6.- SELECCIÓN DE MAQUINARIA PESADA.

INTRODUCCIÓN

Selección de Maquinaria y Equipo
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La adquisición de la maquinaria en una empresa constructora constituye un aspecto de vital importancia en su rentabilidad económica actual y futura. La selección de las maquinas, por tanto, deberá basarse en un estudio económico profundo. A continuación, se describen los elementos condicionantes y los criterios de la elección

La situación económica y financiera de la empresa, el tipo de trabajos que realiza, la situación del parque del parque de maquinaria, la política y estrategia empresarial, el escenario económico y las perspectivas de nuevas obras son factores que influyen en la selección de la maquinaria y su posible adquisición. Sin embargo, las condiciones y la tipología de los trabajos, la capacidad de producción necesaria, la flexibilidad al cambio en las condiciones, la fiabilidad y el servicio postventa son las condiciones de contorno del problema de la elección de la máquina más conveniente.

Para la selección se procurará la unificación de las maquinas (mayor simplicidad para el manejo, conservación y reparación, menor inventario de repuestos, simplificación en la formación y en la documentación); se considerará la adecuación de máquinas que han de trabajar en equipo; se analizarán los costes de mantenimiento (consumos de combustibles, materiales de conservación y piezas de desgaste); se estimarán las producciones previsibles. Además, deben valorarse los costes de los transportes de ida y vuelta, el coste de los montajes y de los desmontajes, los gastos de matriculación y los seguros. La elección de la máquina idónea para una obra determinada depende de factores tales como la situación geográfica de la obra y la facilidad de sus accesos, de la climatología, de la tipología del terreno, del tipo de energía disponible, del plazo de ejecución, de la forma y extensión de las obras, etc.

Existen diversas marcas y modelos de máquinas capaces de satisfacer los condicionantes del trabajo requerido. La mejor opción depende del precio de la máquina, del rendimiento previsible y otros factores como la calidad del servicio postventa, el precio de los repuestos y la rapidez en su suministro, etc. El precio de lista de los catálogos de venta está sujeto a variaciones importantes en función de los descuentos, entrega de máquina usada, condiciones de pago e intereses. El rendimiento previsible supone el factor más importante en la elección de la máquina, sin embargo, su estimación es difícil salvo que se tenga experiencia anterior o se realicen demostraciones reales con el nuevo modelo. Por último, la adquisición de una máquina nueva es una opción tan válida como la compra de maquinaria usada, el alquiler u otros sistemas de financiación como el "leasing".

Criterios para la selección de un equipo o maquinaria de construcción

En el mundo de la construcción es de vital importancia visualizar la maquinaria específica que utilizaremos durante una obra, ya que existe un gran catálogo de equipos que podemos elegir en el mercado y esto puede generar confusión al adquirir o rentar una máquina.

Es importante conocer los dos tipos de maquinaria que pueden emplearse en las diversas labores de construcción y que mencionaremos a continuación:

- Unidades de uso ligero: Son aquellas máquinas destinadas a la construcción de obras civiles o realizar ligeras modificaciones a las mismas, como lo son: casas, parques, bodegas por mencionar algunos ejemplos. Este tipo de edificaciones no requieren de un gran movimiento de tierra por lo que en esta sección la maquinaria que encontramos son vibradores para concreto, revolvedoras, algunas cortadoras entre otros.

- Unidades de uso pesado: Son las máquinas especializadas en la actividad constructiva que implican tamaños y pesos relativamente grandes permitiendo una movilidad de cantidades enormes de tierra y materiales, entre las obras representativas para las unidades de uso pesado se encuentra: la construcción de carreteras, presas, la implementación de un cimiento profundo para un edificio, etc. Ejemplos claros de las máquinas de uso pesado son: Excavadoras, tractores, pavimentadoras, compactadores de suelo, cargadores, etc.

