“CONSTRUCCIÓN DE DEFENSAS RIBEREÑAS CON EL USO DE

MAQUINARIA”Experiencia PERPEC 1999-2009

Ministerio de AgriculturaAutoridad Nacional de Aguas

Dirección de Estudios y Proyectos Hidráulicos Multisectoriales-DEPHM

Ing. Oscar Darío Vargas Cerón

19 de Julio del 2011

Daños por avenidas en el sistema vial

Daños por Inundaciones en las ciudades

Daños por Inundaciones en el sector Agrícola

ANTECEDENTES

El Ministerio de Agricultura, entre los años 1997-1998adquirió un pool de maquinaria pesada, y ésta, fue asignada alas Direcciones Regionales de Agricultura: 92 bulldozer, 93excavadoras hidráulicas, 28 cargadores frontales y 255camiones volquetes; asimismo a partir de 1999 se crea unPrograma permanente denominado “Programa de Encauzamientode Ríos y Protección de Estructuras de Captación – PERPEC”,el mismo que era ejecutado por las Direcciones Regionales deAgricultura y supervisadas por la Dirección General deAguas(Intendencia de Recursos Hídricos).

I.- Tipos de actividades y obras ejecutadas

• Descolmatación.

• Dique enrocados.

• Espigones de roca.

• Dique de gaviones.

• Espigones de gaviones.

• Anillos de encauzamientos.

• Caballetes.

• Dique de champas.

• Dique de arcilla-limo.

• Dique de concreto.

• Cubos y tetrápodos de concreto.

Peso especifico promedio de roca utilizada: 2.5

Defensas ribereñas ejecutadas

Defensas ribereñas ejecutadas

Defensas ribereñas ejecutadas

II.- MAQUINARIA PESADA UTILIZADA EN EL PROGRAMA DEENCAUZAMIENTO DE RIOS Y PROTECCIÓN DE ESTRUCTURAS DECAPTACIÓN-PERPEC 1999-2009.

EXCAVADORAS HIDRÁULICAS

BULLDOZER

CARGADOR FRONTALCAMIÓN VOLQUETE

Marca KOMATSU MODELO PC- 400Potencia :306 HPPeso: 41.40 TonCantidad de Unidades: 16

Marca KOMATSU MODELO PC- 300Potencia : 232 HPPeso: 30.80 TonCantidad de Unidades: 18

Marca KOMATSU MODELO PC- 220Potencia : 155 HPPeso: 21.90 TonCantidad de Unidades: 17

Marca KOMATSU MODELO PC- 200Potencia : 133 HPPeso: 20 TonCantidad de Unidades: 20

Marca CATERPILLAR MODELO 325BLPotencia : 168 HPPeso: 29.85 TonCantidad de Unidades: 10

Marca KOMATSU MODELO D - 375Potencia : 525 HPPeso: 60.70 TonCantidad de Unidades: 15

Marca KOMATSU MODELO D - 155Potencia : 302 - 320 HPPeso: 33.50 – 34.56 TonCantidad de Unidades: 57

Marca KOMATSU MODELO D – 85A-21EPotencia : 250 HPPeso: 21.09 TonCantidad de Unidades: 10

Marca KOMATSU MODELO D – 65EX-12Potencia : 190 HPPeso: 17.75 TonCantidad de Unidades: 09

Marca KOMATSU MODELO WA - 420Potencia : 217 HPPeso: 19.62 TonCantidad de Unidades: 13

Marca KOMATSU MODELO WA - 320Potencia : 162 HPPeso: 14.21 TonCantidad de Unidades: 15

Marca VOLVO MODELO NL-10 / NL-12Marca KENWHORT MODELO T-300Potencia : 330 – 400 / 300 HPPeso: 15.50 – 20.50 TonCantidad de Unidades: 255

III.- PRINCIPALES ACTIVIDADES REALIZADAS EN LACONSTRUCCIÓN DE DEFENSAS RIBEREÑAS.

Descolmatación

Conformación de dique

Excavación de uña

Extracción, selección, acopio de roca.

Excavación de uña

Acomodo de roca en uña y dique

En toda estas actividades se ha tenido el apoyo de controladores de maquinaria pesada.

