Equipos Livianos y Pesados

INTRODUCCION

El hombre a través del tiempo y su historia ha concebido la existencia del universo en un sentido puramente egocéntrico, las primeras teorías cosmológicas de la creación del universo sitúan a la tierra como el centro del sistema solar y de todo el universo. La ideología del ser humano se basa en: su existencia como dominio sobre las especies inferiores. Durante el desarrollo de las culturas antiguas, esta idea se reflejaba en la capacidad de someter a otras culturas bajo su dominio, su condición de superioridad se manifestaba mediante sus construcciones. Fue el factor tiempo uno de sus principales obstáculos a vencer, la necesidad de extender sus imperios a regiones en donde su codicia los llevara; el desarrollo de nuevos métodos de construcción y equipos que agilizaran la construcción, dio origen a los grandes genios de la construcción, como Leonardo Da Vinci en Italia. Sin embargo este crecimiento en el desarrollo tecnológico se presento con mayor apogeo en el desarrollo científico-tecnológico, que dio origen a un arte irremplazable: La Ingeniería. En el siglo XX, se presencio la actuación de la Ingeniería mediante el desarrollo de la primera y segunda guerra Mundial. Desde allí la perspectiva de la Ingeniería ha cambiado, y las invenciones tienen finalidad pacífica y de desarrollo humano. El factor tiempo y la calidad de acabado de las distintas construcciones es un requisito indispensable en la actualidad, por ello el diseño de nuevas maquinarias y equipos livianos en la construcción forman un papel importante, aumentando la eficiencia de los obreros reduciendo costos en muchos casos.

En el presente documento de información acerca de los principales equipos de construcción, se presenta de manera clara y precisa el uso de estos, la manera adecuada de empleo en el campo y en que situaciones usarlos. Por ello presentamos: la clasificación de estos equipos; los detalles técnicos; la eficiencia de las maquinas, la forma de remuneración que se hace a los maquinistas.

OBJETIVOS

A final de lectura, el alumno será capaz de entender las distintas formas de equipos existentes de la construcción, el empleo adecuado en el campo y el momento en que deben ser usados. Sin embargo también será de conocimiento los principios básicos que forman parte del desarrollo de estas maquinas. El fenómeno que producen en el desarrollo de las construcciones y su importancia en el marco económico de las empresas.

En el desarrollo de la construcción los equipos son utilizados de acuerdo a la actividad que realizan en el campo, por ello trataremos de clasificarlos en las distintas actividades que mencionaremos a continuación:

Movimiento de Tierra y limpieza de Terreno.-

Es la actividad primera al empezar la construcción de cualquier edificación, Al escoger el equipo que se utilizará en una excavación se debe tener en cuenta, en primer término, el tipo de terreno en el que se va a realizar la obra.

La excavación es la eliminación de tierra, grava, arena, eventualmente roca y otros escombros de un sector, para construir en él una nueva estructura o instalar algún servicio. El equipo necesario depende del tipo de material a extraer, por lo que antes del inicio de la obra se debe realizar un estudio geológico, que permitirá conocerlo y definir los elementos necesarios para la ejecución de las obras. Los materiales que se encontrarán, que pueden estar sueltos, flojos, duros, servir para zona de tránsito o tener roca blanda, dura o muy dura; pueden englobarse en las categorías de excavación en roca y en suelos blandos.

Excavación en roca

Se refiere a cualquier trabajo que exceda los 50 cm, en el que la dureza del material exija la voladura, el trabajo manual por medio de fracturas y cuñas posteriores, o por inyecciones expansivas, según las condiciones del lugar y las características de la roca. Dentro de este tipo de clasificación es posible encontrar:

• Roca de dureza media, tal como caliza, pizarra, conglomerados, medianamente estratificada, muy alterada y minerales blandos. Para la excavación de estos materiales se usan máquinas de más de 140 hp, pero siempre se necesitará realizar la disgregación mediante explosivos de baja potencia o escarificadores pesados.

• Roca dura. Se refiere a las calizas duras o silíceas, rocas ígneas y metamórficas y masas de rocas poco alteradas, cuarcita y minerales de baja densidad, que pueden ser removidas por máquinas especiales y mediante el uso de explosivos de media potencia.

• Roca muy dura. Son las ígneas no alteradas, como granito, diorita, diabasa, rocas metamórficas duras y minerales densos. Se necesitan en estos casos máquinas especialmente diseñadas y el uso de explosivos de alta potencia. La construcción de una canalización exige una excavación de ancho controlado, con una profundidad variable que puede alcanzar hasta varios metros. Las tareas de movimiento de suelos deben ser controladas para evitar sobreexcavaciones, puesto que los rellenos posteriores suelen ser costosos. Por ello es fundamental seleccionar el equipo adecuado y el método que asegure una superficie de calidad.

Excavación común

Se realiza en tierra, conglomerado, roca descompuesta, y en todo material que no se asimila a la clasificación de roca, que pueda extraerse por los métodos manuales normales o mecánicos mediante las herramientas y equipos de uso frecuente para esta clase de labor: barras, picas, palas, retroexcavadoras.

Entre estos materiales encontramos: arcilla, limo, arena, cascajo y piedras con tamaño inferior a 50 cm (20"), cualquiera que sea el grado de compactación o dureza. En estos casos se usan máquinas de media a baja potencia, tales como topadores frontales o excavadoras. También se incluyen los suelos compactos de roca blanda, arcillas duras, esquistosas, marga (roca blanda calizo-arcillosa), masa de roca altamente fisurada o estratificada, roca blanda y roca fragmentada por el uso de explosivos.

