INSTITUTO TECNOLÓGICO DELACONSTRUCCIÓN,A.C. LICENCIATURAENINGENIERÍA DECONSTRUCCIÓN CON RECONOCIMIENTO DEVALIDEZOFICIAL DEESTUDIOS DELAS.E.R SEGÚNACUERDONo. 84330 DEFECHA27 DENOVIEMBREDE1984. CONTROLDEPRODUCTIVIDADDELASMAQUINAS YEQUIPOSDECONSTRUCCIÓN TESISPROFESIONAL,QUEPARAOBTENER ELTITULO DELICENCIADO ENINGENIERÍADE CONSTRUCCIÓNPRESENTA: ROQUE ZEPEDA ZUÑIGA MEXICOD.F. 1996 Amis padres... Queconsuejemplo yapoyomehan impulsadosiempreasuperarme. Ami esposa... Pordarmetodosuamory confianza paraalcazarlametatrazada. Amis hijos... Esperandosedencuentaquesiempre seresuamigoyquemeimportamucho susuperación. Amis hermanos... Porsuapoyoyconfianza que siempremehantenido. Atodosmisamigos... AGRADEZCOMUYESPECIALMENTEAL: INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LACONSTRUCCIÓN, A.C. AMISMAESTROS ,ASESORESYMIEMBROSDELJURADO: ING.JOSÉA.AGUIRRE BALCELLS. ING.RAUL IBARRA RUIZ. ING.ARTURO FLORES ALDAPE. ING.RAULANTONIOCORREAARENA ING.ROGELIOEPIGMENIOCASTILLO A . ATODASLASPERSONASQUEMEAYUDARONDEALGUNA FORMACONESTETRABAJO. ÍNDICE CAPÍTULOS Justicicación Objetivos Metodología Introducción I.Definición II.Productividad yeficiencia deequipodeconstrucción III.- Producción delasmáquinas IV.Factoresdeseleccióndelequipo V.Productividad delequipotractor VI.Productividad deunamotoconformadora VII.- Productividad deunamotoescrepa VIL- Productividad deuncargadorfrontal VIII.1.-Productividadycostosdecargadoresportransportador debandas IX.Productividad enlasoperacionesdeexcavacióndetrincheras IX. 1.- Productividad delaspalas IX.2.- Aplicaciónyproductividad delasgrúas IX.3.- Productividad deunadragadearrastre X.Equipodeacarreo X.1.- Usoyproductividaddelosequiposdeacarreo X.2.- Determinación delaproducción deequiposdecargayagragados XLDiagramadeflujoparaelprocesodeproduciondeagregados XIL- Productividad ycostodelasbombasdeconcreto XIIL- Equipoparalaproduccióndemezclasasfálticas XIII. l.-Plantadeasfalto deproducciónporlotes XIII.2.-Secadordeagregados XIII.3.-Cribadoyalmacenaje deagregadoscalientes XIII.4.-Dosificación delosmaterialesdellote XIII.5.-Mezcladó'ehunamezcladoradepaletas XIV.- Planta/oe asfalto deproducción continua XV.- Productividad delasplantasdeasfalto Concpciones Bibliografía PAG. 8 9 10 11 13 15 17 27 29 40 43 56 61 67 69 83 84 88 88 93 103 113 117 117 119 121 122 124 125 126 129 131 8 J U S T I F I C A C I Ó N Durantemividadetrabajo ,enelmediodelaconstrucciónmehedado cuenta ,queestepaísnecesita ,quelaproduccióndecadapersonasealamejor, estoes porque cada sexenio el sistema degobierno nosponeen latesitura devolver a empezar, portal motivo laproducciónesmuy importante ,yaqueconlosciclosdetrabajo sepuede reducirloscostoseconómicosasumenorexpresiónconelmejorrendimientoposible. Para la productividad y eficiencia de los equipos de construcción , es muy importante conocer y estudiar cada equipo , ya que por los motivos anteriormente expuestos,unodelosrubroseconómicosmásgolpeados ,eslaindustriadelaconstrucción lacualtienelanecesidaddeproduciryeficientizarcadaunodesuscomponentesmecánicos yrecursoshumanos ,paraqueelpaíssepuedamantenerenunnivelmedioyrazonableen productividad. Conforme meadentroenmitrabajo alpasodeltiempo mehanacidola inquietud de expresar el estudio de la productividad de estos equipos , para que de esta manerasepuedaevitarlasperdidasytiemposmuertos ,quesonunconceptomuycostoso para las dependencias y compañías , por lo expresado anteriormente , me decidí a desarrollar eltema:CONTROLDEPRODUCTIVIDAD DELASMAQUINASYEQUIPOSDE CONSTRUCCIÓN ,comotrabajo recepcionalquecreoesunconcepto muyimportantepara laindustriadelaconstrucción. 9 OBJETIVOS Elpresentetrabajotienecomoobjetivogeneralquelosconstructoresse den cuenta de la necesidad de establecer un sistema , programable , con factores de selección ,paralaproductividadyeficienciadelosequiposdeconstrucciónenbeneficiode laobraydelaempresa. OBJETIVO PARTICULAR Despertar el interés de los constructores por la importancia de la productividadyeficienciadelosequiposdeconstruccióndesdeunpuntodevistaprofesional paralareduccióndecostosenobrayempresa. B I B L I O T E C A 10 M ETODOLOGIA 1.- Pormiexperienciaeneltiempoquehelaboradoenlaindustriadela construcción , medicuentadeloimportantedelaproducciónacualquiernivel. 2.- Lamayoríadelosmediosdecomunicaciónnosponenapensaren lanecesidadquesetienederesolverlaproblemáticadelsubdesarrollo , faltade productividad. 3.- Elsubdesarrollo ,nosobligaalanálisisparapoderdeterminarsus causas,problemasyefectosdeproductividad. 4.- Haciendousodetodalainformaciónydocumentaciónobtenida, propongoalgunasbasestécnicasyprácticasquesepuedenemplearparaestablecerun sistema , porequipo , deacuerdoalasnecesidadesenparticulardecadaobra. 5.- Esperandoseadeayudalopropuesto,conloquesepodraatacar laproblemáticadetectada. 11 INTRODUCCION Tratardeexponertodoloconcernientealcontrolyproductividaddelos equiposdeconstrucción.Enelpresentetrabajo,resultaríauntantocuantodifícil,porlos alcancestangrandesdeltemaylacantidadtangrandedeequiposdeconstrucciónenla actualidad. Porlotantoeldesarrollodeestetópicoseencaminaprincipalmentea tratarlosaspectosdeproductividaddelosequiposparareducirloscostosysermás competitivosparalasempresasengenera.. Lacompetitividadquepuedehaberentrelasmismasempresasdepende delaimportanciaqueseledealaproductividadencadacasoenparticular, lasempresas grandesdependendelosprogramasdeproductividaddesusequiposyparquesvehiculares quelamayoríadelasocasionessonmuygrandes. Lasempresaspequeñascuyoequiposereduceamaquinaríamenor como:revolvedoras ,malacates,apisonadoras,vibradores,etc.Tienenlanecesidadde sermásproductivas , quelasempresasgrandesogigantessino,estasquebraríanporno tenertantopodereconómico,partefundamentalenutilidades,indirectos, directosy financiamiento ,loscualesseponenenjuegoenépocasderecesiónycrisiscomolasque sevivenenlaactualidad. 12 Unprogramadeproductividad,comprendeelprocedimientoaseguir paraelcumplimientodeunciclodetrabajoenelmenortiempoposible,conelmejorequipo ylacantidaddeunidadesnecesarias, paradeestaformahacerlamayorcantidaddeciclos enunahora.Reduciendocostosytiemposenelusodelamaquinariaincrementando utilidadesenobrayporlotantoenlaempresa. Losoperadoresdebendeserobservadosparapoderexaminarla capacidaddecadaunoenparticular,deestaformacontratarlosmejoresposiblesdentrode losparámetrosnormales, deproductividad hora-hombre. 13 1.-DEFINICIÓN. -Productividad:calidaddeproductivo,capacidadogradodeproducción porunidaddetrabajo. Laproductividadtotaldeunfactorproductivosedefinecomolacantidad deproductoquepuedeobtenersemediantelaaplicacióndedichofactor,asignandovalores fijosalascantidadesempleadasdelosotrosfactores: Paraunafuncióndeproducción. LaproductividadtotaldelfactorXI será. Elconceptodeproductividadtotalpermitedefinirlosconceptosde productividadmediaydeproductividadmarginal. GRÁFICADEPRODUCTIVIDAD c a n t i d a d e s d e P r o d u c t o cantidadesdefactor ProductividadmediaymarginaldelfactorXj enlaProduccióndeq 14 ProductividadmediaymarginaldelfactorXIenlaproduccióndeQ. Laproductividadmediadeunfactorproductivoeslacantidaddel productoobtenidoporunidaddedichofactorconsiderado,oloqueesiomismo,la productividadtotaldivididaporlacantidad empleada;paraelfactorXIlaproductividadserá: Laproductividadmarginal,deunfactorproductivo sedefinecomola relaciónentrelavariacionesdesuproductividadtotalylasvariacionesensucantidad aplicada,permaneciendolasdemásconstantes,oloqueeslomismo, laderivadaparcialde lafuncióndeproducciónconrespectoaifactorconsiderado,loqueseexpresaparaelfactor XI como: Delosdosconceptosdeproductividadqueseexponen,elconceptode productividadmediasueleserelqueenlenguajecomúnseutilizamásfrecuentemente. PRODUCTIVO:(Deellatínproductivus). Quetienevirtuddeproducir. PRODUCTO: (Deellatín productus). Cosaproducida,caudalqueseobtienedeunacosa quevendeytambiénelcaudalqueunacosa reditúa. FORMULA DE PRODUCTIVIDAD Xi= ^Q = q (Ii,X 2 , Xn) Xi 15 II. PRODUCTIVIDADYEFICIENCIADEEQUIPOS DECONSTRUCCIÓN. Laproductividaddelosequiposdeconstrucción,eslaexpresiónparadesignarel rendimientodelequipoenunahora.Paraobtenerlaproduccióndecualquiermáquinaes indispensable conocer ycalcularlosfactores queintervienenenella,sonconstantesparael análisisderendimientos ysemejantesparacualquiertipode trabajo quesedesarrolle. En otraspalabras,laproductividad deunequipoindica elnúmerodeunidadesdetrabajoque produceelequipoenunahora.Estonoes unacantidadñja paraunequipodado,sinoque dependeprincipalmente delascondicionesdeltrabajo ydeladireccióndelmismo,asícomo deladestrezadeloperador,desupersistencia,ydelacoordinación conlasdemásfuerzasde construcción.Alamejorproductividadquepuedeesperarse,regidageneralmenteporlas limitaciones dediseñodelequipo,seledenominaraproductividad óptimaodepico,qp. Dichaproductividadestabasadaenqueelequipotrabajelos60minutoscompletosdecada hora.Considerandounatoleranciaporfactorhumano,enlaproduccióndelequipono automatizado,habráunrégimendeproducciónunpocomasbajoalquellamaremos productividadnormal,qn.Estosuponequelamayoríadelosoperadores,notrabajanun equipoasumáximorendimientoenformacontinua,sinoquetomanundescanso aproximadamentecadahora.Laproductividadnormalpuedesuponerseigualala productividadóptima,durante45o50minutoscadahora.Estosignificaqueqn(48/60)qp =0.8qp.Elfactor 0.8puedeconsiderarsecomounpromedionormal,yseledenominafactor deeficiencia detrabajo,fw.Adicionalmentealfactorfw,queesbastantepredecible,es necesariousarunfactor dedireccióndeltrabajo,fj,paratomarencuentalasinterrupcionesde operacióndelequipodebidasafactoresdependientesdeltrabajoydeladireccióndelmismo. Lacombinacióndeestosdosfactoresdaunfactordeeficiencia generaldeoperación.Este factordelaproductividadreal,faeselproductofwXfj,Y. qa=faqp=fwfjqp=fjqn, endondeqa=productividadreal. Laseccióndecostosdecarreteras delaOficinadeCaminosPúblicosdelosEE.UU. determinó,trasunamplioestudiodelasoperacionesdeconstrucciónrealizadoqueeltiempo medioproductivodelequipodurantelashoras detrabajo " netasdisponibles ",esde44 minutos, osea,del73%deesetiempo. 16 Estaeslaeficiencia detrabajo, fw, estamismaeficiencia vario,enlaconstrucciónde carreteras, desdeunaproductividad altade53minutosporhora,paralosraspadoresdehoja deempuje contractordeorugas,hastaunabaja de38minutosporhora,paralaspalas motorizadas. Enlasdeterminacionesdeproductividad,debereconocersetambién,quesilas condiciones delmedioydeoperacióndeconstrucciónnosonadecuadosparaqueelequipo realicesutrabajo, sereduciráaúnmáslaqpromedioparaelproyectototal.Algunosestudios handemostradoqueeltiempoproductivomedioreal,enconstrucciónesmenordel50%del tiempototaldisponible,consideralosretrasosmayores,de 15minutos omas,debido a: reparacionesdelequipo,variacionesatmosféricas,planeación deficiente,etc. TABLA No.l FACTORESDEEFICIENCIADELEQUIPO. Eficiencia combinada, f. Estado general Bueno Promedio Deficiente Eficiencia de trabajo, f„ 0.90 0.80 0.70 _,,. f]U'^, *,A Condición de dirección del trabajo Irab., f¡ de trabajo Bueno Promedio Deficiente 1.00 0.85 0.65 Bueno Promedio Deficiente 0.90 0.80 0.70 0.77 0.68 0.60 0.59 0.52 0.45 Se sugierenalgunosvaloresrepresentativosparalaseficiencias detrabajo yparalos factores dedirección delmismo,quepodránutilizarseenlaestimacióndeproductividades paracondiciones dadas. Estaseficiencias consideranelelementohumano,ladisposicióndel trabajo, lascondicionesatmosféricas lasfallas delamaquinariayladisponibilidaddepartes derepuestoydeservicio.Enlaplaneación, lautilizacióndelasproductividades delequipo debeserlógicayrealista.Eltécnicodeplaneación debeconocerlasyaplicar sucriterioal utilizarla. Alcompararunequipoconotro,oalconsiderar variosequiposenoperación simultanea, lasproductividades usadasdecadaunodebensercomparables. 17 Engeneral,loanteriorsignifica quedebeusarse,yasealaproductividad óptima,ola normal,paracadaequipo,entalesdeterminaciones.Deestamanera,lacondicióndedirección deltrabajo, quenodependedelequipo,noafectara lacomparación. Laproductividad delequipodeconstrucciónesunabaseimportanteparasuselección alplanearunaoperación. Alseleccionarelequipocorrectopararealizarunaoperacióntotalquerequiera muchashorasdetrabajo,debentomarseenconsideración las eficiencias. III. PRODUCCIÓNDELASMAQUINAS. Paraobtenerlaproduccióndecualquiermáquinaesindispensableconocerycalcular losfactores queintervienenenella,sonconstantesparaelanálisisderendimientosy semejantesparacualquiertipodetrabajo quesedesarrolleysonlossiguientes: 1. PRODUCCIÓNDELASMAQUINAS. a). Capacidad delamáquina: Loprimeroesdeterminarlacapacidaddelamáquina,locualdenominamos "LA CARGA"porciclo. b). Tiempodelciclo: Lasegundaoperaciónescalculareltiempodelciclodelamaquinanormalmente,se divideenseismovimientos:extracción,carga,acarreo,maniobras,descargayregreso. Hallandoeltiempodelciclo,puededeterminarseelnúmerodeciclosporhora. c). Producciónporhora: Eltercerpuntoconsisteencalcularlaproducciónporhoramediantelamultiplicación delacargaporcicloyelnúmerodeciclosporhora.Conestoseobtieneunaproducciónpor horaal 100%deEFICIENCIA.Luegosemultiplicaelresultadoporelfactordeeficiencia en eltrabajo, elcualsebasaenelempleodeltiempo. 18 d).Lacuartaoperaciónesconsiderarlosfactores decorrecciónquehaya.Estos factorespodríanbasarseenlaaptituddeloperador,losmétodosdeproducción,eltiempo atmosférico, eltransitodevehículos,causasdefuerza mayor,etc.Lahabilidaddeun contratistaparadeterminaryemplearestosfactoresdecorrección,enlascondiciones existentes,tendrágraninfluencia ensuéxitoenlasoperacionesdemovimientodetierras. Medianteestascuatrooperaciones,sehallalaproducciónestimadadelamáquinaen unahora.Estoeselresultadodelacomprensiónyutilizacióndelosfundamentos de movimientodetierras. Paraestimarlaproducción,utilizamoslascuatrooperacionesbásicas. A.l. Capacidaddelamáquina,ocargaporciclo. ¿Cuantocargaríaoconduciríala máquinaencadaciclo?. Estodependedeltamañodelbote,cucharónodelacaja.(Nose preocupedelaposibilidad dellenarconexcesoomuypoco,puesdependedelasdiversas condicionesdeltrabajo). Paraestaoperación,solosenecesita lacapacidadindicadalacual puedehallarseenlashojasdeespecificaciones delasdiversasmáquinas. B.1. Tiempodeciclo.Consideremoslascincopartesdeltiempodelciclo. b.2. Tiemposdeextracciónycarga.Paracadaunadelasmáquinas,estetiempoes diferente yvariable,aunenaquellasquesondelmismotipo,yaqueestaíntimamenteligadoal tamañodelamáquina,alacapacidaddelelementocargable,alaresistenciadelmaterial,ala habilidad deloperadoryalosmovimientosqueejecuta duranteelataque. Asíparalascuchillasempujadoras oDozers,eltiempodecargaesaquelduranteel cualsellenalacuchillayvariaprincipalmenteconladistanciaquenecesita cortarpara llenarseylavelocidaddedesplazamiento,estomismosucedeconlasescrepas, motoconformadoras ycontodaslasmáquinasenqueparallenarsenecesitan caminar,puesla velocidad,elanchodelacuchillaylaprofundidad delcortenosmarcanestetiempo. b.3. Rendimientodelasmáquinasquetrabajan concuchillascortadoras. Supongamosquesevaacalcularelrendimientodeuntractor,elprocesológicoes: 1. Hincarlentamente lacuchillasegúnsedesplace,alaprofundidad quepermitanla durezadel sueloyelmodelodeltractor. 2. Cortarenprimeravelocidad osegunda,enunalongitudenquesellenela cuchilla. 19 3. Levantar lacuchillaligeraylentamente,paracontinuarconelacarreohastael lugardeacomodoodescargadelmaterial. 4. Continuarempujando elmaterialhastaellímitedelacarreo. 5. Hacerelfrenado, movimientodelacuchilla,cambiodevelocidadyregresoen terceravelocidad,paracerrarelcicloeiniciarotro;elcierreseharáfrenando, bajando la cuchillaycambiandovelocidad,paraquedarlistoparaotrociclo. Datosparacalculodelaproducciónorendimientodeuntractorcortandoelmaterial 3 0 - 7 0 - 0 conacarreode20m. Anchodelacuchilla4.04m. altura 1.52 (cuchilla 8.Scat.) Areadelacuchilla6.14m2. capacidad 7.63m3segúnnormaJI265delaSAEquese obtieneconlaformulaVs=0.8WH2,enlaque: Vs=capacidaddelahojarectaodegirohorizontal. W=anchodelahojaexcluyendolaspuntasdelosextremos (3.3m) H=alturaefectiva delahojatomandoencuentalasesquinas superiores(1.52). Velocidad en la.2.7km/h.,en2a.3.5km/h,en3a.4.8kg/h,yreversaen3a.4.8kg/h. Profundidad decorte0.3m. CÁLCULOS. Areadecorte4.04m.x0.30m.= 1.21 m2x lm.= 1.21m3. Vol.7.63m3/1.21m3=6.30m.longituddellenadodelacuchilla en la. Vel.45m.pormin. tiempodellenado. CORTE = 2700m.en3600seg.enX X= 8.40 seg. ACARREO= 20m.-6.37m.= 13.63m. 3 500m.en3 600seg: 13.63m.X X= 14.02 seg. MANIOBRAS=Frenado,levantedelacuchilla, engranaje enreversa= 12.00seg. í' 1 4 ¿ I Z T n C A liviituir X w a i . " ) . k o de 1» Ova»tniocioo 20 REGRESO=20m.en3a.4.800m.en3600seg.: 20m.enX X= MANIOBRAS=Frenadobajar lacuchillaycambio ala.= 15.00seg. 12.00seg. Tiempototaldelciclo 61.51seg. 61.42seg./60= 1.024 min.=60/1.024=58.59ciclos/h. 58.59cicl.x7.62m3=446m3/h.encondicionesóptimas. 446m3/hx0.8x0.8 x0.8x0.75= 171.26m3/h. (efectivos) loscoeficientes de0.8corresponden a: 0.8 eficiencia entiempo. 0.8 eficiencia delacuchilla. 0.8 eficiencia del operador. 0.75eficiencia pororganizacióndela superintendencia. Estoscoeficientes debenserestudiadoscuidadosamenteparasuaplicación.Las motoescrepasylasmotoconformadoras, sontambiénmáquinasdecuchillasporloqueel rendimiento secalculaenforma semejante,exceptocuandolamotoconformadora otractor estántrabajando conlacuchillaenángulo,enelqueelcicloseconsideraconstanteyel productoenfunción deladurezadelmaterialquevierteenformaconstante,alladoopuesto delcorte. Elrendimientoenestecasosecalculatomandoencuentalavelocidadde desplazamientodelamáquinaelángulodelacuchillaylaprofundidad decorte,cuandolos materialesestánsueltos,seconsideraelvolumenqueescapazdemoverlacuchillaen función delavelocidad. Ejemplo: Unamotoconformadora 120 B (cat.) cuchillade3.66m.x0.61dealtura. velocidades la.4.2km/h;2da.6.4km/h;3ra. 10.1km/h; 4a. 15.6km/hyen5a.22.7km/h.reversa3a. 15.4km/h. 21 Supongamosmovimientodematerial sueltoparahumedeceren 150m.delong, lo.maniobrasymovimientodelmaterial.-Acomodarcuchilla,engranarvelocidady arrancara4.2km/h.enlosprimeros5m; 4,200m.en3600seg.5m.en X X= 4.28 seg. cambioa2a.6.4kms/hen 1Om. 6400en3600seg. lOenX X= 5.62 seg. cambioa3a. 10.1km/h.en 135m. 101000en 3600seg. 135 m.enX X= 48.12 seg. 2do.maniobras.-Levantedelacuchillaengrana je en3ra.reversa = 3a.Regreso 15.4km/hen 150m. 15400m.en 3600seg.: 150m.enX X= 4o.Maniobrasparainiciarotrociclo= 12.00 seg. 35.06 seg. 12.00 seg. Tiempodelciclo 117.08 seg. 117.08 seg./60 seg.= 1.95min./ciclo. 60min./1.95min.=30.77ciclos/h. capacidaddelacuchillapormetro(contalud 1:1) 0.61mx 0.30m=0.18m2. 0.18m2.x 150m.=27.00m3./ciclo. 27.00m3./ciclox30.77ciclos/h=830.79m3/h. 830.79m3/h.x0.8x0.8x0.8x0.75x0.75=239.26m3/h. CORRECCIONES. 0.8 coeficiente detiempo. 0.8 coeficiente cap.decuchilla. 0.8 coeficiente deoperador. 0.75coeficiente porabundamiento. 0.75coeficiente deorganizacióndela superintendencia. 0.29coeficiente totaldecorrección. 22 b.4. Lasmaquinasqueparacargarllenarunboteocucharóntienenuntiempoque variatambiénenfunción delaresistenciadelmaterial,delángulodegiro,alturadedescargay delahabilidaddeloperador. Comoseidentifico anteriormenteelrendimientodeloscargadoresestaenfunción del ciclodetrabajo, yestedeladurezadelmaterialydelacomododelvehículoporcargarodela tolvadondesevaciaráelmaterial. Elcicloporlotantoestaráformado por: Eltiempodecarga+eltiempodemaniobras+eltiempodeviaje+eltiempode descarga. Porexperienciaydatosestadísticos,losfabricantesdemaquinariaproponenunatabla detiemposdecargaenminutos,enfunción deladurezadelmaterialqueseexpresaasí: Materialesuniformes 0.03a0.06min. Materialeshúmedosmezclados 0.04a0.06min. Margashúmedas 0.05a0.07min. Tierravegetalconpiedrasyraíces 0.05a0.20min. Materialescementados 0.10a0.20min. Materialesvolados,buenafractura 0.20a0.30min. Materialesvolados,malfracturados 0.30a0.50min. Consideranlostiemposdemaniobras,incluyendoelrecorridobásico,los4cambios desentidodelmovimientoylosvirajes necesariosen0.22min.conoperadorcompetenteyde 0.27conoperadorbueno. Eltiempodeviaje secalculadeacuerdoconladistanciaylavelocidad delamáquina considerandoacarreoyregreso. Finalmenteestimaneltiempodedescargaentre0.02y0.10min.considerandola resistenciadelvehículootolvaenquesevacía. Ejemplos: Seva hacargarelmaterialproductodedespalme,tierravegetal,conalgunaspiedras de+-0.20m.dearistayalgunasraíces;quepreviamente seamontono. 23 Carga,tierravegetal,etc. Maniobras,op.competente Acarreonohay Descarga 0.10min. 0.22min. 0.00min. 0.05min. ciclo 0.37min. 60min/0.37min= 162ciclosporhorade60min. 162x 1.53m3cap.delcucharón= 247.83m3/h. 2.47.83m3x0.8x0.95x0.75= 141.28m3/h. CORRECCIÓN: 0.8 coeñcientede tiempo. 0.95coeficiente decucharón. 