4.4.- Producción de Mototraillas (scraper).

Para obtener un mayor rendimiento con un menor desgaste de la máquina, las mototraíllas deben trabajar preferentemente:

1. En la excavación de capas vegetales, de arcilla gredosa seca, de arcilla con poco contenido de humedad, de greda arenosa y de materiales granulares de grano fino.
2. La excavación y cargado deben efectuar sobre terreno plano o con pendiente descendente.
3. Deben disponer de una distancia de cargado de por lo menos 50 metros, sin obstáculos, para las maniobras de la máquina.
4. La superficie de excavación debe ser uniforme libre de huecos o huellas profundas.
5. Deben ser apoyadas por un tractor empujador, cuando sea necesario, de acuerdo al tipo de material y las características de la mototraílla.

Para el cálculo de la producción por hora de una mototrailla, se tiene como base la fórmula general empleada para el cálculo de la producción en las máquinas anteriores, en la que la producción depende de las dimensiones de su caja, de la potencia del motor, de la dureza y humedad del suelo, de la velocidad que puede alcanzar la máquina, de la distancia a la que se debe trasladar el material excavado, de las condiciones en que se encuentra el camino, de la habilidad del operador, etc.

4.4.1.- Producción por ciclo (q).

La producción útil por ciclo de la mototrailla es la capacidad a ras o colmada de carga de su caja, la capacidad máxima aparece en las especificaciones de los fabricantes.

La capacidad encontrada, hay que ajustarlo, con el factor de carga útil:

Dónde:

q1 :	Capacidad colmada de la mototrailla (m3).
K :	Factor de carga útil.

La capacidad de carga en el cajón de una mototrailla depende del tipo de material con que se va a trabajar. En la siguiente tabla se puede encontrar una guía para determinar el factor de carga útil:

Tabla N⁰ 4.4.21: FACTOR DE CARGA ÚTIL

4.4.2.- Tiempo de ciclo (C_m).

Este tiempo está expresado en la siguiente fórmula:

C_m = Tiempo de cargue + Tiempo de acarreo + Tiempo de esparcido y giro + Tiempo de retorno + Tiempo de colocación y espera.

Dónde:

Tc :	Tiempo de cargue (min).
Dc :	Distancia de acarreo de la mototrailla cargada (m).
Vc :	Velocidad promedio de desplazamiento de la mototrailla cargada (m/min).
T1 :	Tiempo requerido para el esparcido y giro (min).
Dv :	Distancia de acarreo de la mototrailla vacía (m).
Vv :	Velocidad promedio de desplazamiento de la mototrailla vacía (m/min).
T2 :	Tiempo de colocación e inicio del cargue (min).

Cómo encontrar estos datos?

Tiempo de cargue.- Es el tiempo requerido para que la mototrailla se cargue, estimar este tiempo no es fácil y depende de:

a) Tipo, capacidad y configuración de la máquina.

b) Tipo y capacidad del empujador.

c) Tipo del material que se va cargar.

d) Condición del área de cargue.

e) Inclinación del terreno.

f) habilidad del operador.

Para el cálculo de este tiempo lo mejor es basarse en experiencias de obras similares, sin embargo, la siguiente tabla puede servir como guía:

Tabla N⁰ 4.4.22: TIEMPO DE CARGUE (min)

Tipo de Mototrailla	Tiempo
Convencional	0.5 a 1.0
Con elevador	0.9 a 1.3
Cargue dual	1.0 a 1.25

Fuente: Fiat

Tiempo de acarreo con carga y tiempo de retorno vacío.- El tiempo de acarreo es el que emplea la mototrailla en el viaje desde la salida del área de corte hasta entrar al área de descargue, el tiempo de retorno es el que se emplea desde la salida del área de descargue hasta entrar al área de corte. La fórmula general para el cálculo de estos tiempos es la siguiente:

Tiempo = distancia/Velocidad promedio de desplazamiento

Para el cálculo de la velocidad promedio de desplazamiento de la mototrailla, se debe tener en cuenta los mismos parámetros expresados para el cálculo en la sección de los volquetes, pues su comportamiento es muy similar al de una volquete.

Al igual que en la producción de los volquetes, para efectuar un mejor cálculo de los tiempos se debe dividir la vía en secciones que tenga características similares, como para cada trayecto la velocidad de desplazamiento varía, hay que calcular el tiempo para cada uno y al final sumarlos para encontrar el tiempo total de acarreo y el tiempo total de retorno vacío, como se muestra en la siguiente fórmula:

Dónde:

T :	Tiempo total de acarreo o tiempo total de retorno vacío.
D1 :	Distancia del trayecto uno.
V1 :	Velocidad promedio de desplazamiento en el trayecto número uno.
D2 :	Distancia del trayecto dos.
V2 :	Velocidad promedio de desplazamiento en el trayecto número dos.

Y así sucesivamente dependiendo del número de trayectos en que se dividió la vía.

Para hacer un cálculo más exacto de estos tiempos, es necesario tener el mejor conocimiento de las condiciones que afectan la velocidad de desplazamiento de la mototrailla.

Al igual que los volquetes, la velocidad de desplazamiento de la mototrailla se puede averiguar por medio de la fórmula general o de los gráficos de rendimiento de cada trailla que dan los fabricantes:

Velocidad de desplazamiento = (RPM del motor * radio de la llanta de tracción)/(Relación total de transmisión)

Al igual que para los volquetes, la aplicación no es muy fácil, por lo que se recomienda el uso de las gráficas de los rendimientos de los fabricantes sobre rendimiento de traslación de las mototraillas.