Para la excavación de estos terrenos se realiza la disgregación con un escarificador o arado, y se usa maquinaria de media a alta potencia (más de 80 hp).

Dentro de esta clasificación se encuentran en el grupo de:

o Equipos livianos.-

a) Minicargadores.-Este equipo compacto multipropósito fue desarrollado en la década del 50 en Estados Unidos. Es ideal para trabajos en áreas reducidas, ya que cuenta con una amplia gama de implementos que lo convierten en un equipo muy versátil.

Livianas y ágiles, pero muy poderosas, estas máquinas tienen el tamaño perfecto para laborar en áreas confinadas. También son fáciles de transportar, ya que por su tamaño y peso no requieren de grandes plataformas.

Poseen un radio de giro muy pequeño, una capacidad de carga que va desde los 600 a los 900 kg y gran cantidad de herramientas accesorias, como barredoras recolectoras de polvo, brazo excavador, rompedora, balde cargador, entre otras.

Las minicargadoras son equipos compactos y muy versátiles: cargan, excavan, zanjean, limpian, compactan, demuelen, frezan, nivelan y realizan un sinfín de aplicaciones que le servirán para el desarrollo de su trabajo. Por su tipo de tracción y sus dimensiones reducidas, llegan hasta lugares que resultan inaccesibles para otro tipo de maquinaria.

b) Martillos neumáticos rompedores.- Es un equipo apropiado para el levantamiento de pavimento de calles, aceras, etc.; la demolición de restos de hormigón y la extracción de bloques de material en canteras.

Con una función similar a la de un taladro percutor, trabaja mediante un sistema de aire comprimido para romper en trozos la superficie.

Sus principales componentes son:

La empuñadura: Con válvula de mando de aire, a la que se conecta la manguera.

El distribuidor: Regula el mando de aire y lo envía a uno y otro lado del émbolo

El cilindro: En el que se localiza y por el que se desplaza el émbolo, que golpea la cabeza de la herramienta, situada en el extremo inferior del martillo.

Se usa en posición horizontal, para aprovechar la ventaja de que su propio peso lo mantiene apoyado.

La fuente de poder es un equipo compresor independiente, capaz de suministrar un volumen de aire comprimido adecuado a la herramienta.

c) Miniexcavadoras.-Las miniexcavadoras son duras, fiables y se ajustan perfectamente al trabajo en zonas urbanas y áreas reducidas. Todas tienen características que ofrecen un rendimiento superior, impresionantes ciclos de trabajo, excelente maniobrabilidad, comodidad, fiabilidad e inmejorable Estas máquinas se han convertido en las favoritas de cada vez más clientes en las más variadas aplicaciones de zanjeo, construcción, jardinería, demolición, etc.

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la fiabilidad ofreciendo una máxima protección.

d) Los escarificadores.- Frontales de Aplec son sencilla y rápidamente acoplables a una gran cantidad de máquinas.Dispone de modelos con longitudes de 1,20, 1,50 y 1,80 m y profundidades de 150, 250, 300 y 375 mm.Ofrecen escarificadores de 4, 5 y 6 dientes.Los pesos son de 120, 130, 140, 160 kg.

e) máquinas zanjadoras.- Con diferentes profundidades máximas, de 900, 1.220 y 1.520 m.Se suministran con cadena estándar, estándar doble, estándar doble con kit ancho de trabajo y con cadena estándar doble para terrenos duros, según pedido.Las zanjadoras están disponibles en los modelos 7,14X, 21X, 25X, y 35X, con anchos de corte estándar de 100 y 150 mm.Opcionalmente, pueden ampliarse los anchos de corte hasta 200, 250 ó 300 mm según el modelo.

Equipos Pesados.-

La maquinaria pesada de movimiento de tierras son equipos empleados en la construcción de caminos, carreteras, ferrocarriles, túneles, aeropuertos, obras hidráulicas, y edificaciones. Está diseñada para llevar a cabo varias funciones, como son: soltar y remover la tierra, elevar y cargar la tierra en vehículos que han de transportarla, distribuir la tierra en tongadas de espesor controlado, y compactar la tierra. Algunas máquinas pueden efectuar más de una de estas operaciones.

a) Excavadora: Esta se utiliza principalmente para excavar debajo de la superficie natural del terreno sobre el cual descansa la maquina, para las labores de excavación carguío de materiales en condiciones especificas. Muy utilizada para la excavación de zanjas de acueductos, zanjas de drenaje, ya que puede ir desplazándose longitudinalmente y sobre la zanja, al mismo tiempo que va moviéndose en reversa, va sacando material y va colocándolo sobre los camiones o en los laterales por el gran alcance que tiene en el brazo que sostiene. Este equipo es muy usado en la construcción de los canales de entrada o salida de las alcantarillas.

b) Palas Mecánicas: es el equipo que se utiliza para el carguío de materiales, escombros para ser depositados en los camiones para el transporte del mismo. Hay quienes le dan otro uso, por ejemplo, el regado de arena o gravilla sobre superficies, excavaciones o extracciones en materiales de consistencia blanda. El uso correcto de estos equipos es para el carguío de materiales.

c) Camiones: Su uso es el transporte de los materiales a un destino especificado. Existen camiones de

diferentes capacidades de volumen para cubrir con las diferentes necesidades. La capacidad de un camión y el número de unidades necesarias están condicionados a la producción de los cargadores.

- Camiones cisterna.- Es una de las muchas variedades de camión que sirve tanto para el transporte de líquidos como para su mantenimiento por tiempo prolongado según sus características.