0.75coeficiente deorganización. Encualquiercasoesaconsejableparaelcalculodetiempos,aprovecharsedelas tablasqueproporcionanlosfabricantes,corrigiendoeltiempoindicadoconloscoeficientes de quehablamosanteriormenteyquetambiénvienentabulados.Todoloanterior,mientrasse obtienenestadísticaspropiasqueproporcionenalIngenierotiempospromedioobtenidospor observación;comonormaparacálculosraídos,indicaremoslostiempospromediológicospara cadaunadelasmáquinas. a) Tractores b) Motoescrepas c) Cargadores d) Retroexcavadores e) Dragas f) Palas entre0.20min.y 1.5min. entre0.60min.y 1.0 min. entre0.05min.y0.20min. entre0.06min.y 1.0min. entre0.50min.y 1.2min. entre0.50min.y 1.0 min. b). Tiemposdeacarreo.Eltiempodeacarreodependedelpesotransportado,dela poteciadisponible,delafuerza motriz,delapendiente compensada,delascondicionesdel caminodeacarreo,ydeladistancia. 24 c). Tiemposdedescarga.Lasmaniobrasyladescargaesde0.2a0.10minutos usualmente. d). Tiemposderegreso.Cuandolamáquinaregresa,habrádosdiferencias en relaciónconelacarreo.Enprimerlugarestarásincarga,ylasegundadiferencia esqueel sentidodelapendienteseraopuesto. PRODUCCIÓN DELASMAQUINASENACARREOSA DIVERSASDISTANCIAS. Tiempodecarga:Laforma enquesecargayeltipodemáquinadeterminaeltiempo queseinvierteeneseconcepto,dependedelaobra. Tiempodedescarga:Dependedelautilizaciónquesedealmaterial (tendido, amontonado,enmontonesparaformar camellón,odesperdicio). Tiempodeacarreoyregreso:Puedenestimarseutilizandolasgráficas adjuntas o calculándolasenfunción delavelocidadydistancia,considerando lascondicionesdelcamino encuantoaresistenciaalrodajeypendientes,paraentrarconlapendientecompensada. CONJUNTOS OGRUPOSDEMAQUINASENFUNCIÓN DELTRABAJOQUEDESARROLLAN. Conobjetodefacilitar elestudiodelasmáquinasdeconstrucción,vamosa relacionarlos formando gruposconaquellasqueconsideramosidealesenlaejecución del trabajo indicado.Noquieredecirestoquesolamenteseaneficientes enesteconceptode trabajo, yaquepuedenserigualmenteeficientes eneldesarrollode2,3yhasta4conceptos diferentes comoseveenelcuadrosiguiente,endondelasagrupamosparaidentificarlas conel conceptoyasípoderhacersuseleccióncasi automáticamente. Entodaobradeconstruccióndecualquiertiposeguimosunprocesológicode trabajo ydeacuerdoconestepodemosfijarlosgruposqueconsideremosennuestrocuadroyqueson lossiguientes: 25 a) Desmonte b) Despalme c) Cortes d) Acarreos e) Terraplenes f) Compactaciones g) CribadosyTriturados h) Excavacionesparaestructuras i) Maniposterías j) Concretos k) Pavimentos 1) Maniobras Sobrelacurvamasa. —Enprestamos. Enbancos. Enlapaginasiguientepresentamosuncuadroqueconjunta alasmáquinasdetal formaquenosseafácil hablardeellasencualquiertipodetrabajo constructivo. CLASIFICACIÓNDELAMAQUINARIASEGÚNEL TRABAJOIDEALQUEPUEDENDESARROLLAR. MAQUINARIAEMPLEADAENCONSTRUCCIÓN. A) Desmontes: 1.Tractores. 2.Aditamentosespeciales. B) Despalmes: 1. Tractores. 2.Escrepas. 3.Motoescrepas. 4.Cargadores frontales. 26 C) Cortes : D) Carga E) Transporte : 1.Tractoresdeorugas. 2.Tractoresdeneumáticos. 3.Cargadores frontales. 4.Palasmecánicas. 5.Dragasdearrastre. 6.Retroexcavadoras. 7.Escrepas. 8.Motoescrepas. 9.Escrepasautocargables. 10.Zanjadoras. 11.Dragasdesucción. 12.Perforadoras. 13.Compresores. 1.Cargadores frontales. 2.Palasmecánicas. 3.Dragasdearrastre. 4.Retroexcavadoras. 5.Dragasdesucción. 6.Escrepas. 7.Motoescrepas. 8.Escrepasautocargables. 9.Bandastransportadoras. 10.Cangilones.(elevador). 1. Escrepas. 2.Motoescrepas. 3.Camionesfueradecarretera. 4.Camionesvolteo. 5.Volquetespararoca. 6.Vagonetasdedescargainferior olateral. 7.Camiónsilo(paracemento). 8.Autotanques. 9.Pipas. 10.Transportadoresdebanda. 11.Ferrocarriles. 12.Barcos,chalanesygangiles. 27 F) Tendido l.Motoconformadora. 2.Motoescrepas. 3.Tractores. 4.Rastradediscos. 5.Tendedorasdeconcreto. 6.Esparcidores. 7.Petrolizadoras. IV.FACTORESPARA LASELECCIÓNDELEQUIPO. Losfactoresmasimportantesalhacerlaseleccióndeequipopararealizaruna operacióndeconstrucción,soncostosyfacilidad deconservación.Esdecir,seescogeel equipoquepuedahacereltrabajo almínimocostototal,siendoigualeslosdemásfactores. Hayotrosfactores significativos aconsiderarenlaseleccióndelequipo,quedeben analizarseencadaselecciónysonlossiguientes: 1.Trabajo uoperaciónespecifica a ejecutar. 2.Especificación deconstrucción. 3.Movilidadrequeridaporelequipo. 4.Influencia delasvariacionesatmosféricas enel funcionamiento delequipo. 5.Tiempoprogramadoparahacereltrabajo. ó.Balanceodelequipointerdependiente. 7.Versatilidad yadaptabilidaddelequipoaotrosconjuntos de maquinaria. 8.Efectividad deloperadorconelequipo. Unasoluciónfactible alproblemadeseleccióndeequipoparacondicionesdecampo reales,comprenderaindudablementevariosdeestosfactores.Enefecto,unaselecciónde equipoquedependieradeunsolofactor seriaunaoperacióndeconstrucciónmuyextraña. CLASIFICACIÓNDELAMAQUINARIA SEGÚNEL TRABAJO IDEALQUEPUEDEN DESARROLLAR CLASIFICACIÓNDELAMAQUINARIA SEGÚNELTRABAJO IDEAL QUEPUEDENDESARROLLAR MAQUINARIA EMPLEADAEN OONSTRUCCION MAQUINARIA EMPLEADAENCONSTRUCCIÓN Desmontes Despalmes Carga Cortes 1.-Tractores 2.-Aditamentos Especiales 1.-Tractores 2.-Escrepas 3.-Motoescrepas 4.-Cargadores frontales. 1.-Motoconformadora 2.-Motoescrepas 3.-Tractores 4.-Rastradediscos 5.- Tendedorasdecoi 1.-Cargadoresfrontales 2.-Palasmecánicas 3.-Dragas dearrastre 4.-Retroexcavadoras 5.-Dragas desucción 6.-Escrepas 7.-Motoescrepas 8.-EscrepasAutocarga ereto 6.-Esparcidores 7.-Petrolizadoras. bles. doras 1C .-Canjilones(elevador) _L 1.-Tractores de orugas 1.-Escrepas 2.-Tractores de neumáticos 2.-Moto escrepas 3.-Cargadores frontales 3.-Camiones fuera decarretera 4.-Palas mecánicas 4.-Camiones Volteo 5.-Dragas de arrastre 5.-Volquetes para roca 6.-Retroexcavadoras 6.- Vagonetas dedescarga lnfe rlor o lateral. 8.-Moto escrepas 9.-Escrepas autocargables 10.-ZanJadoras Carga Estática I 1.-Rodillos lisos 2.-Patas de cabra 3.-Tamping Rollers 4.-Gridd Rollers 5.-Rodilíos neumá ticos(sencillos ymultiples). Tratamiento de materiales Carga dinámica de impactoy _Vibratorios ^ 1.-Pizones(neumáticos 2.-Rodillos lisos 3.-Rodillos depisones 4.-Rodillos de rejillas. 1.-Plantas Cribadoras. a)Vibratorias b)De gravedad c)Rotatorias 2.-Plantas Trituradoras. a)Demartillos b)De bolas c)De quijadas d)De rodillos e)De conos f)De impacto 8.-Autotanques 3.-Plantas para pro ducir concreto. a)Hidráulico b)Asfáltico 9.- Pipas 4.-Dosificadoras 7.-Camión silo(para cemento) 11.-Dragas de succión 10.-Transportadores de Banda 12.-Perforadoras 11.- Ferrocarriles 13.-Compresores. 12.- Barcos chalanes yGangiles Auxiliares Trabajos Subterráneos I I.-PARA CONCRETO a)Mezcladoras b)Vibradores bl)De regla b2)De inmersión b3)De cimbra c)Bombas el)lanzadoras d)Guarnicionadoras e)Lavadoras f)Cortadoras 6.-Duo-pactors 9.-Bandastransporta- 7.-Escrepa8 Compactación Tendido Transporte S.-Reclcladoras. g)Llanas h)Pulidoras i)Compresores yrompe_ doras ~ II.-PARA ESTRUCTURAS a)Piloteadoras b)Grúas c)Malacates d)Bombas paraagua e)Dobladoras para varilla. f)Cortadoras devarilla. g)Soldadoras h) Compresores III.-PARA ASFALTOS a)Recicladores b)Bombas para asfalto c) Serpentines d)Calentadores e)Autotanques nodrizas f)Cortadoras y rebaja doras. ~ 1.-Rezagadoras 2.-Ventiladoras 3.-Trendebarrena ción. 4.-Brazos neumáti eos. 5.-Torres 6.-Escudos 7.-Compresores 8.-Malacates 9.-Topos 29 Sinembargo,paralograrmayorcomprensiónycapacidadparaaplicarlosdiversos factores enlaselección,seestudiaranunoporuno.Alhaceresto,sesupondráque,mientrasse estudiaunfactordado,losdemásfactorespermanecensubordinadosencuantoasuefecto. V.PRODUCTIVIDADDELEQUIPOTRACTOR. Laproducciónquepuedeesperarseoestimarseparaunequipomontadoentractores extremadamente variable,acausadelagranvariedaddeoperaciones,comoeldesmonte (despeje) deterrenos,elcorteyelretirodetierrasuperficial ylaexcavaciónordinaria.Sise usaeltractorcomoempujador, suproducciónserásecundariaaladelasmotoescrepas.El tiempodelciclodeltractorparaalcontactoconlamotoescrepa,empujarla parasucarga, puedeestimarseen 1.5 a2.5minutos.Porlogeneral,estaoperacióndebeplanearsedemanera quelasmotoescrepasnotenganqueesperaralempujador. Enotraspalabras,elpapel secundariodelempujador, índicaquenoesésteelquerigelaproductividad delaoperaciónde movimientodelatierra.Cualquierdilaciónquepudieraocurrir,deberíaserporeltractorde empuje odetiro. Eltiempodeciclodelostractoresqueseusancomoempujadores otiradorespara motoescrepasenelmovimientodetierras,puedeestudiarseenelcampo.Talesestudiosse hacenconcronómetros,yserealizanempleandoobservadorescuidadosos,obien,mediante fotografía delapsosdetiempo.Sisehacenobservacionesdesuficientes ciclos,puedehacerse unanálisisestadísticodelosresultadosparalograrlaóptimaexactitud. LaOficinadeInvestigaciónsobreCaminos(Highway ResearchBoard),consede central enWashington,D:C:patrocinóunestudiodetiempodeestanaturalezaparanueve tractoresgrandesdeorugas,utilizadosensietetrabajosenelesteyeneloestede.losEstados Unidos.Losresultadosdeestasoperacionesdecampo,indicaronqueeltiempototalmediodel cicloparaunempujador, incluyendoeltiempodeesperaalasmotoescrepas,erade2.5 minutos. Enestatesiselsignificado deproductividad eslacantidaddematerialde construcción manejado enunahora. Laproductividad deunaoperacióndedesgarramientoes difícil deestimar,yamenudonoesnecesaria.Latenacidad odificultad dedesgarramientode larocaformada encapas,comparadaconlatierraencostrada, sugiereunapartedelavariedad delesfuerzo necesario. } , .. . O * r- 'J * 30 También,lanecesidaddedesgarramientonoes,porlogeneral,decaráctercontinuo. Amenudosehacealavezquesecargaelmaterialqueseestaexcavando.Estaeslarazónpor laqueuntractorequipadoconaccesoriosparaunproyectograndedeterracerias,tienecon frecuencia tantounahoja frontal comoundesgarradortrasero.Entalsituación,sinhaberuna necesidad continuadadedesgarramiento,laproductividad essecundaria,muyinexacta,ysu estimacióncarecedeimportanciareal. Sinembargo,paraunamayoroperacióndedesgarramiento,eseconómicamente deseablesaberqueproductividadpuedeestimarse.Ladeterminacióndelaproducciónpor desgarramiento,puedehacerseporunodelostresmétodosqueserecomiendanenseguida.En cualquiercaso,seráunadeterminaciónmuyvariableacausadelafalta deuniformidad delas propiedadesdelmaterial.Enconsecuencia,losdosprimerosmétodosparadeterminarla productividad, sebasanenlaexperienciarealdeltrabajo dado.Elterceropodidausarsepara hacerunaestimaciónlógicaparaunaoperaciónfutura dedesgarramiento.Sedicequeel primermétodoeselmasexacto.Sebasaenelregistrodelasseccionestransversales topográficas originalyfinal delárea,desgarrada,indicandoeltiempousadoenel desgarramiento.Estodaelvolumendelmaterial,elcualsedivideentreeltiemporeal trabajadoparadeterminarelvolumenenbancomovidoporhora.Elsegundoessemejante, peronoutilizaelvolumenmedidoporseccionestransversales,sinoquesebasaenelcontéo delascargasdematerialmovidasporlasmotoescrepasolasunidadesdeacarreo.Estemétodo requiereconocerlacargareferida asumedidaenbanco,quesemueveencadaviaje, yla suponeigualparatodoslosviajes. Elmétodoquepuedeaplicarseparaestimarunfuturo trabajo dedesgarramiento,se basaensuponer lavelocidadmediaalaquesemoveráelequipodedesgarramiento,encada viaje quehagaenelviaje pordesgarrar.Estavelocidad serámenorquelamáximavelocidad quepermitalatransmisióndelequipoconelquesevaahacereldesgarramiento:En efecto, puedeacercarsemasalamitaddeesavelocidad.Conociendoladistanciaquesehadecubrir encadapaso,puedecalcularseeltiempodecadaciclo. Aestehayqueagregareltiemponecesarioparalevantareldesgarrador,pivotear,o girar,ybajar eldesgarradorenelretorno,paradeterminareltiempototaldelciclo.Este tiempopermitirácalcularelnúmerodepasadasdeldesgarradorporhora.Elvolumenqueha dedesgarrarse sebasaenelanchoentrepasadas,laprofundidad mediadepenetraciónyla longitud deláreacubierta. 31 Laestimaciónhechaparaunaoperacióndedesgarramiento,aplicandoesemétodo, podríasercomolasiguiente: Datos : Tractordeorugasconundiente,paradesgarraren primeravelocidad;velocidadmax.v=2.5km/hr;0.75m. entrepasadas,siendocadaunade0.60m.de penetración;eláreaadesgarrartiene90m.delargo. Estimación: Velocidadmedia= 1.6km/hr(26.67m/min.)con tiempoparamaniobrasentrepasadas,osea, tiempofijo,TF=0.25min;sesupondráquela horadetrabajo esde45minutos. Tiempodelciclo= 90 +TF=3.37+0.25= 26.67 3.62min,ypara45min/hr; 45 = 12.4pasadas /hr. 3.62 Volumendesgarrado 90x0.75x0.60 =40.5m3/ 1 Productividadestimada=40.5x 12.4=502m3/hr. Nota : Comparandolasestimacioneshechasporesemétodo conlosresultadosrealesdecampo,generalmente se encuentraquelaestimaciónesde 10a20%masalta quelaproducciónrealobtenidaencampo. Productividad enexcavacióndetierrashechacontractorequipadodehoja frontal de empuje. Laproductividad deestetipodeoperaciónesunaevaluaciónimportante, particularmente cuandodebehacerseelmovimientodetierraantesdequepuedaprocederse conotros Trabajos. 32 Conotraspalabras,elcasoesparticularmente importantecuandoeltractorequipado conhojautilizaporsimismounapartedelvaliosotiempototaldelproyecto. Paraestimarlaproductividad deltractorequipadoconhoja,debedescomponerse su ciclodetrabajo enpartes significativas. Eltractorestarácargandoduranteunapartedesurecorrido,porloquenoes necesario separareltiempodecargaparaestaoperación. Setieneeltiempovariable (TVC) queusaelempujador ensurecorridoconlacarga.Yeltiempo(TVV) queutilizapara regresar enreversaparatomarlasiguientecarga,locualhaceconlahoja levantadayvacía. Cadaunodeestostiemposvariablespuededeterminarsedividiendo simplemente ladistancia recorrida entrelavelocidad demarcha,enmetrosporminuto(m/min.)parael engranaje empleado. Lostiemposvariablesdeterminadosdeesamanera,notomanencuentaeltiempo adicional quetomaelllegardesdeelreposohastalavelocidadreguladadeltrayecto,o viceversa:Aestetiempoadicionalseleconocecomoeltiempodeaceleraciónode desaceleración, yseleconsideracomotiempofijo(TF)acausadesunaturalezaconstante.Si sehaceelviaje encualquierdirecciónenunengranaje quesolorequieraelcambiodemarcha haciaadelanteareversa,sepuedeconsiderarqueeltiempofijo delempujador esde0.10a 0.15minuto. Siesnecesariouncambioadicional aunavelocidadmasaltaencualquieradelasdos direcciones,eltiempofijo podríaestimarseen0.20a0.30minuto. Eltiempototaldelciclodelempujador sedeterminaporunamodificación dela ecuación. TT= TF+ TVC'+TW'. Paraexcavaciónenterrenorelativamentecompactooduro,yacarreorelativamente corto,elempujador dehojaviajara haciaadelantealavelocidadmasbaja ymáximapotencia. Estosignifica queelTVC, sebasaraen2.4a4.0km/hr.(40a66.67m/min).Elviaje de retornoseraunpocomasrápido,yaqueentoncesnointeresalapotencia,amenosqueel tractor regreseascendiendo unapendiente. Laproductividad máxima,osea,laproducciónesperadaenunahoradesesenta minutos,puededeterminarse usandolaecuaciónsecombinaconunfactor deabundamiento, enlacual. 33 qp=producciónmáxima,enmetroscúbicosdematerial. VI=medidoenbanco,porcada60minutos, sw=cargadelahojafrontalempujadora medidasuelta,m3. CT=factordeabundamientoexpresadoenforma decimal tiempototaldelcicloenminutos. Lasproductividadesdeoperacionesrealizadascontractorequipadodehoja empujadora, dependenprimordialmentedeltamañodelahojaydeltractorquelaempuja, así comodeladistanciaalaquesemueveelmaterial.Sepuededesarrollarunconjunto decurvas paralosdiferentes tamañosdehojasdetractor,sisenecesitahacerestimaciones frecuentes. Ejemplodeproductividaddeuntractorequipadoconhojafrontal deempuje.La operacióndeltractorconhoja,adistanciascortas,esmuycomún.Elmaterial amover,las distanciasylaspendientesdeláreadetrabajo, yelequipoautilizar,puedenvariarsey asimismodeterminarse.Porlotanto,debecalcularselaproductividad paracadaoperación.A continuación,sepresentaunejemplo,paraenseñarcomosehacentalesdeterminaciones. Datos:unahojarectade3.90mdelargoy 1.20 mdealtura, sujeta auntractordeorugas(detransmisióndirecta)de 190hp,paramovermaterialarenososeco30metros, horizontalmente. Hallar:unaestimacióndelaproducciónnormalquedebe esperarseenunahoradetrabajo deSOminutos. Resolución:(a)determinarlacargatotalarrastradaporestahoja estimarelmaterial sueltousandolaecuación. V2= (1.5x1.2) x 1.2x3.9 =4.21m3. 2 ydelatablasw= 1.14, demaneraque Vb= 4.21 =3.69m3,medidaenbanco. 1.14 34 (b)paralostiemposdeciclo,sesuponequeel empujadoravanzaenprimeravelocidad(2.4km/ hr=40mpm)yqueretrocedeen2a.velocidad enreversa (3.2km/hr=53mpm). 30 TVC+TVV= 30 + ; 40 53 (tiempodeviaje)=0.75+0.57= 1.32minutos; suponiendoquesehaceuncambio,TF=0.3,de maneraqueTT= 1.32+0.3= 1.62minutos. (c)hallarlaproductividad,usandolaecuación 60 x 3.69 qp= = 137m3/hr, 1.62 yparaunahoradetrabajode50minutos, 50 qn= x 137= 114m3/hr. 60 TABLA 2 Tiempos del ciclo para tractores de orugas de empuje o de tiro, trabajando con motoescrepas de tractor dotado de neumáticos de caucho Tiempo, en minutos Operación Ayudar a la carga de la motoescrepa Maniobras: retroceso, giro, y contacto con la motoescrepa Kspera por la motoesuepa siguiente Retrasos menores Total del citlu Intervalo 0.9-1.0 0.5-1.2 0.0-1.0 0.0-0.8 T5-3.2 Promedio 1.1 0.8 0.4 0.2 2.5 35 02 FIGURA 1 04 06 0.S 10 1.2 Tiempo de carga, minutos "¡urvas de rrecmiiento de la carga para diversos tractores-empujadoreJ (cortesía dr la Caterpillar Tractoi Co) Tractores, del mas grande al más pequeño Distancia a la que se mueve el material, metros FIGURA '¿ Comparación de las productividades de los tractores equipados con hoja de empuje. 36 T R A C T O R E S 39 40 VI.PRODUCTIVIDAD DEUNA MOTOCONFORMADORA. Laproductividad deunamotoconformadora ensuoperaciónbásicadenivelación,se calculadeacuerdoconeltiempoutilizadoparahacersutrabajo. Estaesdiferente dela productividad deuntractordehojafrontalydeotrosequiposparamovimientodetierras,los cualessecalculanhálanosenlosmetroscúbicosmovidosporhora.Enelcasodeuna motoconformadora, elvolumenrealdematerialmovidoesdemasiadovariableynose consideradeprimeraimportancia.Loqueesmássignificativo paraesteequipoeselnúmero depasadasqueserequierenparanivelarunáreadada,osea,lasvecesquela motoconformadora tienequerecorrereláreahastanivelarlacompletamente.Elnúmerode pasadasdependedelestadoinicialdelasuperficie anivelarydelaprecisiónenelacabado. Engeneral,lavelocidaddeavanceesrelativamentelentayconstante,parapermitiral operadormantenerbuencontroldesunivelación.Laexperienciadeloperadorbajo las diferentes condicionesdenivelación,haráposibleestimarelnúmerodepasadasquese necesitanparahacerlaoperacióndenivelación. Sepuedenemplearvaloresestimadosdetales variablesparadeterminarlaproductividad deuna motoconformadora. Lafórmula queseempleaparadeterminareltiemporequeridoparahaceruna operacióndenivelaciónes: (df + dr) T = ( v f +vr ) N ,enminutos E enlacual, df =distancia,enmetroslineales,quedeberecorrer lamotoconformadora haciaadelante,enuna direcciónporciclo, dr =distanciarecorridaenelretorno,paracomenzar elciclosiguientedenivelación, vf =velocidadmediadeavance,enmetrospor minuto, vr =velocidad mediaderetorno,enmetrospor minuto. 41 N =númerodepasadashaciaadelante,quedebe hacerlamotoconformadora pasandoporun puntodadodeltramoqueseestanivelando. E =eficiencia deoperacióndela motoconformadora. Silaoperaciónessuficientemente corta,elretornopuedehacerseenreversa, recorriendolamismadictanciaqueenelviajehaciaadelante.Entalcaso,lavelocidaddel viajepuedetomarsecomoelpromediodelasvelocidadesdeavanceyretroceso,va.Entonces laecuaciónanteriorpuedecambiarsea: T = 2dN enminutos vaE enlacual,lasliteralestienenelmismosignificado queenlafórmula anteriorydesla distanciarecorridaenunadirección,expresadaenmetros. Laeficiencia deoperacióndeunamotoconformadora dependedeunavariedadde factores,entrelosquesecuentanlahabilidaddeloperadoryloslincamientos sobrelosqueha deguiarse,esdecir,lasestacasolaslíneasalasquehadenivelar.Otrofactor claveeselgrado deuniformidad, laregularidadolarectituddelaoperación.Lanivelacióndeuncampode fútbol americanodebehacerseconmuchamayoreficiencia queladelaspendienteslateralesy acequiasdedesagüedeuntramocurvodecamino. Silamotoconformadora trabaja porsimismayeloperadorregulasutiempo productivo,laeficiencia E,puedevariarentreel70yel90%.Confrecuencia una motoconformadora trabaja enunaflotilladeequipoparamovimientodetierras.Bajo tales circunstancias,quizálamotoconformadora nosealaquecontrolelaproduccióndetodala operación.Enesecaso,laeficiencia delaoperacióndelamotoconformadora severíareducida aunvalorinferior alintervalodadoantes. 