3.1.- Descolmatación y Conformación de dique

Maquinaria Pesada requerida

Pool 1(Transporte de material fuera de cauce)

(01) Bulldozer : 190 – 300 hp(01) Cargador Frontal : 170 - 200(03) Camiones Voquetes : 12 m3……….500 metros

Pool 2( Dique lateral con material arrimado)

Bulldozer : 190 - 525 hp.Longitud de transporte:( menores de 50 metros)

3.1.- Descolmatación y Conformación de dique laterales

3.2.- Extracción, Selección y Acopio de roca.

Maquinaria Pesada requerida

Excavadora Hidráulica : 200 - 300 hp

Previa a ésta, actividad se deberá seleccionar la cantera con roca de buena calidad,para la explotación con el uso de explosivos.

Después de la explosión o voladura, mediante laexcavadora hidráulica se irá acumulando la rocaseleccionada para facilitar la operación de carguío.

Destreza del operador

Para la selección de roca se considera el cachorreo ofraccionamiento para volúmenes mayores de loespecificado.

3.2.- Extracción, Selección y Acopio de roca.

3.3.- Carguío y Transporte de roca.

3.3.- Carguío y Transporte de roca.

Maquinaria Pesada requerida

(01)Excavadora Hidráulica : 200 - 300 hp

(04)Camiones Volquete : 12 m3

Destreza del operador(conductor) y adecuadas vías.

El colocado de roca debe estar debidamente distribuido en la basede la tolva.

Los camiones volquetes descargaran las rocas a lo largo de lacara húmeda del dique(camino de acceso)

Se debe tener mucho cuidado en el tiempo que se demora encargar (*) a un camión volquete, toda vez que influirá en laprogramación y costo de la obra.

Mala selección ocasiona rotura de los durmientes y muelles de loscamiones volquetes.

Caída de rocas mal carguío

3.3.- Carguío y Transporte de roca.

3.4.- Excavación de uña.

Maquinaria Pesada requerida

(01)Excavadora Hidráulica : 200 - 300 hp

La profundidad de la uña llega en algunos casos hasta 2.5 metros.

La excavación se realizara al pie de dique, el materialexcavado será depositado en el dique formando parte deéste.

3.4.- Excavación de uña.

3.5.- Colocado de roca en uña y talud de dique.

3.5.- Colocado de roca en uña y talud de dique.

Maquinaria Pesada requerida

(01)Excavadora Hidráulica : 200 - 300 hp

La destreza del operador para el cargado de roca debe ser la adecuada.

El colocado de roca en la uña se realizara en la línea detrazo del pie de dique.

El revestimiento de la cara húmeda se haráposteriormente al llenado de la uña.

Las rocas de mayor diámetro se colocaran en la uña.

3.5.- Colocado de roca en uña y talud de dique.

Maquinaria Pesada requerida

(01)Excavadora Hidráulica : 200 - 250 hp

3.6.- Limpieza de Drenes.

3.7.- Situaciones Especiales(sismo en Pisco)

3.8.- Conformación de pool para la construcción dedefensas ribereñas.

Pool 1

(02)Excavadora Hidráulica :200 – 250 hp(05)Camiones Volquetes : 12 - 15 m3(02) Bulldozer : 200 –300 hp(01)Cargador Frontal : 160 – 200 hp(01)Cama Baja(*)

(*): Apoyo

IV.-MALAS EXPERIENCIAS A INICIOS DEL PROGRAMA.

IV.-MALAS EXPERIENCIAS A INICIOS DEL PROGRAMA.

La unidad empieza su operación con eltanque lleno.

La unidad succionara aire y por lo tanto la maquina se paralizara

La unidad realiza su operación con eltanque en reserva.

Nivel de reserva

IV.-MALAS EXPERIENCIAS A INICIOS DEL PROGRAMA.