- Volquetes.- El volquete es un tipo de camión formado por una caja tronco piramidal invertida cuya cara posterior va montada a corredera. Se utilizaba para transportar material de construcción que se vertía volcando la caja.La caja va montada sobre dos largueros a los que va fijo el eje de las dos ruedas, articulándose las dos varas del tiro a los muñones por el interior de las ruedas y cerca de los cubos que se unen por debajo y en la parte anterior de la caja por un travesero sobre el que descansa libremente aquélla que lleva dos anillos en dirección de las varas.

- Camión grúa.- Es aquel que lleva incorporado en su chasis una grúa, que se utiliza para cargar y descargar

d) Topadora: A menudo conocida por su nombre inglés bulldozer. Estas máquinas remueven y empujan la tierra con su cuchilla frontal. La eficiencia de estas máquinas se limitan a desplazamientos de poco más de 100 m en horizontal. Existen dos tipos: bulldozer (cuchilla fija) y angledozer (su cuchilla puede pivotar sobre un eje vertical). Estas máquinas suelen estar equipadas con dientes de acero en la parte posterior, los que pueden ser hincados en el terreno duro, al avanzar la topadora con los dientes hincados en el suelo lo sueltan para poderlo luego empujar con la cuchilla frontal.

e) Motoniveladora: También conocida por el nombre inglés grader. Se utiliza para mezclar los terrenos, cuando provienen de canteras diferentes, para darles una granulometría uniforme, y disponer las tongadas en un espesor conveniente para ser compactadas, y para perfilar los taludes tanto de rellenos como de cortes.

f) Retroexcavadora:

Compactadoras De suelo.-

Al momento de elegir los equipos de compactación que se utilizan para preparar terrenos, se presentan consideraciones importantes que se deben tomar en cuenta para que su rendimiento sea el óptimo.

La compactación de terrenos es un proceso mecánico mediante el cual las partículas del suelo son obligadas a estar más en contacto las unas con las otras, de manera que se reduzcan los vacíos entre ellas, lo cual se traduce en un mejoramiento de sus propiedades para poder trabajar sobre ellas.

La importancia de este proceso radica en el aumento de la resistencia y la disminución de la capacidad de deformación que se obtiene al someter el suelo a procesos que aumentan el peso específico seco. Por lo general, las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales, tales como cortinas de presas de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordes de defensas, muelles, pavimentos, etc.

- Métodos Empleados.-

Los métodos más conocidos para aplicar dicha energía son por:

El impacto. La presión. La vibración. El amasado. La compactación por pasadas.

En el caso le método de impacto es la aplicación del principio de que un cuerpo que choca contra una superficie produce una onda de presión que se propaga hasta una mayor profundidad de acción que una presión estática, comunicando a su vez a las partículas una energía oscilatoria que produce un movimiento de estas. Por su parte, la presión se realiza mediante un peso estático, fundamentalmente mediante una elevada presión estática, que debido a la fricción interna de los suelos tiene un efecto de compactación limitado, sobre todo en terrenos granulares, donde un aumento de la presión normal repercute en el aumento de las fuerzas de fricción internas, efectuándose únicamente un encantamiento de los gruesos. Otro de los métodos es la vibración, que trabaja mediante una rápida sucesión de impactos contra la superficie del terreno, propagando hacia abajo trenes de ondas de presión que producen en las partículas movimientos oscilatorios, eliminando la fricción interna de estas, que se acoplan entre sí fácilmente y alcanzan densidades elevadas. Es pues, un efecto de ordenación en que los granos más pequeños rellenan los huecos que quedan entre los mayores, sacudiendo las partículas. Se conoce como amasado, cuando se reacomoda el material. La eficiencia que se alcance con cada uno de los distintos métodos de compactación depende del tipo de suelo en que se trabaja y la energía aplicada. Sin embargo, una de las aplicaciones más usadas es compactar el terreno por medio de pasadas, utilizando un equipo pesado.

El método que se utilice depende del tipo de materiales con que se trabaje en cada caso. En la práctica, estas características se reflejan en el equipo disponible para el trabajo, tales como: plataformas vibratorias, rodillos lisos, neumáticos y patas de cabra.

La tabla 1 identifica el equipo adecuado, de acuerdo al suelo a compactar.

 Material Espesor de capa(pulgadas)

Pasadas Tipo de compactador

Grava 8-12 3-5 Pisón vibratorioLiso vibratorioNeumáticoPata de cabra

Arena 8-10 3-5 Pisón vibratorioLiso vibratorioNeumáticoLiso estático

Limo 6-8 4-8 Pisón vibratorioPisonesNeumáticoPata de cabra

Arcilla 4-6 4-6 Pisón vibratorioPisonesPata de cabra

Table 1. Fuentes: Peurifoy, R. Construction Planning, Equipment and Methods. 2002. Pág. 100.

En algunos proyectos puede ser necesario usar más de un tipo de compactador para llegar a los resultados deseados, en forma más económica. De existir limitaciones de espacio o aplicación puede ser necesario recurrir a equipos livianos de compactación.

o Equipos livianos

Los discos y martillos compactadores, así como la plancha vibratoria son los equipos pequeños más usados. Se indican cuando se debe compactar materiales en áreas pequeñas, de difícil acceso o en las cercanías de una obra susceptible de ser dañada por el paso de maquinaria pesada. Generalmente se recurre a ellos en la compactación del relleno de zanjas y de los muros de obras hidráulicas.