42 Ejemplo deproductividad delas motoconformadoras. Seusaraunejemploparademostrarcomosedeterminaeltiempoproductivodeuna motoconformadora. Consideramos lanivelacióndeuncampodefútbol americano,enelque sehavaciadoconciertauniformidad material suelto.Estematerial eslo suficientemente granularcomoparapermitir sudesagüe,siseelevaelniveldelasuperficie existente 15 centímetro,ysecompacta.Lavistaenplantadeláreadelcampo,queapareceenla figura muestradosacercamientosdelaoperacióndenivelación:Elprimermétodoilustrado, comienzaenelladosuperiordelcampo,ysiguerecorridos,portramos,avanzandoy retrocediendo. Secuentacomounapasadacadavezquelamotoconformadora avanzadesdeun extremodelcampohaciaelotro.Sesupondráquecadapasadadela motoconformadora, provistadeunahojade3.30mdelargo,cubreunafaja delcampode2.40metrosdeancho. Ademas,quecadafaja requierecuatropasadasparaeliminarlaspilasynivelarelmaterial satisfactoriamente. Entonces,N=24/2.40x4=40pasadas. Paraesteprocedimiento,seutilizaralaecuaciónconunavelocidadmediahacia adelanteyhaciaatrás.Silamotoconformadora avanzaaunavelocidadmáximade6.4km/hry retrocedeaunavelocidadmáximade 19.2km/hr,lamaquinatendrá,unavelocidadmedia,con tiempoparaaceleración,etc;va=9.6km/hr.Sesupondráquelaeficiencia dela motoconformadora, independientementedelosdemásequipos,esdel 80%.Entonces,el tiemporequeridoparalaoperaciónsera: T= 2 x 1 0 8 x 4 0 =68minutos. 9.6 (16.67)0.80 Elotroprocedimiento,consisteenavanzarcontinuamente,aunavelocidad mediade, digamos4.8km/hr,dandovueltascerradasfuera deláreadecampo.Estosignifica quecada viaje quedalamaquinadesdeunextremodelcampoalotro,encualquieradelasdos direcciones,esunapasada:Lalongituddecadapasadadebeaumentarseporlavuelta semicircular quedaencadaextremo:Entonces,usandolaecuaciónmodificada setiene: T = (108 +3.14x6) x 40 = 8 0 minutos. 4.8(16.67) 0.80 43 VILPRODUCTIVIDADDEUNAMOTOESCREPA. Laproducciónotrabajo útilquepuedeesperarsedeunamotoescrepaenunahora, dependedevariosfactores. Porsupuesto,lascaracterísticodediseñoylascapacidadesdela motoescrepasonsololasmasimportantes.Adicionalmente,laproductividad dependerá: (1) lanaturalezadelmaterialexcavadoycargado;(2)lapotenciadisponibleparacargar;(3)las rutasdeacarreo,suspendintes,sualienaciónyestado;(4)lasvelocidadesderecorridoqueson posiblesentramoscontinuosderutadeacarreo;y(5)laeficiencia deloperadorquemanejael equipo.Elmaterial queseestamanejando,afecta alaproductividad delamotoescrepaporsu reacciónasercortadooexcavadoycargadoalrecipientedeella. Elmaterialtrabajable óptimo,eselquenocontienemuchomaterialaglutinanteo cohesivo,comolatierradelabor,laarcillasecaohúmedayellimoarenoso.Unmaterialque sedesprendedesumatrizenterrones,comolaarcillaseca,eselmasdeficiente parafinesde produccióndevolumenconmotoescrepas,porquedaorigenagrandeshuecosenlascargas acarreadas. Unareglapracticaquetienevalidez,yquepuedehacerseextensivaparaabarcarel elementotiempo,diciendoque"unamotoescreparequierekiloporkiloacargarenunminuto "'.Estosebasaenpruebasdecampoyenobservacioneshechasporlosfabricantes de motoescrepas.Elrendimientopuedeilustrarsegráficamente comoenlafigura(tiempo de crecimientodecargadeunamotoescrepa). Lacurvaindicaque,consuficiente esfuerzo tractivoycondicionespromediodel material,lamayorpartedeunacargacompletaseobtieneenunminutocompletodecarga:Se podríaempacarunacargacompletasiseutilizan2minutos,peroladuplicacióndeltiempono originaunasituaciónqueseacerquesiquieraaldobledelacarga. Tambiéndebereconocersequeamayorpotenciadisponible,comolaquetendríaun tractorempujador, podríalograrseunacargamayorenmenortiempo.Evidentemente,el técnicodeplaneaciónnopuedereducirsutiempodecargaacero,niutilizandolostractores maspotentesqueencuentreparacargar.Debeencontrarseunpuntodeequilibrioeconómico, queparaseruntiempodecargadelamotoescrepadeunpocomenordeunminuto,conel potenteequipoactual. 44 Conlaayudadelostractoresempujadores odetiro,sesuponequepuedealcanzarse el 100%delacapacidaddecargadelamotoescrepa.Aunnuevosistemadeaplicaciónde esfuerzo extraparacargarunamotoescrepa,selehallamadométododeempuje-tiro ode "ayudaextra":Bajo estesistematrabajan dosmotoescrepas,unidasextremoconextremo,enel áreadecarga.Paracargarlaprimera,seutilizaunbloqueempujador, demaneraquela segundamotoescrepasirvacomoenlaqueseindicaeltiempodecargaenlacurvade crecimientodelacarga.OAsetrazapartiendodelorigen(0),yextendiéndosehaciala izquierda,endireccióncontrariaalTC.Laescalaverticaleselvolumendelmaterialacargar enlamotoescrepa.Estostrazosseilustranenlagráfica delafigura,lacualconstituyeun resumendeestemétodo gráfico. Eltiempoóptimodecarga,TCs,paralamotoescrepa,seencuentratrazandounalinea tangencialdesdeelpuntoAhastalacurvadecrecimientodelacarga.Estaestangenteala curvaenelpuntoS.LapendientedelalineaAS,dalaproductividad óptimaporloquese refiere alamotoescrepa.Elvalorsedeterminacomosigue: PendientedeAS= ladovertical ladohorizontal = m3decarga/ viaje tiempodeciclo/ viaje Pendiente =m3decarga/minuto =productividad. CualquierotralíneaquesetracedesdeelpuntoAalacurva,daráunaproductividad menor;así,soloASdaelóptimoTCs. Puedeseguirseelmismoprocedimientoparaeltractorempujador, quetieneun tiempodeciclomenorentrelostiemposdecarga.SutiempodeciclosmenoselTC,variará conlalongituddelatrayectoriaydeltiempodecarga.Peroladiferenciaparael empujador puedeilustrarseconcertezarazonableporunvalortalcomoOB.Laproductividad óptimacon respectoaltractorempujador, seencuentraporlalíneatangencialBP.Yeltiempoóptimode cargaparaeltractorempujador esTCp. 45 Eltiempodecargaqueseusará,TC,debeestarcomprendidoentreTCsyTCppara quelaoperación seaeconómica.Comoeltiempototaldelciclodeltractorempujador, TTp,es muchomenorqueeldelamotoescrepa,eltractorempujador puedeayudaralacargadevarias motoescrepas.Puedejuzgarseelnúmerodemotoescrepasadicionalesquepuedemanejarel tractorempujador, dividiendo(OA+TC)entreTTp.Parahaceróptimasuflotilla, el encargadodeplaneacióndebeseleccionarunTC,bálanosenelhechodequelamotoescrepao eltractorempujador trabajen asuplenacapacidad.Sihaymasmotoescrepasque lasque puedamanejar normalmenteeltractorempujador, debeacortarseeltiempodecargaaTCp.En cambio,sisetieneexcesodecapacidad eneltractorempujador, untiempodecargamas económicoseraelTCs. LapublicacióndeCaterpillarpresentatambiénunacomparacióndelas productividadesdeconjuntos deunaacuatromotoescrepasyuntractorempujador, con tiemposdecargaquevaríanhasta 1.4minutos.Estossetransforman acostospormetros cúbico.Lasconclusionesalasquesellegaronpuedenenunciarseasí: 1.Generalmentenoeseconómicoempujarparacargarhastaquelamotoescrepaesta cargadaasumáximacapacidad. 2.Debemantenerseunequilibriorazonableentrelasmotoescrepasyeltractor empujador. 3.Debeajustarse eltiempodecargaentreloslímitesTCpyTCsparasatiafacer las condicionesdeacarreovariables,demaneraqueseamínimoeltiempodeesperadelas motoescrepasydeltractor empujador. Unamaneradedeterminaruntiempodecargarazonablesintenerquetrazaruna curvadecrecimientodelacarga,eslasiguiente.Cualquieraqueseaqlplandeequipoenque sepiense,sesuponequepuedecargarsenormalmentecercadel 100%delacapacidad del recipiente,locualforma labaseparalaecuaciónsiguiente: TC = WL x 100 ETL EL enlacual,TC = tiempodecargaenminutos. WL= pesodelmaterialacargar,enkilogramos. ETL=esfuerzo tractivodisponibleparacargar,de todaslasfuentes, enkilogramos/minuto. EL=factor deeficiencia decarga. 46 Sidosomasunidadesmotricestrabajanjuntasynoseconoceelesfuerzo tractivo real(ET L ) paracargar,resultaadecuadosuponerqueETL=WL. Hagamosunejemplo deaplicacióndelaecuación. Supungaqueunamotoescrepa puedelograrunacargacompletadearcillasecaquepesa22,700kilogramos.Eneltrabajo de unamotoescrepa, siobtenemosdeltractorempujador ydeltractordelapropiamotoescrepaun esfuerzo tractivoneto(deduciendo laresistenciaalrodamiento,etc.)paracarga,calculadoen 25,400kilogramos,eltiempodecargacorrespondiente es: TC = 22,700 x 100 = 0.99min. 25,400 x 90 Siseusaraelmismoconjunto deescrepaytractoresparacargarpiedravoluminosa,el tiempodecargaseriaTC = 1.79 minutos.Larazónporlaquetomamayortiempolacargade piedravoluminosa,esqueestematerialnoseconsolidaconfacilidad, comosucedeconel limoolaarcillaseca.Entalcaso,debeseguirselaguíadelapublicacióndeCaterpillar. Efecto delarutadeacarreo.Latrayectoriayelestadodelarutadeacarreoquehade recorrer lamotoescrepasonfactores claveparasuproductividad. Laplaneacióndelarutadebe considerarlaspendientesylasvueltas.Cadaunidaddeporcentaje dependienteascendente, implicaquelaunidadmotrizejerza 10kilogramosportoneladadepesoenmovimiento.Este eselpesodelamotoescrepaydelacargadematerialquearrastra.Elrecorridopendiente abajo, aportaunaventaja depotenciade 10kg/ton/1%dependiente.Porlotanto,resulta benéfico acarrearunacargapendienteabajo yascenderlaconelequipovacío.Porsupuesto,no siemprepuedehacersetalelección.Enlaplaneaciónesposibleconsiderarlaalternativade acarrearhaciaarribadeunapendientepronunciadaderecorridocortoquepuedasubirseala velocidad demenorpotencia,oaceptarunapendientemenospronunciadaperomaslargosu recorrido,pararecorrerla enunengranaje paramayorvelocidad.Lascondicionesa seleccionar, dependerándelasvelocidades ydistanciasparatodoslostramosdelaruta,ypor lotanto,tambiéndeltiempototaldelviajeredondo. Lasvueltasquedaunamotoescrepaensurutadeacarreo,implicantiempoadicional. Unavueltade 180°tomaaproximadamente uncuartodeminuto.Porlotanto,unciclo completo deunamotoescrepa, desde lacargahastaelvaciado eincluyendo suretorno,tendrá unmínimodedosdeestasvueltas(360°),yenconsecuencia,0.5minuto/ciclo. Tiempo de carga 0.2 0.4 0.6 0:8 1.0 1.2 TABLA 3 D9G 2-D9G DD9G 8.0 13.0 15.8 17.2 18.1 18,7 9.3 15.2 16.8 17.8 18.6 12.2 16.4 17.7 18.4 Factores de eficiencia de carga de las inotoescrepas Eficiencia de carga, EL , en % Material considerado Tierra vegetal Linio arcilloso (bajo contenido de Limo arenoso Arcilla, seca Arcilla, pesada, húmeda Arena, suelta Grava, suelta Arcilla y pizarra blanda, densas Piedra de glaciar, a granel Pizarra blanda o roca, deleznables humedad) 100 97 95 90 80 75 67 60 50 33 48 Lasvueltasadicionalesqueseincluyaneneltrayecto,agregaranaltiempodelciclo 0.25minuto/vuelta de 180°.Obviamente,debenevitarselasvueltasinnecesarias. Elestadodeuncaminodetierraparaacarreo,puedevariardesde"compactoybien conservado"hasta"acanalado,lodosoycarentedetodaconservación".Paraelequipodotado deneumáticosquetrabaja sobretierracompactaybienconservada, laresistenciaal movimientoesde20a35kilogramosportoneladamétricadepesoenmovimiento. Silasuperficie delarutadeacarreoestaacanalada,lodosayenmalestado,esta resistenciaserade75-110kg/ton.Laresistenciaalrodamientoimplicalaaplicacióndeun esfuerzo tractivoequivalente,porpartedelaunidadmotriz,paraimpulsarlamotoescrepaen movimiento.Mientrasmayoresestaresistencia,maspotenciaserequiere.Paraunaunidad motrizdada,unamayornecesidaddepotenciarepresentamenorvelocidad derecorrido.Enla comparacióndelascondicionesposiblesdelasuperficie deacarreoarribaindicadas,habría unadiferencia de2a4vecesenlasvelocidadesderecorrido,sifueran directamente proporcionales alaresistencia. Porsupuesto,lavelocidadrealderecorridoesinversamenteproporcional alas necesidadesdepotencia.Peroexisteunarelaciónlosuficientemente próximacomopara sugerirqueelencargado planeacióndelequipodeconstruccióndediqueatenciónalestadode susrutasdeacarreo.Larazónesqueeltiempodelcicloplaneadoparalamotoescrepaque arrastrasucarga,debeserlomascortoposibleparalograrquelaoperaciónseaeconómica.Si puedereducirse laresistenciaalrodamiento delarutadeacarreoparapermitir surecorridoa mayorvelocidad,debehacerselonecesarioparalograrlo.Paraunaoperacióngrandede movimientodetierrasquerequierademuchasmotoescrepas,puederesultareconómicotener unamotoconformadora enlaobra.Esteequiposeusaríaparaconservarenbuenestadolaruta deacarreoymanteneralmínimolaresistenciaalrodamientoparalasmotoescrepas. Lasvelocidadesposiblesderecorridodelamotoescrepadependendelasresistencias almovimiento,principalmente delaresistenciaporpendienteylaresistencia alrodamiento, asícomodelaunidadmotrizdequesedisponeparacontrarrestarlas. Estambiénsignificativo, eltipodeunidadmotrizqueseutilice.Sisetratadeuna unidaddeltipodeconvertidordepardetorsiónodecambiosdepotencia,eloperadortendrá queescogersimplementeelintervalodereduccióndevelocidad apropiadoparalas diferentes fases delciclodelamotoescrepa.Estopuederepresentarsolamenteuncambiodeengranaje de baja velocidad (mayor potencia)paracargar,aunengranaje demasvelocidad(menor potencia)paradesplazarse 49 Launidaddepotenciaseajustara automáticamentealasdiferentes demandas(de potencia),yconsecuentemente,alasvelocidadesquerequieranlasdiferentes condicionesde viaje sobrelarutadeacarreo.Silamotoescrepallevaunaunidaddepotenciadeltipode transmisióndirecta,eloperadortendráquehacerelcambioalengranajemasapropiadopara cadapartedesuciclo.Lacargaseharáprobablementeenunengranaje debaja velocidad. Elascensodeunapendienteconcargacompletaseharátalvezenunasegunda velocidad,mientrasqueelviajeenunasuperficieprácticamentehorizontalseharáaunaalta velocidad deavance.Lasvelocidadesnormalesparacubrirlasdistanciasdecadatramolas regiránlasvelocidadesdelosengranajes escogidos.Sinembargo,tomatiempoenhacercada cambioyenacelerarhastalanuevavelocidad.Demodosimilar,tomaalgodetiempoen desaceleraryenfrenar parabajar deunaciertavelocidadaotramenor.Puedeconsiderarseel tiempodeunciclodemovimientodetierrasporaceleración,desaceleración yfrenado, hálanos enfactores talescomoeltipodeunidaddepotenciaylosengranajes usadosparaelciclo especifico deacarreo.Cuandoseconocenestos,puedeconsiderarsecomotiempofijoelque incluyelaaceleración,ladesaceleraciónyfrenado (ADF).Ladefinición deuntiempofijo ( TF) nodependedeladistanciadedesplazamientoquehayaenelciclodemovimientodel equipo.Medianteestudioscuidadososdetiempo,realizadosconequiposenoperaciónconel campo,sehandeterminadoalgunosvaloresdeltiempofijo ADE.Enlatablasiguientese presentanvaloresrepresentativosdelosmismos. TABLA4Tiempode acelaración-desaceleración-franado paralaoperacióndetractores Unidaddetracción,engranajes Tractordeorugas,todoslosengranajes Tractorderuedas,cambiosdepotencia 2o.intervalo(0-16 km/hr) 3er.intervalo(0-40km/hr) Tractorderuedas,transmisióndirecta lo. a2o.engranaje (16km/hrmax.) a 3o.o4o.engranaje (hasta32km/hr.) a 5o.engranaje (hasta 48+-km/hr) TiempoADE, enminutos. 0.5 0.4 0.7 1.0 1.5 2.0 I¡ I b i I O T K 0 k Xijatituto Tfvnológico H-- ¡a ("onítmcíJón 50 Laeficiencia deoperaciónesunfactor importanteenladeterminacióndela producciónporhorasoentregarealdeunamotoescrepaparamovimientodetierras.La habilidad ypreparacióndeloperadorquetrabaja elequipoesobviamenteimportante.Sin embargo,aestaeficiencia larigentambiénfactores talescomo:(a)eldiseñoylacapacidadde lacombinaciónescrepa-tractor,(b)laplaneaciónparasucoordinaciónconotrosequiposenla zonadecargayenelsitiodevaciadoodedescarga,y(c) lascondicionesdeviaje enlaruta deacarreoyderetorno.Enlasseccionesanterioressehanestudiadoyaalgunospuntossobre estosaspectos. Elefecto delasdiversascondicionesdetrabajo eneloperadordelequipoyenla operacióndelmismo,serefleja enlosfactoresdeeficiencia. Duranteciertostiemposideales, unencargado deplaneaciónpuedetomarcomometalograrlaproducciónmáxima, aprovechando lacapacidadplenadelequipo.Sediríaquetalproductividad tieneel 100%de rendimiento,yque,siseefectúa duranteunahoracompleta,representahorasproductivasde 60minutos.Debeusarselaproductividad máximaparaseleccionarlostractoresempujadores o cualesquieraotrosequipossecundariosquehayandetrabajar conlasmotoescrepaspara movimientodetierras.Alhacerlaplaneacióndelaproduccióndelosequiposprimariospara laduración deuntrabajo, debeobtenerseunrendimientorazonablemasbajo. Elrendimientonormaldetrabajo delamotoescrepaenunperíododevariashoras,o enunoprolongado,difiereunpoco,dependiendodeltipodeequipo.Lasescrepascontractor deorugassonmasfáciles deoperar,porquesaltanmenos,tienenmenorvibraciónysus cambiosdemovimiento sonmaslentosencomparación conlasunidadesmontadasen neumáticos.Porello,esrazonablecalcularlahoranormaldetrabajo delasescrepascon tractordeorugas,en50minutos.Esdecir,elrendimientonormaldetrabajo esfw=0.83(= 50/60).Enelcasodelasmotoescrepasmontadassobreneumáticos,quetienenmovimientosy vueltasmasraídos,ymayorflotaciónyvibración,lahoranormaldetrabajo debeserde45 minutos.Estorepresentaunaeficiencia normaldetrabajo del75%(fw=0.75). Estosvaloressoncomparables alosdeterminadosporlosestudiosdetiempo realizadosporlaOficina deInvestigación sobreCarreteras(HRB),conobservacionesdemas de6,000horasdetrabajo, relativasamasdeunadocenadetrabajos demovimientodetierras. Talesestudiosseextendieronaladeterminacióndelosrendimientosgeneralesdetrabajo. Para talesdeterminaciones setomaronencuentatodoslosatrasoshabidosenlaoperación delas motoescrepas,incluyendoelmaltiempo. 51 30 60 90 Tiempo de carga, segundos FlGl'RA( 3 ) Tiempo de crecimiento de la carga de una motoescrepa. Capacidad de la motoescrepa, volumen medido en banco Tiempo del ciclo menos TC *« FIGURA 4 e 0 LT, Tiempo, en minutos Tiempo de carga, TC —>LT, Método gráfico para hacer óptimo el tiempo de carga del conjunto motoescrepa-trartor empujador. 52 MOTOCONFORMADORAS Y MOTOESCREPAS 53 ¡; /'.: 'y.,,' !•**'- ^ -J"f'i- : EE§^ ÉL - - "Wf , • ^-?*<#-f:v" "J*1» Í**¿ l£^S 54 l*C t K* Sp^*^ ' m 01 tn 56 Losresultadosindicaronquelosrendimientosgeneralesomediasdeoperación (fa), sondealrededordel60%paralasescrepascontractordeorugas,ydealrededor del30%para lasdetractorderuedasconneumáticos,loscualesestán sujetos amuchosmasatrasos ocasionadosporeltiempolluvioso. Calculodelaproductividad delasmotoescrepas.Elcalculodelaproducción,o rendimientohorario,deunamotoescrepa,reúnetodoslospuntosestudiadospreviamente.Se basaenelcalculodeltiempodeproducciónenunciclo.partiendodelacargaeincluyendoel acarreo,elvaciadoyelretornoparalasiguientecarga.Luegoseproyectalacargayeltiempo deunciclo,coneltiempodetrabajo esperadoporcadahora.Estodalaproductividad. VIH.PRODUCTIVIDADDEUNCARGADORFRONTAL. Laproductividad deuncargadorfrontal secalculaenmetroscúbicosporhora.Puede determinarse,estimandolacargarealmedidaenbanco(odepago)dematerial,ycalculandoel tiempoquetomaelmanejar cadacucharónlleno.Enotraspalabras,elencargadode planeaciónestimalacargadelcucharónysutiempodeciclo.Luegopuedecalcularla productividad paraeltiempomediogastadoencadahoradeproducciónreal.Estaeslamanera deestimarlosmetroscúbicosporhoraparacualquierequipodeconstrucciónquemaneje material agranel. Eltamañodelcucharónquellevaelcargador lodaeltamañodeesteultimo,soloque enyardascubicas(1yardacubica=0.7646m3). Loscargadoressevendende 1/2 yardacubica,de5yardascubicas,de 15yardas cubicas,etc;ydevariostamañosintermedios.Eltamañoindicalacapacidadenyardas cubicas,deacuerdoalanormadelaSAE(SocietyofAutomotiveEngineers,oSociedadde IngenierosAutomotrices),lacualeslacapacidadnominal delcucharóncopeteado.Por supuesto,elmaterial copeteadoesmaterial suelto,yparadeterminarlacargadepagomedida enbanco,esnecesarioaplicarunfactor dedilataciónestimado. Eltiempodeciclodeuncargadorparamanejar cadacucharón,debesepararseen varioscomponentesclave.Estasubdivisióntieneporobjeto separarlostiemposvariables,los cualesdependen delasdistanciasquerecorreelcargadorconcadacucharón lleno,delos llamadostiemposfijos.Eltiempofijo,TF,comprendera aquellaspartesdelciclodelcargador que sonrazonablemente constantes,cualquieraquesealaoperacióndequesetrate. 57 Laspartessonlostiemposrequeridosparacargarelcucharón,paracambiar las velocidades,paragiraryparavaciarlacarga.Paracualquiertipodearreglodelaoperacióny cualquier distanciademovimientodelacarga,seestimaqueelvalordeTFesde0.25a0.35 deminuto(15a21segundos)paraunaoperaciónrazonablementeeficiente. Eltiempode maniobrasrepresentanaturalmentelamayorpartedeestetiempofijo. UnestudiodetiemposrealizadosporlaOficina NorteamericanadeCaminos Públicos(U:SBureauofPublicRoads)sobrecargadoresmontadosenorugas,demostróqueel tiempodemaniobrasseencuentraenelintervalode8a 19segundosparacargarconun promediode 13segundos.Esteesunpromedioaltoporqueseobservoencargadoresde modelosatrasados;sinembargoconcuerdarazonablementebienconelintervaloactualdeTF anteriormentedado. Cargadoresfrontalesparamovimiento detierras. FIGURA 5 Vistaenplantadelacomodoidealdeun cargador frontal. Banco del material por excavar 30 90 150 Acarreo en una dirección, con cucharón lleno, metros FIGliKA 6 Tiempo del ciclo de un cargador frontal 300 58 Eltiempovariablederecorridosebasaenlasvelocidadesderecorridoyenlas distanciasarecorrer entrelacargayladescarga,yluegoenelretornoparalasiguientecarga. Elcambiodevelocidades,elgiroylasmaniobras,engeneral,sehacenentrelospuntos extremosdecadaciclo.Enla figura seilustraunacomodoidealdeoperaciónparalograr altaproductividad delcargador.Enla figura sepresentaunesquema,vistoenplanta,detal acomodo.Elciclodelcargadorenesteacomodoideal,consisteencargarelcucharóncon materialdelbanco,retrocederhastaunpuntoconveniente(a)paragirar,avanzar,vaciarel camiónyregresaralpuntoa,paraluegoavanzardenuevoyexcavarlacargasiguiente.Porlo tanto,eltiempovariable(TV)deunciclo,cubrirálasdistanciasdemovimiento di yd2,tanto haciaadelantecomohaciaatrás.Paraalgunosvalorestípicos,elTVpuedeestimarsecomo sigue: Tiempoenminutos engranaje yvelocidad (mpm) paradi =d2=4.5m; 6m Avancea4 km/hr (80) Reversaa8 km/hr (133) 2x4.5/80 =0.113; 12/80=0.150 2X4.5/133=0.068; 12/133=0.090 TVtotal =0.18 =0.24 Sielmaterial esfácil decargar,estaseriaunaoperaciónidealdecargaentodoslos aspectos.Entonces,podríaestimarseeltiempototaldelcicloTT,porlaformula TT=TF + TV: TT=0.25 + 0.18 = 0.43minuto. Paralosmovimientosmínimosde4.50mencadadirección.Estoconduceauna productividad máximaodepicoparaelcargadortrabajando sinatrasos,queseencuentrapor la formula: SAE qp= 60 x sw TT 59 Parauncargadorde 1 yardacubica(0.76m3)trabajando enarenasecaylimpia (14% deabundamiento) conelacomodoidealdeoperaciónqueacabamosde describir. 