MAQUINARIA PARA MOVIMIENTO DE TIERRAS

INDICE1.Fases del proceso de movimiento de tierras .2.Generalidades y elementos comunes de la maquinaria. -Neumáticos y trenes. -Estabilizadores

Tipos de excavaciones

TIPOS DE EXCAVACIONES

A CIELO ABIERTO ROCA Es necesario utilizar explosivos o martillos rompedores hidráulicos (picadoras). TERRENO DURO Es necesario utilizar explosivos, martillos rompedores hidráulicos (picadoras) o máquinas de ripado. TERRENO DE TRANSITO Se excavan por medios mecánicos o con escarificadores. TIERRAS Se pueden excavar a mano. FANGOS Medios especiales de transporte o desecar antes.

SUBTERRANEAS TUNEL Y GALERIAS Se emplean explosivos, topos, y medios mecánicos. POZOS Excavación vertical o casi vertical, presentando el problema de la extracción de los productos de excavación.

SUBACUATICAS No es posible actuar desde tierra, siendo necesario el empleo de medios flotantes. TIPOS DE EXCAVACIONES

EXPLANACIONES

* Vaciados en edificación * Desmontes en obra civil

Terraplén en ambos

Conseguir la rasante a partir de la cual se construirá.

MEDIA LADERA Excavación de taludes sobre la rasante a un lado de la explanación y bajo rasante en el otro.

ZANJAS Excavaciones longitudinales y estrechas.

TRINCHERA Excavación longitudinal y ancha destinada a abrir paso a un camino, carretera, ferrocarril, etc.

POZOS Excavaciones de poca sección y mucha profundidad.

Fases de una operación completa de movimiento de tierras

Neumáticos

-Es muy importante la elección de los neumáticos de las máquinas de acuerdo con las condiciones en que han de trabajar, para obtener el adecuado rendimiento. -El elemento sobre el que se puede influir más directamente para variar el rendimiento de los neumáticos es el inflado. Al variar la presión de inflado varía el área de la huella, la resistencia a rodadura, la flotabilidad, etc.

Concepto T.V.HCriterio para comparar los resultados de distintos modelos de neumáticos en relación a su uso.T.V.H. = T * V * H donde: T = toneladas medias transportadas. V = velocidad media. H = lloras recorridas.En la comparación de dos neumáticos de distintos modelos, será mejor aquel que mayor T.V.H tenga.

TRENES DE RODAJE

Para garantizar el desplazamiento de los tractores y excavadoras en las condiciones más adversas de tiempo y terreno.

En las excavadoras la superficie de apoyo de las cadenas puede llegar a ser plana aunque lo normal es que lleven realces cortos.

Factores que influyen en la vida de los neumáticos:

Comparativo neumáticos & cadenas

  Neumáticos Cadenas (orugas)

Terrenos blandos y arenosos Si, pero los neumáticos han de ser de gran tamaño y con poca presión.

Si

Terrenos rocosos No Si

Terrenos con gran pendiente transversal C. de G. alto: peligro de vuelco. Si

Terrenos con gran pendiente longitudinal Limitaciones en pendientes grandes. Superan hasta el 50% de pte.

Se requiere potencia No Si

Se requiere movilidad Si No

Se han de cruzar carreteras Si No

• El dibujo de los neumáticos:• Se ha de buscar el neumático con el dibujo más conveniente en relación al trabajo que se va a realizar.• Simplificando enormemente, se exponen 9 dibujos y sus utilizaciones más recomendables.••

1° Barras duras: en aquellos lugares donde el terreno es cortante y fuertemente abrasivo.• 2° Barras direccionales: En aquellas obras• donde tiende a aglomerarse el material• relativamente blando.• 3o Botón: En ruedas de giro libre, en• máquinas arrastradas o en unidades• autónomas que no requieren tracciones• importantes en terreno blando.

4° Ruedas frontales direccionales: Como

ruedas de dirección. También se emplea en

remolques y ejes libres de carga de

maquinara agrícola.