Dentro de este campo se tiene a disposición:

a. Las Planchas vibratorias, las cuales manejan pesos de 45 a 150 kg y hasta una tonelada en las reversibles con motores diesel.Las planchas vibratorias van desde los 11 KN de fuerza centrífuga hasta 100 KN, con pesos de operación de 62 a 742 kg, con modelos unidireccionales y reversibles.Son de marcha tranquila y vibración estable, ideales para la compactación de asfalto; con una fuerza centrífuga que va desde los 12 hasta los 30 kN, y 50 cm de ancho de placa. Esta bandeja es adecuada para compactar suelos granulares, grava y adoquines. Las bandejas con rociador pueden emplearse en la compactación de asfalto. Sus aplicaciones típicas incluyen compactar suelos con rellenos granulares en redes de agua y teléfono , además de zanjas de ancho mediano, alrededor de tuberías, fundaciones y caminos o aceras para peatones y bicicletas. Las aplicaciones en compactación de asfalto incluyen el parcheo y la reparación de huecos en carreteras. No se aconseja su uso en el caso de rellenos con rocas.

b. Los Discos compactadores, se trata de un accesorio similar a un cilindro de pisones, que se aplica al brazo de la excavadora. Es empleado generalmente en zanjas inestables y para reducir el riesgo de accidentes. Algunos modelos modernos incluyen sistemas de control remoto, para dirigirlos desde el exterior de la zanja.

c. Plancha compactadora.- Son equipos adecuados tanto para compactar suelos como concreto asfáltico, en ubicaciones donde no llegan equipos de mayor tamaño. Pueden ser autopropulsadas, con diesel o gasolina. Estas unidades se clasifican de acuerdo a su fuerza centrífuga, las revoluciones por minuto y la profundidad de penetración de la vibración. Su rendimiento se mide de acuerdo con su avance en metros por segundo y la cobertura de área por hora. Posee características que lo hacen especialmente eficiente en suelos semicohesivos, como arenas, gravas y áridos partidos con algún porcentaje de contaminación con finos. Algunos cuentan con un sistema excitador de dos ejes que le permite alcanzar una mejor profundidad de compactación. Además, indican que la plancha compactadora, utilizada en trabajos livianos, tiene un peso aproximado de 90 kg.

Principales características - Cuenta con velocidades de avance y retroceso variable, por lo que es adecuado para la compactación en zanjas y en pavimentos adoquinados. - El ancho de trabajo puede ajustarse mediante placas adicionales. - Generalmente están equipados con sistema de seguridad para marcha en retroceso.- Están equipados con motores diésel o a gasolina.- Su peso operativo va desde los 120 hasta los 400 kg. Son equipos muy buscados, pues son confiables, de bajo costo, alta productividad y fácil maniobrabilidad.

El espesor máximo de capa recomendado para equipos con un peso mínimo de 120 kg esde 15 cm. A pesar de tratarse de equipos livianos, se logra una compactación adecuada, siempre y cuando el espesor de capa sea pequeño, el contenido de humedad se controle cuidadosamente y se logre una cobertura suficiente.

Las principales causas de problemas de densidad cuando se usan estos equipos en el relleno de zanjas son: un inadecuado número de pasadas, capas demasiado gruesas y contenidos de humedad no adecuados. 

d. Martillos compactadores o brincones.-Se usan para compactar suelos cohesivos o mezclas de suelos en áreas confinadas. Tienen un rango de impacto de hasta 85 golpes por minuto.

Los criterios para su selección incluyen: - Kg por golpe- Área cubierta por hora- Profundidad de compactación en centímetros

Estos martillos son autopropulsados y cada golpe los mueve ligeramente hacia adelante, para alcanzar una nueva área de contacto.El espesor máximo de capa recomendado para equipos con un peso mínimo de 80 kg es de 10 cm. Compactadores de bota (sapo brincón). Gracias al rendimiento mejorado de marcha e impacto de estos equipos, la compactación es rápida y efectiva. Están dotados con motores de cuatro tiempos, con zapatas en dimensiones que pueden rondar los 28 x 32 cm y un rendimiento de compactación de hasta 300 m2 por hora. Son aptos para casi cualquier trabajo, sin embargo, por su cobertura se recomienda su uso en espacios confinados o de menor envergadura, como zanjas o drenajes. Sin problema alguno se pueden aplicar sobre material granular, arenas y arcillas

e. Rodillo liso (entre 100 y 130 cm de tambor).-Es un

cilindro de acero con un determinado peso que compacta el material por presión. El equipo puede ser de uno, dos o tres cilindros, en función del área de contacto para lograr una mayor presión sobre el terreno, de ahí que la mayor cantidad de cilindros logrará una mayor superficie tratada. Se usa por lo general en suelos granulares o poco plásticos, para concreto asfáltico en caliente, en tareas de acabado en capas de base y para el sellado de capas. Actualmente, por su mayor versatilidad, se prefieren los rodillos lisos vibratorios.

f. Rodillo de rejilla.- Se trata de un cilindro cuya superficie está constituida por una parrilla o malla cuadriculada, fabricada con barras de acero. Ejerce presiones muy altas, por lo que se emplea con éxito en materiales que requieren disgregación, como arcillas, arenas, limos y arcillas con abundancia de finos.

g. Rodillo segmentado. Su forma es similar al rodillo de pisones de un tambor, pero está segmentado en tres ruedas en un aro interrumpido. Es muy eficiente en materiales que requieren disgregación. Los más frecuentemente empleados son los de segmentos, cuyas protuberancias producen un punzonado en el material suelto, con desplazamiento y

densificación debajo de cada una de ellas. Esto ha permitido que se señale que este tipo de equipos compacta desde abajo hacia arriba. Cuando luego de un cierto número de coberturas no se producen punzonados de significación, la superficie queda con marcas que demandan su regularización y la posterior compactación con rodillos lisos o neumáticos.

