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RENDIMIENTO DE EQUIPO PESADO EN LA EXPLOTACION DE UNA CANTERA DE CIELO ABIERTOCASO PRACTICO CANTERA

CANTERACantera se define como el lugar geogrfico de donde se extraen o explotan agregados ptreos para la industria de la construccin o para toda obra civil, utilizando diferentes procesos de extraccin dependiendo del tipo y origen de los materiales2CLASIFICACIN DE CANTERASSegn el tipo de explotacinCanteras a Cielo Abierto:En laderas, cuando la roca se arranca en la falda de un cerro.En corte, cuando la roca se extrae de cierta profundidad en el terreno (Pit).Canteras Subterrneas:Minas SubterrneasSegn el material a explotarDe Materiales Consolidados o Roca.De Materiales no Consolidados como suelosTerrazas aluviales y arcillasSegn su origenCanteras AluvialesCanteras de roca o peaTipos de canterasLas canteras se clasificacin segn el tipo de explotacin, segn el material a explotar y segn su origen, como sugiere la siguiente tabla;3

COMO SELECCIONAR UNA CANTERA

Para la seleccin de una cantera es necesario buscar un macizo rocoso al cual se le debe realizar estudios geolgicos-mineros como son la litologa, topografa, zonas locales protegidas, vas de comunicacin, ncleos urbanos, vas pecuarias, hidrologa, ortofotomapas y lmites administrativos. En esta actividad intervienen el gelogo, y el geotcnico que se encargan de estudiar la estructura, origen y formacin del macizo rocoso.

4Para la seleccin de una cantera es necesario buscar un macizo rocoso al cual se le debe realizar estudios geolgicos-minero

Como seleccionar una Cantera

como son la litologa, topografa, zonas locales protegidas, vas de comunicacin, ncleos urbanos, vas pecuarias, hidrologa, ortofotomapas y lmites administrativos. En esta actividad intervienen el gelogo, y el geotcnico que se encargan de estudiar la estructura, origen y formacin del macizo rocoso.

5Secuencia de Seleccin de una Canteracomo son la litologa, topografa, zonas locales protegidas, vas de comunicacin, ncleos urbanos, vas pecuarias, hidrologa, ortofotomapas y lmites administrativos. En esta actividad intervienen el gelogo, y el geotcnico que se encargan de estudiar la estructura, origen y formacin del macizo rocoso.

6ACTIVIDADES REALIZADAS EN LA CANTERAActividades Realizadas en la CanteraExplotar.- Consiste en extraer material ptreo de un macizo rocoso. Para realizar esta actividad se usa maquinaria pesada como tractor excavadora en caso que la roca sea blanda; si la roca es dura se deber ablandar la roca con ayuda de equipo explosivo para que luego intervenga el tractor o la excavadora.Para introducir el material explosivo en la roca se utiliza equipo de perforacin.Estoquear.-Esta actividad la pueden realizar el tractor y la excavadora a medida que van rompiendo la roca, pero en ocasiones slo se los usa para romper (al tractor y excavadora) con la finalidad de no desperdiciarlos estoqueando sino mas bien hacindolos rendir ms en produccin de material (ptreo).En los casos en que el tractor y la excavadora no son usadas para estoquear, se necesitar de otra maquinaria pesada para que cumpla esta labor, como lo son la cargadora frontal y la retroexcavadora.Cargar.-La funcin de cargar el material a los volquetes la realizan la cargadora frontal, la retroexcavadora y la excavadora; siendo las dos primeras mencionadas las ms usadas para esta actividad ya que a la excavadora se la prefiere usar para producir material.Transportar.-Para transportar el material ptreo se usan camiones. En situaciones cuando las distancias que hay que recorrer son cortas se usa la cargadora frontal para trasporte. 8Esquema de Actividades Cantera BorconsIMPACTO AMBIENTAL

La ejecucin de obras de gran escala, en nuestro caso en particular hablaremos de la explotacin de una cantera a cielo abierto, est generalmente asociada a una serie de interacciones con diferentes componentes del territorio involucrado, manifestndose as efectos de la obra sobre el medio natural, la poblacin y sus actividades.La obra, a su vez, durante su operacin est sujeta a la influencia de factores naturales y socioculturales que pueden afectar sobre su funcionalidad. En un breve anlisis, se mencionan algunas de las repercusiones ms frecuentes.

10Potenciales repercusiones ambientales11

Potenciales repercusiones ambientalesCalidad de Agua e Hidrologa Durante la etapa de explotacin de la cantera puede ocasionar ligeras perturbaciones en el escurrimiento al modificar las caractersticas del relieve.