1.0x0.76x60 qp= =93m3/hora. 1.14x0.43 Unadelascausasdemayoratrasoenlaoperacióndeuncargador frontal con unidadesdeacarreo,sedebealacomododeunanuevaunidaddeacarreoensulugar,paraque lacargueelcargador.Aestepuedellamárseletiempode"acomodo",ST,yseestimaquetoma unpromediode0.25minutoporunidad.Paracalcularlaproductividad nodebeagregarseel totaldelosSTaltiempodeciclodelacargadora.Silosequipossehacentrabajar enuna forma coordinada, sepuedeacomodarunaunidaddeacarreomientraslacargadoralograsu siguientecargadecucharón.Quizáshayaunamanerademanejar estefactor ydereconocer quelaexactitud alacentésimademinutonoesrealistaenlaestimación delTT.Unamanera consistiríaensuponerqueelvalorausarparaeltiempodelcicloseencuentrasumandoTFy TVyagregandounvalorparaSTcomprendidoentre0.1y0.2minuto,paraqueelvalordel TTresulteredondeado aldécimodeminuto.Porejemplo,elacomodoalquehemosllamado ideal, conciertatoleranciadetiempoparaelacomododelasunidadesdeacarreo,podiría estimarseconuntiempodeciclo, TT =0.43+0.17 =0.6minuto. Laproductividad, anteriormentedescritaparaladistanciadeacarreomuycorta,es igualmenteaplicablealoscargadoresmontadosenorugasyalosmontadosenruedas.Silas cargasdelcucharóntienenquemoverseamasde9metros,oalgosimilar,esprobablequeel cargador deruedasseamasefectivo. Enefecto,enuntajo ocanteradeagregados,elcargador puedemoversedesdevariasdecenashastaunos300metrosparavaciarsucucharóncargado. Lasvelocidadesmasaltas,de 12.8a24km/hr,deloscargadoresde4ruedasconneumáticos, utilizadasenlasdistanciasmayores,daránlaproductividad elevada deseada. 60 Cuandolaoperacióndelcargador impliqueelacarreodecucharonesllenosalargas distancias,lasproductividadestendrándosvariablesprincipales,lacapacidad delcucharondel cargadoryeltiempovariabledelciclo.Estasseexpresanenlaecuacióndelaproductividad máximaodepico,enmetroscúbicosdepago(medidoenbanco)porhora. (capacidadnominal SAEx0.7646)entreSw qp = x60 TV + TF + (0.1a0.2) endondelacapacidadnominal SAE,eseltamañodelcucharónenyardascubicas; ( %dedilatación ) 1+ ; ( 100 ) TVyTfsedescribenpreviamenteenestasección;y 0.1 a0.2 seagregaporeltiempodeacomodo,oparamaniobras extra. sw =factor dedilatación= Cuandoelmismoestimadordebecalcularmuchasoperacionesparauncargador dado,esconvenientehacerunagráfica delasvariablesprincipalesqueintervienenenla determinación delaproductividad. ElTVesunavariableprincipalquepuedegranearseen combinaciónconelTF,comoseilustraenla figura .Eltiempofijocomprendealtiempo paracargar,parahacercambiosdevelocidad,paragiraryparavaciar,asícomoelrecorridoen reversade4.5metrosencadaextremodelarutadeacarreo.Siseusanlosengranajes de velocidad masalta,debeaumentarse elTFpor0.1minutoomas,debidoacambiosde velocidad,aceleración,desaceleracióny frenado. 61 VIH.1.PRODUCTIVIDADYCOSTOSDELOS CARGADORESPORTRANSPORTADORES DEBANDA. Losprimeroscargadoresportransportadoresdebandadeltipodearrastre(no autopropulsados)hanpodidoproducirentrelos750ylos 1,500 metroscúbicosporhora, bajo condicionesidealesybuenaseficiencias deoperación.Enconsecuencia,paralostrabajos que seefectúan enterrenoplanoyenunáreadecortalargaparaexcavar(conunmínimode vueltas),estacombinacióndeequipopuedecargarlatierraaeseritmoconuncosto aproximado de6.5centavosdedolarpormetrocubico.Hacevariosaños,sedeterminoque talesequipostienenunaproductividad deltrabajo alrededordel67%.Lascargadorasarrastre masmodernaspuedenexcavarhasta2,300m3/hr. Lasconformadoras elevadoras,siendolaversiónmaspequeñadelascargadorasde arrastre,puedenmoverde460a600m3/hrdematerialconbuenascaracterísticasdecarga.Su producciónsereduceconsiderablementealmanejarelmaterialmasdifícil.Elequipomas pequeñoyespecializadoqueseusaparaensancharcaminos,etc;conelquesehacencortesde 0.60a 1.20 mdeanchoyhasta40centímetrodeprofundidad, excavahasta300m3/hren condicionesóptimas. Loscargadoresportransportadordebandaintroducidosalrededorde 1960para trabajar enposiciónfijateníanmenorproductividad quelascargadorasdearrastremas antiguas.Puedenmoverde 1,500 a2,750m3/hr,sisealimentasuficiente materialal transportador debandamediantetractoresequipadosconhojaempujadora. Labandadescarga elmaterial aunaalturade3.0a5.40m,acamionesdealtavelocidadoavagonesdevaciado porelfondo. Conunidadesdeacarreode 15a23m3decapacidad,labandapuedecargaruna cadamediominuto.Dichocargadordebandatieneuncostooriginalrelativamentebajo,que variade30,000a75,000dolares.Noobstante,elcostodecargarlatierraconesteequipoes cercade 13centavosdedolarpormetrocubico,porconceptodeequipo.Loscincouocho tractoresconhoja representanuncostoconsiderableenestaoperacióndecarga,peroelmayor costodecargasecompensaporelgranvolumenquesemueveenunidadesdeacarreoenalta velocidad,condistanciasdeacarreode 11/2 kilómetrosomas. Paradiseñarunexcavadordealtaproducciónquepuedatenerunmayornumerode aplicaciones,losfabricantes handiseñadoequiposdemenorproductividad. TABLA 5" Potencia necesaria (hp) en la flecha del motor, para elevar verticalmente cualquier material a cualquier velocidad de la banda 1 Elevación vertical, pies 50 r> 10 20 JM» 40 50 r.o 70 80 0.25 0.51 1.01 132 2.02 2.53 3.03 334 4.04 Capacidad (q), en toneladas por hora {toneladas de 2,000 lbs) 100 150 200 250 300 350 400 500 600 0.51 1.01 2.02 3.03 4.04 5.05 6.06 7.07 8.08 0.76 132 3.03 4.55 6.06 738 9.09 10.60 12.12 1.01 2.02 4.04 6.06 8.08 10.10 12.12 14.14 16.16 1.26 2.52 5.05 7.57 10.10 12.62 15.15 17.67 20.20 131 3.03 6.06 9.09 12.12 15.15 18.18 21.21 24.24 1.76 333 7.07 10.60 14.14 17-67 21.21 24.74 28.28 2.02 4.04 8.08 12.12 16.16 20.20 24.24 28.28 32.32 232 5.05 10.10 15.15 20.20 25.25 30.30 35.35 40.40 3.03 6.06 12.12 18.18 24.24 30.30 36.36 42.42 48.48 to 63 CARGADORES FRONTALES Y DEBANDAS en si*-* s **<* A*f. jw* *S£3L* *M * * * * * *^»: st&Í *HM «¿ Mp Ü$ > • % , %;** Ml' en 67 Elexcavadorcontinuodecangilones,queesuncargadorintegradoenunasola unidad,yquerequiereunsolooperador,puedecargaralrededorde 1,340 m3/hr.Elcosto originaldeesteequipoespecializadoessimilaraldelaspalasmecánicasde4a6yardas cubicas(3.0a4.6m3).Bajo lascondicionescorrectasdetrabajo sunmedioeconómicopara excavarycargarmaterial deterracerias.Otrofabricante deestetipodeequipostieneunalinea demodeloscuyaproductividad variaentre300y2,650m3/hr. IX. PRODUCTIVIDAD ENLASOPERACIONESDE EXCAVACIÓNDETRINCHERAS. Paralostrabajos deexcavación detrincheras,elritmodeproducciónseexpresaen metroslinealesporunidaddetiempo.Laproductividad deestostrabajos seexpresaamenudo enmetrosporhora.Debeestablecerseunadistincióncuidadosaentreelrégimendeexcavación delmaterial delatrincherayelrégimendeproduccióndelaoperacióncompleta.Esteúltimo comprende laexcavación,lainstalacióndelconductoyelrellenadodelatrinchera.Sitienen querecibirse lasparedesdelatrincheraparatrabajar ensuinterior,puededejarse abiertamas tiempodelnecesario,porquenosetieneprisapararellenarantesdequeocurranderrumbes.Se acortaríaesteelementodetiempo,sihubieranecesidaddevolverausarestematerialde soporte.Entodocaso,elrégimendeproduccióndelaoperacióncompletadeexcavaciónde trincheras,esbastantevariable,exceptocuando setratadesimpletendidodecable. Laproductividad eselrégimenconquepuedemoverseelexcavador, siguiendola líneadelatrinchera.Estaseproyecta,porlogeneral,delanchomínimo,oseael suficiente paraelconductoyelespaciodetrabajo necesario.Porlotanto,elrégimendeproducción expresado enfunción delvolumenexcavado,porejemplo enmetroscúbicosporhora,carece deimportancia.Losequiposversátiles, comolasretroexcavadoras,puedenmanejar un volumenmayorqueelquemuevenexcavandotrincheras.Sonlosmetroslinealesdetrinchera excavada,porminutooporhora,losquecuentan. Elrégimendeexcavacióndeunaexcavadoracontinuadetrincheras,esuna productividad quepuederegularse.Variaconlaprofundidad yelanchodelatrinchera,conla solidezdelmaterial porexcavaryconlapotenciadisponibleolaqueselecionaeloperador. Cuando seinicialatrincheraparalascondiciones especificadas, puedemantenersela producción elamáquina,enmetroslinealesporminuto,hastaqueunfactor cualquierala interrumpe. 68 Lascurvasdelafigura7 sonunarepresentacióndeestaproductividad,q.La familia decurvasindicalaclasedevariaciónqueesdeesperarenlosregímenesdeproducción,para lasdiferentes maquinasexcavadorasdetrincheras,bajo condicionesvariablesdetrabajo. La curvasuperioresparalaexcavadoradetrincherasmasgrande,deltipoderueda,enmaterial fácil deexcavar;lainferior esparalaexcavadoradetrincherasmaspequeña,deltipode cadenacontinua.Enunterrenoenelqueunaexcavadoradetrincherasgrandepuedeexcavar unazanja de2.10mdeprofundidad, a3m/min,otramaspequeñapuedeexcavarsolouna zanja de 1.35 mdeprofundidad, conlamisma rapidez. FIGURA7Regímenesdeproducciónenlaexcavaciónde trincheras. Las curvas inferiores son para excavación más difícil yequipo más pequeño 3.0 5.4 7.5 m/min. Productividad, q Regímenes de producción en la excavación de trincheras. Fácil 1 3 "5 Arena, grava, tierra suelta Regular Tierra empacada, grava arcillosa Semidifiril Arcilla pegajosa, roca triturada Difícil Pizarra blanda y otras rocas 95 11 ^ \ í§Líñ lite su perior ^ d e la efic encia 60 75 50 60 70 80 90 100» Eficiencia del cucharan, E, % de la capacidad flGlKA 8 t,i.•envidad de carga de las palas. 69 Paratodaslasexcavadorasdetrincheras,amayorprofundidad delatrinchera, correspondeunrégimendeavancemenor,sobrelalineadelatrinchera. Tambiénpuedeusarseesafamilia decurvasparaexplicarlaexcavaciónenterrenos masduros.Silamáquinamasgrandetrabaja enelmaterialdemasdifícil excavación,su régimendeavance,q,semuevehaciaunacurvamasbaja. Loanteriorquedailustradoporlas lineaspunteadasmaslargasdelafigura (8). Suponiendoquelacortadoradetrincheras, excavando 1.2 mdeprofundidad enmaterial fácil deexcavar,puedemoversea7.5m/min,al cambiaramaterial sólido,puedeexcavaresamismaprofundidad aunrégimendeproducción desolo5.4 m/min. Paralaretroexcavadora, elrégimendeproduccióndetrincheraexpresadoenmetros deavanceporminuto,noestanaltocomoparaunaexcavadoradetrincherasdetipocontinuo. Estoesdeesperarse,porquelaretroexcavadora noesdeaccióncontinuayautomática. Prácticamentecadamovimientodeestaoperacióndeexcavaciónescontroladoporeloperador delequipo.Selogralaventaja delaretroexcavadora cuandosetienencondicionesde excavaciónmuyvariables,porejemplo lasolidezdelmaterialporexcavar, lasuperficie del terreno,ocuandohaycambiosfrecuentes delasdimensionesdelatrincheraodesu alineamiento. Sepuedeformular unresumendelashabilidadesdelosdistintosequiposquese estudian enloqueserefiere alaexcavacióndetrincheras,comoelquesepresentaenlatabla. IX. 1. PRODUCTIVIDAD DELASPALAS. Enestasecciónnosinteresasabercomodeterminarlacantidad dematerial que maneja esteequipoenunciertoperíodo.Ladeterminación usual,consisteendeterminarel numerodeyardascubicasodemetroscúbicosexcavadosporhora.Estodependeráde: (a)el tamañoylascaracterísticodediseñodelapalaqueseusa,(b)lavariedadylacondicióndel materialqueseesteexcavando,y(c)ladisposicióndeltrabajo,juntoconlashabilidadesde operación dequesedispongaparahacerlaexcavacióndada.Porejemplo,enuntrabajo dado podidautilizarse unapalapequeña,operandomuycercadesuslimitesdepotenciaparael material sólidoycercadesusalturasmaximadeexcavaciónydevaciadoqueseindicanenla figura(8). Unapalamasgrandetendríamaspotencia,trabajaría completamentedentrodesus intervaloseficientes dedimensionesdetrabajo, ytendríamayorproductividad. 70 Porsupuesto,elcostoporhoradelapalamasgrande,seriamayor.Ladeterminación decualdelasdossehaeusar,sebasaráenlasdeterminacionesdelaproductividad ydelcosto decadaposibilidad. Laproductividad deunapaladependeengranpartedelascaracterísticodediseño queposea.Lacantidaddematerialquepuedemanejar enunperíododetiempodado,depende deltamañodelcucharón,delavelocidad demovimientodelmiembroexcavadorenla direcciónvertical,ydelavelocidadderotacióndelasuperestructuraensumesadegiro horizontal.Todasestassoncaracterísticoqueseincorporanensudiseño.Paraunapala controladaporcables,lasvelocidades segobiernanporvelocidades linealesdeloscables.La velocidaddedirecciónylasdelosdemásaccesoriosfrontales, puedenvariarentre75y 180 piesporminuto(p/m).Otravelocidaddefinida eneldiseño,esladegirodela superestructura sobresubasedemontaje. Paralaspalascontroladasporcablesesavelocidadpuedeserdetres acuatrorevolucionesporminuto(rpm). Lasvelocidadeslinealesdelcableylavelocidaddegirosonlosfactores claveque determinanelmejor tiempodecicloquepuedelograreloperadorconlapala.Elciclodela palapuededescribirseenrelaciónconlosmovimientosbásicosdelosequiposquese estudiaron. Elmalacatesecundarioencaja alexcavadordentrodesucarga,mientrasel malacateprincipal levantaalcucharóncortandoelembanque.Luego,girala superestructura delapalaparavaciarlacargaendóndesedesee.Segiraluegoelconjunto miembro excavador-cucharon ysebajahastadejarlo enposiciónparaelsiguienteciclo. Parauncortede 10piesdealtura,eltiempomínimoparaelevarel conjunto excavadorcruzandoelmaterialpuedeserdecincosegundos.Estoselograconunavelocidad deelevación de 120fiVmin.Entonces,eltiempomínimoparagirarenunángulode90° , vaciaryregresardenuevoa4rpm,esdealrededorde8segundos.Estostiemposnotomanen cuentaeltiemponecesarioparaalcanzar lasvelocidadesgobernadas,nielquesenecesitapara lograrlasvelocidadesmenoresdenuevo,estoes,laaceleraciónniladesaceleración,encada movimiento delciclo. Tampocoestaincluidoeltiemponecesarioparavaciar lacarga,elcualdebetomarse conciertaexactitud.Estoselementospuedenagregardetresacincosegundosdetiempo necesario.Portanto,eltiempoóptimodecicloquepuedeesperareloperadorconlapala,en estasituación deexcavación, seriade 16a 18segundos.Esetiempolorigenprincipalmente las característico dediseñodelapala. Lascondiciones deltrabajo ysulocalización puedenafectar tambiénnotablementea laproductividad deunapala.Laproducciónmaseficiente, siendovariablelaalturadelcorte, seobtienecon lapalatrabajando asu"alturaóptima"decorte. 71 Estaeslaalturadelembanqueenelquetrabaja unapala,enlaqueelmiembro excavador levantaalcucharónatravésdeunacapataldematerialquelepermitelograr cargarloconcopete. Elexcavarenestaalturadecortenorequierereexcavacionparalograrllenarel cucharón,niocasionaderramedelmaterialporlosladosdelcucharónduranteelmovimiento decorte.Enunmaterial sueltoyfluido,sellenacompletamenteelcucharónexcavadorenun recorridomascortoquecuandoexcavaenmaterialpegajoso yformadoporterronesotrozos, quenollenaconfacilidad loshuecosenlacargadelcucharón. Laprofundidad óptimadecorte,variaentre4y 11piesparaelmaterialsuelto, granularoterroso.Paramaterialesdurosopegajosos,variade6a 14pies.Estosvaloresvarían enrazóndirectaaltamañodelapala.Comparandoestasalturas(alturasdelembarque)conla curvaqueapareceenlafigura(8)seencuentraquelaalturaóptimadecorteesdel25al50% delaalturamáximadeexcavación. Enlafigura9 seilustralavariaciónespecifica delaalturaóptimadecorteparapalas dediferentes tamañosyparadiferentes materialesporexcavar. FIGURA9Alturasdecorteóptimasdelaspalas. 2V» FIGURA 9 Capacidad del cucharón de la pala, yarda» cubical (1 yarda cúbica = 0.76 m s ) Alturas de corte óptimas de las palas (tomada de datoj publicado» por la Power Crane and Shovel Association\, 72 Frecuentemente,eloperadordeunapalahacemasdeunapasadaenelembanquepara cargarsucucharón.Taltendenciaocurreconmayorfrecuenciacuandolaalturadelembanque esmenorquelaalturaóptimadecortedelapala.Ocurreunavezcada5o6ciclosconalturas decortemenoresde5pies.Ellimitedefrecuenciaydeprofundidad, esmayorconun embanquequecontengamaterial voluminoso quenopaseconfacilidad porelcucharón.El hacerpasadasextraparaobtenerlacargadelcucharónesunacargaindiscutibledelos operadores,peropuedeserdifícil deimpedirquesesiga.Supongaquelapartedecargadeun ciclotomaseissegundosenuntiempototaldelciclo(TT)de 18segundos,paralograrla operaciónmaseficiente. Unasegundapasadaagregaraporlomenosotrosseissegundos.Esto hacealTT=24segundos,yrepresentaunaumentodetiempodemasdel30%.Estopodiría serjustificado siseaumentaralacargadelcucharónporlomenosenesaproporción. También puedenotarsequemientrasmayorsealaproporciónqueesetiempodecargarepresentedel tiempototaldelciclo,menosdeseableseraquelapalahagapasadasextraparaaumentarsu carga. Lacantidad decargaquellevauncucharón,comparadaconsucapacidad,esun factor vitalenladeterminacióndelaproduccióndelapala.Larelacióndelacargadelcucharónasu capacidad,recibeelnombredeeficiencia delcucharón (E).Paralosmaterialesexcavadosa pala,encondicionesóptimas,debeesperarsequeEvariaradel 110%al50%.Losmateriales quesonfáciles deexcavaryquepuededescribirsecomofluidos,talescomolaarena,lagrava o latierrasuelta,debenllenarconfacilidad elcucharónhastasucapacidad.Enelotroextremo estánlosmaterialesdurosyrocosos,que,enlasmejorescondiciones,solollenanlamitaddel cucharón delapala.Estaclasedevariación seilustraenlafigura(9). 73 Aunqueamenudosecopeteaelmaterialenelcucharón,lacargadepagorealdel material,deduciendo loshuecos,seaproximamasalacapacidad.Enlafigura(9) seilustra queenexcavaciones fáciles,queserealizanenmaterialuntantopegajoso, unmaterial copeteado,untantopegajoso,puedeserlosuficientemente compactoparaquelacargade pagosobrepase ligeramentealacapacidad delcucharón. Cuandoelmaterialexcavadoporunapalatieneunagrancantidad detrozosmuy voluminososocuandoesexcepcionalmentepegajoso ynopasaconfacilidad alcucharón,se reduceconsiderablemente laeficiencia delcucharón.Estareducciónesprácticamente iguala laproporción departesdesobre-tamañoquecontieneelmaterial.Así,sihayun20% voluminosoeneltotal,laeficiencia delcucharónseradel20%menorqueloseriasino hubieradichomaterial.Obviamente,sielmaterialvoluminosoquetengaquemanejar lapala esexcesivo,convieneconsiderarelusodeotrapaladecucharónmasgrande,oquebrarlos trozosmasgrandesdelmaterial,oempujar estematerialaunladoparasermanejadoporotros medios. Lacondicióndeltrabajo paravaciarlacargadeunapala,esunfactor de productividad quelagerenciapuedecontrolarmuydecerca.Lospuntosacontrolarson:(a)el ángulodegiroparaquelapalavacíesucarga,(b)elequilibriodetamañosentreel cucharón delapalayelrecipientedecontencióndelaunidaddeacarreoquecargalapala.Paratenerun buenequilibrio detamaños,elcontenedordeacarreodebetenerunacapacidad casiiguala 4,5 o 6vecesla capacidad delcucharóndelapala.Siseplaneasobreestabase,seeliminaráeste desperdicioquesetienealutilizarcucharonescargadosparcialmenteyseusaralacapacidad delaunidaddeacarreoconplenaventaja. Tambiénconstituyeunaprácticaútildeplaneación, elprestaratenciónalaaberturasuperiordelrecipientedecontencióndelaunidaddeacarreo. Lasdimensionesdelaaberturaenlaquehadedescargarelcucharóndelapala,debetenerpor lomenosvariasveceselanchodelcucharónenambasdirecciones.Porotrolado,laabertura nodebeserdedimensionestalesquetengaquemoverselaunidaddeacarreoolapala,durante eltiempodecarga,parapoderllenarelrecipientedeacarreo. Elángulodegironecesarioparaelciclodeexcavacióndelapalapuedecontrolarse medianteunabuenaplaneación.Enuncicloordinarioformado porexcavación,girodela carga,vaciadodelamismaygiroderetornoparalacargasiguiente,lascargaspuedenvaciarse aunladodelaexcavaciónoaunidadesdeacarreoparaquelatransporten. 74 Parauncorteenladera,lapalapuedevaciarelmaterialexcavado,pendiente abajo, enelladoopuestoaldelembanque.Enesecaso,elángulodegiroesrelativamentefijo,yesta comprendido entre 130%y 180%.Unaoperaciónquerequieraungirotangrande,tendráun tiempodeciclorelativamentelargo,yenconsecuencia,baja productividad. Cuando sehaceelvaciadoaunidadesdeacarreoquepuedensituarseencualquier posición sobrelasuperficie delterrenoquesoportaalapala,labuenaplaneaciónyelcontrol ayudaranalograraltaproducción.EnestudiosrealizadosporelDepartamentodeCaminos PúblicosdelosEstadosUnidosenladécadasiguientealaSegundaGuerraMundial,se observaronlosciclosdemasde80,000palas.Losángulosdegiromasfrecuentesfueron de 45° a90°.Detodoslosciclosmedidos,enlosquesemidióelángulodegiro,elgiropromedio resultode79°enunadirección.Haydosáreasdistintassobrelasquesehaceelgiro.Estasson: (1)eláreadeexcavación,y(2)eláreadelocalización delaunidaddeacarreo,exterioralárea deexcavación. Sepuedesuponerquesetendráungiropromediode45°eneláreade excavación. Estodejaríaungirode34°paraeláreadelocalizacióndelasunidadesdeacarreo enelciclopromedio.Esposiblereducirestaultimapartedelgiroparaobtenermayor eficiencia enlaoperacióndelapala.Labuenacoordinaciónentrelosoperadoresylos encargadosdeplaneaciónpuedelograrlo. Enlatabla seilustraelefecto delángulodegiroenlaproductividad delaspalas. Estatablamuestra,comoeradeesperarse,queparacualquieralturadecortedada,unángulo degiromaspequeñodaráorigenaunaentregamejor. Comoseexplicoantes,ycomose ilustraenla figura hayunaalturaóptimadecorteparacadatamañodepalaque trabaje excavando enunmaterialenparticular.Unapalaqueesteexcavandoenunembanquede alturadiferente delaóptima,seramenoseficiente. Estosucedeyaseaquelaalturadel embanque seamayoromenorquelaalturaóptimadecorte.Latabla seempleausandola alturarealdecortedivididaentrelaóptima,expresadacomoporcentaje alaizquierda,para cadarenglóndelatabla. Lainformación dadaenlatabla indicaunefecto combinadode 1.00 paralapalaque trabaja conungirode90°yalaalturaóptimadecorte,D(esdecir, 100%).Estosignifica que lapalaquetrabaja bajo esascondiciones,debeproducirunaentreganormaloestándar. Cualquierotrovalordelángulodegiroodelaalturadecorte,conduciráa productividades diferentes quesedeterminanhaciendocorrecciones alaproducción estándar. Comoseestudioenestasección,eltiempodelcicloparalascondicionesestándarse determinautilizando lasvelocidades lineales,lasalturasóptimasdecorte,lavelocidaddegiro, yunatoleranciaporaceleración,desaceleraciónyvaciado. 