1. EQUIPOS DE CONSTRUCCION CURSO DE VERANO JUNIO DE 2004

2. LA INGENIERIA CIVIL EN EL CONTEXTO DE LA HSTORIA La actividad o profesin de ingeniero es tan antigua como las primeras civilizaciones. La necesidad que tuvo el hombre desde la aparicin de las primeras sociedades de registrar los acontecimientos seguramente forz la invencin del papiro y luego del papel; es decir el hombre descubri que poda transformar, mediante algn proceso, las materias primas en productos de ciertas caractersticas deseadas; la planta de papiro (un vegetal) en una superficie extendida sobre la cual escribir. Luego, preocupado del problema del transcurso y medicin del tiempo, le llev a la invencin de relojes de agua, de sol y de mecanismos, y a medida que las sociedades se hacan ms complejas y aparecen los problemas de vivienda, transportacin y aprovisionamiento de alimentos se desarrollan caminos, mtodos de construccin y de riego. Todo lo que se ha mencionado hasta este punto caracteriza tambin a la ingeniera de nuestros das, con la diferencia que hay una mayor diversidad de problemas pero tambin se cuenta con sinnmero de nuevas herramientas que permiten encontrar nuevas y mejores soluciones, que en el pasado eran inimaginables. 3. LA INGENIERIA CIVIL EN EL CONTEXTO DE LA HSTORIA Los mejores ingenieros de la antigedad fueron los romanos. Por las necesidades impuestas por su gran y extenso Imperios, se vieron obligados a desarrollar y construir un vasto y eficiente sistema de comunicaciones; los caminos romanos son un ejemplo de habilidad e ingenio. Tambin los descendientes de Rmulo eran expertos constructores de acueductos y puentes. Si bien los ingenieros romanos no tuvieron mucha originalidad, ya que tomaron prestado de Grecia y Oriente, su habilidad y tcnicas eran tan avanzadas, que sus obras an perduran e incluso algunas estn en uso en nuestros das. 4. LA INGENIERIA CIVIL EN EL CONTEXTO DE LA HSTORIA La aparicin de las especialidades de ingeniera en los ltimos 150 aos se ha debido justamente al avance de las ciencias. Si primero se tena la ingeniero civil y militar, luego al final del siglo pasado y comienzos de ste, aparecen el ingeniero mecnico, el elctrico, ingeniero industrial, ingeniero qumico, ya ms reciente el ingeniero electrnico, ingeniero nuclear, ingeniero bioqumico, ingeniero de transportes y el informtico. Esto se ha debido obviamente a que el avance del conocimiento por un lado y la complejidad de los problemas, a resolver, por otro, sean de tal magnitud, que hace imposible que con un solo cuerpo disciplinario aplicado por un solo hombre se puedan resolver problemas en forma prctica. Si bien los mtodos de la ingeniera y sus bases son generales para cualquier especialidad, se hace necesario, por las limitaciones del gnero humano, formar diversos especialistas, pero que son capaces de comunicarse para poder trabajar en equipos, que es la manera moderna de abordar los problemas a resolver por los ingenieros y otros profesionales. 5. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION Los Estados Unidos fueron los primeros en desarrollar innovaciones para ahorrar mano de obra, primero en agricultura, despus en construccin, los dos encajndose en una vigorosa tradicin de mecanizacin. El Reino Unido y Europa se hallaban en considerable atraso en ambos sectores, probablemente debido a la abundancia de mano de obra y la menor escala de las obras para realizar, lo que llev a una dilucin del mpetu hacia una mayor productividad. Los manufactureros norteamericanos de equipamientos, pioneros en la obsolescencia planificada, al contrario del principio Europeo de la construccin duradera, tambin alimentaron el proceso de cambio, adems de que los lazos entre los manufactureros y los usuarios siempre estuvieron estrechos as permitiendo que lecciones de operacin se incorporaran en el proceso de diseo. 6. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION La historia del mejoramiento en el diseo de mquinas, que se dio principalmente en los Estados Unidos, nos da una fascinante ilustracin del principio de cmo la forma sigue la funcin. La especializacin del equipamiento de mover tierra, esencialmente como funcin de la distancia de acarreo, hizo aparecer la niveladora, el raspador, el buldzer, la compactadora, el cargador y el ubicuo tractor agrcola. Este proceso se dio ms o menos alrededor de los 1880 hasta el final de la primera guerra mundial. Ya en esta poca todos haban adquirido su silueta familiar. 7. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION Niveladora La primera niveladora reconocible apareci en 1886. Era naturalmente de traccin animal, sin embargo se ve asombrosamente similar a su descendiente, fotografiado al mismo lugar 100 aos despus. 8. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION 9. HISTORIA DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION 10. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA La maquinaria segn la relacin de Peso/volumen es decir segn su capacidad se clasifica de la siguiente manera: Maquinaria Pesada Maquinaria Semipesado Equipo Liviano Vehculos Pesados Vehculos Semipesados Vehculos Livianos 11. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Maquinaria Pesada Maquinaria de grandes proporciones geomtricas comparado con vehculos livianos, tienen peso y volumetra considerada; requiere de un operador capacitado porque vara la operacin segn la maquinaria; se utiliza en movimientos de tierra de grandes obras de ingeniera civil y en obras de minera a cielo abierto. Ejemplos Gras, excavadoras, tractor, etc. 12. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Maquinaria Semipesado Son maquinarias de tamao mediano utilizados generalmente en la construccin por ejemplo: Camin volqueta, carros Cisternas o Aguateros, camiones escalera. El peso y volumen de estas unidades es mediano. 13. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Equipo Liviano Pueden ser mquinas pequeas o equipos especializados; como: compresoras, bomba de agua, bomba de lodo, vibradoras, malacates, cortadoras de acero, rompe pavimentos, montacargas, etc. 14. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Vehculos Pesados Entre estos vehculos se tienen al camin de estacas o camin con carrocera. Vehculos Semipesados Entre los vehculos semipesados se tienen los de uso pblico como ser: los autobuses, microbuses, etc. Vehculos Livianos De peso y volumen reducido, auto transportables, por ejemplo: automvil, vagonetas, jeep, camioneta, minibs, etc. 15. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Segn la fuente de Energa Se toma como referencia el tipo de motor de la mquina, definindose motor como: Sistema material que transforma una determinada clase de energa (hidrulica, qumica, elctrica, etc.) en energa mecnica y produce movimiento. 16. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Segn el sistema de traslacin Son clasificados en funcin al mtodo de transporte, las dimensiones y peso de la maquinaria: 17. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Segn las operaciones que realizan Se clasifican segn las operaciones comunes que realizan las maquinas. 18. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Herramientas menores En esta seccin se presentan las herramientas ms comunes que son utilizadas en la construccin. De izquierda a derecha puede observarse un pico, una pala, tres modelos de carretillas, una de las cuales cuenta con un sistema que posibilita su transporte a travs de una gra, siendo muy utilizada en el ascenso o descenso de materiales a obras situadas a distintas alturas como es el caso de los edificios o bajo tierra como son los colectores de alcantarillado, etc.; todo ello mediante el empleo de pequeas gras tambin llamadas polipastos y malacates. As mismo, puede observarse una revolvedora manual cuyo motor puede ser de gasolina o elctrico. Finalmente un rastrillo de piedra, que comnmente es utilizado para empujar y extender el concreto fresco. 19. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA En las imgenes contiguas pueden verse diversos tipos de cucharas o paletas empleadas segn la actividad a realizar como poner ladrillos, colocar azulejos /Llanas /esptula /cubeta y cubos /cincel/flota para emplastes /azadn / martillo para tachuela /Cortador /martillo de bola / Martillo para clavos /Nivel /Escuadra /Plomada / Cinta mtrica /Flexmetro. 20. CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA Sistemas y Maquinaria Complementaria Pueden verse diversos tipos de andamios: Mdulo sencillo /Tabln metlico /Andamio colgante de manivela /Andamio elevador automtico /Andamios modulares de alta seguridad y equipo de gra elevadora. 21. HERRAMIENTA MANUAL Se denomina herramienta manual o de mano al utensilio, generalmente metlico de acero, de madera o de goma, que se utiliza para ejecutar de manera ms apropiada, sencilla y con el uso de menor energa, tareas constructivas o de reparacin, que slo con un alto grado de dificultad y esfuerzo se podran hacer sin ellas. 22. HERRAMIENTA MANUAL Equipo bsico de herramientas de un taller o de un profesional mecnico Las herramientas bsicas de un taller mecnico se pueden clasificar en cuatro grupos diferentes: Herramientas de corte: sirven para trabajar los materiales que no sean ms duros que un acero normal sin templar. Los materiales endurecidos no se pueden trabajar con las herramientas manuales de corte. Como herramientas manuales de corte podemos citar las siguientes: Sierra de mano, lima, broca, macho de roscar, escariador, terraja de roscar, tijeras, cortafro, buril, cincel, cizalla, tenaza Herramientas de sujecin: se utilizan para sujetar piezas o inmovilizar piezas. En este grupo se pueden considerar las siguientes: Pinzas (alicate), tornillo de banco, sargento. 23. HERRAMIENTA MANUAL Equipo bsico de herramientas de un taller o de un profesional mecnico Herramientas para la fijacin: se utilizan para el ensamblaje de unas piezas con otras: Pertenecen a este grupo, los diferentes tipos de llaves que existen: Llave, Destornillador, remachadora. Herramientas auxiliares de usos varios: Martillo, pala, granete, extractor mecnico, nmeros y letras para grabar, punzn cilndrico, polipasto, gramil, punta de trazar, comps, gato hidrulico, mesa elevadora hidrulica. 24. HERRAMIENTA MANUAL Tambin se pueden considerar como herramientas bsicas los instrumentos de medida ms habituales en un taller mecnico: Regla graduada, flexmetro, gonimetro, pie de rey, micrmetro, reloj comparador. 25. HERRAMIENTA MANUAL Tambin se pueden considerar como herramientas bsicas los instrumentos de medida ms habituales en un taller mecnico: Regla graduada, flexmetro, gonimetro, pie de rey, micrmetro, reloj comparador. 26. HERRAMIENTA MANUAL 27. Excavadoras Definicin Mquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar una rotacin de 360, que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la accin de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancn, sin que el chasis o la estructura portante se desplace. La definicin anterior, precisa que si la mquina descrita no es capaz de girar su superestructura una vuelta completa (360), no es considerada como excavadora. La precisin de los rganos de trabajo, tales como pluma, balancn, estructura portante, etc.; fija y unifica los criterios clasificadores. 28. Excavadoras Definicin Mquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar una rotacin de 360, que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la accin de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancn, sin que el chasis o la estructura portante se desplace. La definicin anterior, precisa que si la mquina descrita no es capaz de girar su superestructura una vuelta completa (360), no es considerada como excavadora. La precisin de los rganos de trabajo, tales como pluma, balancn, estructura portante, etc.; fija y unifica los criterios clasificadores. Operaciones: Excavar, Cargar, Girar, Desplazar, Movilizar y desmovilizar 29. Excavadoras Aplicaciones Excavacin de zanjas y zanjas de gran tamao; Peinado de taludes encima del plano de sustentacin de la mquina; Excavacin para estructuras, Excavacin en bancos de prstamo excavacin de materiales. 