempo variable de
movimiento con carga (TVC); tiempo variable de traslado del equipo vació
(TVV); tiempo de vaciado.
TT = TC + TVC + TV + TVV.
Para estimar la productividad de una retroexcavadora se debe descomponerse
su ciclo de trabajo en partes significativas. La retroexcavadora estará cargada
durante una parte de su recorrido, por lo que no es necesario separar el tiempo
de carga de esta operación. Se tiene el tiempo variable (TVC`) que usa el
empujador en su recorrido con la carga, y el tiempo (TVV`) que utiliza en
regresar en reversa para tomar la siguiente carga, lo cual hace con el cargador
levantado y vacío. Cada uno de estos tiempos variables puede determinarse
simplemente dividiendo la distancia recorrida entre la velocidad de marcha, en
metros por minuto (m/min.) para el engranaje empleado.
Los tiempos variables determinados de esa manera, no toman en cuenta el
tiempo que toma llegar del reposo hasta la velocidad regulada del trayecto, o
viceversa. A este tiempo adicional se le conoce como tiempo de aceleración o
de desaceleración, y se le considera como tiempo fijo (TF) a causa de su
naturaleza constante. Si se hace el viaje en cualquier dirección en un engranaje
que solo requiera el cambio de marcha hacia delante a reversa, se puede
considerar que el tiempo fijo del empujador es de 0.10 a 0.15 minuto. Si es
necesario un cambio adicional a una velocidad más alta en cualquiera de las
dos direcciones, el tiempo fijo podría estimarse en 0.20 a 0.30 minuto.
El tiempo total de ciclo del empujador se determina por una modificación de la
ecuación.
TT = TF + TVC` + TVV`.
Motor
Potencia neta - SAE J1349 87 hp
Modelo de motor (estándar) Cat C4.4 DITA
Potencia bruta SAE J1995 96 hp
Potencia neta - ISO 9249 88 hp
Potencia bruta - ISO 14396 94 hp
Potencia neta - EEC 80/1269 88 hp

8. Calibre 4.13 in
Carrera 5 in
Cilindrada 268 in3
Reserva de par neta a 1.400 rpm – Estándar 35 %
Par máximo neto a 1.400 rpm - estándar -
SAE J1349
283 lb ft
Net Peak Power @ 2,000 - SAE J1349 89 hp
Net Peak Power @ 2,000 - ISO 9249 90 hp
Retroexcavadora
Profundidad de excavación - Estándar 14.3 ft
Brazo extensible retraído 14.44 ft
Brazo extensible extendido 17.9 ft
Alcance desde el pivote de rotación - Estándar 18.43 ft
Brazo extensible retraído 18.56 ft
Brazo extensible extendido 21.87 ft
Rotación de cucharón 205 Degrees
Fuerza de excavación del cucharón - Estándar 11749 lb
Brazo extensible retraído
Brazo extensible extendido
11491 lb
11491 lb
Fuerza de excavación del brazo - Estándar 7200 lb
Brazo extensible retraído 7200 lb
Brazo extensible extendido 5250 lb
Levantamiento del brazo a 2.440 mm (8 pies) -
estándar
5005 lb
Brazo E retraído 4539 lb
Brazo E extendido 2839 lb
Altura de carga - estándar 11.9 ft
Brazo E retraído 11.74 ft
Brazo E extendido 13.6 ft
Alcance de carga - Estándar 6 ft
Llenado
Sistema de enfriamiento 5.4 gal
Tanque de combustible 45 gal
Aceite de motor con filtro 2 gal

9. Transmisión servomecánica de tracción en
dos ruedas con convertidor de par
4.9 gal
Transmisión servomecánica de tracción en
las cuatro ruedas con convertidor de par
4.9 gal
Eje trasero 4.4 gal
Eje trasero, planetarios 0.4 gal
Eje delantero de tracción en las cuatro ruedas 2.9 gal
Eje delantero, planetarios 0.2 gal
Sistema hidráulico 23.8 gal
Tanque hidráulico 10 gal
CARGADOR FRONTALES
DEFINICIÓN:
El cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que
tiene un cucharon de gran tamaño en su extremo frontal.
Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación en
el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas.
CLASIFICACIÓN DE LOS CARGADORES FRONTALES:
De acuerdo a la forma de efectuar la descarga:
 Descarga frontal
 Descarga lateral
 Descarga trasera