Para prevenir impactos perjudiciales se deber hacer un diseo de evacuacin basado en las mximas descargas de la zona.Para prevenir impactos perjudiciales para el ambiente, el adecuado diseo de los sistemas de evacuacin de excedentes pluviales se basar en la consideracin de las mximas descargas esperadas de acuerdo con las condiciones hidrolgicas de las reas de aporte y con sus respectivas superficies.Por su parte, la recomposicin del patrn general de drenaje se deber resolver mediante adecuados sistemas de alcantarillado y aliviaderos en puntos estratgicos, los que estarn dimensionados para evitar la acumulacin de grandes volmenes de aguas o impedir su operacin ineficiente12Estabilidad de suelos y riesgo de erosinPotenciales repercusiones ambientales

Los diversos trabajos a realizar en la zona implican una alteracin de las condiciones originales de los suelos.

La solucin ser controlar la movilizacin de materiales por arrastre o voladuras. Los diversos trabajos a realizar en la zona implican una alteracin de las condiciones originales de los suelos, generndose sectores donde puede existir acumulacin de materiales no consolidados o reas de terreno expuestas a deslizamientos o erosin. Tales condiciones pueden ser propicias para la ocurrencia de procesos localizados de erosin e inestabilidad de taludes.En esos casos, los procedimientos tendrn controlar o restringir la movilizacin de materiales por arrastre o voladuras. De acuerdo con las condiciones climticas locales y el tenor de humedad natural de los materiales de suelo recin removidos, las repercusiones ambientales podrn ser significativas o despreciables.13Repercusiones sobre las actividades preexistentes

Potenciales repercusiones ambientales

La apertura de una nueva va de acceso a expensas de reas cultivadas.

Se recomienda emplazar la traza siguiendo las divisorias de campos a fin de minimizar las interferencias con los sistemas productivos preexistentereas cultivadas constituye una repercusin a tener en cuenta en regiones donde el suelo agrcola tiene un alto valor ya que implica sacrificar en esa faja la capacidad productiva futura de manera permanente. Se recomienda emplazar la traza siguiendo las divisorias de campos a fin de minimizar las interferencias con los sistemas productivos preexistentes. La liberacin de la zona de camino se verificar siguiendo los procedimientos de expropiacin pertinentes. En algunos tramos adems, la presencia del camino puede obligar a la reubicacin de instalaciones existentes. La evaluacin oportuna de los elementos a relocalizar contribuir a un desarrollo normal de la obra y a la minimizacin de potenciales conflictos.14Vegetacin y Vida Silvestre

Potenciales repercusiones ambientales Zonas especficas en las que se debe contemplar el mantenimiento de formas de vegetacin natural o cultivada preexistentes.

Medidas de control que tiendan a minimizar el impacto sobre la vegetacin existente y a recomponer luego las condiciones prevalecientes.

En la zona donde est localizada la cantera pueden existir zonas especficas en las que se debe contemplar el mantenimiento de formas de vegetacin natural o cultivada preexistentes. Estas situaciones pueden corresponder a los puntos donde cruzan o estn cerca de arroyos permanentes.En tales casos se adoptarn las pautas constructivas y las medidas de control que tiendan a minimizar la afectacin a la vegetacin existente y a recomponer luego las condiciones prevalecientes.15Repercusiones sobre la comunidad

Potenciales repercusiones ambientales Los efectos desfavorables tienen una forma de percepcin inmediata en zonas cercanas a reas urbanas y/o suburbanas.

Se debe procurar que el diseo de la cantera, y la explotacin, consideren las acciones necesarias para prevenir, controlar, mitigar y en su caso compensar los efectos de los impactos.

Afectando la calidad de vida

Tales impactos pueden ser muy significativos debido a la interrupcin de la circulacin, el ruido, formacin de encharcamientos, la aparicin de sumideros de desechos, etc.

Entre los efectos positivos estn la generacin de puestos de trabajo, la movilizacin de recursos locales requeridos, el desarrollo de servicios complementarios y la integracin regional.

16Impacto visual Potenciales repercusiones ambientales

La explotacin de una cantera implica una gran modificacin del paisaje.

Las caractersticas del diseo tendern a considerar ambos puntos de vista de manera tal que se optimice el valor del conjunto: ambiente y obra.