h. Rodillo compactador con operador a pie. . Es de poca resistencia y fácil de operar. Está diseñado para una compactación eficiente de arena, grava, tierra y asfalto, especialmente en las bases y superficies de estacionamientos, calles, carriles para bicicletas y superficies de asfalto. Ofrece un control de velocidad de desplazamiento continuo con aceleración y frenado suave. El rodamiento vibratorio garantiza una alta frecuencia de vibración y fuerza centrífuga, lo que da como resultado una superficie de calles de alta calidad. Su peso de vibración ronda los 500 kg y su velocidad de avance va de los 0 a los 3 km/h. Los rodillos vibratorios con conductor a pie están diseñados para la compactación de toda clase de suelos y superficies asfálticas. Las máquinas poseen una combinación óptima de fuerza centrífuga, frecuencia de vibración y peso estático, lo que produce un excelente efecto de compactación en diversos materiales. Están provistos de un productor de vibraciones no dirigidas, que emite una vibración circular de un solo sentido. El vibrador está fijado al bastidor inferior y con ambos tambores. El impulsor es accionado desde el motor por medio de correas de transmisión y un embrague centrífugo. El interruptor del embrague, la palanca de mando de desplazamiento y el interruptor de paro del motor están colocados en la barra de mando, al alcance del operario. El desplazamiento de la máquina está asegurado por el sistema hidrostático, compuesto por una bomba hidráulica, movida por una correa de transmisión desde el motor y un motor hidráulico, cuyo par se transfiere a los tambores mediante una cadena de transmisión y piñones. El sistema hidrostático de desplazamiento también incluye el depósito de aceite hidráulico y el sistema de filtración de aceite. La velocidad se puede controlar sin escalones desde cero a la velocidad máxima.

i. Compactadores vibratorios.- La arena, la grava y las partículas rocosas relativamente grandes responden muy bien a estos rodillos, pues facilitan el reacomodo de los granos. Pueden tener uno o dos rodillos y funcionan por una combinación de presión y vibración, a una velocidad de operación que no debe exceder los 6 km/h.

j. Compactador de pisones vibratorios.- Está compuesto por los mismos rodillos de pisones provistos por un sistema vibratorio dentro del tambor. Es eficiente en suelos de hasta un 50% del material con un índice de plasticidad de 5% o más.

De esta forma mencionaremos una clasificación generalizada de estos equipos de acuerdo a las fuerzas que generan en el suelo:

Equipos que entregan la energía por compresión y amasado: Rodillos cilíndricos metálicos lisos Rodillos neumáticos Rodillos con salientes (pata de cabra)

Equipos que entregan la energía por impacto:

Placas Vibropisones Caída de masa

Equipos que entregan la energía por vibración:

Placas vibratorias Rodillos cilíndricos metálicos lisos, operados en modo

vibratorio.

o Criterios a conocer para la elección de los equipos de Compactación

En general, los materiales granulares pueden compactarse en capas de 20 a 30 cm, en tanto que los materiales de grano fino (limos y arcillas) requieren capas de 15 a 20 cm para ser trabajados. A menudo es necesario contar con más de un tipo de compactador para generar un relleno de calidad, en el menor tiempo posible y al costo más bajo. Dado que un proyecto de mejoramiento del terreno requiere de la vigilancia y la toma continua de resultados, si no se consigue la densidad requerida con el equipo definido en un total de cuatro a ocho pasadas, debe considerarse su cambio. A continuación mencionaremos algunas empresas que de acuerdo a su experiencia toman deciciones de acuerdo al tipo de maquina a elegir.

Según la experiencia de Grupo Laeisz, los equipos más utilizados para la compactación de áreas pequeñas son las vibro compactadoras de plato, tipo saltarina o bailarina, y las plantas y rodos vibratorios. En el caso de la empresa Matra, de Costa Rica, aseguran que los apisonadores, el compactador de doble rodillo RD7 y las planchas vibratorias son los equipos más solicitados para las compactaciones de menor cuantía o tamaño, especialmente para el adoquinado de calles y aceras.

JCB considera como factores primordiales a la hora de escogencia de equipos que puedan trabajar en áreas estrechas y en cualquier superficie, que sean para todo tipo de materiales y cuenten con alta maniobrabilidad y fácil operación.

Para Minecon, S.A. en República Dominicana lo más importante que se debe tomar en cuenta es qué producción se requiere tener de estos equipos, en qué espacio se van a usar y qué tipo de material se va a compactar. El mismo criterio utiliza la empresa Harsco Infraestructure a la hora de escoger el tipo de maquinaria para ofrecer a sus clientes, pero además incluye un criterio adicional, el cual se refiere a la profundidad a la cual se desea compactar, ya que de eso dependerá el tipo de equipo que se utilice. Otra de las consideraciones que se debe tomar en cuenta es el tipo de suelo (granular o cohesivo), la humedad óptima del terreno y el área a ser compactada, determinarán el rendimiento del equipo. La cual es una de las recomendaciones que Fiorazio de Panamá da a sus clientes.

Gentrac, de Guatemala, considera que en la compactación se debe considerar en primer lugar la preparación y diseño de la superficie a compactar, para que luego los equipos pequeños de compactación se limiten a cumplir las especificaciones de diseño proporcionadas.