75 Estostiempossebasanenquenohabráinterrupciónalgunaenlosmovimientos planeados. TABLA 6 Efectodelaalturadelcorte(D)ydelángulodegiro (A)enlaproduccióndepala. Porcentaje de la profundidad óptima de — corte 45° 60° 75° 90° 120° 150° 180° 20% 60% 100% 140% 180% .99 1.13 1.19 1.14 1.05 .94 1.06 1.11 1.06 .98 .90 1.01 1.05 1.00 .94 .87 .97 1.00 .96 .90 .81 .88 .91 .88 .82 .75 .80 .83 .81 .76 .70 .74 .77 .75 .71 Ang ulo de giro en grados Dato» de la Power Crane and Shovel Awociation. Paraobtenerlaproductividad realdebeconsiderarseunatoleranciaporcualquier variaciónquehubiera,talcomoelatrasoquerepresentaríaelmoverlapalaauna mejor posicióndeexcavación.Unestudiodetiemposymovimientos,indicaqueestetipode movimientonecesariotomaunpromediode0.6minuto,osea,36segundos.Asimismo,dicho estudioindicaqueestemovimientosehizodespuésdealrededorde20cargasdelexcavador. Comoesteesunmovimientonecesarioparalaoperacióneficiente delapala,debería agregarse suefecto acadatiempodelcicloconcargacompletadelexcavador.Estoequivaldría aagregaraproximadamentedossegundosacadaTTdelosqueaparecenenlatabla. TABLA 7 Tiemposdeciclodepalas,ensegundos,paraaltura ÓDtimadecortevgirode90grados. Dificultad relativa de excavación Fácil Mediana Medio difícil Difícil Tamaño (del cucharón) de la pala, yardas — — — 8 1 W. /< 7« '/« 19 18 16 17 If) 23 21 20 19 19 26 24 23 22 22 28 26 24 2*> 24 Datos proporcionados por la Power Crano and Shovel Association. cúbicas 2 21 25 28 30 Pit 22 26 29 31 76 Ahoraqueseconocenlosfactores querigenlaproductividad deunapala,puede escribirseunafórmulaparaexpresarla: 3600Be (e) (A:D) qs= f TTs enlaque qs=producciónmáxima,enyardascubicas/hora. Be=capacidaddelcucharón,enyardascúbicas. E=eficiencia delcucharón. A:D=factor combinadoparaelángulodegirodelapala ylaalturadelcorte. TTs=tiempodelciclo,ensegundos,paralaoperación "estándar"delapala,con90gradosdegiroy alturaóptima decorte. Laaplicacióndelaecuación esrelativamente simple,usandolos factores determinantescomoseexplicoantesenestasección.Unejemplo ayudaraaentendersu empleo. Datos: unapalade 1 yardaestaexcavandotierra empacada(dedificultad "mediana")deun embarquebanquede6piesdealtura,ygirando elmaterial 75gradosparavaciarlo. Determinar: (de la figura )E =87% =0.87; alturaóptimadecorte(dela figura )Do =7.8; D = 6.0 — = x 100 = 77%; (estimadodelatabla ) Do = 7.8 A:D= 1.02 tiempodelciclo(delatabla ) , TTs=21segundos; 3600(lyd) (0.87) (1.02) producción,qs = =152 21 yardascúbicas/hora,basadasenuntiempode trabajo de60minutosporhora. 77 Laproductividad determinadacomosehahechoenelejemplo anterior,utilizandola ecuación ,seraelmejorrégimendeentregaposible,ynoesdeesperarsequeseobtengani porunahoracompleta.Debepoderseobtenereltrabajo normaldeunahora,trabajando lapala 50minutosdelos60disponibles.Estosupondríaunaeficiencia detrabajo fw=50/60=0.83, ylaproducción normalesqn=(rww)qs.Paralapaladeunayardadelejemplo anterior,qn= 0.83x 152= 127yardascubicas/hora. Laproducciónrealdepalas,comosucedeconlamayoríadelosequiposde construcción,esmenorquelaquedeberíaesperarse. Variosestudiosefectuados bajo elpatrocinio delDepartamento deInvestigación sobreCarreterasdelosEstadosUnidos(HRB),obtuvieronlostiemposproductivosrealesdela palas,hálanosenunciertonumerodeexcavacionesencarreteras.Eltiemporealutilizadopara excavar,fue del50al75%deltiempodetrabajo disponible.Estoequivaleaquesehubieran trabajado de30a45minutosdecadahoradisponiblede60minutos.Elrestodeltiempo fue tiempoperdidoporatrasostalescomo:movimientoscortosparalograrunamejorposiciónde excavación,manejo especialdematerialvoluminoso,limpiezadeláreadecarga,cambiode unidad deacarreo,falta deunaunidaddeacarreoenlapala,interrupcionesparaelcafé,etc. Atrasoscomoestoshacenquelaeficiencia realdelapalasetransforme enf=0.50a0.75,ysi seaplicaestaeficiencia alejemplo anterior,enelquelaeficiencia óptimaqs=152yardas cubicas/hora, laproducciónrealpodríallegarhastaelbajo valordeqa=0.50x 152=76 yardas cubicas/hora. Paralograrunamejor comprensióndetalvariación,semencionaranlosresultados encontradosporlaHRB:EnlosestudiosdelaHRBsecomparaeltiempodisponibleconel tiempoproductivoreal,enhorasodías.SiserepresentanporTlosdíasdetrabajo totales contratadosdequesedispone,eltiemponetodisponibledetrabajo, queserepresentaríaporN, podríaexpresarsecomounporcentaje deT.Eltiempoatmosférico ylosdemásequiposque trabajan conelexcavador,danorigenaunadiferencia importante entreTyN.Losllamados atrasosimportantesomayores,sonlosquetomanmasde 15minutosporatraso,yasean debidosaltiempo,areparacionesdelequipooaotrascausassecundarias.Sehaobservadoque forman untotaldel4al 80%deT.Elpromediodelasoperacionesdepalaobservadasresulto comprendido entre35y45%ytendienteaN=(0.6)Tparaeltiemponetopromedio disponible detrabajo. Elsiguienteajuste ocorrecciónconsisteenhallareltiempoproductivo realquehay enToN.Estedeberáconsiderar losatrasos"menores'cortos duranteeltiempode trabajo. Herramienta para excavación Ganchos Agarradores Heranuentas para materiales a granel Gancho Poleas múltiples simple con gancho Cucharones de draga Cucharones d e almeja _ Eslingas o lazos j j Y/ I Cubeta para concreto oanchos de pasador Plataforma de carga Plataforma de fondo falso Pesos Hojas para rellenar Cucharones de cascara de naranja R^des Ganchos especiales Mordazas é i Hincador de pilotes Rompedores de calavera o peras FIGURA 1 0 Accesorios de levantamiento para grúas (impreso con autorización d e la Power Crane and Shovel Association). CO 79 RETROEXCAVADORAS JPP ""WW OD O 81 íf •$/$},Wnrm——.. «,,, -«KSM ^fjf* •'-sssiS,--: ¿jrfl 83 Losatrasosmenores,porlogeneral,demenosde 15 minutoscadauno,sedebenalas interrupciones ocasionadasporlasoperacionesdelasunidadesdeacarreo,lasmaniobras especialesdelaspalasylasreparacionescortas.Suefecto totalpuedevariarentre 10y50% deltiemponetodetrabajo disponible,N.LosestudiosdelaHRBdeterminaronquelosatrasos menorestomaron,enpromedio,entre20y26%deT.Estosignifica queeltiempoproductivo esP=(100-40-23)%deT=0.37T,oP=(37/60)N,enpromedio. Talesobservacionesypromediosconducenaunabaseparaestimarunfactor medio deeficiencia general,fa=P/T.Sisehadebasarlaeficiencia enelusodeltiemponeto disponible,tendrálaexpresión f=P/N,comoseaplicóenelejemplo anterior. IX.2. APLICACIÓNYPRODUCTIVIDAD DELASGRÚAS. Lagrúamóvilesunequipoverdaderamenteversátil.Seutilizaprincipalmente para elevarcargasorecipientescargados.Losdispositivosorecipientesqueseutilizanparaestos levantamientos seilustranenlosesquemasdelafigura(10). Lagrúadebepoderlevantarel pesototaldelacargayeldeldispositivodelevantamiento,cucharónoplataforma. Enotras palabras,sucapacidad sebasaentodoelpesoquesesuspenderealmentedesucablede levantamiento. Lasgrúasseusanavecesparalevantamientosdegranalturaconsuplumaextendida o alargadaporlainsercióndeseccionesadicionalesdeplumaoporlaadicióndeunapuntade plumaojiba.Porlogeneral,elbastidordeforma "A"uhorquetaseextiendehaciaarriba,al alargar lapluma,paradarmejorestabilidadalaplumacargada.Estasmodificaciones sehacen cuando senecesitausarlagrúaparacolocaraceroestructuraloparamanejar concretoenbotes degrantamaño,enedificios degranaltura.Otraaplicación similarenlaqueserequiereun granalcancepuedepresentarseenlostrabajos dedemolicióndeestructuraselevadas. Generalmente,seusaunaplumadejiba odepuntaparaextenderelalcancehorizontal dela grúaporarribadelbordedeunaestructuraelevada.Porsupuesto,loslímitesdecargaentales aplicaciones sonmuchomenoresque lacapacidad máximadelagrúabásica. Laproductividad delasgrúasmóvilescarecedesentido,entérminosprácticos,enlas aplicacionesmencionadas.Esdecir,quenorepresentanadalaproduccióndelequipoen toneladas porhoraoenmetroscúbicosporhora. 84 Larazónesquelasgrúasnoserigenporestetipodeproductividad. Otrasfuerzas de laconstrucción,comolacuadrillademontaje,midensurendimientoporlastoneladasdeacero levantadasporhora,ylacuadrilladevaciadoslomideporlosmetroscúbicosdeconcreto colocadosporhora.Enestoscasos,lagrúasolocontrolaunapartedelostiempostotalesdel ciclo. Mediantelagrúasecontrolalavelocidaddelevantamientodeunacarga,lacualse basaenlavelocidaddelevantamientoaunsolocable,reguladaentre 100y400piespor minuto.Cuandosetrataenlevantamientoendosomascables,lavelocidadmáximasereduce aproximadamente enproporción alnumerodecables. Elgirodeunacargaesotrapartedelciclodetrabajo querigeeldiseñodelagrúa.El giroserealizaporlogeneralaunavelocidadmáximade4rpm.Estaesunaparte significativa deltiempodeciclodelagrúacuandoseutilizaunaplumalarga,acausadelainerciade arranqueydeparo.Elefecto delacargaporinerciacausamuchosaccidentesutilizando plumaslargas. IX.3.PRODUCTIVIDADDEUNADRAGADEARRASTRE. Elrégimendeproduccióndeunadragadearrastrepuedecalcularseen forma semejante alaproductividad delapalamecánica. Seaplicanlosmismostiposdefactores: 1.Naturalezadelmaterialexcavado. 2.Profundidad delaexcavación. 3.Ánguloenquegirasucargalaexcavadora. 4.Tiempodelciclodecargadelaexcavadora. 5.Laholguraylosmovimientosqueserequierendurantela operación. 6.Elvolumendeexcavaciónenunlugar. 7.Elbalanceodelasunidadesdeacarreocuandoseusan. 85 Sinembargo,paraunaoperacióndevaciado,ladragadearrastre,esporlogeneral,de granofinooregular,aunquepuedesertambiéntierracomún.Ladilatacióndelmaterial excavadopuedeseronosersignificativo. Sisetratadesuelodegranofinoquesetomade abajo delagua,laspartículaspuedenestarsuspendidasenelaguaqueseestamoviendo.En esecaso,ladilataciónnosignificanada,ylacantidaddematerialquesemueveencadacarga decucharóneselporcentaje desolidosquehayenelvolumendeeste.Sielmaterial sueltoes arenaogravamuymojadas,nopodráformar grancosadecopete,yunagranpartedesupeso seráeldelsuelosaturado. Estematerial seradel 5al20%maspesadoqueelmaterial seco,porloquedebe verificarse lacapacidaddecargadeladragadearrastreconelcucharónlleno,trabajando con unaplumalargayunángulobajo. Paraelmaterialmasseco,quesufre dilataciónalserexcavado,puedecalcularseel volumendelacargadeuncucharónlleno. Laprofundidad óptimadecortedeunadragadearrastre,similaraladeunapala,esla distanciamínimaquedebemoverseelcucharónenelmaterialexcavado,paralograrunacarga completadelcucharón.Comoelcucharóndeunadragasecargamientrasseestamoviendoen forma mashorizontalqueeldeunapala,esadistancianoesenrealidadunaalturavertical.Sin embargo,estefactor sebasaenuna"altura"oprofundidad quepermitaobtenerlaóptimade unadragaencomparaciónaladeunapala.Paralasdragasdearrastre,lasalturasóptimasde cortesonmayoresqueparalaspalasdelmismotamaño.Enelotroextremodelaescalade tamaños,unadragade2!4yardascúbicas,esporlogeneral,masefectiva enuncortemascorto quelapaladelmismotamaño.Entérminosprácticos,noestansignificativa unaalturaóptima decorteparaunadragacomoparaunapala,porqueladragaesmasflexibleensuoperación. Eloperadorpuedevariarsudireccióndecargaylongituddecorteparaconformarlo desde cualquierposiciónqueescogaparaexcavar. 4.2 T—I—I 1 T S FIGURA 11 S " § 3.0 •8 I 2.4 i § I'-2 0.6 J I I I L 'o *H 1 t'n 2 2'n Tamaño nominal del cucharón, yardas cubical s (1 yarda cúbica = 0.76 m ) 86 Porlogeneral,elángulodegiroparaunadragadearrastreenmayorqueparauna palamecánica.Lostrabajos enmaterialsueltoyconpendientesmasaplanadas,hacenquela dragatengamayoralcanceparasucargayvaciado. Siestavaciandoaunaunidaddeacarreo,esteequipotienequeestarmasalejado dela dragadearrastrequecuandosetratadeunapala,acausadelaspendientes. Cuandoladragadearrastreestasimplementeapilandosuscargas,esmasprobable quetengaungirocomprendidoentre90°y180°. LaPCSArecomiendaunfactor quecombinaelefecto delaalturadelcorteyel ángulodegiroparadeterminarlaproductividad deunadragadearrastre.Losvaloresdeeste factor paraunadragadearrastreaparecenenlatabla. TABLA 8 Efectodelaprofundidad decorte(D)ydelángulode giro(A)enlaproduccióndeladragadearrastre. Porcentaje déla profundidad óptimade corte 45° 20% 60% 100% 140% 180% .99 1.13 1.19 1.14 1.05 Ángulodegiroengrados 60° .94 1.06 1.11 1.06 .98 75° .90 1.01 1.05 1.00 .94 90° .87 .97 1.00 .96 .90 120° 150° .81 .88 .91 .88 .82 180° .75 .80 .83 .81 .76 .70 .74 .77 .75 .71 Seentraaestatablaconunvalordelporcentaje decorteóptimo.Porejemplo,siuna dragade 1'Ayardasestaexcavandouncortepromediode5piesensuelosueltoyarenoso,el porcentaje es5/7.5 por 100,osea67%.Estohacenecesariointerpolarentreel60%yel 100%. Conungiropromediode 120°,seestimaqueelvalor(A:D)ausares0.89.Siladragade arrastrede 1'Ayardas,conelmismogiro,estacortandounaalturamediade 12'/2pies, entoncestieneunaD= 167%y(A:D)=0.84. 87 Eltiempodelciclodeunadragadearrastreparaexcavación, secalculademanera semejante aldeunapala. Ladragadearrastretieneunavelocidad superior ligeramentemasbaja, digamosde 3.5rpm,encomparacióncon4rpmdeunapalamecánica.Conesadiferencia yla flexibilidad deuncucharón degirolibre,lostiemposdeciclodeladragadearrastresonunpocomas largosquelosdeunapalatrabajando bajo lasmismascondiciones.Enlatabla9 sepresentan algunosvaloresadecuadosparaunadragadearrastre,excavandoasualturaóptimadecortey conunángulodegirode90°. TABLA 9 Tiemposdeciclodelasdragasdearrastre,en segundos,paraprofundidad óptimadecortede girode90°. Dificultad excavación Tamañodelcucharóndedragado,yardascúbicas 3/8 Vi Excavación fácil 19 19 20 24 - Arenaograva Tierracomún Arcilladura 20 24 3/4 20 22 26 30 1 22 24 28 32 VA 25 27 30 34 2 27 29 32 37 2lA 29 31 34 39 Estostiemposdecicloestánbasadosenlaoperaciónalosmovimientosdiseñadossin interrupción. Observe,alcompararestostiemposconlosdelaspalas,ladragadearrastretoma del 10al30%masparacadaciclo.Cualquiercambiodeposicióndeladragadearrastre agregatiempoentrelosciclosregularesdecarga. Ahoraresultaútilreunirestosfactoresenunaecuaciónparacalcularlaproductividad deunadragadearrastre.Estoda: 3600 Vb (A:D) qd = , CTd 88 Enlacual, qd=producciónmáxima,enyardascúbicas/hora. Vb=volumenenmedidaenbancoquehayenel cucharón,enyardascúbicas. A:D=factor combinadoparaelángulodegirodela dragadearrastreylaalturadelcorte. CTd=tiempodelcicloensegundosparalaoperación deladragadearrastreagirode90°ycorte óptimo. X. EQUIPODEACARREO. Paraacarrearlosmaterialessueltos,agranel,enunproyectodeconstrucción,puede usarseotravariedaddeequipo.Laescrepaparamovimientodetierrasfunciona comounidad deacarreoenunapartedesutiempodetrabajo. Otrascombinacionesdetractores-remolques, queseconocencomovagonetas,sediseñanespecialmentecomounidadesparaacarreode tierras.Elcamióndevolteocomúnquerecorrelascallesylascarreteras,seutilizaamenudo comounidaddeacarreodematerialessueltos,agranel.Endécadasrecientessehan desarrolladoequiposmuysemejantes alcamióndevolteo,perodemayortamaño,parausoen carreteras. X.1.USOYPRODUCTIVIDADDELOSEQUIPOSDE ACARREO. Laseleccióndeunidadesdeacarreoadecuadasparaunaoperacióndadade movimientodematerialesdependedeunanálisiscompletodeltrabajo. Dichoanálisisdebe considerar cadaunadelaspartesdelciclodetrabajo decadaequipo.Paraunaoperaciónde movimientodematerialeselciclocomprende:lacarga,elacarreo,ladescarga,elretornoyel acomodoparatomarlasiguientecarga. Tomandoseparadamentecadacomponentedelciclosepuedediscernirdelos factores queinfluyen enlaseleccióndelasunidadesdeacarreo,seestudioelciclototaldeuna operación demovimientodetierras. 89 Elresumendedichoestudioservirápararevisarlospuntosclave: 1.Laetapadecargarequierequeseconozcan: a.Eltamañoyeltipodelamáquinacargadora. Siesunacargadorcontinuocomolos debanda;sitieneuncontrolpositivodelcucharóncomounapalaouncargadorfrontal; si tienecucharóngiratoriocomoeldeunadragadearrastre,etc. b.Eltipoyelestadodelmaterial quesevaacargar. Sifluyelibrementecomola grava;sieshúmedoypegajoso comolaarcilla;siestaformado portrozosoterronesgrandes comolarocadevoladura,etc. c.Lacapacidad deunaunidaddeacarreo. d.Ladestrezadelosoperadores. 2.Laetapadeacarreoodetrasladorequierequeseconozcan: a.Ladistanciaalaquetienequemoversecadacarga,divididaentramos continuos rectosycurvos. b.Elestadodelarutadeacarreo.Siestapavimentadaosisetratasolodeuna superficie compactada; queclasedepavimento odecompactacióntieneyencuantostramos delaruta;sisetratadeuncaminodetierra,lasresistenciasalatracciónyalrodamiento. c.Laspendientesquehayenlarutaylaslongitudesdelasmismas. d.Diversascondicionesqueafecten alavelocidad deacarreoyalmovimiento.Los cambiosdedirecciónydependientequeorígeneaceleración,desaceleraciónyfrenado. Sila rutatienebuen sistemadedesagüeosipuedenservariableslasresistenciasalatracciónyal rodamiento.Sihaypuentesopasosadesnivelporlosquedebatransitarseenlaruta. e.Lahabilidad delequipodeacarreoparatrabajar bajo lascondicionesdelcamino, laspendientes ydemásadversidadesquehayaensurecorrido. 3.Ladescargaovaciadoafecta alaseleccióndelaunidaddeacarreopor: a.Eltipoyelestadodelmaterial,comoenlaetapadecarga. b.Lamaneraenlaquehademanejarse elmaterialenelsitiodedescarga. Sihade descargarsependienteabajo deunembanque,sihadeextenderseparafinesde compactación, sihadevaciarse aunatolva,etc. c.Eltipodefacilidad queofrece elequipoparalasmaniobrasenunáreadedescarga restringida. 90 4.Elviaje deretornodebecubrirsecomoelacarreoconunacarga.Generalmente,ese componentedelciclodeacarreonorigelaseleccióndeltipodeunidad.Puedepresentarse, empero,unaexcepción,cuandolaunidaddeacarreodebaregresarvacíaascendiendo una pendientemuchomasfuerte ounarutaqueesteenpeorescondicionesquelaquetuvoque recorrerconcarga. 5.Elacomododelaunidaddeacarreopararecibirucargarequiereconocer: a.Eltipodemaquinacargadora. b.Lasdiversasposicionesquedebeadoptarelcargadorparacargarelmaterial. c.Lafacilidad demaniobrasqueofrece launidaddeacarreoparatomarunabuena posiciónparasucarga. Paraunaoperaciónenlaquedebamoversematerial sueltoagranel,yenlacualla distanciadeacarreoenunsentidoseademasdevarioscientosdepiesynohayaotros factores quepermitanqueseamaseconómicousarmotoescrepas otransportadores,probablemente sea preferible utilizarlasunidadesdeacarreocargadasporpalamecánicaoporotrotipode cargador. Sipuederecorrerseenforma efectiva unapartesignificativa deesadistanciade acarreosobrecaminosyaexistentes,laselecciónseinclinarahacialasunidadesdeacarreo paratransito sobrecarretera. Sedebenconsiderarlostractores-vagonetas devaciadoporel fondo, concargassuficientemente ligerasenlosejes,cuandoelmaterial aacarrearesde flujo ocorrimientolibreycuandotienequeextenderseamedidaquesedescarga.Enesecaso,el tiempodevaciadoesmínimo.Eneltiempoderecorridopuedeincluirsequedebeindicarun descensodevelocidad,talvezhasta 16/32km/h, paraentrarysalirdeláreadevaciado.Para lasdemáspartesdeladistanciadeacarreo,elvehículopuedealcanzarvelocidadesde60a 100 km/h.Elusodeunequipodevaciadoporelfondo requerirádeamplioespacioparagirar, tantoeneláreadecargacomoenladedesócarga,paraelequipodelquetoquetienede 12a 18m.delongitudtotalyque,prácticamentenopuedemoverseenreversa. Enelcasomascomúndeacarreodematerial sueltoporunadistancia significativa sobrecarretera,yconciertavariacióndependientesycondicionesdevaciado,laselección puedeinclinarsehaciauncamióndevolteoordinario.Lamaniobradevaciado,queconsiste porlogeneralporretrocederyvaciarenunsitiodesignado,tomaratiempodelnecesariopara elrecorrido.Ellevantamientodelacajayelvaciadodeunacargatomaalrededorde VAde minuto.Lamaniobrarealizadaeneláreadevaciadopuedellevareltiempototalplaneadopara ladescarga(TD)de Viminuto. 