30. Excavadoras Tipos Las excavadoras se clasifican de la siguiente manera: Segn su accionamiento: Excavadoras de cable o mecnicas. Excavadoras Hidrulicas. Segn el sistema de traslacin: Excavadoras montadas sobre cadenas (orugas) Excavadoras montadas sobre ruedas o neumticos. Excavadoras montadas sobre rieles. Excavadoras montadas sobre barcos. Segn el Tipo de operacin: Excavadoras normal o Standard Excavadoras de mordazas. Excavadoras de tambor Excavadora de Rosario 31. Excavadoras Excavadora o pala cargadora con ruedas El modelo de excavadora o pala cargadora de la imagen es una mquina con una gran capacidad de carga y potencia, idnea para labores de extraccin y movimiento de tierras. En la imagen podemos ver la mquina trabajando en un acopio de ridos existente en graveras, plantas de elaboracin de aglomerados y zahorras, etc.. Su diseo con ruedas la hace apta e idnea para terrenos uniformes. La falta de dientes en la pala cargadora nos indica en este caso que trabaja en zonas blandas con tierras ya movidas. 32. Excavadoras Excavadora de Mordazas Este tipo de excavadoras tiene la particularidad de utilizar un accesorio que trabaja a peso propio, con mecanismos que permiten excavar en un material apilado, la cuchara tiene mordazas que se abren y cierran. Este tipo de equipos tiene muy poca aplicacin en movimiento de tierras, pero si se aplica en construccin de edificios, ya que transporta material suelto. 33. Excavadoras Excavadora de Mordazas La capacidad de este equipo esta dada por la cuchara de mordazas cuya capacidad varia de 0.3 a 2 m3 sueltos. Los pesos de este tipo de excavadoras oscilan entre 10 y 30 toneladas y su velocidad de traslacin de 1 a 4 KPH. La cuchara pesa alrededor de una tonelada. Existen varios diseos de cucharas de mordazas. 34. Excavadoras Excavadoras de Rosario Este tipo de equipos se utiliza para la excavacin de zanjas de gran magnitud. El sistema de excavacin lo constituye una especie de cinta sin fin con numerosas cucharas de excavacin. Este equipo tiene bastante utilizacin en Europa, principalmente en Alemania. 35. Excavadoras Excavadora de tambor Normal Es utilizada para diferentes trabajos, tales como: - Hacer zanjas en superficies duras y compactas, fresado de muros pantalla, perfilado de paredes de roca y concreto; demoliciones, acabados en tneles, saneamiento de superficies, operaciones en inmersin y se acoplan a diferentes tipos de maquinaria en punta de retro, entre otras: - Miniexcavadoras. - Retrocargadoras. - Excavadoras. Se dispone de distintos tambores en funcin de los trabajos a realizar. 36. Excavadoras Pequeas Maquinas Excavadoras Existen mquinas de pequeas dimensiones que son ideales para la excavacin de tierras en lugares de reducidas dimensiones en los que a las grandes mquinas les es imposible maniobrar. Estas maquinas realizan funciones tales como la excavacin de zanjas para cimientos en pequeos solares o en obras en las que la complejidad del entramado de cimientos hace casi imposible la posibilidad de la excavacin mecnica. 37. Excavadoras En la imagen superior pueden ver de izquierda a derecha una mini retro con cadenas ideal para excavacin de zanjas en la realizacin de riostras, zapatas y otros cimientos. 38. Excavadoras En la imagen central una mini excavadora, cuyo modelo permite adems realizar un sin fin de funciones distintas ya que posee gran variedad de mecanismos complementarios que se le pueden acoplar como son el martillo neumtico para taladrar concreto o asfalto, brazo retroexcavador, limadora de asfalto, chasis delantero con cuchilla para convertirse en mini motoniveladora, etc. 39. Excavadoras Transporte La excavadora puede ser transportada por el Low Boy (cama baja o plataforma), en caso de no poder transportarse sola, si es sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede no necesitar de transporte. 