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INTRODUCCIN Se requiere a las mquinas o equipos para la ejecucin de movimiento de tierra

teniendo en cuenta todos los elementos del precio, recordemos que las labores

de movimiento de tierra, constituyen el 50% del monto total de los proyectos,

aproximadamente.

Las mquinas se imponen tambin prescindiendo de las cuestiones

econmicas, cuando los volmenes de obra diaria a realizar para satisfacer los

programas, son altos.

En los proyectos que se emprenden actualmente es de suma importancia

calcular con gran precisin y exactitud la cantidad o nmero de mquinas

necesarias para una determinada obra, as como su capacidad productiva,

eficiencia, etc. de acuerdo a las condiciones de una determinada obra, con la

finalidad de disminuir los costos de maquinaria y hacer ms eficiente los

trabajos.

OBJETIVOS

Determinar el nmero de mquinas requeridas en cada fase del movimiento de tierras.

Determinar la produccin horaria de cada mquina utilizada.

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MARCO TERICO

ELECCIN DE LA MAQUINARIA?

Deben tenerse en cuenta como requisitos previos los siguientes: - Cumplir la produccin requerida. - Que se adapte y sea flexible a las condiciones presentes y futuras de operacin. - Que provoque una organizacin lo menos costosa y complicada posible. - Que tenga una fiabilidad suficiente. - Que tenga asegurado por el fabricante, para un cierto tiempo de su vida, asistencia tcnica y repuestos (Servicio postventa). En la eleccin de las mquinas es importante la nueva doctrina del Aseguramiento de la Calidad. Esto se refiere a que el fabricante haya conseguido por algn organismo (T.U.V., por ejemplo) la certificacin de sus sistemas de calidad, de acuerdo a las exigencias de las normas U.N.E.. Esta certificacin de calidad puede cubrir tambin otros aspectos muy necesarios para el usuario como son los servicios postventa.

MECANIZACION DE UNA OBRA.

En construccin de autovas se necesitan fuertes inversiones en maquinaria. Un

ejemplo de esto es un tramo de 49,628 Km, con un presupuesto de 22.500 millones

de pesetas; la inversin del Contratista General en maquinaria fue de 3.000

millones.

Indice de mecanizacin de una obra = Valor maquinaria en la obra/Obra ejecutada

en 1 ao, si la duracin fue de 3 aos, sale un ndice del 40% y en 1,5 aos del

20%, lo que quiere decir, que

a menor duracin se requiere ms maquinaria para una mayor produccin. En

obras de carreteras, el ndice tiende al 100%, considerando como maquinaria la del

Contratista General y la de todos los subcontratistas.

El ndice de inversin de maquinaria de una empresa es la relacin entre el valor

anual de adquisicin de maquinaria y la obra total anual.

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El ndice de inversin de las nueve principales empresas del Seopan en todo el

conjunto de obras vara entre el 3,6 y el 13,3%, de media 8% (Ao 1991). Resulta

decreciente con los aos porque slo considera la maquinaria propia, no la de los

subcontratistas, y lo que evidencia es que cada vez se subcontrata ms.

Dos reglas elementales respecto a la maquinaria en la obra:

- Las mquinas son siempre baratas para el trabajo que realizan si estn bien

elegidas.

- Los nuevos modelos hacen obsoletos a los anteriores y antieconmicos de

produccin ydisponibilidad.

CLCULOS

Un proyecto requiere de aproximadamente 600.000 m3

de tierra (Arcillosa) para construir un muro de una

represa. La tierra ser excavada con pala mecnica, cuyo

rendimiento es de 450m3 por hora medida en banco. El

acarreo ser con vagonetas de vaciado por el fondo tiradas por un tractor de

oruga de 200HP (Potencia en la barra de tiro) de 42m3. Todos los rangos de

produccin se basaran en 1 hora de 50 minutos.

1. Selecciones el tipo de maquinaria y la produccin horaria de cada una de

ellas.

2. El nmero de unidades a utilizar en cada fase de produccin.

3. El nmero de viajes por hora.

CONDICIONES DE LA OBRA:

El camino de acarreo es duro y parejo.

Peso de tierra de 2720 kg/m3 medida en banco

Abundamiento de la tierra es del 21%

Distancia de acarreo: 1700 metros, sobre un camino plano

FRR = 30 kg/T

Contenido de humedad inicial: 8% en peso.

Contenido de humedad requerido 12% en peso.

El material se va a depositar en capas de 7pulg. Ya compactadas.

El nmero estimado de pasadas con rodillos pata de cabra, 14 por capa.

La distancia media para abastecerse con agua est a 1.5km

Capacidad del vagn: C = 14m3 medido en banco

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FASE DE PRODUCCIN:

a. Acarreo de tierra: se utiliza vagonetas de vaciado por el fondo tiradas por

un tractor de oruga de 200HP (Potencia en la barra de tiro)

Capacidad de la vagoneta, C = 14m3 volumen en estado suelto.

Peso del tractor ms la vagoneta es de 16772 kg

Costo por hora, incluido el operador: $7.15

Comportamiento del tractor de oruga al nivel del mar:

ENGRANE VELOCIDAD

(km/ hr)

FUERZA DE

TRACCION

(kg)

1 4.8 9204

2 9.3 4750

3 17.9 2510

4 31.2 1523

5 49.0 994

Calculo de la fuerza de traccin en la barra de tiro.