Una explotacin de una cantera implica una gran modificacin del paisaje, siendo necesario analizar las repercusiones que se podran plantear. El anlisis involucrar no slo el grado en que la estructura a implantar incidir sobre los valores estticos y paisajsticos del ambiente afectado, sino tambin las oportunidades que la obra puede brindar. Las caractersticas del diseo tendern a considerar ambos puntos de vista de manera tal que se optimice el valor del conjunto: ambiente y obra.17EQUIPO y SU RENDIMIENTO EMPLEADO EN LA CANTERA BORCONS18Perforadora tipo Martillo

Equipo de Voladura

Excavadora

VolquetasEquipo empleadoPerforacin

Tasa de impacto2040 (golpes/minuto)Energa de Impacto70 (joules)Presin de Trabajo72 PSI / 500 KPaDimetro por Carrera80 x 60 mmConsumo de Aire116 CFM / 55LPSPeso26 KgLongitud (sin varilla)661mm Martillo REXNON YT28

Para la perforacin utilizan 3 varillas de dimetro , la primera es de 80cm de longitud, la segunda de 160cm y la tercera de 240cm.Perforacin

Diariamente se realizan 70 perforaciones separadas a 2m, las cuales tendrn una profundidad de 2,40mLa perforacin se la lleva a cabo uno a uno, esto quiere decir que van a ir avanzando de acuerdo a la perforacin de cada uno, van a perforar los 70 barrenos a una profundidad de 80cm, luego de terminar los 70 cambian la varilla por una de 160cm y perforan los 70 barrenos y realizan lo mismo con la varilla de 240cm.

21El rendimiento de un martillo viene dado por la siguiente frmula teniendo en cuenta una cada media del rendimiento del 9% equivalente a la prdida de energa:

VP velocidad de perforacin de la primera varilla.Nv nmero de varillas utilizadasVPm velocidad de media de perforacin.

Perforacin

La velocidad de penetracin media, VPm, puede calcularse en funcin del nmero de varillas empleadas, teniendo en cuenta una cada media del rendimiento del 9% equivalente a la prdida de energa:22Los tiempos de perforacin tomados InSitu promedio son:

con el tiempo de perforacin de la primera varilla, tomando como la velocidad de penetracin constante, podemos decir:PerforacinPROFUNDIDAD (cm)TIEMPO (min)VELOCIDAD (cm/min)802:1537,171602:1637,042402:2635,40

Con la velocidad de penetracin de la primera varilla entramos a la formula, sabiendo que se utilizan 3 varillas:

Transformando en metros por horas, tenemos el rendimiento de velocidad media de perforacin de:Perforacin

Una vez que se llega a la profundidad de 2 metros y 40 centmetros en todos los barrenos se coloca el equipo explosivo que consta de:

un taco de dinamita

fulminante con mecha lenta

nitrato de amonio disuelto en diesel

Voladura

Se coloca primero el taco de dinamita, despus un fulminante con mecha lenta, se lo rellena con 3 pies de nitrato disuelto y por ltimo se tapa con 60cm de tierra del lugar.Al final del da despus de colocar todos los explosivos, los empleados prenden una a una las mechas; el tiempo total de detonacin de los 70 barrenos es de aproximadamente 4 minutos con 15 segundos.

25VoladuraBORCONS produce 600m3 de material diariamente

El volumen de cada detonacin se lo obtiene de acuerdo al radio de accin que fue dato medido en la cantera.

Usando la ecuacin:

Con un radio de un metro y una profundidad de dos metros cuarenta.

Usando la ecuacin (m3) donde r es el radio de accin igual a 1m y h es la profundidad del barreno igual a 2,40m tenemos que tericamente en cada explosin se obtiene un volumen aproximado de 7.54m.26Voladura

El volumen total de voladura por orificio, es de :Voladura

El volumen que se obtiene incluyendo los espacios entre los crculos es de 672 m3 en un da.El volumen que se obtiene incluyendo los espacios entre los crculos es de 672 m3 la cual es la produccin diaria de la voladura. Para obtener este volumen se asumi rectangular el rea de influencia de la voladura.