40. Excavadoras Mantenimiento PREVENTIVO. Verificacin de lubricantes y grasas antes de salir. Revisar la hoja de mantenimiento preventivo. Existencia de filtros en los almacenes. Tipo de lubricante en mquina y existencia en los almacenes. Verificar puntos de engrase. Aumentos y cambios de aceite. 41. Excavadoras Mantenimiento PREDICTIVO. Toma de muestra del cambio de aceite. Verificacin de recomendaciones mecnicas en mquina. Si el equipo es a ruedas control de la presin de aire de las llantas. Ubicar el laboratorio donde se va hacer el anlisis. 42. Excavadoras Mantenimiento CORRECTIVO. Prever el cambio de uas o garras. Acondicionamiento de cuchara. Cambio de partes. Tablero de control. Lista de repuestos que se usan ms en la mquina con costos estimados y proveedores. Instalaciones en taller o posta. Camin lubricador. Camin maestranza. 43. Excavadoras Seguridad Industrial Las prendas de vestir deben ser relativamente ajustadas, debe evitarse chaquetas sueltas, mangas de camisa, anillos y cualquier otro tipo de joyas, ya que existe el peligro de engancharlas en piezas mviles. La indumentaria requerida es: Cascos resistentes, Gafas de seguridad, Vestido reflectante, Zapatos de seguridad y Protectores para los odos. 44. Excavadoras Medio Ambiente Ruido dentro y fuera, cuando el nivel de ruido sobrepase el margen de seguridad establecido (80 dB), ser obligatorio el uso de auriculares o tapones. Emisin de gases (CO2, NO2) Partculas en suspensin (polvo), en trabajos con tierras o arcillas sueltas y secas, donde se deber hacer uso de mascarillas o preparar el terreno con lechadas de agua con cal. 45. Excavadoras ELEMENTOS Y DIMENSIONES A Altura de la cabina B Ancho para el transporte, sin retrovisores C Ancho de cadena con zapatas estndar D Espacio libre sobre el suelo, bastidor E Espacio libre sobre el suelo, contrapeso F Radio de giro de la cola G Longitud total de la cadena (de barra de zapata a barra de zapata) H Longitud total para el transporte J Altura para el transporte K Longitud de cadena en contacto con el suelo L Entreva 46. Excavadoras LMITES DE ALCANCE. CLAVE: A Altura mxima de carga del cucharn con dientes. B Alcance mximo a nivel del suelo. C Profundidad mxima de excavacin. D Excavacin vertical mxima. E Profundidad mxima de excavacin con fondo plano. F Altura mxima del pasador de articulacin del cucharn. G Altura mxima a los dientes del cucharn en la cima del arco 47. Excavadoras Definicin. Son mquinas utilizadas para excavar abajo del nivel del terreno en que se sustentan, y estn formadas por un brazo mecnico con un cucharn retroexcavador, el cual funciona por medio de un sistema hidrulico, acoplado a una estructura metlica montada sobre carriles o neumticos. 48. Excavadoras Descripcin. Estas mquinas se desarrollaron para satisfacer las necesidades que requeran las obras donde se necesitaba excavar un suelo a un menor costo, con base en una mayor produccin. Ya que para tal fin se utilizaban las dragas de arrastre, las que requeran de espacios bastante amplios para operar, adems de que las excavaciones, debido al volumen y las dimensiones, que en muchos de los casos eran pequeas, requeran de una mquina de menor tamao y facilidad de maniobrabilidad en espacios reducidos, tambin se tena la restriccin de la dureza del material, lo que imposibilitaba a las dragas para realizar por s solas este tipo de excavaciones, ya que requeran del auxilio de otra mquina que aflojara el material para despus ellas extraerlo. Con base en estos planteamientos, los fabricantes de maquinaria disearon las excavadoras hidrulicas, cuyo campo de accin se ubica en las excavaciones de mediana y pequea profundidad y en diferentes tipos de suelos y condiciones de trabajo, lo que las hace de gran versatilidad.. 