5o Para roca: Donde la roca sea

extraordinariamente abrasiva.

6° Para niveladoras: En las ruedas de

dirección de las moto niveladoras. Se

obtiene un máximo de resistencia lateral y

mía gran facilidad de dirección.

7o, 8° y 9o: Lisas o con pequeño dibujo en

la rodadura. En aquellas zonas donde el

firme sea relativamente bueno, o en las

ruedas frontales de tractores agrícolas.

ESTABILIZADORES

Su función es: Disminuir el par de vuelco.

Sustituir el apoyo elástico de los neumáticos por uno rígido.

Horizontalizar el plano de trabajo.

Se debe vigilar la superficie de apoyo de las zapatas, y si es preciso secolocarán tablones para mejorar la transmisión de cargas alterreno.

Se debe extender los estabilizadores en su máxima longitud, ya quelos diagramas de carga aportados con el equipo se corresponderán con este caso, y no con posiciones intermedias.

Estabilizadores de una mixta

Estabilizador Retroexcavadora

Excavación y empuje

EL TRACTOR TIPO DOZER

Bulldozer Angledozer Tildozer

MAQUINARIA DE EXCAVACIÓN Y EMPUJE: EL TRACTOR TIPO DOZER

Los tractores son máquinas especialmente diseñadas para ejercer acciones de empuje o de tracción. Se utilizan preferentemente en:

Nivelación de terraplenes.

Explanaciones superficiales.

Extensión de tierras depositadas en montones por

los volquetes.

TIPOSSobre ruedas (con el nombre de turnadozers):

Bulldózer:La hoja de empuje siempre está perpendicular al eje longitudinal del tractor.Se utilizan empujando el material excavado a distancias pequeñas

Angledozer:La hoja de empuje puede formar ángulos fijos de hasta 25 grados con el eje longitudinal del tractor. La hoja del angledozer es de mayor longitud y más baja que la del buldozer. Apropiado para explanaciones a media ladera, desplazando el material lateralmente.

Tildozer:La hoja de empuje es incunable respecto al plano horizontal. Útil para trabajos en media ladera y, zanjas poco profundas.Desnivel aproximado de hasta unos 30 cm. entre sus extremos.

ESCARIFICADOR (RIPPER - SUBSOLADOR - DESGARRADOR):Son unos vastagos con dientes que accionados por unos mecanismos hidráulicos descienden a la vez que el dozer avanza, clavándose en el terreno.

• Tipos:• Escarificador en paralelogramo: Permiten mantener los dientes

perpendiculares al terreno en su movimiento de descenso mediante cilindros hidráulicos .

• Escarificador radial o de bisagra o de charnela: Apropiados para terrenos no duros. El diente carece de regulación hidráulica del ángulo de ataque respecto al terreno

• Vibratorio:combina la fuerza de tracción del tractor,con una vibración similar a la de un martillo neumático.

TIPOS DE HOJA DE EMPUJE

Hoja universal en U: con amplios flancosformando 25° con el eje de la hoja. Las cantoneras laterales hacen que al avanzar el tractor recoja mejor el material que tiende a perderse por los lados de la hoja.

Hoja en semi U: Casi recta, con alas laterales que permiten conservar una cierta capacidad de penetrar y cargar materiales, intermedia entre la hoja recta la universal en U.

EQUIPOS DE EXCAVACIÓN Y CARGA: CARGADORAS

La cargadora es una máquina autopropulsada equipada con cuchara frontal cuya función principal es:•Cargar materiales sueltos de abajo hacia arriba.

•Transportar los materiales distancias cortas.

•Descargar los materiales sobre tolvas o camiones.

Aplicaciones

•Acopio de materiales sobre pilas o tolvas.•Dada la elevada potencia de ciertos modelos se pueden utilizar en excavaciones de poco volumen y en terrenos poco coherentes.•Desbroce de terrenos vegetales.•Como máquina auxiliar en canteras, centrales de hormigonado, centrales de fabricación y selección de áridos.•Extendido de tierras y posterior nivelación•Excavaciones en pequeñas capas si el terreno es blando y no presenta elementos gruesos.