Principales Equipos livianos.- Los principales equipos livianos son: vibroapisonadores, Planchas vibratorias, Compactadores, Rodillos compactadores dobles, Apisonadores, Rodos compactadores tripulados y no tripulados, Minicargadores con rodo compactador.

o Equipos Pesados.-a) Rodillo neumático. Puede ser autopropulsado o

montado. Las unidades de llantas pequeñas generalmente tienen dos ejes en tándem, con cuatro o cinco llantas en cada uno, que oscilan para seguir el contorno de la superficie y llegar a las áreas más bajas con una compactación uniforme. Las llantas posteriores están traslapadas respecto a la posición de las delanteras, para cubrir la superficie entre ellas y lograr una cobertura completa de la superficie. Se usan en proyectos de mediana o pequeña envergadura, fundamentalmente en materiales de base granular, en la compactación del concreto asfáltico en capas de rodadura y en tratamientos superficiales.

b) Compactadores de impacto. Son equipos con tres, cuatro o cinco lados. Su principio de funcionamiento es sencillo: el equipo gira y el lado correspondiente cae al suelo, generando el impacto adecuado para compactar en regiones áridas o suelos con bajo contenido de humedad. Pueden usarse en un amplio rango de materiales, como roca, arena, grava, limo y arcilla, y manejarse con capas de hasta 90 cm. Como impactan el suelo con una gran energía, se logra la densidad en un rango muy amplio de contenidos de humedad.

Preparadoras de Carpetas de Asfalto.-

o Equipos Livianos.-

a) Rodillo de compactación dobleConveniente para la compactación del suelo y el asfalto. Debido a su acción hidráulica a las máquinas son muy útiles para las obras de asfalto. Como por ejemplo construcción y mantenimiento de aceras, áreas de acceso y zonas de estacionamiento, deportivas y de recreo, y carreteras.

o Equipos Pesados.-

a) Rodillo Neumático.- Lo principal en el momento de elegir la maquinaria para la colocación de asfalto es saber cuáles son los volúmenes de material que se van a utilizar, esto porque por ejemplo para bacheo se requieren equipos que viertan volúmenes de asfalto pequeños, normalmente para este tipo de trabajos se utilizan los tag wagons y las pavimentadoras pequeñas. En el caso donde se requiera mayores cantidades de material, como para la fabricación de carreteras, siempre es recomendable utilizar pavimentadoras de 6m3 en adelante.

Algo importante en pavimentación es controlar los espesores y pendientes que se colocan para tener un perfil de vía que se requiere. Para controlar los espesores cuenta con tres tipos de controles: de contacto físico con la mezcla de asfalto, sónicos y con láser.El proceso de sellado por medio de la compactación se lleva a cabo con equipos conocidos como compactadores neumáticos, cuyo principio básico es reproducir el paso de muchos vehículos sobre la superficie de rodamiento con el fin de cerrar los poros de la nueva carpeta asfáltica. Las capas de asfalto deben ser capaces de soportar la carga y el flujo del tráfico, así como el efecto del clima y los cambios de temperatura.

b) Aplanadoras.- Se usa comúnmente en la nivelación y compactación de suelos o pavimentos con carpeta de asfalto

En el caso de las pavimentadoras Cat, estas pueden venir equipadas con el sistema sónico de gradiente y rasante llamado Accugrade. Este sistema está diseñado e integrado en la máquina y los sistemas hidráulicos de la misma, para crear un sistema automatizado de la regla que permite a los operadores controlar el grado de la carpeta

asfáltica con mayor precisión. El sistema utiliza sensores montados en la máquina para calcular la pendiente precisa de la regla y la información de la elevación. El módulo integrado electrohidráulico utiliza la información recibida de los sensores para ajustar automáticamente la regla para mantener la gradiente. Poseer dos rulos vibrantes.

Masas excéntricas variables. Frecuencia de vibración seleccionable. Conexión automática retardada de la vibración en las arrancadas. Desconexión automática de la vibración en las paradas. Dos tipos de trabajo para cada masa excéntrica, en función de la frecuencia: Trabajo por IMPACTO para compactación de grandes espesores y materiales difíciles. Trabajo en CONCORDANCIA, para compactaciones de firmes delicados, pequeños

espesores y terminaciones perfectas.

Reciclaje de Asfalto.-Debido a los costos de producción del asfalto, la técnica del reciclaje es cada vez más utilizada a nivel mundial. Se usan los materiales existentes en la carpeta asfáltica actual, a los que se agregan emulsiones asfálticas o aditivos para renovar sus condiciones.Si lo que se necesita es remover la carpeta existente en el mercado hay equipos que disponen de una cámara de fresado que tritura el material colocado en la vía, al cual traslada por medio de una unidad de carga, tipo banda trasportadora, hasta un segundo vehículo de transporte.

El éxito de la colocación del asfalto depende de la selección del equipo adecuado, la técnica de compactación y la experiencia de los operadores de los equipos. Este último aspecto juega un papel preponderante, pues la velocidad de aplicación puede provocar resultados positivos o negativos. Si el rodillo liso o el de llantas de hule se pasan muy rápido sobre la carpeta, la tendencia será a dejar espacios sin compactar.