10. De acuerdo a la forma de rodamiento:
 de neumático (bastidor rígido o articulado)
 de orugas
Potencia en el volante 73,1 KW
Modelo de motor 3114 T
Velocidad máxima de avance 37 km/h
Velocidad máxima de retroceso 24,5 km/h
Capacidad combustible 157 L
a)Altura hasta el tubo de escape 3,08 m
b)Altura hasta el capo del motor 2,7 m
c)Altura hasta el techo ROPS 3,14 m
d)Altura total mínima 4,66 m
e)Profundidad mínima de excavación 90 mm
f) Longitud total 6,42 m

11. RODILLOS
DEFINICIÓN:
Son equipos diseñados para aplicar energía a los suelos y obtener mayores
densidades, una superficie con acabado por lo general se emplean rodillos con
variadas formas y pesos. En la realización de carreteras de tierra, las diferentes
capas colocadas se apisonan por la acción sucesiva de las lluvias, de las
máquinas excavadoras (tractores y camiones) y de máquinas especiales
apisonadoras.

12. ESPARCIDORAS DE ASFALTO
DEFINICIÓN:
Los esparcidores de asfalto se utilizan para la aplicación de capas de
imprimación o fijación sobre una superficie con el fin de prepararla para el
pavimentado. Están disponibles en modelos montados sobre camiones o
remolques y se consideran la pieza de equipo más importante para cualquier
proyecto de asfalto. Consisten en un tanque aislado con un sistema de
calefacción, un irrigador de asfalto, y el sistema de control único. La aplicación
de una capa de imprimación o fijación por el esparcidor es una ciencia exacta
que requiere un equipo sofisticado con el fin de asegurar que éste produzca
una aplicación uniforme.
CARACTERÍSTICAS COMO TRABAJA
Los esparcidores de asfalto están equipados con las capacidades de un tanque
variando de 800 a 5,500 galones (3,028 a 20,819 l) y son capaces de manejar
productos de aplicaciones ligeramente frías de asfalto emulsionado, a
cementos pesados de asfalto calentado, a el tratamiento de viscosidad. En el
extremo posterior del tanque, se encuentra adjuntado un irrigador de asfalto
con boquillas. Los irrigadores de asfalto pueden cubrir superficies de seis a 30
pies (1.8 a 9 m) dependiendo del ancho de la pluma y de la capacidad de la
bomba. La mayoría de los esparcidores también están equipados con
irrigadores de mano para alcanzar las áreas no cubiertas por el irrigador de
asfalto, como también para subsellar las losas rígidas del pavimento.

13. VOLQUETES
El volquete es un tipo de camión formado por una caja tronco piramidal
invertida cuya cara posterior va montada a corredera. Se utilizaba para
transportar material de construcción que se vertía volcando la caja.
La caja va montada sobre dos largueros a los que va fijo el eje de las dos
ruedas, articulándose las dos varas del tiro a los muñones por el interior de las
ruedas y cerca de los cubos que se unen por debajo y en la parte anterior de la
caja por un travesero sobre el que descansa libremente aquélla que lleva dos
anillos en dirección de las varas. En éstas, hay otros dos anillos iguales.
Cuando el volquete está armado se presentan con las anteriores como argollas
de un tubo. Un pasador de hierro abarca las cuatro argollas con lo que el
volquete tiene el aspecto de un carro ordinario. Para la descarga, se saca la
barra pasador y como el peso, aun cuando cargue algo sobre la parte anterior,
está bastante equilibrado, después de sacar el tablero posterior un pequeño
esfuerzo del conductor le hace bascular hacia atrás y vierte la carga que suele
ser tierras, piedras o escombros.