49. Excavadoras Excavadora de orugas Los principales componentes de esta mquina, son: La pluma. Es un elemento estructural en forma de cuello de ganso, que est unido en la parte inferior al bastidor principal de la mquina a travs de una articulacin, y puede estar formada por una o dos piezas, mismas que dependen de las siguientes caractersticas: 50. Excavadoras Excavadora de orugas a) Se utiliza la pluma de una pieza. Si el trabajo requiere generalmente alcance y profundidad mximos. Es excelente para abrir zanjas, por su largo alcance, profundidad, menos peso y buena capacidad de levantamiento. b) Se utiliza la pluma de dos piezas. Si el trabajo exige adaptabilidad. La seccin anterior se extiende o se retrae a tres posiciones diferentes a fin de variar el alcance y la profundidad. Se puede retraer completamente la seccin anterior para usarla con cucharones ms grandes o extenderla para lograr mximo alcance y profundidad. Se puede ajustar el ngulo de la seccin anterior a la posicin de pasador superior o inferior o para aumentar el alcance hacia arriba, altura de descarga o profundidad de excavacin. Cuando est extendida al mximo y en la posicin de pasador inferior, la pluma de dos piezas tiene igual alcance que la de una sola pieza. 51. Excavadoras Excavadora de orugas El brazo. Es el elemento excavador que va articulado a la parte superior de la pluma, y en su parte inferior va unido el cucharn, mismo que es controlado a travs de cilindros hidrulicos. Existen varios tipos de brazos de ataque, entre los que se indican los siguientes: Brazo corto Brazo mediano Brazo largo Brazo de largo alcance Brazo telescpico 52. Excavadoras Excavadora de orugas Brazo corto. Proporciona fuerza de penetracin y capacidad de levantamiento mximo del brazo. Se puede utilizar con un cucharn grande en trabajos de gran volumen en excavaciones de zanjas y carga de camiones Brazo mediano. Proporciona mximo rendimiento en la mayora de los trabajos en los que interviene, especialmente cuando las condiciones de trabajo cambian frecuentemente. Brazo largo. Ofrece el mayor alcance y profundidad de excavacin. Se utiliza este tipo de brazo, cuando la excavadora se usa generalmente para abrir zanjas profundas o para obtener gran alcance utilizando cucharones de poca capacidad. 53. Excavadoras Excavadora de orugas Brazo de largo alcance. Es de los ms modernos y solamente se emplea para operaciones de dragado y conservacin del lecho de ros o lagunas, mismas que tradicionalmente son realizadas normalmente con dragas. Brazo telescpico. Utilizado para adaptrsele el cucharn de almeja, comnmente utilizado en excavaciones verticales. 54. Excavadoras Excavadora de orugas Para cada modelo y marca existen diferentes longitudes de brazos, la eleccin adecuada depende de los siguientes factores; tales como la fuerza de corte necesaria, la capacidad de levantamiento, el tamao del cucharn y tipo de material. El aditamento principal de esta mquina es el cucharn retroexcavador, acondicionado con tres o ms dientes y orejetas para tener mayor capacidad de corte. Los hay de diferentes tipos y capacidades, mismos que estn en funcin del tamao de la excavadora, entre los que podemos encontrar: 55. Excavadoras Excavadora de orugas Cucharn estndar. Para todo tipo de uso. Cucharn trapezoidal. Para excavaciones en canales. Cucharn de aplicacin especial. Est diseado para cargar rocas y otros materiales duros. Cucharn para zanjeo pesado. Para retener bien la carga y facilitar la excavacin donde hay poco espacio. 56. Excavadoras Excavadora de orugas Trabajos que realizan Zanjas para alojar tuberas Excavacin de canales Excavacin de cimentaciones Colocacin de tubera Excavacin de cunetas y drenes Carga de material a vehculos Demoliciones en general Levantar y hacer maniobras con grandes pesos Talar y acarrear rboles Separar y acarrear chatarra Trabajo en canteras (rompiendo roca)ragado y limpieza de canales. 57. Excavadoras Excavadora de orugas Caractersticas que se deben de tomar en cuenta para la seleccin de una excavadora 1. Volmenes de obra a. Grandes b. Regulares c. Pequeos 2. Tipo de materiales a. Duros b. Suaves 3. Profundidad del corte a. Muy profundo 4. Tipo de superficie y movilidad a. Sobre orugas b. Sobre neumticos 5. Diversos a. Condiciones de la obra b. Altura mxima de descarga c. Facilidad de adquisicin de la mquina