Palas cargadoras de orugas:De velocidad lenta, normalmente por debajo de los 11 Km/hora y capacidades de cuchara de hasta 7 m3. Comparadas con las cargadoras sobre ruedas, a igualdad de cuchara el peso es muy superior y por la tanto también su fuerza de arranque. Normalmente van equipadas con la pala cargadora en la parte delantera y un escarificador en la trasera.

Su utilización es aconsejable en:Canteras y sectores afínes, donde la dureza del firme lo recomiende.Terrenos rocosos, ya que las piedras con aristas dañan los neumáticos.Terrenos embarrados, en los que las orugas reparten mejor las cargas transmitidas al terreno.Terrenos poco nivelados, el los que la poca altura del centro de gravedad de la máquina favorece la estabilidad.Comparadas con las de ruedas, las de cadenas desarrollan velocidades más lentas y tienen menos maniobrabilidad.Desplazamiento en terrenos embarrados donde los neumáticos se hunden. Debido a su mayor superficie de contacto transmiten menores presiones al terreno (del orden de 0,3 a 0,7 Kg./cm2 frente a los 3 Kg./cn2 de las cargadoras de neumáticos.

Tipos de cucharas

• Cuchara estándar o universal: De gruesas planchas de acero resistente al desgaste, y refuerzos unidos mediante cordones continuos de soldadura. Posee un borde cortante inferior que sobresale por delante y puede usarse con o sin dientes de penetración.

Cuchara con recalces

• Cuchara a la que se le han colocado unas prolongaciones en sus lados para aumentar su capacidad. Especialmente útil en el manejo de materiales esponjados y/o ligeros.

Cuchara de usos múltiples

• En la posición de "cerrada" se usa para cargar, "abriéndola" se descarga por la parte inferior, en la posición de "abierta" se puede usar como la hoja de empuje de un bulldozer, horquilla para madera, etc. "

•

Cuchara para descarga lateral

Descarga hacia el frente y hacia la izquierda.

Elimina los virajes.

Optativamente puede llevar dientes, con punta larga o corta

EQUIPOS DE CARGA Y ACARREO: MOTOTRAILLAS

• Arrancan pequeños espesores de terreno, en un tajo de trabajo longitudinal, el terreno removido se introduce en la caja para su transporte y posterior vertido.

• Actúan bien en terrenos sin elementos gruesos ni irregularidades fuertes

• Pueden arrancar capas de terreno de hasta 30 cm.

Funciones:

• Arranque.• Carga.• Transporte.• Descarga.• Y nivelación de suelos.

EQUIPOS DE EXCAVACIÓN EN POSICIÓN FIJA: EXCAVADORAS HIDRÁULICAS

INFRAESTRUCTURA tren de rodaje TiposSobre ruedas Sobre cadenas

Velocidad de desplazamiento

0-20 Km./h 0-6Km./h

SUPERESTRUCTURADonde está el motor de las partes móviles y los elementos de mando

útiles de trabajoEquipo de empuje frontal Equipo retroEquipo de mandíbulas hidráulicas. Martillos rompedores hidráulicos Y otros múltiples de trabajo.

• cazos de radio "d" más corto producen mayor fuerza de excavación que los de radio más largo.

Excavadoras de empuje frontal sus funciones y movimientos son

muy similares a los que se realizan con una pala de mano

Sus cucharas presentan capacidades entre 200 a 3000 litros

Permiten excavar y cargar en terrenos blandos, arenas, etc.

Se utiliza en:

• Excavación de paredes verticales cuya altura no sobrepase en más de un metro la máxima altura del corte de la cuchara.