KOMATSU CAT SHANTUI VOLVO HYUNDAI CASE

150 - 200 - D-6 SD16 - - 1850K

200 - 250 D-65EX D-7 SD22 - - -

250 - 300 D-85EX - - - - -

300 - 350 D-155AX D-8 SD32 - - -

350 - 400 - - - - - -

400 - 450 D275AX D-9 SD42 - - -

450 - 500 D275AX D-10 - - - -

500 a 600 D-375 D-10 - - - -

POTENCIA HP

MARCA DE TRACTORES SOBRE ORUGAS

KOMATSU CAT SHANTUI VOLVO HYUNDAI CASE

150 - 200 PC-220 323DL SC220.7 EC210 / EC240 R250LC-7 / R-210LC-7 CX210 / CX240

200 - 250 P-300 328DL / 329DL - EC290 R290LC-7A CX290

250 - 300 - 336DL - EC330 / EC360 R320LC-7A / 360LC-7 CX350

300 - 350 PC-400 - - EC460 - -

350 - 400 - 345DL - - R450LC-7 / R500LC-7 CX470

400 - 450 PC-600 - - EC700 R800-LC-7 -

POTENCIA HP

MARCA DE EXCAVADORAS HIDRÁULICAS

KOMATSU CAT SHANTUI VOLVO HYUNDAI CASE

150 - 200 WA-320 938H - L60F / L70F / L90F HL757-7 621E/721E

200 - 250 WA-420 / WA-430 966H SL-50W L110F / L120F/ L150F HL760-7A 821E

250 - 300 WA-470 972H - - HL770-7A 921E

300 - 350 WA-500 980 H - L180F HL780-7A -

POTENCIA HP

MARCA DE CARGADORES FRONTALES

Nota : La información presentada de la potencia de las unidades se obtuvo de los Manuales de operación y mantenimiento del fabricante de la maquinaria pesada antes indicada

5.- PRINCIPALES MAQUINAS UTILIZADAS

5.1.- Potencia de maquinaria

5.2.- Producción horaria(m3/hr)

Cabe indicar que la producción horaria de lamaquinaria pesada se reduce en función de laantigüedad:

La producción horaria también se reduce por elfactor humano(operador)

Así mismo la operatividad de la maquinariapesada afecta notablemente a la producciónhoraria.

Los tiempos muertos, factor de reducción de laproducción horaria(en ejecución)

Nota : La información presentada de producción horaria se ha obtenido de las obras del Programa de Encauzamiento de Ríos y Protección de Estructuras de Captación-PERPEC.

5.2.- Producción horaria(m3/hr)

5.3.- Combustible.

MODELO GALONES MODELO GALONES MODELO GALONES MODELO GALONES MODELO GALONES150 - 200 - - D-6 78-112 SD16 - - - 1850K -200 - 250 D-65EX 110 D-7 108-126 SD22 - - - - -250 - 300 D-85EX 130 - - - - - - - -300 - 350 D-155AX 165 D-8 170 SD32 159 - - - -350 - 400 - - - - - - - - - -400 - 450 - - D-9 235 SD42 - - - - -450 - 500 D275AX 222 - - - - - - - -500 - 600 D-375 317 D-10 318 - - - - - -

CASEPOTENCIA

HP

MARCA DE TRACTORES SOBRE ORUGASKOMATSU CAT SHANTUI VOLVO

MODELO GALONES MODELO GALONES MODELO GALONES MODELO GALONES MODELO GALONES150 - 200 PC-220 106 323DL 108 SC220.7 90 EC210 / EC240 92-124 CX210 / CX240 -200 - 250 P-300 160 328DL / 329DL 106-137 - - EC290 124 CX290 -250 - 300 - - 336DL 164 - - EC330 / EC360 164 CX350 -300 - 350 PC-400 172 - - - - EC460 181 - -350 - 400 - - 345DL 186 - - - - CX470 -400 - 450 PC-600 232 - - - - EC700 - - -

POTENCIA HP

MARCA DE EXCAVADORA HIDRAULICAKOMATSU CAT SHANTUI VOLVO CASE

MODELO GALONES MODELO GALONES MODELO GALONES MODELO GALONES MODELO GALONES150 - 200 WA-320 65 938H 65.3 - - L60F/L70F/L90F - 621E/721E 50-65200 - 250 WA-420/WA-430 86 966H 100.4 SL-50W 74 L110F/L120F/L150F - 821E 67250 - 300 WA-470 109 972H 100.4 - - - - 921E 104300 - 350 WA-500 125 980 H 127 - - L180F - - -

POTENCIA HP

MARCA DE CARGADORES FRONTALESKOMATSU CAT SHANTUI VOLVO CASE

Nota : La información presentada de la capacidad de las unidades se obtuvo de los Manuales de operación y mantenimiento del fabricante de la maquinaria pesada antes indicada

5.3.-Combustible

El combustible es un factor preponderante para laoperación de la maquinaria pesada y suporcentaje de participación en relación al costohorario de una unidad llegaría hasta el 25% detotal.