14. TRACTORES ORUGA
Un Tractor oruga es un dispositivo de transporte utilizado principalmente en
vehículos pesados, como tanques y tractores, u otro tipo de vehículos. Consiste
en un conjunto de eslabones modulares que permiten un desplazamiento
estable aún en terrenos irregulares.
La mayoría de las orugas forman parte de un cinturón flexible con un conjunto
de eslabones rígidos unidos unos a otros fuertemente. Los eslabones ayudan
al vehículo a distribuir el peso en una superficie mayor que la que hubiera
tenido con el empleo de ruedas, y esto hace que pueda moverse por un
número mayor de superficies sin hundirse debido a su propio peso. Por
ejemplo, la presión que ejerce un automóvil sobre el suelo es igual
aproximadamente a 207 kPa, mientras que las setenta toneladas que pesa un
carro M1 Abrams ejercen una presión sobre el firme de 103 kPa

15. Estudio de Consumos de Combustibles
y Lubricantes
1. Que el consumo de combustible y de una máquina de combustión interna es
uno de los elementos que se toma en cuenta para la determinación de los
costos de la hora máquina.
2. Que el consumo de combustible horario es función de gran número de
factores no fácilmente mesurables, entre los que pueden citarse: potencia de la
máquina, ciclo de trabajo efectivo, experiencia de los operadores, condiciones
mecánicas de diseño y operación, altura sobre el nivel del mar a la que opera,
etc.

16. 3. Que de acuerdo a lo expuesto en el punto anterior, es deseable obtener el
consumo de combustible horario mediante medición directa del mismo, lo cual
es muy difícil que lo hagan los analistas de costos y precios unitarios.
4. Que existen grupos de máquinas cuyos ciclos de trabajo efectivo se pueden
considerar cuantitativamente del mismo orden.
Se supone:
1. Que el consumo de combustible horario de una máquina de combustión
interna se determine mediante la medición física directa en las condiciones
particulares a las que va a trabajar, a máquina cuando sea posible.
2. Que cuando no sea factible hacer lo indicado en la proposición anterior, se
utilice la Tabla de GRUPOS DE EQUIPOS para obtener el grupo de maquinaria
a la que pertenezca la considerada, para a continuación utilizar las expresiones
correspondientes de la tabla anexa mediante las cuales se calcula el
consumo/hora de cada máquina.
GRUPOS DE EQUIPOS
I II III IV
1.
Bombas
Autocebantes
Bandas
transportadoras
portátiles y fijas
Camiones de 12 ton.
en adelante
2.
Camiones estacas
hasta 6.5 ton.
Pavimentadora Locomotoras
3.
Camiones tanque
hasta 5 m3
Bombas de concreto Motoescrepas
4.
Camiones de volteo
hasta 6.5 ton.
Camiones de volteo y
estacas de 6.5 a 12
ton.
Perforadoras de pozo
profundo
5. Compresores hasta Camiones tanque de Pala

17. 1,200 p.c.m. mas de 5 m3.
6.
Mezcladoras de
concreto portátiles
hasta 165 hp
Dragas Retroexcavadoras
7. Máquina de soldar Grúas
Tractores de arrastre
y empuje
8.
Motor estacionario
hasta 1000 hp
Mezcladoras de
concreto
estacionarias o
montadas en camión
Resagadoras
9. Motores marinos Motocompactador Cargadores frontales
10.
Petrolizadora hasta
10 m3
Motoconformadora
11.
Camioneta (Pick-Up)
hasta 1 ton
Plantas eléctricas
mayores de 5 kw
12. Vibradoras
Motores estacionarios
de más de 100 hp
1. Pisones
Compresores de más
de 1,200 p.c.m.
A partir del grupo seleccionado, de acuerdo con lo contenido en el inciso 2 y
con la POTENCIA NOMINAL de la máquina considerada, expresada en
caballos de potencia (H.P.), el consumo de combustible horario en litros / hora
estará dado por las ecuaciones que aparecen en la siguiente tabla:
COMBUSTIBLE UTILIZADO
Grupo Gasolina Diesel
G en lts/hr en H.P. D en lts/hr en H.P.
I G = 0.0625 H.P. nom. D = 0.0686 H.P. nom.