• Carga en frente de cantera, después de la voladura.• Excavación de cimientos, cuando sean accesibles.• Excavación de zanjas poco profundas.• Trabajos de desmonte en general.• Carga de camiones, mediante la compuerta de

vaciado de su cuchara

Retroexcavadoras

• Excavan de arriba hacia abajo• para trabajar en movimientos de tierras por

debajo de su nivel de apoyo, llegando a los 7-8 metros

Aplicaciones:

• Excavaciones por debajo del plano de apoyo de la máquina.• Excavaciones de paredes verticales estables.• Trincheras (excavación longitudinal destinada a abrir paso a un camino,

ferrocarril, etc.) y zanjas (excavación longitudinal destinada a tuberías, cables, etc.)

• Excavación de cimientos para edificios.• Refino de taludes.• Extracción de material bajo el nivel freático.• Excavación de zanjas estrechas.• Excavación de canales (riego, saneamiento, etc.)• Limpieza de zanjas.• Trabajos de demolición.

En función del trabajo a realizar, utiliza:

• Cuchara estrecha, para zanjas y terreno duro.• Cuchara escarificadora, para suelos duros y pavimentos.• Cuchara trapezoidal o en forma de V, para zanjas, cunetas, y otras de

excavaciones lineales de forma apropiada.• Cuchara para arenas y trabajos ligeros, de mayor tamaño. Cuchara

grande: menor fuerza de excavación del cazo.• Cuchara para terraplenes, de gran anchura, apropiada para los

terraplenes• Cuchara de almeja, para excavar y carga en espacios limitados,

profundidades entre 15-20 metros, y capacidad de 0,25 a 5,50 m3.• Cuchara de gajos, para terrenos rocosos muy compactos. Todos los gajos

se contraen a la par. Esta cuchara posee la capacidad de contener materiales disgregados (tierras).

• Cuchara de garra, para materiales de gran volumen y superficie irregular. Cada brazo accionado por un hidráulico se contrae, quedando detenido en el momento que encuentra resistencia, pero los demás brazos continúan moviéndose hasta su cierre.

• • . Grapa para cargar troncos de madera.• Grapa utilitaria tipo pólipo (pulpo o piel de naranja), adecuada

para demoliciones. Sin capacidad de contener materiales disgregados.

• Martillo rompedor hidráulico.• Mandíbula para trituración hormigón y corte de hierros.• Mandíbula para pulverización de hormigón.

RETROPALAS (MIXTAS) Y MINIS

• Máquina especialmente diseñada que cuenta con un equipo de carga frontal y un equipo de retro-excavación trasero.

• De gran utilidad en las obras, prácticamente desde el inicio de los trabajos hasta su conclusión por la gran labor de apoyo que realizan en excavaciones ligeras y pequeños transportes internos.

• Trabaja en estación con la retro excavadora (estabilizadores bajados) y desplazándose con la pala cargadora.

• El equipo de retroexcavación puede desplazarse respecto al eje de la máquina.

Mini-cargadora

• Muy útiles en espacios reducidos y de difícil maniobra. Dadas sus mínimas dimensiones pueden pasar casi por cualquier hueco

• La gama de complementos disponibles es muy amplia

EQUIPOS DE EXCAVACIÓN DE CARGA CONTINUA: ZANJA DORAS (TRINCHERADORAS).

• especialmente diseñadas para la apertura rápida de zanjas continuas

• En esencia arrancan la tierra de manera regular por debajo del plano de apoyo de la unidad operadora mediante un brazo inclinado o disco.

• El material queda finamente dividido, lo que facilita las manipulaciones posteriores.

COLOCACIÓN DE TUBERÍAS Y CONDUCCIONES SIN ZANJAS

• desde la superficie introduce en el terreno, mediante perforación, una seria de barras huecas flexibles de 3 a 5 metros, que se van empalmando sucesivamente y que transmiten la rotación a una cabeza perforadora que tiene forma de bisel.

• La perforación se consigue mediante un sistema de avance por empuje y una rotación, y se favorece la introducción mediante una inyección de agua.

MAQUINARIA EMPLEADA EN EL ACARREO DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS: CAMIONES Y DUMPERS

Para el acarreo de tierras Autodescargables

Tipos:

• Camiones dumper volquetes• apropiados para circular por pistas interiores

de obra en mal estado• Capacidad hasta 18-28 Toneladas• Semi-remolques basculantes (bañeras)• Su capacidad puede llegar, en los modelos

más grandes, hasta los 30 m3.