Así mismo en los tanques de combustible de lamaquinaria pesada nunca se deberá operar con lareserva debido a las constantes inclinaciones quese trabaja en defensas ribereñas

Tractor sobre orugas y Excavadora hidráulica (Tren de rodamiento)

Consumo de combustible (gal/hora)= Potencia Nominal (HP) X 0.0303

Cargador Frontal (Neumáticos)

Consumo de combustible (gal/hora)= Potencia Nominal(HP) X 0.0271

Ejemplo Aplicativo:

Reabastecimiento de combustible de un bulldózer KOMATSU de 310 HP, de potencia nominal:

Desarrollo:

Considerar que la unidad inicio sus operaciones en una emergencia con el tanque de combustible lleno y verificando la tabla de capacidades de tanque de combustible, se puede indicar que su tanque de almacenamiento asciende en 165 galones.

Los manuales del fabricante indican que la reserva del tanque de combustible se encuentra entre el 10% y 20 % del total del volumen del tanque de combustible; para el ejemplo consideremos un 15% que equivale: 25 galones.

Calculo:

Entonces la cantidad disponible de combustible a utilizarse seria:

= 165 – 25 = 140 galones de combustibleD-2.

Considerando el factor de aproximación de consumo antes indicado para bulldozer.

= 310 x 0.0303 = 9.54; redondeando se considera =10 galones/ hora.

Por lo tanto, se tendría que reabastecerse en:

=140/10 = 14.0 horas de trabajo.

5.4 .-Costo horario.

El costo horario de la maquinaria pesada está constituido por el costo deoperación y posesión.

El combustible llego hasta el 25% del costo total de la maquinaria.

A continuación se adjunta información de costo horario de maquinaria pesada dela revista Del grupo S-10, denominada, “COSTOS-Construcción, Arquitectura eIngeniería” Junio 2011 Vs Costo del Ministerio de Agricultura.

Nota: El costo horario incluye el costo de posesión y el costo de operación

Costo de Obras

Nº Tipo de ObraCosto por metro

lineal S/.

1 Dique enrocado 1,200.00

2 Espigón de roca 1,400.00

3 Dique revestido con colchones antisocavante 900.00

4 Espigón revestido con colchones antisocavante 1,000.00

5 Dique de gaviones 1,250.00

6 Espigón de gaviones 1,550.00

7 Descolmatacion 80.00

5.5.-Controles

5.5.1-Desgaste de accesorios.

BulldozerCuchillas y Cantoneras : 250 – 300 HMPunta de Ripper : 800 – 1,000 HMZapatas : 1,000 – 1,500 HM

Excavadora HidráulicaUñas y Cantoneras : 600-800 HMZapatas : 4000 HM

Cargador FrontalUñas : 400 – 600 HMNeumáticos : 1,500 – 2,000 HM

Camión VoqueteNeumático : 1,500- 2,000 HM

Nota : La información presentada de producción horaria se ha obtenido de las obras del Programa de Encauzamiento de Ríos y Protección de Estructuras de Captación-PERPEC.

5.5.2.-Manuales*Instructivo para la determinación del volumen efectivo de rocatrasladada en camión volquete para el Programa deEncauzamiento de Ríos y Protección de Estructuras de Captación-PERPEC.

*Perfil y Funciones del personal en la ejecución de obras delPrograma de Encauzamiento de Ríos y Protección de Estructurasde Captación –PERPEC.

*Clasificación de tiempos muertos y efectivos de la maquinariapesada que interviene en las obras del Programa deEncauzamiento de Ríos y Protección de Estructuras de Captación-PERPEC.

*Control de la producción horaria del equipo mecánico en obrasdel Programa de Encauzamiento de Ríos y Protección deEstructuras de Captación-PERPEC.

*Medidas de control en el consumo de combustible de maquinariapesada que interviene en el Programa de Encauzamiento de Ríos yProtección de Estructuras de Captación-PERPEC.

VI.- ACCIONES DE EMERGENCIA( defensas provisionales)

Las unidades mecanizadas anteuna emergencia por inundaciónson las que ejecutan las primerasacciones estructuras provisionalesque mitiguen los efectos negativosde éste fenómeno.

Para ello se debe contar conadecuados caminos de acceso

Gracias por su atención

Autoridad Nacional de AguasDirección de Estudios y Proyectos Hidráulico Multisectorial

Ing. Oscar Darío Vargas Cerón

19 de Julio 2011

Correo electrónico: ovargas@ana.gob.peTeléfono Oficina: 2247719Celular: 997133348