91 Eltiempoquesedebeconsiderarenelotroextremodelciclo,esdecir,eltiempode carga(TC),dependeráprimordialmente delequipodecarga.Entreestospuntosextremosdel ciclodeacarreoestaeltiempoderecorrido.Estetiempovariable(TV)incluyendotantoel recorridoenunadirección,conlacarga(TVC),comoeltiempoderetornovacío(TVV) Parahallarlostiemposderecorridodebedescomponerselarutadeacarreodeun camióndevolteoentramospendientesyresistenciaalrodamientocomunes.Luegopuede determinarselatransmisiónqueserequiereparadarlapotencianecesaria,y consecuentemente,lavelocidad máximaparacadatramodelaruta.Enestepunto,esnecesarioreconocerqueel vehículodeacarreonoviaja alavelocidadmáximadurantetodasuruta.Elencargadode planeacióndebepoderestimar lasvelocidadesmediasquepuedeobtenerencadapartedel ciclodeacarreo.Paraestoscálculosesdeutilidadlatabladefactoresparaconvertirlas velocidadesmáximasavelocidadesmediasrazonables. Enlostrabajos demovimiento detierrasenlosqueserequierearrastraroacarrear materiales sinutilizarcaminosexistentes,seplantealamismapreguntabásicarelativaaluso deescrepasoaldecargadoresconunidadesdeacarreo.Paralosacarreosdetierraenunsolo sentido,adistanciasmayoresde3,000pies,puedensermaseconómicas lasunidadesde acarreo.Suponiendoqueeseseaelcaso,elencargadodeplaneacióndebedecidir sihadeusar camionesdevolteoparatransitofuera decarretera,tractores-vagonetasdedescargatraserao lateral,ovagonetasdevaciadoporel fondo. Elcamióndevolteodedescargatraseraesmasefectivo quelosdemásparael manejo yacarreodemateriales sueltoscuandohayalgunaspendientesfuertes ycuandosedesean velocidadesaltasenlostramosrectosynivelados.Eltractor-vagonetadedescargatrasera tieneensuextremounaaberturabajapararecibircargaderocagrandedeuncargadorfrontal o deunapalamecánica. 92 TABLA 10Factoresparaconvertirunavelocidadmáximaauna velocidadmedia(deunvehículocon300a400lbs/hp). Longitudde untramodel caminode acarreo. Unidad deacarreo partiendo delreposo. 100-350 350-750 750-1500 1500-2500 2500-3500 3500ymas .25-.45 .45-.55 .55-.68 .68-.78 .78-.84 .84-.92 Unidaddeacarreo enmov.alentrar auntramodel caminodeacarreo. .50-.66 .66-74 .70-.88 J8-.93 .87-.95 .90-.97 Puedemaniobrarenespaciosrelativamenteestrechosyvaciarconrapidez.En consecuencia,eslamejor unidaddeacarreopataunaoperacióndeexcavacióndetúnelypara otrasenlasquehayarutasdeacarreoangostas.Tieneestabilidadyvelocidadmoderadasenlas pendientes,locualhacedelavagonetadedescargatraseraunequipomasadecuadopara acarreoscortosqueelcamiónparatransitofuera delacarretera.Loscamionesyvagonetasde descargalateral,menoscomunes,seempleancuandolaoperaciónpermitedescargarel materialalladodeunembarqueestableosobrelaruta.Estoreduceeltiempode vaciado.eliminando lanecesidad demaniobraryavanzarenreversaparadescargar. Paraelvaciadodematerialdeflujo libreenpilas,alolargodesurecorrido,enlos trabajos deconstrucciónseusamasfrecuentemente lavagonetadedescargaporel fondo. Dichaaplicaciónseencuentracuandosetratadeformar unbordodetierraolacapadebasede unpavimento decarretera. Elrecorridoquedeberealizarsesobreeláreaderellenosuelto puederequerirdelaaltaflotación delavagonetadedescargaporelfondo.Tambiénpuede usarseesteequipoenformaefectivaparaacarrearmaterialdeflujolibrehastaunatolvaconsu aberturadecargasituadaalniveldelterreno,yvaciarloenella.Talaplicaciónseencuentraen lasplantastrituradorasymezcladorasdemateriales.Encualquieraplicacióndelasvagonetas dedescargaporelfondo,larutadeacarreonodebetenerunapendienteadversamayorde3al 4%paralograrunaoperación efectiva. 93 X.2.DETERMINACIÓNDELAPRODUCCIÓNDE EQUIPOSDECARGAYACARREO. Puedecalcularseconfacilidad laproductividad deunequipoparaacarreodetierra. Paraesto,serequierecalcularlacapacidad copeteada,ellimitedelacargaolacarga eficiente quepuedelograrsedeuncargador,yeltiempoquetomacargarlaunidad.Parateneren equilibrio alcargadorylasunidadesdeacarreo,lacapacidaddelacaja delaunidaddeacarreo debeserunnumeroenterodecucharonesdelcargador.Porejemplo,uncamiónde6yardas cúbicasestaríaenequilibrioconunapalade 1'/2yardacúbica,peronoconunade 1V*yarda cúbica. Paralograrunaoperacióneficiente, conbuenequilibrioentreelcargadorysus unidadesdeacarreo,elcargadornecesitaentretresyseiscucharonesllenosparacargaruna unidad. Sinecesitamenosdetres,seperderámuchotiempoenposicionarlasunidadesde acarreoenelsitiodelcargador,ysinduda,estenoestarátrabajando asuproductividad esperada. Silaunidadsecargaconmasdeseiscucharonesllenos,launidaddeacarreoysu operadorestaránparadosdemasiadotiemposinhacernadaynoseutilizarálaproducción esperadaeneltiempoderecorridoparamoverelmaterial. Ahoraseestudiaraladeterminacióndelaproductividad paraunaoperación desarrolladaconcargadoryunidadesdeacarreo.Habiendotantosfactores deseleccióny tantaseleccionesposiblesdecargadoresyunidadesdeacarreo,puedenlograrse innumerables combinaciones.Entodocaso,elencargadodeplaneacióndelaconstruccióndeberáseguiruna aproximación lógicasegúnsusituación.Masadelante,seusaráunejemplotípicoparailustrar elprocedimiento quesesugiere. Laaproximaciónconsistiráobviamenteen: (1)comenzarconlaoperación de construcción porejecutar: luego(2),considerarlacondicióndellugarsobreelquesehade hacer laplaneación;enseguida(3),definir lasalternativasposiblesparaseleccióndeequipos pararealizareltrabajo,; luego(4),determinar lascombinacionesposiblesdeequipoysus productividades ycostosdeoperación,yfinalmente(5),seleccionarlacombinacióndeequipo ausarparalograrunaoperacióneficiente yeconómica,considerandotodoslosfactores.Una ampliación delosconceptoscubiertosenestospasosdebeayudar aaclararelacercamientoal problemayelprocedimientoquesesugiere: 94 1. Datosdelaoperaciónparacargadoryunidades deacarreo: a.Cantidaddematerial.La cantidaddematerialpormover. b.Estadonatural delmaterial.Sipuedemanejarse comoestaosiseriamas manejable, siselehicieraalgúntratamientoantesdemoverlo. c.Distanciaalaquesehademoverelmaterial.Sihademoverseaunlugar específico paradepositarloosihadetirarsecomodesechoendondeelija elencargadode planeación. 2. Condicionesdellugarparacargayacarreo: a.Estadodelterrenoentreelsitiodecargayellugardedepositodelmaterial. Definición delasvariacionesdependiente,dealineamientoydelascurvasenlastrayectorias factibles. b. Superficies sobrelasquehadehacerseelrecorrido.Resistenciadetracciónyde rodamiento quepuedenesperarse.Sipuedenmejorarsetalesresistenciascon ventaja. 3. Alternativasposiblesdeequipo: a.Cargadores.Tiposytamañosquedebenconsiderarseparalaoperacióndada. b.Unidadesdeacarreo.Tiposytamañosquepuedenusarseenlasalternativasde cargadoryparalascondicionesdellugar. 4. Determinacionesparacadacombinacióndecargador-unidades deacarreodefinida enelpunto3: a.Determinacióndelaproductividad máximadelcargador,paraunapalaoparauna dragadearrastre. b..Cálculodeltiempodecarga.(TC)paralasunidadesdeacarreo,apartirdeltiempo delciclodelcargadorodesuproductividad máxima(qmax.)porla formula: Vh LT= , qmax. enlacualVh=volumenmedidoenbanco/ciclo. 95 Seusalaproductividad máximadelcargadorporladuracióncortayporlasuposición dequenoocurriráinterrupciónalgunaentreelprincipioyelfindelacargadeunasolaunidad deacarreo. c.Determinacióndelarutadeacarreo,delaspendientesydelpesodelascargaspara elrecorridodelasunidadesdeacarreo. d.Cálculodelasresistencias,velocidadesytiemposderecorridoqueintervienenen elacarreo;paralosdiversostramosdelaruta;paraambosrecorridos;concargaosincarga. e.Cálculodelostiemposdeciclototalesparaunaunidaddeacarreo,tomandoen cuentalatoleranciaporaceleración,desaceleración,frenado ygiro(utilizando"tiempos fijoso convirtiendoavelocidadesmediasderecorrido)ydeltiempodedescarga(TD),yeltiempo óptimoesperadodelaunidaddeacarreoseexpresaporla formula: TTh=TC+TVC+TD+T W , enminutos. yeltiempodeciclonormal,contoleranciaporlaesperadelaunidaddeacarreoenla línea(que)hastaquelacargueelcargador,yporlaeficiencia detrabajo deloperador( fw) puedeencontrarseporla fórmula: CTh (CTh)n= , fw f. Hallarlasproductividadesmáxima(qh)ynormal(qh)nparalasunidadesde acarreo,comosigue: Vh qh= x60,volumenmedidoenbanco/hora,y CTh ( qh) n=qhfw volumenmedidoenbanco/hora. g.Decidirsobreelnúmerodeunidadesdeacarreoquesenecesitanparacada cargador,conbaseenladesicióntomadabajo elpunto 1 anterior,ydeterminando siel cargador olasunidadesdeacarreohanderegirlaproducciónparalaoperación;elnúmero teóricorequerido(N)es: 96 (CTh)n-LT N= +1, LT elcualgeneralmentenoresultaunnúmeroentero :enconsecuencia, sedebeescoger unnúmerodeunidadesdeacarreo,Nh,queseaelsiguientenúmeroenteromayorqueel teórico: N h / N paraquerigaelcargador, o sedebeescogerelsiguientenúmeroenteromenorqueelteórico, Nh\Nparaquelariganlasunidadesdeacarreo. h.Calcularelcostoporunidaddematerialmovidoporcadacombinaciónde cargador-unidad deacarreo,utilizandoloscostosdirectosdelequipoyeloperador,ycostos indirectoscontoleranciaporlosatrasosestimados. 5.Seleccionarlacombinaciónmasapropiadadecargador-unidad (es)deacarreoa partirdelosresultadosdelpunto4,conbaseen: a.Unaeleccióneconómicacuando seconsiderenestascombinacionesparaesta operación solamente. b.Lacombinacióndeequipoqueseamaseconómicaymasfácilmente asequiblepara estaoperación oqueseamaseconómicacuandoseconsiderenconella,otrasoperaciones relacionadas. Ejemplo dedeterminacióndeequiposdecargayacarreo.Parailustrarel acercamientoyelprocedimientoesbozados,enseguidasedesarrollaraunejemplo de determinacióndeunacombinacióndecargador-inidad (ES)deacarreo.Endichoejemplo,se llegaráaunaselecciónvisibledecargadoryunidadesdeacarreoparaunaoperaciónde construccióndada.Nosetocaran,sinembargo,lospasosrelacionadosconloscostos(puntos 4o.y5o.delbosquejo anterior). Datos: Setratadeunaoperacióndemovimientodetierraenla quhademoverse40,000yardascúbicasdesueloterrosocon roca,quevaadesecharsehaciaabajo deunbancosituado aproximadamente4,000pies,pararellenarpartedeunaoquedad. 97 -elbancodecortetieneunpromediodesietepiesdealtura yeláreadecortetienebuendesagüe; -eláreadecorteeslosuficientemente abiertaparadejaramplio espacioparamaniobras; -lasposibilidadesdeacarreoson: (i)rutadeacarreocompletaconlasuperficie detierraysinvueltasforzadas -600pies conpendientedescendentedel2%;1,200 piesconpendienteascendentedel3%;2,000pies prácticamente anivel,y300piesconpendientedescendentedel4%hastaelsitiodedescargaelretornodebeefectuarse esencialmentesobrelamismaruta;obien, (ii)recorridode700pies,conpendienteascendentedel4%hastalacarretera;de 4,000piessobrecarreteraconpendientemediadegradocero,yde800piesenpendiente descendentedel2%hastaelsitiodelvaciado-elretornodebehacersesobrelamismarutade acarreoinvertida;-usandoneumáticosdehule,laresistenciaalrodamientodeloscaminosde acarreoconsuperficie detierrapuedemantenerseconfacilidadparanomasde70 libras/tonelada (de2,000lbs). Ahora,siguiendoelacercamientodesarrolladopararesolverestaoperaciónde cargador-unidad (es)deacarreo,seutilizaráelprocedimientobosquejado.Lainfirmación dada proporcionarespuestasparalospuntos 1 y2.Laseleccionesfactibles paraelpunto3podrían incluir: (i)unapalade2yardascúbicasode2%yardas(la cantidadnojustifica uncargador demayorproducción),cargandounidadesdeacarreoparatransitofuera decarretera,de descargatrasera;ocomoalternativa, (ii)uncargadorfrontal ounapalade 1 ode2yardascubicasconcamionesdevolteo paratransitoencarretera. Conesostamañosytiposdeequipospuedeconsiderarsemuchasalternativascon unidadesycombinacionesespecificas. Esteeselprimerpuntoenquesereconoce obviamente elequipodisponiblealencargadodeplaneacióndelaconstrucción,peroestonodebesolo originar unprejuicio sobrelaselecciónsiguiente. 98 Podidaresultarventajoso deshacersedelequipoviejoymenosadecuadodequese disponga,paraadquirirunonuevoparahacerestaoperación. Tomandounacombinaciónviableparalaalternativa(i)detransitofuera decarretera, esdeseabletenerunequilibriodetamañosentreelcargadorylasunidadesdeacarreo.Una unidaddeacarreopodiríatenerlasespecificaciones siguientes: Pesodelaunidadvacía=28,000libras. Cargamáxima=30,000libras. Motor= 140bhpa2,100rpm. Velocidadgobernadamáxima=30mph. Neumáticos= 12.00x25enlasruedasfrontales yenlas motrices. Continuandoahoraconelprocedimientoesbozadoenelpunto4 a.Partiendodelplanodellugardelcorte,puedehacerseunaestimacióndelgiro mediodelapala.Sesupondráungiromediode90°. Estimelaalturaóptimadecortedelapalade2lAyardas(Do)=9pies D 7 enconsecuencia, = x 100=77%, Do 9 y(A:D)=0.97 Lapalade2 1/2yardascúbicas,puedecargar,comomáximo,utilizando laecuación: qs= 3600(2 1/2) 0.8(0.97) =241yardascúbicas/hora. 29 b)Lasunidadesdeacarreoacarreanunacargamedidaenbancodematerialdecorte delbancoquerecibirándecuatroencajadas llenasdelcucharóndelapala,oseaVh=4(2 1/2) 0.8=8.0yardascubicasmedidasenbanco. Entoncesutilizando laecuación: 8.0 TC= x60=2.0minutos. 241 99 c)lainformación paralarutadeacarreosereunióconlosdatosaportadossobrela operaciónylascondicionesdellugar: Sesupondráunpesounitariodelmaterial,=2,800lbs/yardacúbica,yunacargaWL= 8.0X2,800=22,400lbsmenorque30,000max. Porlotanto,elpesototaldelaunidaddeacarreocargada,es: W= (28,000+22,400) =25.2 toneladas (de2,000lbs). d)Dividiendolarutadeacarreoenseccionesdependienteycondiciones derecorrido uniformes,sepuededemostrarqueelviaje delaunidaddeacarreocargadaes: Para600piessobrependientedescendentedel2%RP=-40lbs/ton.(RR+RP)= Rl =(70-40)=30lbs/ton.:elesfuerzo tractorrequerido,(ET) 1 =30x25.2=756lbs. 33,000(0.7) 140 umax.= =48.6mphmayorquelímitede30. 756x88 Parahallarunavelocidadmedia,supongaunfactor de0.50,yunavelocidad media VI =(0.5)30= 15mph;entonces: 600 TVC1= =0.45minuto. 15.0x88 Para 1,200 piessobrependienteascendentede3%RP=60lbs/ton.; R2=(70+60)= 130lbs/ton.;serequiere(ET)2= 130x25.2=3,280lbs.; B I B L I O T E C A I n t i t u l o T - ^ o ' ¿ K i c o .10 U CoMtFU-cióa 100 33,000(0.7) 140 V2max.= = 3280x88 36,800 = 11.2mph.; 3280 supongaunfactor de0.75,V2media=(0.75) 11.2=8.4mph.; 1200 entonces,TVC2=• = 1.62MINUTOS. 8.4 x 88 Paracadaseccióndelarutadeacarreosesigueestemismoprocedimiento, considerandoelviajeconcargaysincarga. Esconvenienteorganizarestoscálculosen forma detabulación,ycuandosetienemuchoscálculosporefectuar, loóptimoymásrápidoesusar unprogramadecomputadora. Latabulaciónderesultadosparaelejemplo quenosocupaes: Tramodel camino de acarreo Pendiente % R, lb/T ET.lbs. Vmáx. mph Viajec/carga,Wl= 11.2tons.(T)yW=25.5tons.: 600 -2 30 756 30 1200 +3 130 3280 11.2 2000 0 70 1760 20.9 300 -4 30 Factorde Vel. u media .50 .75 .80 .30 totaldelviajeconcarga,TVC= iajes s/carga,W= •• 14.0tons.: 300 +4 150 2000 0 70 1200 -3 10 600 +2 110 2100 980 140 1540 17.5 30 30 23.9 .35 .80 .75 .40 totaldelviaje sincarga,TVV= TV, 15.0 0.45 8.4 1.62 16.8 1.35 9.0 0.38 3.80 6.1 24.0 22.5 9.6 0.56 0.95 0.61 0.71 2.83 e)Sehandeterminadoantestodaslaspartesdeltiempototaldelciclo(TT),excepto eltiemporequeridoparavaciarunacarga.Conreferencia aalgunostemas,sepuedesuponer qu,maniobrandoalaposiciónnecesaria,eltiempodevaciado,TD=0.5minutos. Porlotanto,TTh=2.0+3.80+0.5+2.83=9.13minutos:suponiendouna eficiencia detrabajo,fw=0.7, (TTh)n=9.13/0.7= 13.05minutos. f)Parahallarlaproductividad máximadeunaunidaddeacarreosepuedeusarla ecuación siguiente: 8.0 qh= x60=52.6yardas3 debanco/hora.; 9.13 perosuproductividad normales: (qh)n=0.7(52.6)=36.8yardas3debanco/hora. g)Paraesteejemplo,elnumeroteóricodeunidadesdeacarreoseencuentra mediantela fórmula: 13.05 - 2.0 N= + i =g53unidades. 2.0 Enestaoperación,seconsideramasimportantededicarelcargadoraextraerel materialdeloscortesqueserequierenparalaconstrucciónquesigue.Porlotanto,lapaladebe regirlaproductividad delaoperación.Comoconsecuencia,elencargadodelaplantación deberáescogerunnumerodeunidadesdeacarreo, Nn 6.53,osea,sieteunidadesdeacarreo. Elexcesodeequipodeacarreosobreelrégimendeproducción delcargador,tiene otraventaja. Cuandosejuntaunnúmerodeunidadesdeacarreo,formando unalargañlade esperaparasucarga,eldespachadorpuedesacardelafiladeesperaunadelasunidades, interrumpiendo sucicloparacargarcombustibleohacercualesquierareparacionesque requiera. Puedeseguirseestemismoprocedimientoparadeterminarlacombinaciónde equiposparalaalternativa (ii),uotrostamañosytiposdecargador-unidades deacarreopara cualquieradelasdosalternativas. Tamañodelaflotilladeacarreo.Paralaplantacióndeunaoperaciónde movimientodematerialesqueseaeficiente yeconómica,conunacombinacióndecargadory unidadesdeacarreo,esnecesariocoordinarconmuchocuidadolosequiposdependientes.El cargadoresunequipodependientedecadaunidaddeacarreoyviceversa.Seexplicoantes,la necesidaddemantenerunequilibriodelostamañosdelosequipos.Esteesunaspectode coordinación.Otroaspectoprobablementemasimportante,eseldelosregímenesde produccióndelosequiposdependientes.Laflotilla deacarreodebeserdeuntamañotalquele permitaqueelcargadorlogresu productividad normalentodomomento,ysumáximo régimendeproducciónporlomenosenunapartedeltiempo.Empero,estonodebelograrsea expensasdetenerunnumeroexcesivodeunidadesdeacarreoparalaoperacióntotal.En trabajos muygrandes,enlosquesetratademovermillonesdeyardascubicas,laplantación puedeindicar laexistenciadeequiposociososderepuestoquesetenganparaentrarenservicio encualquiermomento. Dentrodeunadesusseriesdeestudiosdecampo,laOficina deInvestigación sobreCarreterasdelosEstadosUnidos,auspiciounestudioparadeterminarelnúmerode camionesquesenecesitanparacadapala.Endichoestudioseusaronpalasde3/4deyardaa 2/4yardascubicasdecapacidad,paracargarcamionesde4a 14yardascubicasdecapacidad a ras. SeObservoeltiempoperdidoporcadapalaenesperadecamiones,ytambiéneltiempo perdidoporloscamionesesperandoenlafiladelapala.Estostiemposseexpresaroncomo porcentajes deltiempodetrabajo disponible,representadoporlashorastotalesdelajornada menoscadaretrasode 15 minutosomas,deduración. Elresultadodelasobservacionesindicoquelaspalasesperabandel4al25%de sutiempodetrabajo. Loscamionesdependientesesperabandel25al4%desutiempode trabajo disponible. Comoconclusiónseestablecióunarelaciónempíricainteresante,queexpresaque lasumadelostiemposperdidosporunapalaysuscamionesdeacarreo,asciendeal29%del tiempodetrabajo disponible. LaOficina deInvestigación sobreCarreteras(HighwayResearchBoard,oHRB) publicounconjunto decurvasprocedentesdeeseestudio,querelacionaneltotaldela capacidaddeacarreoconeltiempoperdidoporlapala.Lacapacidaddeacarreoseexpresopor elnumerodecucharonesnecesariosparacargarlaflotilladecamiones.Enelejemplo quese desarrolloantesenestasección,seplaneoquecuatrocucharonesllenoscompletarían lacarga deunaunidaddeacarreo,yconsieteunidades,lacapacidad deacarreodelaflotillaesde28. SiseaplicanlasobservacionesdelestudiodelascurvasdelHRBalejemploantespresentado enestasección,lapalade2lÁyardasperderáentreel 12yel 15%desutiempode trabajo disponibleconlassieteunidadesdeacarreoplaneadas.Rigiendolapalalaproducciónmáxima deesaoperacióndeacarreo,laeficiencia probabledetrabajo esfw=(1.00-0.15) 100=85%. Laproductividad óptimaquepuedeesperarseentodaslashorasdetrabajo, seria: (qs)n=0.85x241=205yardas3debanco/hora. FIGURA 12 Relacióndelacapacidaddeunaflotilladecamiones conlosatrasosdelapala,debidosalongitudesde acarren variahlpe metroi £ Sw-S' •V 19 [V c? av 99 "»V WW 4( Sisesuponequeelpromediodeltiempodisponibledetrabajo,despuésdelos atrasospormaltiempo,parosmayoresdeltrabajo,etc;esdel60%delashorasdelostotales detrabajo, entoncesfa=0.60y(qs)a= 126yardas3debanco/hora.Estosignificaría quese necesitarían40,000entre 126=317horashábiles,osea,aproximadamente40turnosde trabajo deochohoras,paramoverelmaterialconlacombinaciónsugeridadecargadoresy unidadesdeacarreo. 