Dumper extravíales

Su peso y dimensiones le impiden circular por carreteras.Pueden circular por pistas en mal estadoCapacidad normal hasta 75 Toneladas, pero puede llegar a las 300 Solo son apropiados para obras civiles de muchísima envergadura y de larga duración (> 5 meses

Dumpers - Autovolquetes

• con capacidad de carga de hasta 3 Toneladas• Su ligereza, maniobrabilidad y capacidad de

giro les hacen muy versátiles dentro de la obra

Remolques Semi-remolques • caja de carga, normalmente basculante, que

se acopla al elemento tractor para su transporte.

• Plataformas descubiertas, apropiadas para cargas paletizadas y fácilmente estabilizables

• Caja o cubeta, para materiales a granel

MAQUINARIA DE NIVELACIÓN: LA MOTONiVELADORA

• función es la nivelación del terreno, moviendo pequeñas cantidades de terreno a poca distancia, pudiendo cortar y levantar el terreno.

• Aplicaciones más usuales:• Desbroce.• Extendido de un cordón de terreno descargado por camiones y su

nivelación.• Mezclas de materiales descargados.• Excavación de cunetas.• Nivelación de taludes.• Excavación de canales de fondo llano.• Pistas de tierra.

Principales ventajas e inconvenientes de la motoniveladora respecto a otros equipos:

• La hoja puede llegar casi hasta la vertical• Gran capacidad de giro• Inconvenienes:• Su baja potencia de arranque no puede

compararse con la de los Dozer.• No pueden desplazar grandes masas de tierras, su• cuchilla es de menores dimensiones que las de los

dozer

Complementos opcionales a añadir a la moto niveladora

• Cuchilla zanjadora: la cuchilla tiene la forma de la cuneta.• Trafila niveladora: Una pequeña trailla (caja metálica)

colocada debajo del bastidor, en su zona central, que sirve para el transporte de material a pequeñas distancias.

• Escarificador trasero.• Escarificador delantero.• Hoja empujadora delantera. Indicada para moto niveladoras

con tracción total.• Las ruedas delanteras, que siempre son directrices, en

algunos casos también pueden ser motrices.

EQUIPOS ESPECIALES

• Chorro de agua (demolición)• Utilizan la energía cinética y el efecto de disolución del agua

para atacar y remover materiales disgregables.

El sistema precisa de las siguientes operaciones:• 1° Apertura de una pequeña roza por otros métodos en el elemento a• perforar. Esta roza servirá de guía, y en la misma se introducirá la punta de• la boquilla de la lanza.• °La lanza, que es un instrumento de unos 2 metros de longitud acabado en la boquilla

protectora de 3 a 5 mm de 0, saca un caudal de agua de 240 1 / minuto con una presión de 1.200 - 2.000 Kg / cm2, se introduce en la roza previamente realizada abriendo un surco de unos 5 cm. de 0. La acción del chorro puede mejorarse añadiendo unas partículas abrasivas al agua. 3° Si se trata de hormigón armado, las varillas se han de cortar con soplete o sierra de disco

Excavadoras de cables

El modelo más grande es el TRS 1675, monta motor Caterpillar 3412E V12 de 760 cv. Tiene un depósito de combustible con 1630 litros de capacidad y consume 156 L/hora.Puede realizar zanjas de hasta 6 metros.

El camión más grande del mundo pasa a ser el Terex MT6300AC. Puede cargar 363 toneladas y tiene un motor de 3.800 CV.

La pala sobre ruedas más grande del mundo de producción en fábrica de serie. Es capaz de cargar 40,5 metros cúbicos

Bulldozer más grande del mundo. También el más potente. Equipado con un motor diesel de doce cilindros capaz de desarrollar 1165 CV. La capacidad de

carga de la hoja empujadora es de 69 m3.