Fuerza de Traccion = PBV x FRR

Si: PBV = PT + Pvag + PC

1. PC = C x Ptierra en banco

___

PC = 11.57 x 2720 kg/m3 = 31470 kg

2. PT + Pvag = 16772 kg

PBV = PT + Pvag + PC

PBV = 31470 kg + 19089 kg

PBV = 50559.4 kg = 50.56 T

Fuerza de Traccin = PBV x FRR

Fuerza de Traccin = 50.56 T x 30 kg/ T

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Fuerza de Traccin = 1516.8 kg; entonces el tractor podra ir en 4

velocidad ya que su fuerza de traccin es de 1523 kg.

Calculo del tiempo de ciclo; donde el tiempo de ciclo es la suma de todos

los tiempos (carga, ida, retorno, tiempo en el desmonte y terraplenado)

1. CALCULO DEL TIEMPO DE CARGA

450 m3 ------- 1 hr

11.57 m3 ------- X hr

2. CALCULO DEL TIEMPO DE IDA Y RETORNO; de acuerdo a la tabla de

especificaciones del tractor, se determina que la velocidad de ida y de retorno

son las mismas de 31.2 km/ hr

3. TIEMPO DE DESMONTE Y TERRAPLENADO:

Asumiendo 1.3 para desmonte y 1.3para terraplenado

Tiempo de ciclo = tc + ti + tr + td + tt

Tiempo de ciclo = 1.56 + 3.27+ 3.27 + 1.3 + 1.3 = 10.7

Clculo de la eficiencia:

Como las maquinas trabajan solo 50/hr

Clculo de la produccin horaria o volumen / hora (PH):

Si:

PH = 4.67 x 11.57 = 49.41 m3/ hr

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Clculo del nmero de unidades:

N de unidades = 9.11, por lo cual se recomienda tener 10- 11 unidades de

acarreo

Clculo del volumen acarreado por unidad:

Clculo del costo por acarreo:

b. Esparcimiento del material usar una motoniveladora o

motoconformadora, cuyas caractersticas son las siguientes:

Potencia: 125HP modelo 120K, con cuchillas de 3.658m

Velocidad media incluyendo maniobras 3.90km/hr

Ancho efectivo de cuchillas: 2.80m

Numero de pasadas por capa: 4

Clculo le la Produccin horaria (rea cubierta/hr):

Ef= ef.hr x Rg

Ef= 0.83x0.85

Ef= 0.70

A = 3.90 (km/hr) x 2.80m x ef

A = 3900(m/hr) x 2.80m x 0.70

A = 7644 m2/hr

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Clculo del rea cubierta/hr en cuatro pasadas:

Clculo del nmero de unidades:

N = = 1.32; por lo que se recomienda usar 2 unidades.

c. Mojado del material usar una motoniveladora o motoconformadora, cuyas

caractersticas son las siguientes:

Cisterna de 1500gal. De capacidad

Tiene una bomba que extrae 400gpm

Vida (con carga) = 22km/hr

Vret (con carga) = 33km/hr

Velocidad de rociado: 200gpm

Peso de la tierra colocada por hora: 450m3 x 2720kg/m3 = 1224000 kg

Agua por agregar en peso= 12 7= 5%

Peso del agua que se necesita por hora = 1224000x 0.05 = 61200 kg

Cantidad de agua que se necesita por hora = 61200/ 3.78gal = 16190 gal

Clculo del tiempo de ciclo:

Llenado de la cisterna: 1500/400= 3.75min

Transporte de agua = = = 4.1min

Regreso (vaco) = = =2.73min

Rociado= 1500 / 200 = 7.5min

Tiempo perdido durante el viaje = 3.0min

Tiempo por ciclo = 3.75 + 4.1 + 2.73 + 7.5 + 3 = 21.08

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Clculo del tiempo de la produccin horaria o rendimiento:

Clculo del nmero de cisternas:

N de cisternas = = 4.22

Usar 5 unidades.

Clculo del nmero de viajes por hora:

N de viajes por hora = 50/21.8 = 2.37 viajes.

d. Compactacin del terreno usar un Rodillo pata de cabra Modelo (CS-

423E) CAT.

Con una potencia en el volante 80HP

Velocidad de trabajo: 5.5 km/hr

Ancho de tambor: 1.70m

Clculo del rea cubierta por hora por pasada:

rea cubierta por hora, por pasada (m2/hr)

A= 1.70m x5.5km/h x 0.70 x 1000 = 6545 m2/h

rea cubierta por cada 15 pasadas

A = 6545 / 14 = 467.5 m2/h

Clculo de la produccin horaria:

PH =

PH = = 70.13 m3/hr

Clculo del nmero de tambores:

N de tambores = N = = 5.4; se recomienda Usar 6 tambores.

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CONCLUSIONES

Se concluye que de acuerdo a las condiciones presentadas en obra el nmero de mquinas para acarreo es de 11 unidades, pero se recomienda

tener dos ms en almacn o disponible por cualquier percance.

Se concluye que de acuerdo a las condiciones presentadas en obra el nmero de mquinas para esparcimiento del material es de 2 unidades.

Se concluye que de acuerdo a las condiciones presentadas en obra el nmero de mquinas para mojado del material es de 5 unidades.

Se concluye que de acuerdo a las condiciones presentadas en obra el nmero compactacin del terreno se recomienda usar 6 tambores.