104 Unmétodopropuestorecientementeparalaseleccióndeltamañodelaflotillade acarreo,sebasaenlateoríadelafila.EstemétodofuepropuestoporGriffis ydesarrolladode losantecedentes logradosporlostrabajos deShaffer ysusasociados.Elmétodopartedela basedequeelcargadoreselequipoprimario,ydequerigelaproducciónparaunaoperación demovimiento demateriales. Elobjetivo consisteendeterminarlaproductividad probablequepuedeesperarse delcargador.Ladeterminación debehacersedejando toleranciasdetiempoparalosmomentos enquenohayaenlafilaunaunidaddeacarreoesperandocarga.Enotraspalabras,debe reconocerseeltiempoperdidoporelcargadorobservadoenlosestudiosdelaOficina de InvestigaciónsobreCarreteras. Elmétododelateoríadelafilasebasaenlaprobabilidaddequehayaenlafila porlomenosunaunidaddeacarreoesperandoasercargadaporelcargador.Enrealidadhay dosalternativasprincipalesparaestemétodo.Elquehayaporlomenosunaunidaddeacarreo enlafilaoelquenohayaunaunidadalgunaenlamisma.Lasumadeestasprobabilidades alternativasdebeserigualauno,locualpuedeindicarsepor: P [ n l ] = l - p [ n =0 ] = l - p o , endonde,neselnumerodeunidadesdeacarreonoproductivasquehayenlafila. ElarticuloquedescribeelmétododeGriffis, utilizaunjuegodesímbolos diferentes paralasdeterminacionesrelativasalmovimientodemateriales.Paraayudara relacionarloconlasexplicacionespreviasdeestecapitulo,seharánalgunasmodificaciones a lossímbolosusadosenelartículode referencia. UtilizandolaprobabilidadP [n 1 ],laproductividad esperadadecargadores: (60) q =( l - P o ) f w V h enyardascúbicas/hora. (LT) Yasehanusadoantestodoslostérminos,conlaexcepcióndelaprobabilidad Po, enlaquenohayenlafilaunidaddeacarreoesperandosucarga. ElvalordePoseencuentra utilizandounaecuacióndesumaexponencial,quepuederesolversefácilmente medianteun juegodecurvasdedistribucióndeprobabilidadesdePoissonomediantetablasestadística. LacurvadePoissonolatablaausar,dependedeunarelaciónindicadapor Griffis comou/1,enlaqueu=60/Tcunidadesdeacarreocargadasporhora,y 1= (CTh)n-LT 105 EQUIPO DE ACARREO o en 107 log 'MJÉ Unidadesdeacarreoquelleganalafilaporhora.Poniendolarelaciónenestos términos,seobtiene: u 60/LT 1 60 (CTh)n - LT LT (CTh)n-LT Queresultaenunaunidaddeacarreomenorqueelnumeroteóricodeunidades.El valordelaprobabilidad seencuentracomoPo(k,x),siendokelnumerodeunidadesde acarreodelaflotillayxlarelacióndePoissonmaspróximaau/1.Griffis ofrece un ejemplo utilizandoestemétodoybasandosuseleccióndeltamañodelaflotilla,kparaelmínimocosto unitariodemovimientodematerial.Parasuejemplo, conunarutadeacarreode 1.3 millasen unadirección,usandounapalade3yardascubicas,vagonetasdedescargaporelfondo de15 yardascubicasyotrosdatosaportadososupuestos,ladeterminacióndeGrifFis fuePo=0.208 yk=5vagonetas,comolaselecciónrecomendada.Elencargadodeplantacióndelequipo puededesearutilizarelanálisisestadísticoparasusdeterminacionesdelaflotilla deacarreo. XI. DIAGRAMADEFLUJOPARAELPROCESO DE PRODUCCIÓNDEAGREGADOS. Undiagramadeflujo paraagregadosessimplemente unesquemadeunasolalinea delosdiversoscomponentesdelsistema,conflechasqueindicanladirecciónenlaque fluyen opasanlosmaterialesporlaplanta.Lasimplificación conducearepresentarunacribao unidad separadoramedianteunasimplelineainclinada,yalosalimentadoresybandas transportadorasporparesdelineasparalelasalrededordepequeñoscírculosenlosextremos. Lasdiferentes trituradoras serepresentantambiénenforma simplificada. Unatrituradorade rodillos serepresentasimplementepordoscírculosconunespaciopequeñoentreellospara indicarpordondellegaelmaterialalamaquinaparasertriturado.Unatrituradorade quijadas serepresentapordoslineascasiverticalesqueconvergenhaciaabajo, endondetienelugarla trituración. Unmolinodemartillospuedemostrarseporuncirculograndecontresocuatro lineasradialesquepartendesdeunejecentral,paraindicar losmartillosquegiranenel.Este ejemplo dediagramadeflujo, esquemáticamentemuestraunaplantadegravadetresetapas. Indicalasposicionesdelosdiversoscomponentesparamostrarlasinterrelacionesy funciones delasunidades.Parasimplificar, seomitennecesariamente losdetallesparticulares decada componenteydesusmecanismosdesoporte. 110 Esteeseltipodeesquemaquepuedeusarseconventajaparaencontrarlasolución deunproblemadeunaplantadeagregados. FIGURA13 Diagramadeflujodeunprocesodeproducciónde agregados. Separador atustable \ * Cribado 3 niveles de cribado Finos desechados 0 Modado Flanea psñnaisa Reducción y claiitVarWín final por tamaños Ejemplodeunasoluciónparaproduccióndeagregados. Paradaralencargadodeplantacióndeequipoparaconstrucciónalgúnesquema pararesolverunproblemadeproduccióndeagregados,sepresentauncasoenqueserequieren variastrituradorasconalimentadoresycribas.Nosepretendequetalcasorepresenteuna situacióntípica,auncuandoenelseconsiderentrituradorasycribascomunes. Componentesparalaproduccióndeagregados. P Abertura'2 l / 2 " i Criba, 1 1/2" (i 8 cm) — ^ 5 4 % de 70 = 38 (ver gráfica de cuadrícula) Trituradora primaria Quijadas de 18 X 3 6 pulgadas abierta a 2 1/2 pulgadas (46 X 9 1 a 6 * c m > (Ver la Tabla 10-2) 1(6 4 cm) Trituradora secundaria 40 X 24, Rodillos Gemelos, abierta a 1" (102 X 61 a 2 5 cm) (Ver la Tabla 10-4) 70 ^ [ M ^Abertura, 32 (2 5 cm) Notas. —La selección de las trituradoras se explica en el texto —En seguida se seleccionan las ¿reas de cnbado Las dimensiones de abertura 110 se necesitan para completar el diagrama Material de 1 1/2" - 1" (3 8 - 2 5 cm) Ill Setomaráelejemplo deunarocadecanterade 12"detamañomáximo,quese manejaenunaplantatrituradoradedosetapasalrégimende70toneladasporhora.Eltamaño máximodeladescargadebeserde 1Y¡", ysedeseahacerlaseparacióndematerialesde tamañomayorde 1" ymenoresde 1".Encuantoalascribasaconsiderar,lainfirmación de losfabricantes indicaqueunacribade 1'/i"tienecapacidad de2.7TPHporpiecuadradoyuna cribade 1"tienecapacidadde2.1TPHporpiecuadrado.Lasoluciónadeterminarincluyela seleccióndelastrituradorasdetamañoeconómicoyadecuadoparalasdosetapas,yeltamaño delascribasintermediasydelassituadasabajo delaetapasecundaria. Acontinuación,seresuelveesteproblemausandoundiagramadefilaadecuado. Enelprocedimientodeseleccióndelatrituradora,seindicoqueprobablementela trituradoradequijadas serialamaseconómicacomotrituradoraprimaria.Porloquerespecta altamañomáximoderocadealimentación,factor queesdeterminante,podríausarseuna trituradoradequijadas de 15x30.Peroestatrituradoranotienesuficiente capacidad,e,TPH,a sumayorabertura(3").Ademaselajuste de3"de latrituradoraprimariaprobablemente requeriríaunpasodereducciónmuygrandeparalograrunatrituradorasecundariaeconómica. Enconsecuencia, laselecciónesunatrituradoradequijadas de 18x36,ajustada a2'A", cuya capacidadesde77TPH,osealigeramente superioralaalimentaciónesperada.Unadelas condicionesdadasesquenodebedehabermaterialmayor de 114"en ladescargafinal.El material deestetamañoymenor,puedesacarsemediantecribadoenseguidadelatrituradora primaria,paraevitarquesesobrecargue latrituradorasecundaria.Enelgráfico decuadricula seencuentraque,paraunajuste de2lA", el54%delmaterialpasaráporunacribade VA", por loquequedaráretenidoel46%.Este46%de70TPHda32TPHdealimentaciónala trituradora secundaria. Paralograrunatrituraciónsecundariaeconómica,seseleccionounatrituradorade doblerodillo.Porloquerespectaalacapacidad,puedeusarselatruturadoraderodillosmas pequeña,de 16x 16,ajustada a3/4". Sinembargo,ellimitedesuetapadereducciónnoeslo suficientemente alto.Conlasdimensionesdadas,eltamañomáximodelmaterial de alimentación F,esaproximadamente 23/4"( elincremento sobre2'/2"seexplicóenseguida delgráfico decuadriculaodeporcentajes). Latrituradoradedoblerodillode 16x 16, ajustada a 3/4".tieneunlimitedeF=0.68+0.75= 1.43 '.Laetapadereducciónaesteajuste seriaF/s 23/4"entre3/4=3.66.Basandolaseleccióndelatrituradoradereducciónenlaetapade reducción,yconsecuentemente,enelfactor máximodealimentación,latrituradoradedoble rodillode40x24,podríatrabajar conunajuste de 1".Sulímitedetamañodealimentaciónes F= 1.70 + 1.0 =2.70 23/4.Sielmaterialproducidoporesteprocesodetrituracióndebiera tenermenosmaterialdetamañomayorde 1",latrituradoraderodillosde40x24debería trabajar encircuitocerrado. Esdecir,podríarecircularse sumaterial voluminoso(15%de32TPHmayorde 1")atravésde latrituradoraderodillossinsobrepasar sucapacidad. Entonces,todoelmaterialquesalieradelatrituradora,conajuste de l"seriade l"o menor. 112 Conlosdatosproporcionadosenestecapitulopuedehallarseotrasoluciónposible paraesteproblemadeprocesodeagregados.Unatrituradoragiratoriade 13 x44,conajuste de 2Vi",tieneunacapacidadde85TPH.Eltamañomáximodepiedraquehayenladescargase estimaenelgráfico deporcentajes, yesaproximadamente2Vi .Todoelproductodela trituradoraprimariapuedepasarseporunatrituradoradedoblerodillode30xl8,conajuste de 1Vi. (Podríahaberseproyectadoelmismoarregloparalaprimerasolución.)Conunproducto acabadodetamañomáximode 1Vi,estatrituradoraderodillostendríaquerecircularsu materialvoluminoso.Enconsecuencia,estaríamanejando 70entre0.85=83TPH,despuésde queelsistemahubieratrabajado duranteunahora.Estacantidadesauninferior alacapacidad delatrituradora 30x 18,de95TPH.Lapiedramasgrandequepuedeaceptar,F= 1.27 + 1.5 = 2.77",esmayorqueeltamañomasgrandede2'/2"quellegadelatrituradoraprimaria.La producciónobtenidadeestasoluciónindicaraunacantidadmayor,poralrededordel 33%del tamañode 1Vi. Lamayoríadelosproblemasdetrituraciónsonconrespectoalasproporciones detamañosdelmaterialdedescarga.Sonlasespecificaciones, masquelaeconomía,lasque determinangeneralmentelastrituradorasaseleccionar. Paraencontrarlasáreasdecribadoqueserequieren,elencargadodeplantación necesitasabereltonelaje dematerialquellegaacadauna,ylaconsistenciadeeste.Lacribade 1'¿"situadabajo latrituradoradequijadas eslacubiertasuperior.Paraencontrarlacantidad relativadematerialquellegaalacribayqueesdelamitaddeltamaño,uselagráfica de porcentajes. Conunajuste de2'/Tíacantidadqueseamenoraltamañomedio,alimentadoa unacribade 1Vi, pasaraporunacribade3/4"-Lagráfica muestraqueestadebeserel30%. En estecaso,conbaseenelmaterial delamitaddeltamaño,laefectividad delacribaesdel80% delacapacidadnominaldadaporelfabricante. Lacantidaddematerial voluminoso quecaeen estacribade 1'/Testodoelquequedararetenidoenesetamaño,siprocededeunajuste de2VT. Lagráfica deporcentajes indicaqueesel46%. Enconsecuencia,elfactor decorrecciónporvoluminosidad deberíamostraruna efectividad desoloalrededordel90%. Porlotanto,lacapacidadcorregidadelacribade 1'/Tes: 2.7(0.80)(0.90)= 1.95 TPHporpiecuadrado,ypara70TPHeláreamínimade cribadoqueserequiereesde35.8piescuadrados.Porconsiguiente,debeusarseunacribade 4'x 9'paratenerunaanchuramayorquelalongitudde36"delaquijada. Lacribade Fesunasegundaplataforma paralas38TPHprocedentesdela trituradoradequijadas,porloqueelfactor decorreccióndecubiertaes0.90.Lasdemás correccionesdelascribasseencuentrancomoseexplicoparalacribade VA": mitaddetamaño=23%,porloqueelfactor decorrecciónesde 0.75%; voluminosidad = 11/38TPH;o29%,porloqueelfactor es 1.0. Porlotanto,lacapacidad es2.1(0.90)(0.75)(1.0) = 1.42 TPH/ pie2;cribamínimarequerida=38/1.42=26.8piescuadrados. Paralapartede l'de lacribasituadaabajo delatrituradorade rodillos: cubiertasuperior,porloqueelfactor decubiertaesde 1.0; mitaddetamaño=46%porloqueelfactor demitadde tamañoesde1.1; voluminosidad = 15%porloqueelfactor devoluminosidad es 1.0. Porlotanto,lacapacidadesde2.1(1.0)(1.1)(1.0)=2.31TPH/ pie2;cribamínimarequerida=32/2.31= 13.8piescuadrados. Eneldiseñoparaelcribadode 1"podríautilizarseunacribade4'x 7'bajo la trituradoradequijadas,yde3'x 5'bajo latrituradoraderodillosde24'delongitud.Obien,esta podríaserunacribacontinuade 1",de4piesdeanchopor 11o 12piesdelargo. Comoseexplicopreviamente,lasolucióndadaessolounadetantasposibilidades. Cadafabricante deequipoparaproduccióndeagregadospuededarprobablementeuna soluciónpractica.Lomejor eshacerquevariosfabricantes presenten sussolucionesal problemaalencargadodeplantacióndelaconstrucción.Concadasolucióndebepresentarse unaestimacióndecostosdelequipoainstalar.Conestosdatos,elencargadodelaplantación delaplantaparaproduccióndeagregadospuedehacersuanálisis,basándoseenlaforma en quesesatisfacen lasespecificaciones delmaterial,yenelcostodeproducción.Amenudo,se presentaciertavariaciónenelmaterialproducidoporunaplantadeoperación,porloquees convenientetenerciertañexibilidad enelprocesodeproducción delaplanta.Estopuede sugeriralencargadodeplantaciónquelamejor soluciónpuedeserunaplantaalgomascostosa conlaflexibilidad deseadaensuproducción. XII. PRODUCTIVIDAD YCOSTOSDELASBOMBAS PARACONCRETO. Elritmodeproducciónquepuedeesperarsedeunabombadeconcretovariaentre 10y 100yardascubicas/horaconunasolabomba.Laproductividad realdependedeltipode bombaqueseuse,deltamañodelastuberíasdeentregaydelaeficiencia deoperación.Enel casodeunabombadeltipodeembolo,lavariacióndeproducciónespequeñaparauntamaño dado,porqueelconcretoentregadodependedeundesplazamiento fijo delembolo.Enelotro extremo,laproductividad deunabombaneumáticapuedevariarconsiderablementeparaun tamañodadodetubería.Cualquieraquesealabombaqueseuse,nodebeconservarseel concretoenlastuberíasdurantemasdeunahora. Equipoparabombeodeconcreto "•.'';'•' ?'•;;&?•'•", s"íí'" ••-•¡'"i"'* '' • • '"'' '¿•'Mlty,\'':''-''tiw$,- '--'i 115 EnlabombaoriginalPumpcrete,contuberíade6"u 8"yunsoloembolo,qm= 15a 35yardascúbicas/hora.UsandounabombaPumpcrete semejante,exceptoquecondos émbolosparalelosentregadoalatuberíade8",laproductividad puedeaumentarseamáximos deqm=50a65yardascúbicas/hora.Paralostamañosmaspequeñosymodernosdebombas deembolomecánicoohidráulico,generalmentetienedosémbolosytuberíasde3"a4",puede esperarse unaproductividad máximaqm= 15a50yardascúbicas/hora. Lasmasgrandescon tuberíasde5"a7",subenhastaqm=100yardascúbicas/hora.Unabombaneumáticaequipada contuberíasde4"a8"puedeesperarsequemuevavolúmenesmáximosde 15a75yardas cúbicas/hora. Siseusalamismabombacontuboflexiblede4'A'*, suproductividad puede llegara80yardascúbicas/hora.Estetipodebombadeconcretotienelacapacidad depoderse usarexitosamenteparamoverconcretoligero,debidoasutuberíadediámetroconstante.Las ventajas delusodelasbombasdeconcretoseobservancuandoeltrabajo encuestiónnoes idealparaunagrúaconcangilonesniparaelacarreoencarretillasocarritossobrerampas. Cuandoelconcretopuedevaciarsedirectamenteensulugardeutilización desdeuna mezcladoraentransitoouncamiónconcreterodeotrotipo,noeseconómicousarningunode losequiposqueseacabandedescribir.Encambio,cuandonosepuedevaciardirectamentela manodeobraquerequiereelmanejo elconcretorepresentauncostoimportante.Senecesitan variosoperariosparaextenderelconcretoquedescargauncamiónlleno.Cadacarritode concretorequiereunoperador,ysenecesitanmasoperariosparaextenderelconcretoymover seccionesdelarampa. Conunabombadeconcreto,lanecesidadmayordemanodeobraradicaenel movimientodelatuberíaydesussoportes,amedidaqueseterminanáreasdevaciado.El extremodedescargadelatuberíapuedegirarseotenerunaboquilladevaciadoparadepositar elconcretocercadesulugarfinaldereposo.Usandounabombadeconcretopuedereducirse lanecesidaddemanodeobrahastaenun30%,encomparación conlosdemásmétodos. Elequipoparabombeodeconcretotambiéneseconómico.Lainversiónoriginal enunequipodecolocacióndeconcretopuedeserdelordende30,000a50,000dolares.Tal inversión puedecompararseconladeunagrúadesuficiente tamañoparamanejar uncamióny darlaproductividad equivalente,queseríadealrededor de200,000dolares.Porsupuesto,la grúatienemasaplicacionesqueunabombadeconcreto.Comotal,puedeusarseparaotras operaciones,ysumayorcostopuededistribuirseentremasdíasuhorasdetrabajo. Elcostopor horadeestosequiposmayoresparaunaoperación devaciadodeconcretoesotrabasede comparación. Unabombadeconcretopuedecostarentre 5y 10dolaresporhora,ylatubería deentregapuedeagregarquizásde2a3dolaresporhoraporcada 100pies.Estecostopuede compararseconeldeunagrúaconcangilones,quecuestaprobablementeunos40dolarespor hora.Encosecuencia,esevidentequeunabombadeconcretopuedeserunequipo económico paraelvaciadodeconcreto. GRÁFICA PARA ESTIMAR EL F U N C I O N A M I E N T O DE LAS BOMBAS DE C O N C R E T O Los cálculos están basados en mezclas bombeables que contienen 5 5 % de agregado grueso, de menos de 1" Presión de trabajo recomendada en la tubería HMft Oprima *mlm<JM!ia Máxima continua tZZZZZZZn Máxima intermitente Ejemplo 4V Diámetro de la tubería 4" N O T A : Para estimar el funcionamiento con mezclas que contengan agregado triturado, aumente la presión de la bomba en 12% 200' 300, : a de bombeo = \ Longitud de la tubería -\- distancia vertical - j - distancia al edificio Distancia de bombeo, en pies x -„-, \_~ La marca y modelo de bomba que se seleccione, debe tener la capacidad de volumen y trabajo, a la presión de tubería Requerida FIGURA 14 Calculador de rendimientos de las bombas de concreto (cortesía de Challenge-Cook Bros., Inc.). C* MIL EQUIPOPARALAPRODUCCIÓNDEMEZCLAS ASFÁLTICAS. Elprocesoparahacermezclasasfálticas uotrosmaterialesbituminososmezclados encaliente,requieredeunaplantacontroladaenaltogrado.Unaplantadeestanaturalezatiene masdemediadocenadecomponentesclavepararealizarlasfunciones especiñcasdelproceso. Simplementeenunciadas,estasfunciones sirvenparamanejar losagregadosgraduados, calentarlosysecarloseliminandolahumedad;regraduarlosagregadoscalientespara dosificarlos conmaterialbituminosocalentadoymezclarestacombinaciónparaproducirel materialparapavimentacióndemezclacaliente. Conelfindedarunaidearápidadeunaplantadeproduccióndeasfalto, en la figura 15seilustraunesquemalinealdelflujo conlaproporciónrelativadelascantidadesde material.Eldiagramadeunaplantadeasfaltomuestratresprocesosgenerales: 1)alimentaciónenfrió ytransporte;2)secadoyrecoleccióndepolvo;3) dosificación ymezcladodelosagregadosymaterialesbituminosos.Enlassecciones siguientesseproporcionainformación detalladadelospuntosparticularesdecontroldel procesoyloscomponentesdeequiponecesarios.Losdostiposcomunesdeplantasde asfalto queseconsideraransonladeprocesadoporlotesesmasfácil decomprender. XIII.1. PLANTASDEASFALTODEPRODUCCIÓN PORLOTES. Loscomponentesbásicosdeunaplantaproductoradeasfalto demezclacaliente sonlaalimentaciónenfrió,elsecadordeagregados,elcolectordepolvo,elelevadorylas cribasparalosagregadoscalientes,elcalentadorylasbombasparaelasfalto oelalquitrán,los dispositivosdedosificación, yel molino-mezclador. 118 Losagregadosparalaalimentaciónenfrió setomangeneralmentedeun conjunto detolvasrelativamentepequeñas,cargadasporuncargadorfrontal oporalgúnotromedio económico.Estastolvassoncomolasdeundosifícador detroleparaconcreto.Lascompuertas yelmecanismodetransporteparalaalimentaciónenfrió seajustan parasacardelastolvaslas cantidadesespecificadas decadatamañodeagregadoparasatisfacer lamezclafinal requerida. Esimportantealimentarlacantidadcorrectadecadatamañodeagregadopordosrazones. Paralaplantaescostosoteneratrasosporfaltadematerialenlastolvasdematerial calientesituadassobreelequipodosifícador yelmolino-mezclador. Yelderramedeagregado calentadoysecadosignificadesperdicio.Laalimentaciónenelfriódebepasarlacantidad exactadeagregadoqueadmitaunacribadelNo.8,debido,aqueeltamañodelagregado fino esmuyimportanteparaeléxitodelamezclafinal,yenespecialelcontenidoóptimode asfalto. FIGURA 15Plantadeasfaltodeltipodeprocesadoporlotes obachas. XIII.2. SECADORDEAGREGADOS. Unsecadordeagregadosesuncilindrolargoyhueco,conelejecasihorizontal,y abiertoenambosextremos.Sealimentaalsecadorelagregadohúmedoalatemperatura ambiente;esdecir"enfrio'por elextremosuperior.Laflamadesecado,coninyeccióndeaire ygas,seintroduceporelextremoinferior delcilindro. Puedesuccionarse algodepolvodelagregadofrió antesdeentraralsecador.Esto sehacepormediodeuncolectordepolvodetipociclónico.Loschorrosdeaireygassoplan haciaafuera delsecadoralgomasdepolvo,loquehaaumentadolademandadecontrolesmas efectivos. Estosehatraducidoenleyesyreglamentosdemuchosgobiernospararestringirla cantidad decontaminantesquepuedendescargarseala atmosfera. Elcolectorprimarioparapolvoseco,detipociclónico,debetrabajar conuna eficiencia de70a90%.Esosignifica queelcolectorsecoretendráeseporcentaje delas partículas secassuspendidasenelairedeescapeygasesprocedentesdelsecadordeagregado. Generalmente,elcolectordepolvoseparalaspartículasde20mieras(.02 milímetros)ode mayordiámetro.Lasnuevasleyesparaelcontroldelacontaminacióndelairedemandan, generalmente,unaeficiencia superioral90%. Parasatisfacer loscódigosrigurosossobrelacontaminacióndelaire,debe agregarseaunaplantadeasfalto: 1)uncolectordetipohúmedo,o2)unaunidadcolectoradel tipodefiltrodebolsas.Elcolectordetipoesunaadiciónaloscomponentesusualesdela planta,inclusivealcolectorprimariodetiposeco.Laeficiencia totaldecoleccióndelaplanta debellevarhastael99%omasdeseparaciónpolvodelairedeescape. Elcolectordebolsas,comoelBarberGreenequesefabricaparaplantasdeasfalto, eliminalanecesidaddelcolectorprimariodetiposecoporlaadicióndeunaunidad purificadora elaboradaquepuedadar,esencialmente,airedeescape 100%libredepolvo. Elcolectordetipohúmedotrabaja porelprincipiodemojadodelaspartículasde polvo,demaneraqueestas seprecipiten separándosedelairedeescape,ypurgándolasdela plantaenforma desuspensión enagua.Uncolectorhúmedotienesimplementeunabarra verticalatomizadoraconmuchastoberasparaformar unacortinadeniebladeaguaenun cilindrovertical.Elairedeescapedelcolectordepolvoseco,quesemueveaaltavelocidaden estecilindrode 10a20piesdealturayde3a7piesdediámetro,mantieneelrestodelpolvo cubierto conagua.Elaireconelpolvohúmedosemuevedelfondo deesetanque "contactor'a uncilindrovertical adyacente,casidosvecesmasgrandequeelprimero.Estetanque "separador'tiene undesnatadorparaprecipitarelpolvohúmedohaciaelfondo delatolvaafin de separarloenforma desuspensiónenagua,entantoqueelairelimpiodeescapesemueveen remolinoparasalirporlapartesuperior,queestasituadade20a40piesarriba.Paramejorar la eficiencia deuncolectordepolvohúmedopuedeusarseunaplacadeorificio conabertura central,yllenar laseccióntransversalhorizontaldeltanquecontactor. 