Uno de los pilares más grandes que influyen al adquirir maquinaria de uso pesado es el costo de la unidad, así como la inversión en mantenimiento, conservación y operación de la misma, estos elementos combinados disminuyen significativamente el costo total de la obra, sin embargo, existen otro tipo de variables que pueden ser igual o más importantes que el precio y son:

- La correcta definición de operaciones a ejecutar: este es el más importante factor cuando de seleccionar un equipo pesado se habla, ya que se debe establecer el trabajo físico a realizar, el área y la potencia que éste requiere, por lo que es preciso optar por un equipo con dimensiones y capacidades que se adapten a tus necesidades.

- Requisitos específicos: En la elaboración de un contrato de construcción se estipulan de forma única todos aquellos resultados deseados por el cliente. En este caso supondremos la necesidad de realizar un relleno compuesto por varias capas de 15 centímetros de espesor del cual un ingeniero de suelos debe verificar, para obtener el resultado deseado se debe elegir un compactador según el material a compactar, debido a esto contamos con una amplia gama de estas máquinas.

- Movilidad del equipo: Durante una labor determinada el equipo necesita trasladarse de un lado a otro, el gasto energético de cada movimiento durante la operación constituye un factor clave para los gastos de la operación neta, por lo que la selección correcta de la maquinaria se traduce en un menor costo.

- Es preciso establecer la relación entre las condiciones ambientales o atmosféricas y el funcionamiento de la máquina, esto debido a que ciertos factores como la humedad, la presión, temperatura, etc pueden disminuir u optimizar el funcionamiento de la misma.

- La simultaneidad de operaciones o también llamado balanceo del equipo interdependiente es aquel en el que se analiza la compatibilidad de las distintas maquinarias durante una labor conjunta para que éstas promuevan una operación con menor costo económico.

- Verificar la adaptabilidad del equipo a otras herramientas de utilidad y su versatilidad: Un tractor es un ejemplo claro de máquina pesada versátil ya que puede cumplir más de un propósito ya sea como excavador de hoja frontal, empujador o como unidad de movimiento frontal, la selección adecuada de éste se traduce en un menor gasto neto.

- Efectividad del operador: Muchos equipos de reciente creación como lo es la excavadora CAT modelo 320d han sido implementados con tableros intuitivos y de fácil acceso, el uso de este tipo de tecnología permite una optimización del trabajo por parte del operador.

Ver: Guía se selección CAT

Ver: Maquinaria CAT para Movimiento de Tierras, O.P. y Mineria

6.1.- Selección de maquinaría pesada según el fabricante

Máquinas disponibles según su clasificación: Equipos principales

Referencia: Datos y modelos de equipos, se utilizó las de KOMATSU, expuesto por el experto JICA: KIYOSHI TAKAGI.

6.1.1.- Utilización y Selección de Equipo

6.1.1.1.- Utilización de Equipo

6.1.1.2.- Bulldozer.

1. Standard



2. Pantaneras



3. Tiendetubos



4. Palas cargadores sobre orugas



5. Palas cargadores pantaneras

Existen diferentes tipos de trabajo, como varios tipos de bulldozer para cada tipo de trabajo o actividad, (Kiyoshi T-2004).

*).- Características y especificaciones de las capacidades instaladas de un tractor sobre orugas.

Dependiendo de la cuchilla que se usa, se pueden clasificar en:

i. Tractor de hoja angulable:

Características:

- Ubicación lateral del material.

- 25 grados de ángulo, a la derecha e Izquierda

- Penetración promedio.

- Capacidad de carga promedio.

Material:

- material suelto

Operaciones:

- Desmonte.

- Trabajos primarios.

- Trabajo de relleno de excavaciones.

ii. Tractor de hoja recta:

También llamada Topadora de hoja recta, Poseen controles de ángulo ajustables para la penetración de la hoja.

Características:

- Máxima penetración de la hoja

- Menor capacidad.

Material:

- Más duro y compacto

Operaciones:

- Operaciones generales.

- Nivelación de terreno quebrado.

- Cortes.

- Empuje tipo pesado.

iii. Tractor de hoja stantard:

Con bastidor delantero de ángulo sirve para incrementar la capacidad, evitando derrames. (Carrera L. 2006)

Características:

- Buena penetración.

- Buena capacidad.

- Empuje pesado.

Material:

- Todos

Operaciones:

- Más suave nivelado de terreno quebrado.

- Cortes.