18. II G = 0.0893 H.P. nom. D = 0.0620 H.P. nom.
III G = 0.1108 H.P. nom. D = 0.0774 H.P. nom.
IV G = 0.1530 H.P. nom. D = 0.1032 H.P. nom.
ACEITE LUBRICANTE
El consumo de aceites lubricantes horario es uno de los elementos que se
toman en cuenta para la determinación del costo de hora máquina.
De acuerdo con observaciones efectuadas en laboratorios como en el campo
de las obras, el consumo de aceite lubricante total es función de: a) la
capacidad del cárter, b) del tiempo T de operación de la máquina entre cambios
sucesivos de aceite, y c) del consumo de combustible utilizado.
Para obtener el consumo horario de aceite lubricante total expresado como Ag,
cuando el combustible sea gasolina y como Ad, cuando el combustible sea
diesel, expresado en litros / hora se emplea una de las dos ecuaciones
siguientes:
Ag = c / t + (0.0076 Cg) litros / horas para motores de gasolina
Ad = c / t + (0.0095 Cd) litros / horas para motores diesel
En donde:
c = capacidad del cárter en litros
t = tiempo de operación de la máquina entre dos cambios sucesivos de aceite
lubricante en horas
Cg = consumo horario de gasolina en litros por hora
Cd = consumo horario de diesel en litros por hora
Obteniéndose G o D como se indicó en el apartado correspondiente a consumo
de combustible horario.

19. CONCLUSIONES
El rendimiento de una maquinaria debe medirse como el costo por
unidad de material movido, una medida que incluye tanto producción
como costo.
Cotizar la renta horaria de los diferentes equipos usados en la
construcción de obras viales.
En el presente trabajo damos a conocer los tipos de maquinaria pesada
utilizadas en el desarrollo de las obras como: caminos (apertura o
rehabilitación), adoquinados, inclusive los grandes proyectos de la era
moderna.
Debido a la gran potencia de las maquinarias sirven de apoyo en la
ejecución de obras viales (carretera) mayormente en la preparación del
terreno, excavación o terraza, estas actividades son la limpieza, corte,
traslado de material, compactación, etc.
Escoger la maquinaria adecuada para cada tipo de trabajo de
construcción y ver la rentabilidad y ahorro del proyecto evitando
perdidas.

20. RECOMENDACIÓN
Otro aspecto de gran importancia al momento de ejecutar un proyecto
vial, es la selección del equipo adecuado para la realización del as
diferentes actividades, ya que de no tomarse en cuenta, incrementa los
costos (que afectan directamente la economía del constructor), además
de provocar retrasos respecto al periodo de ejecución.
La mala distribución del equipo puede provocar el deterioro y desgaste
de su rendimiento.
Los métodos para calcular los costos de posesión y de operación de una
maquina varían mucho, pues dependen de las condiciones del lugar, de
las practicas de la industria, de las preferencias del propietario y de otros
factores.

21. SUGERENCIA
Se sugiere recopilar toda la información, disponible en primer lugar, de
Internet, en donde encontramos los folletos técnicos de las distintas
marcas, luego consultamos las diversas bibliografías donde
encontramos características técnicas, rendimientos y otros datos para
desarrollar nuestro trabajo.
La información obtenida no estuvo al alcance ya que, se cuenta con
poca información lo cual sugerimos visitar instituciones por ejemplo a
MTC, ministerio de energía y minas, etc.

22. BIBLIOGRAFIA
 MAQUINARIA PARA LA CONSTRUCCION (David A. Day)
 COSTOS Y TIEMPOS EN CARRETERAS (Walter Ibañez) 1ra edición,
1992
 Página www.cat.com.
 http://www.casece.com/wps/portal/casece?brandsite_brand=CaseCE&br
andsite_language=es&brandsite_geo=LA