28Excavadora

MODELO DEL MOTORPOTENCIA EN EL VOLANTEPESO EN ORDEN DE TRABAJOALCANCE MXIMO A NIVEL DEL SUELOPROFUNDIDAD DE EXCAVACION MXIMACAPACIDAD DE CUCHARONkWhpkglbmpies - pulgmpies - pulgm3C9 Caterpilar18424735.10077.4009,7932 16,2020 102 Excavadora Caterpillar 330 CLEn la explotacin de una cantera comnmente intervienen el tractor y la excavadora, pero en el caso de esta cantera al tractor se lo utiliza rara vez dejando as toda la tarea de explotacin a la excavadora. 29

ExcavadoraEsta excavadora es utilizada para 3 funciones que son:

Explotar

Estoquear

Cargar

El trabajo de la excavadora empieza una vez que se ha ablandado el macizo rocoso con voladura. La voladura la realizan al final de la jornada de trabajo para que el macizo quede listo para ser explotado por la excavadora desde la maana del siguiente da.La excavadora trabaja de la siguiente manera: Se ubica en el lugar a explotar y empieza excavar, llena el cucharon y gira hasta dnde va a descargar el material, lo deposita en la volqueta y regresa a su posicin inicial para volver a repetir el proceso. Esta actividad representa un ciclo de trabajo.Cuando las volquetas no estn listas para ser cargadas, la excavadora explota el material repitiendo el proceso antes mencionado y lo va estoqueando. Esta actividad tambin representa un ciclo de trabajo.Por ltimo cuando las volquetas estn listas para ser cargadas y existe un stock; la excavadora se encarga slo de llenar las volquetas con el material del stock. Este es el tercer ciclo de trabajo que realiza la excavadora.

30El rendimiento de la excavadora viene dado por la siguiente frmula: Excavadora

Vc es la capacidad de la cuchara de las excavadorasFe es el factor de eficacia de la mquina, que vara entre 70 y 80 %Fe es el factor de eficacia de la cuchara que depende de la clase de terreno: TIPO DE TERRENOCOEFICIENTEFlojo0.90 1.00Medio0.80 0.90Duro0.50 0.80Tc es el tiempo de duracin del ciclo en segundos, comprende en la excavacin y el giro hasta la descarga, la descarga y el giro hasta el origen

Ct es el coeficiente de transformacin:

ExcavadoraCLASE DE TERRENOPERFILMATERIAL SUELTOMATERIAL COMPACTADOTierra1.001.250.90Arcilla1.001.400.90Arena1.001.100.95Se tomo tiempos del ciclo de la excavadora para cuando esta explota el macizo y a la vez llena las volquetes. Excavadora

El tiempo promedio del ciclo 42,83 segundos, dando como resultado el rendimiento promedio por hora de:

Excavadora

VolquetasEn la cantera se utilizan dos volquetes:

Amarilla 16 metros cbicos

Roja 12 metros cbicos

El ciclo de la volquete se lo toma desde que est lista para ser llenada, una vez llena transporta el material a la planta, lo descarga y regresa hacia el punto de partida completando su ciclo de trabajo. En el ciclo se toma en cuenta el tiempo de espera de descarga de las volquetas en la trituradora35El rendimiento de la maquinaria de transporte viene dado por la frmula:

Vc es la capacidad de la caja en metros cbicos.Fe es la Capacidad de eficacia de la mquina. Vara entre el 70 y 80 %.Tc es el tiempo del ciclo.

Volquetes

El ciclo de la volqueta se lo toma desde que est lista para ser llenada, una vez llena transporta el material a la planta, lo descarga y regresa hacia el punto de partida completando su ciclo de trabajo. En el ciclo se toma en cuenta el tiempo de espera de descarga de las volquetas en la trituradora36Tiempos tomados InSitu del ciclo:

VolquetasTIEMPO DE IDA Y VUELTA Volqueta Tiempo (min:seg)Amarilla15:39Roja16:49Rendimiento de la Volqueta Amarilla

Rendimiento de la Volqueta Roja

Resumen La primera hora del dia comienza con un volumen de 672m3 La cual va a ser explotada 153,21 metros cbicos por horaMientras va a ser transportada 142,72

38Conclusiones En esta cantera el equipo pesado ms importante del cual depende la produccin diaria es la Excavadora, ya que ella es la encargada de darle trabajo a los otros equipos, sin ella se paralizara la produccin diaria.

Para la demanda diaria que tiene la cantera su equipo pesado cumple eficientemente su labor, produciendo aproximadamente ms de 600 metros cbicos.

ConclusionesEl conjunto de equipos pesados est en capacidad de realizar una mayor produccin diaria, pero debido a la demanda diaria de 600 metros cbicos tienen tiempos de ocio considerables la excavadora y los volquetes.

Con nuestro anlisis ambiental concluimos que el impacto visual es muy grande ya que est situado en una zona comercial, y no se ha tomado medidas al respecto.

ConclusionesGracias