Eliminadoras de fluido.-

a) Motobombas.- Las Motobombas son bombas muy parecidas a las bombas sumergibles, son bombas centrifugas que utilizan motores de combustión que pueden ser diesel o de gasolina. Estas bombas son mayoritariamente utilizadas en sitios donde no se posee de energía eléctrica ni de generador eléctrico. Las Motobombas se usan para bombear líquidos, lodos e incluso gases. Los usos son muy amplios desde bombeo de aguas residuales, agua de pozos para riego de huertos, estanques hasta bombeo de gases y lodos. Una motobomba está compuesta por dos partes:

El motor: Funciona como un generador que es el que proporciona energía al conjunto, ésta energía utilizada puede ser eléctrica "electrobomba" en este caso deja de ser transportable ya que no en todos los sitios hay conexión a la red eléctrica y la "motobomba" que suele ser de gasolina las más económicas y diesel las más recomendables.

Mecanismo de bombeo o bomba: Utiliza la energía proporcionada por el motor para coger aguas limpias o sucias desde su boca e impulsarlas mediante un disco de mariposa a cierta presión por la otra boca.

Hay tres características fundamentales al comprar una motobomba:¿Aguas sucias o limpias? Este aspecto es fundamental hay motobombas de aguas sucias y limpias. Según el líquido que se quiera bombear se deberá escoger un tipo u otro.El caudal que se necesita que bombee el agua, este viene dado por el fabricante en litros por hora.Tipo de motor, es importante saber qué tipo de combustible se quiere utilizar. En caso de que la motobomba se vaya a usar muchas horas conviene escoger un motor diesel que a la larga nos saldrá más económico.El caudal es un factor importante, son los litros que es capaz de bombear la bomba, hay que aclarar que los fabricantes dan un número de litros de bombeo cuando la bomba bombea el líquido del mismo nivel o a un nivel inferior. En el caso de que la motobomba bombee el líquido desde un nivel inferior, es decir, cuando una motobomba bombea con la altura en su contra, su caudal (número de litros bombeados) se ve seriamente reducido. Por eso es importante ver en la tabla indicada por el fabricante que rendimiento va a dar la motobomba con una determinada diferencia de altitud.Si se dispone de electricidad en la ubicación donde se quiere utilizar la motobomba una seria alternativa es la utilización de bombas sumergible, las cuales son más pequeñas y se pueden instalar en partes más ondas de un pozo.

Datos técnicos de Motobombas Diámetro de entrada 3 pulgadas Diámetro de salida 3 pulgadas Potencia del motor 5,5 HP Peso en seco 27 Kg Succiona máximo de 8 metros Verticalmente impulsa 28 metros Horizontalmente impulsa 400 metros Caudal en un minuto 1.100 litros

Caudal en un segundo 18,3 litros Combustible que usa Gasolina Capacidad del tanque 3 litros Autonomía 2-3 horas Tipo de aceite que usa 15-W-40

Preparadoras de Concreto.-

o Equipos Livianos.-

g) Máquinas mezcladoras de concreto.- Es una máquina importante para la construcción, es conveniente para construcciones grandes y medianas, Su principal función es agilizar el proceso de preparación del concreto disminuyendo el costo y ahorrando tiempo en la construcción. El principio físico que utiliza las tolvas o trompos giratorios son las fuerzas centrifugas que actúan en el material dando mayor eficiencia al mezclado en un tiempo menor manteniendo la calidad.

Estos equipos están conformados por un timón que mantiene la dirección del trompo un motor conectado a una banda elástica que transmite la velocidad angular convirtiéndola en lineal hacia un eje que produce el movimiento del trompo.

Parámetros de las máquinas mezcladoras de concreto, hormigón:

Ítem /Datos/Modelos

JZM500 JZM750 JZM1000 JZM1500

Volumen de alimentación(L)

800 1200 1600 2400

Volumen de descarga(L)

500 750 1000 1500

Productividad(m3/h)

15 22.5 30 45

Altura de descarga(m)

1.7 1.7 1.8 2

Diá. máx. de agregados(mm)

80 80 100 120

Capacidad instalada(kw)

16.25 23.25 29.1 40.1

Dimensiones(mm) 5200×1800×5600

6150×2050 ×6280

6500×2400×6500

6700×2600×6800

Peso total(kg) 4000 4600 6000 6800

Certificado: ISO9001

o Equipos Pesados.-

a) Camiones concreteros.- Su uso es indispensable cuando se trata de obras grandes, y el uso de concreto es de grandes volúmenes, y de rápido vaceos en los elementos estructurales. Los más comunes están entre los 6 m3 de capacidad. Su peso puede variar de 9100kg a 14000kg, con una capidad de carga de 18000kg

Vibradores de concreto.- Son equipos utilizados con el fin de disminuir la

cantidad de aire presente en el concreto, la porosidad, con el fin de de mantener la uniformidad de la mezcla. Generalmente se usan en profundidades que sean menores a los seis metros. El principio es que el motor incorporado transmite

vibraciones hacia una punta que puede variar de ¾” a 2.5”.Pueden ser usados en losas en buzones en vigas o columnas.Buenas vibraciones. Esta gema está diseñada para el vertido de cimientos, losas y paredes en concreto con bajo asentamiento. El diámetro correcto de la herramienta depende del espesor de la pared o de la profundidad del concreto.

- Cilindros cromados - Estrangulador ajustable - Una pieza móvil - Mínima lubricación en el sitio - Longitud de manguera estándar: 10 pies

a) Codales Vibratorios.-Poseen un elemento vertical adherido en la parte posterior de este que son comunicando vibraciones a lo largo de todo este elemento. Se usan para realizar el acabado de superficies de concreto o pavimentos

Equipos de Izamiento.- Estos Equipos esta destinados al levantamiento de

grandes elementos estructurales podemos clasificarlos de acuerdo a la naturaleza de su fuerza de izamiento:

- Grúas Hidráulicas.- La naturaleza de su

fuerza se debe al principio de pascal o mejor dicho a la fuerza del agua confinada

La característica que distingue a esta grúa de todas las demás es su sistema hidráulico para elevaciones así como para el frenado. Las grúas hidráulicas generalmente pueden soportar una capacidad de elevación de hasta 180 kg, además de realizar elevaciones puede darse el lujo de realizar el traslado de personas.