- Empuje de Moto traíllas.

4i. Tractor U - universal:

Con bastidor delantero de ángulo que sirve para incrementar la capacidad, evitando derrames. (Carrera L. 2006)

Características:

- Penetración Promedio

- Excelente capacidad de carga

- Empuje y carga de material para distancias largas.

Material:

- Material suelto

Operaciones:

- Trabajo de almacenaje.

- Trabajo de recuperación.

- Trabajo de alimentación de tolvas.

- Excelente en carga y acarreo.

**).- Factores para seleccionar la hoja empujadora (Palencia E.W. 1984)

Los factores más importantes que se deben tomar en cuenta para seleccionar la hoja del bulldozer son los siguientes:

- Material a ser removido.

- Limitaciones del tractor.

Casi todos los materiales pueden ser acarreados. Sin embargo, el trabajo de arrastrar y acarrear material varía con las características de dicho material tales como: Forma y tamaño de las partículas:

Vacíos:

Pocos vacíos o la ausencia de éstos hacen que las partículas estén más unidas. Esto forma una cohesión más grande que tiene que ser rota. un material bien graduado, al que le faltan vacíos, generalmente es duro, presentando dificultad al ser removido del banco de material.

Contenido de humedad:

En la mayoría de los materiales la fase de humedad incrementa la unión entre partículas haciendo que dificulte la remoción en el banco de material. Un alto contenido de humedad hace dificultoso el arrastre porque el material es resistente y requiere más fuerza para ser removido.

Limitaciones del tractor:

La potencia y el peso de la máquina determinan su habilidad para empujar. El tractor no puede desarrollar más libras dé empuje que el peso de sí mismo y la potencia de su tren de tiro. Varias condiciones en el trabajo limitan la habilidad del tractor para usar su peso y potencia.

***).- Tipo de hoja empujadora

Existen varios tipos de hoja empujadora dependiendo del uso a que están destinadas. (Palencia E.W. 1984)

Tipos de Hojas:

- Hoja Universal "U".

- Hoja Recta "S".

- Hoja de Angulo.

- Hoja Cushion "C".

- Hoja "Buldócer" o tazan, etc.

Tabla 5: Aditamento frontal del Bulldócer (Lampón o pala)

TIPO	UTILIZACION
ANGULABLE	ENPUJAR SUELO
RECTA Y TILT (INCLINACION)	CORTAR, EXCAVAR SUELO
U - DOZER	EMPUJAR MUCHO VOLUMEN
ARBON	EMPUJAR CARBON
TIP	EMPUJAR TIPO ALGO LIGERO
TRIMMING	AMONTONAR MATERIAL DENTRO DEL BARCO

En la tabla 05 se presenta los diferentes tipos de aditamento frontal del bulldozer que podrían instalarse de acuerdo a las necesidades requeridas para una determinada labor especifica (Kiyoshi T-2004).

4*).- Factores para seleccionar las zapatas del bulldozer:

Tabla 5: Aditamento frontal del Bulldócer (Lampón o pala)

TIPO	UTILIZACION
SENCILLO (STANDARD)	SUELO NORMAL
DURO	ROCA
SEMI DOBLE	CARGADOR DE ORUGA
TRIPLE	EXCAVADORA
TRIANGULO	PANTANO/p>
NIEVE	NIEVE
PLANO	CARRETERA
HORNO	HORNO (SIDERURGICA)
GOMA	ASFALTO

En la tabla se presenta los diferentes tipos de zapatas que requiere el bulldozer para su utilización en las diferentes actividades de acuerdo a las necesidades requeridas para una determinada labor especifica (Kiyoshi T-2004).

6.1.2.- Selección de transmisión de fuerza

(Kiyoshi T-2004) presenta las características de la transmisión del bulldozer para su utilización en las diferentes actividades.

1. Embrague principal



2. Convertidor de torque



3. Hydroshift



4. Hydrostatic transmision

6.1.3.- Selección de Excavadora hidráulica.

6.1.3.1.- Excavadora Hidráulica.

1. Orugas standard



2. Tipo sobre ruedas



3. Espacios reducidos y otros

6.1.3.2.- Utilización y Movimiento.