120 FIGURAtfVariación delacapacidaddelossecadoresde 6 S 8 Humedad libre eliminada, % Elcolectordeltipodeatomizaciónrequieredeungastodebombeodeagua,que dependedeltamañodeltanque,yesde50a350gpmaaproximadamente 100psidecabezade presión.Laadicióndeunaplacadeorificio paraobtenerturbulenciamasconcentradadelaire deescapecargadodepolvo,necesitadeungastode 150a900gpm,perounapresiónmenorde 50psi.Encualquiera delosdoscasos,elmotornecesarioparaimpulsarlabombadebeserde 15a50hp. Ahorabien,regresandoalsecadordeagregadoslahumedadextraquecontieneel agregadofrió sesecaamedidaquevapasandoatravésdelcilindroyentornodesuspartes interiores,mientraselcilindrogiralentamentesobresueje.Elsecadordebetenercapacidad parareducirelcontenidodehumedad delagregadohasta 1 o2%. Parauncontenidoinicialdehumedadde8a 10%, esnecesariopasarelagregado variasvecesporelsecadordadoousarsecadoresentandem,demaneradepoderreducirel contenidodehumedadaunnivelaceptable.Obviamente alnecesítaseesetratamientoextra,la produccióndelaplantasereducirá.Dehecho,elcontenidodehumedaddelagregadofrióde alimentación,esunavariableimportanteparalacapacidad,entoneladasporhora(TPH),dela planta.Elpasodecombustibleparalaflamadecalentamientodelsecadorpuedeajustarse para diferentes temperaturas. Sinembargo,hayunlimiteespecificado detemperaturaparaunamezclayun material bituminosodados.Elvolumendeairequeseusa,seajusta algastodecombustible paraasegurarunacombustióncompleta.Unaposibilidadparamejorar elrégimendesecadode losagregados,consisteenaumentarlavelocidaddelgasensupasoporelsecador,conloque sereducelahumedadyselograunaproducciónmayordelaplanta.Perodebelimitarsedicho aumento,porquealtenervelocidadesdelgasmayoresde700pies/minuto,sesepararauna cantidad indeseabledepolvo. Losagregadosyfinosquesehansecado,yquesecolectanparausarsecomomaterial derelleno,seelevanmedianteunelevadordecangilonescompletamentecerrado. 121 Estaunidaddelaplantadosificadora sedenomina"elevadorcaliente".Sediseñapara mantenerelcalorenelagregado,compartirpartedeelconelmaterialfinoqueseleagregay extraer,atravésdeductosdesucción,elmaterialdelcolectordepolvoquecausaríaproblemas enlascribas,tolvas,etc.Losagregadosseelevanmedianteesteelevadorhastaunpuntoenel queseiniciasualimentaciónverticalporgravedad,pasandoporlasoperacionesdecribado, dosificado ymezcladodelaplanta dosificadora. XIII.3. CRIBADOYALMACENAJEDEAGREGADOS CALIENTES. Losagregadoscalientesseseparanpormediodeunsistemadecribasendosomas tamañosquesealmacenan entolvasquepuedenestaraisladas.Estaetapadeproceso,permite larecomendación controladadelosmaterialesparasudosificación. Larecomendación efectuada enestaformaaseguramasuniformidad enlagradacióndelosagregados,delotea lote,quelaqueseriaposiblelograrsisetomaraelmaterialdirectamentedelsecador.La separaciónyelalmacenaje temporal queselogranenestastolvas,ayudantambiéna desvanecer lasfluctuaciones delaalimentaciónfría delosagregados. Lascribasdeunaplantadosificadora sonplanasdeltipovibratorioydevarias cubiertas.Lascubiertasdelascribasseinstalanconunaligerainclinación,ylasdeabertura masfinavanabajo delasdeaberturamasgruesa.Enalgunoscasospuedenestardivididasuna omascubiertasde2!4.Lostamañosdelascribasseeligendemaneradeobtenerseparaciones quepuedanrecombinarseparalograrlaformula demezcladodeloslotesyparaobtener regímenesdeproducciónposibles.Lacribamasfinaypequeñadebesertangruesacomo puedatolerarseysatisfacer aunaformula especificada delamezclaparaeltrabajo.Lascribas másgrandessediseñanparadividirelrestodelagregadodemaneraparobtenerunbuen equilibrio enelusodelastolvasdealmacenaje calienteyelequipodedosificación. Sila operacióndelaplantadosificadora puedeanticipareltenerunavariedaddetamañosy demandasdelotes,puedeserconvenienteutilizarundiseñodetorreconcribasgemelas.Para lotesgrandesyaltaproducciónseusaríanambossistemasdecribas. Cuandohaymayordemandadeplantadosificadora, solosenecesitaunsistemade cribas,yelotrosetienecomorepuesto.Estodacomoresultadounahorrodepotenciapara operarlascribasquenoseusan,asícomomenormantenimientoydesgastedelateladelas cribas. Lastolvascalientessesitúanbajo lascubiertasdelascribasysobrelosmecanismos dedosificación deloslotes.Generalmentehayde2a4compartimientos separados.Los fabricantes danunrégimennominal deproducciónbasadoenelnivel,ovolumenbrutodelas tolvasllenasporcadatolva,sinembargo,estainfirmación puededesorientar,yes preferible hablarentérminosdesucapacidadde"almacenaje vivo". 122 Lacapacidaddealmacenaje vivoconsideraelángulodereposodelagregadocomo caedelascribas.Soloseconsideraelvolumennetodespuésdededucirelespacioocupadopor loschutesdederramedelatolva. Debencalcularseotrosdosfactoresdecapacidadparalastolvascalientes.La capacidad deunatolvaagotadaestarelacionadaconsutonelaje dealmacenamientovivo.Es particularmente importanteenelcasodelademandaintermitentedeagregados,enlaquese usaelalmacenaje entolvasparareducirlosarranquedelsecadoysualimentaciónfría. La capacidaddelastolvascalientesdedosificación compensadoraesmuysimilar.Debe considerarseparalasplantasdosificadoras cuandoseanticipanperíodoscortosdedemanda máximaaltenernecesidadesdeproducción superioresalasnormales.Estosperíodospueden ocurrirtempranoporlamañanaomastardealsubirlaproducción,ycuandoelsuministrode agregadoscalientesdelsecadorylascribasesinadecuado. Régimendepreparacióndelotesdeagregados,TPH. Enelejemplo siguiente,tomadodeBarberGreeneseilustranlasventajas deuna buenaextraccióndelatolvacalienteydeunabuenacapacidad decompensacióndela dosificación. Unatolvacalientedosiñcadorade85tons,permitirá90TPHdecapacidad adicionaldurante50minutos.Estoseilustraenlagráfica adjunta paraesteequipo. Lacapacidad deextracciónhastavaciarlatolvaestarepresentadaporlaescala verticaldeltiempo.Lacurvadetiempodeextraccióntotalalrégimendedosificación dela capacidad decompensacióndelatolvaenladosificación. Enesteejemplo,sielrégimende suministro deagregadoscalientesprocedentesdelcalorydelascribasesde200TPH,sepuede sostenerunacapacidaddosiñcadoradeagregadosde290TPHdurantecasiunahoraconuna capacidaddecompensacióndada. XIII.4. DOSIFICACIÓNDELOSMATERIALESDELLOTE. Ladosificación delosagregadossecontrolapormediodelaspruebasdegradacióna quesesometeelmaterialextraídodelastolvascalientes.Lagradacióndeseadapuede encontarseporformulas perosondeusomascomúnlosmétodosdetanteo.Paraunaplanta dosiñcadora deasfalto, losagregadossedosifican normalmenteporpeso.Seinstalaunatolva pesadora sobrebasculasysesitúabajo lasaberturasdedescargadelastolvascalientes.Es muyimportanteelcontroldelasbasculas,yporlotanto,debenverificarse constantemente. Muchasplantasmodernaspesanlosagregadosautomáticamente,yverifican lospesos promedioselectrónico.Sielpesonoestadentrodeloslimitesdetolerancia,sedetiene automáticamente elciclodedosificación hastaquelasbasculasse ajustan. 123 Enlasiguientefigura seilustraunaconsoladecontrolautomáticoparaunaplantade asfalto deltipodelotes.Losfabricantes deplantasdeasfaltoproporcionangráficas de calibraciónparalosmecanismosdedosificación odealimentación,peroestosdeben verificarse conlosagregadosespecífico queseestánusando. FIGURA 17 Consoladecontrolautomáticodeunaplantade Estosagregadossalendelosdepósitosporgravedad,porloquesurégimendepaso esmasrápidocuandolaalturadelmaterial esmayor,cuandosucedeconlatolvaestamas llena.Ladosificación satisfactoria requieredeunniveldeagregadorelativamenteconstanteen lastolvascalientes.Algunasplantassediseñanconenlaceselectrónicoquedetienenla produccióncuandoesteniveldesciendemasalládeunpuntodeterminado. Lacantidadnecesariadematerialbituminosoparaunloteesaunmascritica. Generalmente,elasfalto oelalquitránsealmacenanenellugardetrabajo, entanqueque contienensoloelmaterialnecesarioparaunoodosdías.Parlasplantasdeproducciónpor lotessedosifica porpesooporvolumen. Sisepesaelbetún,sesacaaunbotecolocadosobre basculas.Cuandoseproporcionaporvolumen, sedosifica elbetúnenunrecipientede volumenconocido,osebombeaalamezcladoramedianteunabombacalibradaquemideel gasto. Concualquieradelosdosdiseños,debenefectuarse verificaciones durantetodala producción,paraasegurarsedequelascantidadesdematerialbituminosoqueseponenacada loteobachaestándeacuerdoconlamezclaquerequiereeltrabajo ydentrodeloslimitesde tolerancia especificados. Elbetúnsecalientapormediodeserpientesdevaporoporelectricidad,ynohay flamasquehagancontactoconelmaterial.Sedebecomprenderqueelvolumendeunbetún variaconlatemperatura,porloquedebenhacerselascorreccionesnecesariasalcambiarla temperaturaparaladosificación volumétrica, afindeobtenerelpesoespecificado encada lote.Lascantidadesespecifícadas parauntanqueantesdecalentarse,sedanordinariamenteen términosdevolumena60°Fdetemperatura. 124 XIII.5.MEZCLADOENUNAMEZCLADORADEPALETAS. Lamezcladedosmaterialesdeunlotedosificado conexactitud,cuandoestossehan calentado,sehaceenunaunidadsemejante aunatina,denominadamolino-mezclador o mezcladoradepaletas.Esteequipodegrantamañoyenformadecajaabiertaensuparte superior,utilizamezcladorasdepaletainterconstruidasenejesgemelos. Estosejessonparalelosasusejesdesimetríasituadosenelmismoplanohorizontal. Laspaletasestánmontadassobrebrazosquesalenenformaradialhaciaafuera aunpieoalgo así,dedichosejes,loscualesgiranendireccionesopuestasimpulsadosporunaunidadde potencia.Losmaterialessemezclanmedianteestaspartesconlaspaletasajustadas aciertos ángulosparamoverlascargasdelamezcladoradeaspashaciaadelanteyhaciaatrás,hastaque sedescarganporlaaberturaqueseencuentraenelfondo delatorreverticaldelaplanta de procesamientoporlotes. Duranteelciclodemezclado,elasfalto oalquitráncalientesseexponenalaire, quedandoportantosujetos aoxidación,locualreducelavidadelpavimento.Enconsecuencia, elmezcladodebehacerseenelmenortiempoposible.Laoxidacióndelbetúnaumentatambién alaumentarlatemperatura.Porestarazón,elmezcladodebehacersealatemperaturamasbaja quepermitalograrelrecubrimiento suficiente yladensidadadecuadadelmaterialde pavimentación. Generalmente,serequierentemperaturasde250°F paraelasfalto,y 175°Fa225°F paraelalquitrán.Cuandolatemperaturadelbetúnsehaajustado,tambiénseajusta ladelos agregadosendondelasespecificaciones establescanquenopuedenestarmasde25°Fmas calientes. Lahabilidaddelamezcladoradepaletasparaproducirunamezclahomogéneade materialconrecubrimientocompletoenunoscuantossegundos,dependedevariosfactores de diseño,incluyendolaformadelamezcladoraysusproporciones;elnumero,lasdimensiones yladisposicióndelaspaletas;eltamañoylaaccióndelacompuertadedescargaylapotencia entregadaadichamezcladora.Lacapacidad demezcladodeunamezcladoradepaletas,serige obviamenteporlacapacidadvolumétricadelacajaotina,asícomoporlascaracterísticasde diseñomencionadas.Elmaterialdecadalotequesevaamezclarpuedellenarlamezcladora depaletashastaquesoloseveanlaspuntasdelaspaletas.Esacantidaddematerialdefine la capacidadnominaldelamezcladora. Laasociacióndefabricantes,CIMA,adoptoelconceptodelacapacidadnominaluniforme consuformula delazonaviva."Lazonavivasedefine comoelvolumennetoquese alojabajo unalineaqueseextiende transversalmente alarcosuperiordelradiointernodel cascoqueformaelcuerpo.Losvolúmenesdelosejes,delosbrazosdelaspaletasydelas puntassondeduciblesparadeterminarelvolumennetoalpiecubicomascercano". Entonces,paraobtenerlacapacidadnominaldelamezcladoradepaletas,elvolumen netodelazonavivaseconvierteaunpesototal,suponiendoqueelmaterialpesa 1001bs/pie cubico. 125 Lasmezcladorasdepaletassefabrican entamañosquevaríande3,000lbsa 10,000 lbs.Lascargasmezcladasenestasmaquinastomangeneralmentedel45al95%delvolumen netodelazonaviva. Eltiempodemezcladodecadacargadematerialesbituminososhaestadoregidopor latradiciónysetomacomonormauntiempode 10a 15segundosenunciclodemezclado seco,paralamezcladeagregadoscalientesenlamezcladoradepaletas.Cuandoseagregael betúncaliente,serequierenotros30a60segundosparaelciclodemezcladohúmedo.Este ciclototaldemezcladode40a75segundos,constituye lanormadesdequesefijaroncriterios acercadelmismoenlosaños 1920y1930. EldesarrollorecientedelprocedimientodeRossCountparadeterminarenque momentoessuficiente elmezcladodeunacargaporinspeccióndelrecubrimientodelas partículasdeagregadogrueso,sugierenuevostiemposdemezclado.Tiendeademostrarqueen lasplantasdediseñomodernoessuficienteuntiempototaldemezcladode20segundoscon muypocotiempodemezcladoenseco.Estoayudaríaaldeseoantesenunciadodemezclarla cargacalienteeneltiempomascortoposible. Amedidaqueseacortaeltiempodemezcladoysevuelvemascriticoelcontrolcon lamayorproducción,esmasnecesariounistemaautomáticodecontrol.Seramuyútilpara comprenderelsistema,revisarcomotrabaja estoenunaplantadeprocesamientoporlotes. ( Elprocedimientosedescribióenformamuysencillaenunarticulosobreautomatización."La produccióndeunacargacomienzacuandoeloperadoroprimeunbotón.Elequipoautomático extraeagregadosdecadadepositosucesivamente,losdescargaenlamezcladoradepaletas paraunciclodemezcladoseco;siserequiere,extraeelasfalto, loretienehastaqueterminael ciclodemezcladoenseco,lodescarga;continuaelmezcladohastacontinuareltiempo especificado, yluegovacíalacargadelmezcladoralcamión. Elequipoautomáticotieneunajustederepetición,afindequepuedarepetirseel cicloporelnumerodecargasnecesariasparacargarelcamión.Despuésdelograrelnumero decargasnecesariassedetieneelcicloautomáticoysevuelveaarrancarparalacargadel siguientecamión.Despuésdelograrelnumerodecargasnecesariassedetieneelciclo automáticoysevuelveaarrancarparalacargadelsiguientecamión". XIV. PLANTADEASFALTODEPRODUCCIÓN CONTINUA. Básicamentelaplantadeproduccióncontinuatrabaja, comosunombreloindica,sin intervaloscíclicosentrecargasesdecir,entregatodoelmaterialenformadecorriente continua.Elbetúnsemidesiempreporvolumen.Elmaterialliquido,calentado,semide medianteunabombacalibrada,impulsadaporunmecanismodeenlaceconlosalimentadores deagregados.Losagregadossealimentanalamezcladoradepaletas,dosificados porun mecanismoalimentadorcalibradoparacadatolvacaliente.Estosmecanismostrabajan bajo enlacealmismoeje impulsor.Todoslosenlacesdebenmostrarqueseestén dosificando correctamente losdiferentes materialesconlastoleranciaspermitidasparaeltrabajo de mezclado especificado. 126 Régimen de mezclado = Régimen de preparación de lotes de agregado caliente -f- asfalto -f- alimentación de finos Ejemplo 200 T.P H. = 1*4 T.P.H. (92*) + 10 T PH (í%> + 6 T.PH ( 5 * ) Régimen de alimentación de agregado caliente = Régimen de secado menos cualquier tamaño voluminoso o derrame Ejemplo: 184 T.P.H. = 186 T PH. Régimen de alimentación de agregado caliente Régimen de preparación de lotes o bachas d< agregado calier'x Régimen <íe mezclado L Sinoestacorrectoalgúningrediente,untamañoseparadodelagregadooelbetún,los enlacesdetienenlaplantahastaquesecorrija ladeñciencia. Otracaracterísticaquedistingueaunaplantadeproduccióncontinuaesla mezcladoradepaletas.Elmaterialsealimentaalamezcladoraporunextremoysedescarga porelotro.Asimismo,elelevadorcalienteesinclinadoenvezdeserverticalcomoenlatorre delaplantadeltipodecargas.Estascaracterísticasdelaplantademezcladocontinuolohacen masmanejable. XV. PRODUCTIVIDADDELASPLANTASDEASFALTO. Laproducciónporhoradelmaterialdosificado ymezcladoencalientedeunaplanta, puedeexpresarseenpeso(TPH)oenvolumen(yardascub/hr.)Conlasuposiciónusualdeque lamezclacalientepesa 100lbs/piecubico,puedehacerseunaconvecciónfácil deunabasede productividadaotra.Unrégimende200TPHesequivalentea 148yardascub./hr..Estose obtienemultiplicandoelrégimenenTPHpor0.74paraobtenerelrégimenenyardascu./hr. Parapasardevolumenapeso,multipliquelacantidaddeyardascubicas/horapor 1.35 (reciprocode0.74)parahallareltonelaje porhora.Porsupuestoestasconversionessebasan enelpesounitariosupuesto.Otrospesosrequerirándiferentes factoresdeconvección. Laspartesmóvilesclavedeunaplantadeasfaltotienensusrespectivascapacidades dediseñooespecificación enelproceso.Dichascapacidades sonlasmáximasparala alimentación fría, elsecador,elelevadorcalienteylamezcladoradepaletas,y,paralograrun procesoideal,debenestarbalanceadasrazonablemente.Sololacapacidaddelelevadorcaliente esprácticamentefija. 127 Estaseespecificaparaunaproductividaddealrededordeldobledelacapacidad mediadelaunidadquerigeelproceso. Eldiseñodelelevadorbajo esasbases,haráquepuedatrabajar alacapacidadóptima conrelaciónaladelasdemásunidadesynoprovocaraproblemasdeparooatrasos. Launidadquerigelacapacidaddeunaplantabiendiseñadaeslamezcladorade paletasoelsecador. Elrégimendeentregadelsecadordeagregadosuficientemente seco,necesariopara satisfacer laespecificación, dependeprincipalmentedelcontenidodehumedad delmaterialde alimentación"enfrió".Puedeserun 100%mayorparalaalimentación demasdel 3%de humedad,encomparaciónconelmaterialdealimentaciónenfrió conun8%dehumedadpor eliminar.Laproductividaddelsecadorparalaalimentaciónde3%dehumedadcasiigualala capacidaddelelevador caliente.Enelextremodealtocontenidodehumedadenla alimentaciónenfrióycortotiempodemezclado,elsecadorpuederegirlaproductividad total delaplanta. Porsupuestoqueelritmodealimentacióndebeajustarseparaquesatisfaga la demandadeagregadosfrescosdelsecador.Lacapacidad demezcladodelamezcladorade paletas,yportanto,laproductividad, eslomasvariabledeunaplanta. Estaeslaunidadquedeberegirlacapacidadtotaldeproduccióndelaplanta. Lasvariacionesimportantessedebenaltiempoespecificado demezcladoyal tamañodelascargas,encomparaciónconelvolumennetodisponibledelasmezcladorade paletas.Anteriormente seanotoqueelmezcladopuedetomar,comomáximo75segundosy comomínimo20segundos.Enunciclototaldedosificación, mezcla,ydescargade60 segundos,lamezcladoradepaletaspuedemezclar60cargasporhora,especialmente sitiene controlesautomáticos.Sucapacidaddeproducciónpodríaserdemasdeldobleusandoel conceptomodernodemezcladorápido. Lostamañosdelascargasmezcladasenlamezcladoradepaletasdeunaplanta puedenvariardesdetalvezel95%delvolumennetodelazonaviva,hastaunporcentaje tan pequeñocomodel45%delvolumendisponible.Larelacióndelvolumendelacargaalde mezclado,variaporlasmismasrazonesqueenlasmezcladorasdeconcreto. Losagregadossueltosocupanmasespacioquecuandoestáncompletamente mezcladosyestrechamenteempacados. Lasespecificaciones indicaranelvolumendelmaterialdosificado quepueda mezclarseenuntrabajo dado.Estarelaciónvolumétricapuedevariarlacapacidadde produccióndelamezcladoradepaletasenmasdeun 100%desdelaproductividad mas baja hastalamasaltaconunequipodeterminado. Elefectototalconsisteenhacerquevaríelaproductividaddeunamezcladorade paletasdad,hastaenun400%.Estosucedepartiendodelrégimenmasbajo, conuntiempo máximodecicloyrelaciónmínimadevolumendecargaavolumendezonaviva;alrégimen masaltoquepuedaesperarsedelequipo.Lamezcladoradepaletaspodríapresionarrealmente lacapacidaddelelevadorcalienteydelastolvasdelaplanta.Eseseríaelcaso,silacarga ocuparael90%omasdelvolumendelazonaviva,ysuciclomáximototalfuera deunos30 segundos. 128 Debeexistirunequilibriorazonableentretodosloscomponentesdelaplantade procesamientoporlotesocargas.Laoportunidaddeseleccionarlaspartesindividualmente, comoenlossistemasBatchpac,hacequeestoseaposible.Laseleccióndelamejor combinacióndecomponentesparaalimentaciónenfrió,secado,elevadorcaliente,cribas, tolvascalientes,controlesdedosificación ymezcladoradepaletaspuedehacersepara productividadesrazonablementebalanceadasyparasatisfacer lasdemandasesperadasporla planta. 129 CONCLUSIONES Porloexpuestoenestetrabajopodemosdecirquelaproducción, onvertidaenproductividadesalgoqueresulta,enbeneficioseconómicoscuandose laneja demaneraapropiada. Loquenosdaporresultadoquetenemosquetenerungrupodepersonas, specialmente abocadosaprogramar losciclosdetrabajo,delosequiposdeconstrucción ondeestos seanempleados,parasacarleelmejorprovechoenelmenortiempoposible entrodesuproducción. Nodebemosolvidarqueenunaempresaconstructora,todoslos itegrantesdependendetodosentresi,estoesquecadaunodebedecumplirconsu abajopara noobstaculizar eltrabajodelosdemás,estotambiénsedefinecomo roductividadencostosymomentosjustocuandosenecesita. Ensumalaproductividadsiemprenosbrindararesultadosybeneficios conomicosenobrayempresacuantomejorsemaneje. 131 B I B L I O G R A F Í A - Maquinariapara Construcción David A . Dad. Biblioteca LimusaparalaindustriadelaConstrucción Tercera Reimpresión 1981 - Caterpillar Performance Hanbook Edición No.12a. 1981 - Métodos,PlaneamientoyEquiposdeConstrucción . R .L.Peurifoy . EditorialDiana !4a.Impresión. - Tratadodeprocedimientos GeneralesdeConstrución. MaquinariaGeneralenobrasyMovimientodeTierras. Paul Galabru .Ed.Revertes S. A . 1973 - MaquinariayEquipos paraConstrucción Ing .Francisco RicciChacon. Primera Reimpresión 1985. - ConstrucciónyOperaciónModerna. Me. Graw-Hill Cia.dePublicaciones Ed.1965 - GuiadeEstimacionesyPublicacionesdeConstrucciónenelMundo Mc.Grauw-Hill ED>anualde 1971 (NuevaYork . N.Y) 132 Reparación de la Maquinaría Pesada Herbert L. Nichols, Jr. EditorialContinental Quinta Reimpreción 1983 Maquinaria para laConstrucción yObras Publicas Juan De Cusa Ediciones Ceac Layetana 17 Barcelona 1976 AGRADECIMIENTO ESPECIAL DE A SU UN PADRE Siquieresamarme bienpuedeshacerlo, tucariñoesoro quejamásdesdeño. Másquieroquesepas quenadamedebes, soyahoratupadre, tengolosdeberes. Nuncaenlasangustias porvertecontento, hetrazadosignos detantoporciento. HIJO Ahorapequeño, quisieraorientarte, miagenteviajero llegaráacobrarte, seráunhijotuyo, gotadetusangre presentaráuncheque decienmilafanes ...yentonces,miniño, comounhombrehonrrado atupropiohijo deberáspagarle.