- Grúas.- Una grúa es una máquina de elevación de movimiento discontinuo destinado a elevar y distribuir cargas en el espacio suspendidas de un gancho.Por regla general son ingenios que cuentan con poleas acanaladas, contrapesos, mecanismos simples, etc. para crear ventaja mecánica y lograr mover grandes cargas.

La primera energía mecánica fue proporcionada por máquinas de vapor en el s. XVIII. Las grúas modernas utilizan generalmente los motores de combustión interna o los sistemas de motor eléctrico e hidráulicos para proporcionar fuerzas mucho mayores, aunque las grúas manuales todavía se utilizan en los pequeños trabajos o donde es poco rentable disponer de energía.Existen muchos tipos de grúas diferentes, cada una adaptada a un propósito específico. Los tamaños se extienden desde las más pequeñas grúas de horca, usadas en el interior de los talleres, grúas torres, usadas para construir edificios altos, hasta las grúas flotantes, usadas para construir aparejos de aceite y para rescatar barcos encallados.

También podemos clasificar a las grúas de la siguiente forma:

+ Grúas torre.- La grúa torre es una grúa moderna de balance. Ésta queda unida al suelo (o a alguna estructura anexa). Debido al alcance y a la altura que pueden desarrollar se utilizan mucho en la construcción de estructuras altas. La viga horizontal de celosía se le llama pluma y el pilar vertical se llama torre. Al final de la torre está la corona donde gira la pluma. La pluma tiene unos contrapesos en un extremo para generar el balance y también va cargada en el cimiento para conseguir el momento de empotramiento necesario para funcionar. Para el correcto funcionamiento de la grúa deben existir controladores de pares de fuerza, de distancia... para no someter a la grúa a mayores tensiones de la necesaria. Para el guiado de la grúa se pueden usar señalistas o comunicación por radio.

El control se puede realizar desde suelo o desde una cabina situada en la punta de la torre. El gruista debe ser una persona cualificada y responsable porque el mal uso de la grúa puede acarrear accidentes muy serios.

+ Grúa telescópica.- Una grúa telescópica consiste muchos tubos que se encuentran uno dentro de otro. Un sistema hidráulico u otro mecanismo extienden o retrae el sistema hasta la longitud deseada. Estos tipos de sistemas son usados en operaciones de rescate, en sistemas en barcos... El sistema compacto hace que la grúa telescópica se adapte fácilmente a aplicaciones móviles. No todas las grúas telescópicas son fijas, también existen móviles.

+ Grúa Luffing o Transtainers.-Es una grúa muy utilizada en puertos para el transporte y la estiba de contenedores.

Otras Consideraciones.-

Forma de pagoLa forma de pago del equipo de transporte puede expresarse tanto volumétrica como

gravimétricamente. La capacidad volumétrica se puede establecer como a ras o colmada y el volumen puede expresarse en términos de metros cúbicos sueltos (m3S), en banco (m3B) o compactados (m3C) (refiérase al numeral 1.5.4). La capacidad de pago para una unidad de transporte se establece algunas veces por el fabricante en función del volumen de material suelto que la unidad es capaz de llevar, asumiendo que el material colma el espacio con un determinado ángulo de reposo. Una capacidad gravimétrica por lo general representa el peso que garantiza una operación segura y que no excede el peso para el cual han sido diseñados los ejes y los componentes estructurales de la máquina. Desde un punto de vista económico, sobrecargar los camiones para mejorar la producción puede ser muy atractivo y una sobrecarga del 20% puede incrementar la tasa de transporte en un 15%, con incrementos muy pequeños en los ciclos de carga y transporte. El costo final por tonelada de material transportado mostrará con seguridad una disminución, ya que los costos directos de mano de obra no cambian y los costos de combustible se incrementarán muy poco. Esta situación aparentemente favorable es sólo temporal por que esta ventaja la pagarán los costos de una vejez prematura del camión y un incremento del gasto de capital para su reemplazo.

CONCLUSIONES

En proyectos de construcción de carreteras, la mayoría de los trabajos consisten en manipular y procesar grandes cantidades de material. El constructor debe seleccionar el equipo adecuado para reubicar y/o procesar estos materiales sin exceder los niveles económicos. El proceso de decisión para encontrar la mejor máquina posible requiere tomar en cuenta tanto las propiedades del material que va a manipularse como las capacidades mecánicas de la máquina. En cuanto a la manipulación de materiales, hay dos consideraciones iniciales sobre el material:

(1) La cantidad total de material

(2) La dimensión de las partículas del material.

La cantidad de material influye en el tiempo de ejecución contractual del proyecto. Este aspecto sumado a las condiciones climáticas influye en la selección del equipo, sobre el tipo, tamaño y número de unidades. Las unidades más grandes tienen por lo general menores costos unitarios de producción, pero hay un mayor desembolso de dinero durante la movilización y mayores costos fijos. El tamaño de las partículas de material tendrá influencia en la selección del tamaño de equipo. Un cargador seleccionado para el acarreo de roca de voladura debe ser capaz de manejar el tamaño de roca más grande que se produzca.