1. Excavar
2. Cargar Material a Camión
3. Levantar material
4. Desquinchar (Perfilar)
5. Hacer talud
6. Martillar, perforar
7. Cargar Equipos, Carros.

6.1.3.3.- Selección de Aditamento Frontal.

6.1.3.4.- Comparación de tipo Oruga y Neumático.

6.1.4.- Selección de Cargador Frontal.

6.1.4.1.- Cargador Frontal.

1. Cargador frontal sobre ruedas







2. Tractor neumático
3. Tractor remolque

6.1.4.2.- Utilización.

1. Excavar
2. Cargar Material a Camión
3. LLevar (transportar) Material
4. Excavar Suelo
5. Preparar Suelo
6. Cargar Madera

6.1.4.3.- Tipo de trabajo y Neumático.

6.1.4.4.- Cucharón.

6.1.5.- Selección de Volquete.

6.1.5.1.- Camión Volquete.

1. Camión Volquete





2. Transportador de Carbón
3. Para escoria

6.1.5.2.- Utilización.

Cargar, transportar

1. Peso (Volumen de Carga)
1. Camión Normal

Puede utilizar carretera

2. Camión Volquete

No puede utilizar carretera

2. Material de fondo de Camión
1. Fondo Normal

Material normal

2. Fondo duro

Roca, piedra

6.1.6.- Selección de Moto niveladora.

6.1.6.1.- Motoniveladora.

1. Rígida y articulada



2. Estabilizador de carretera



3. Cortadora de carretera

6.1.6.2.- Utilización.

1. Preparación de suelo
2. Cortar Suelo
3. Preparación de canal
4. Preparar talud de carretera
5. Empujar tierra
6. Conformado

6.1.7.- Rodillos y Compactores.

1. Vibratorio



2. Neumático



3. Pata de cabra

6.1.8.- Otros Equipos.

6.2.- Vida Útil y Costo de Equipo.

6.2.1.- Costo para preparar carretera.

6.2.2.- Costo para Equipo.

6.2.3.- Costo de Mantenimiento.

6.2.4.- Costo de Reparación.

6.3.- Causa de fallas.

6.3.1.- Mantener buena condición de equipo.

6.4.- Vida útil de equipo (Económicamente).

6.5.- Fallas.

6.6.- Plan de reparación general (Ov).

6.6.1.- Tabla de desgaste.

6.6.2.- Gráfico de desgaste.

6.7.- Un ejemplo de selección de equipo.

6.7.1.- Datos para selección de equipos (ejemplo).

1. Tipo de obra
2. Duración
3. Presupuesto
4. Longitud de carretera
5. Ancho de carretera
6. Ángulo de pendiente
7. Altura máxima
8. Temperatura máximo y mínimo
9. Precipitación Pluvial
10. Tipo de suelo
11. Volumen de roca, piedra, tierra para remover y trasladar.
12. Distancia para trasladar, roca, piedra, tierra, etc.
13. Hora de trabajo por dias, mes, año.
14. Condición y forma de trabajo, etc.

6.7.2.- Condición de trabajo de Equipo.

1. Altura

Más de 3500 m.s.n.m. necesita turboalimentador (lugar alto poco oxigeno).

2. Lugar caliente

Más de 50⁰ temperatura ambiente, necesita radiador grande.

3. Lugar frio

Necesita anticongelante para agua de radiador.

4. Combustible

Dependiendo de temperatura hay que seleccionar.

5. Aceite

Dependiendo de temperatura hay que seleccionar

6. Tren de rodaje

Hay que seleccionar, depende de suelo duro, suelo suave y suelo pantanoso.

7. Cucharón y pala

Depende del material, hay que seleccionar ligero, pesado, pequeño, grande, ancho, estrecho, empujar, escoger y cargar.

6.7.3.- Combustible, fluido de enfriamiento del motor y lubricante.

6.8.- Selección de equipo para preparar carretera (Un ejemplo).

6.8.1.- Selección de equipo.

6.8.2.- Lista de equipo principal.

6.8.3.- Presupuesto aproximado de equipo principal.

6.9.- Equipo pesado en obra.