La velocidad que se obtiene de las gráficas, es la máxima velocidad de desplazamiento, para obtener el promedio, hay que aplicar la siguiente fórmula:

Velocidad promedio = (Velocidad de desplazamiento máxima)*(Factor de velocidad)

Ejemplo en la siguiente gráfica:

Gráfico N⁰ 4.4.9

El factor de la velocidad se puede aplicar con el mismo criterio y los mismos valores que se dieron para los camiones.

Tabla N⁰ 4.4.23: FACTOR DE VELOCIDAD (F)

Distancia de cada sección de traslado (m)	Cuando arranca	Cuando marcha en cada sección
0 - 100	0.25 - 0.50	0.50 - 0.70
100 - 250	0.35 - 0.60	0.60 - 0.75
250 - 500	0.50 - 0.65	0.70 - 0.80
500 - 750	0.60 - 0.70	0.75 - 0.80
750 - 1000	0.65 - 0.75	0.80 - 0.85
1000 ---	0.70 - 0.85	0.80 - 0.90

Tiempo de descargue y giro.- Es el que transcurre desde el momento que la mototrailla entra en el área de descarga, realiza su trabajo de descarga y gira, hasta que entra al camino de regreso, de la siguiente tabla se puede tomar este valor:

Tabla N⁰ 4.4.24: TIEMPO DE DESCARGUE Y GIRO

Condición de esparcido	Tiempo (min)
Excelente	0.4
Promedio	0.6
Desfavorable	1.1

Fuente: Terex

Tiempo de colocación y demora.- Es el tiempo que transcurre desde el momento que la máquina entra al área de cargue, realiza giros en esa área, espera el empujador, selecciona el sitio de cargue, etc., hasta que inicia el cargue. De la siguiente tabla se puede obtener este valor.

Tabla N⁰ 4.4.25: TIEMPO DE COLOCACIÓN Y DEMORA

Condición de la operación	Tiempo (min)
Excelente	0.3
Promedio	0.5
Desfavorable	0.8

Fuente: Terex

Para la eficiencia de trabajo se recomienda usar la tabla N^o 4.2.5, pero también puede aplicar la siguiente tabla:

Tabla N⁰ 4.4.26: EFICIENCIA DE TRABAJO

4.4.3.- Uso de las gráficas del tiempo de desplazamiento.

La explicación que sigue corresponde a las gráficas de Tiempo de desplazamiento para Mototraílas, Camiones de construcción y de minería y para Camiones articulados. Conociendo la distancia de desplazamiento en una dirección y la resistencia total (en % de pendiente) se puede determinar el tiempo de desplazamiento en una dirección (medio ciclo) usan do las gráficas que se muestran a continuación (10 kg/tonelada equivale al 1% de inclinación en una pendiente). Si la resistencia total es negativa (la ayuda de la pendiente es mayor que la resistencia a la rodadura) la máquina puede acelerarse al descender, y habría que emplear los frenos o el retardador. Como en estos casos no se pueden utilizar las gráficas de tiempo de viaje, consulte la gráfica respectiva con retardador, a fin de hallar la velocidad máxima de descenso sin que haya riesgos. Hay dos gráficas para cada máquina de acarreo: Una para la máquina con la carga útil nominal y otra para la máquina vacía.

Tiempo de ciclo = Carga* + acarreo + maniobras y esparcimiento* + regreso

*Para tiempos fijos (carga, maniobras y es parcimiento), utilice la tabla (CAT) de abajo.

Tabla N⁰ 4.4.27: Tiempos fijos típicos para Traillas (CAT)
(Las condicines de trabajo pueden hacer variar los tiempos)

* Tiempo de cargas, incluyendo el tiempo de transferencia.

Fuente: Caterpillar

Ejemplo de determinación de tiempos, por gráficas:

Gráfico N^o 4.4.10: Tiempo de desplazamiento - Cargada

Gráfico N^o 4.4.11: Tiempo de desplazamiento - Vacia

La explicación que sigue es aplicable a las curvas de retardador para Mototraíllas y para Camiones articulados.

Si conoce el peso bruto del vehículo y la pendiente efectiva total (resistencia total), puede hallar con ayuda de las gráficas del retardador, la velocidad que es posible mantener — sin utilizar los frenos de servicio — cuando el vehículo baja por una pendiente con el retardador a plena capacidad.

Pendiente efectiva total (resistencia total) es el valor de la ayuda de pendiente menos la resistencia a la rodadura.

10 kg/tonelada = pendiente adversa del 1%.

Gráfico N^o 4.4.12: Gráficas de retardación

Para usar la gráfica de retardación, encuentre el valor en la parte superior de la escala de peso bruto (Punto A) y siga hacia abajo hasta que intersecte la línea de la pendiente efectiva total (Punto B). Siga horizontalmente desde este punto "B" hasta el punto de intersección con la gráfica de retardación (punto C). Este punto “C” intersecta en la gama 5 (5a. velocidad). Desde el punto “C” de intersección con la gráfica de retardación, lea verticalmente hacia abajo hasta el punto “D” en la parte inferior de la escala para encontrar la velocidad constante.

4.4.4.- Uso de gráficas para determinar rendimientos.

Por ejemplo tenemos una gráfica CAT:

Gráfico N^o 4.4.13: Cálculo de la producción mediante Gráficas

4.4.5.- Número de mototraillas que pueden trabajar utilizando un empujador.

Se puede averiguar con la siguiente fórmula:

Número de mototraillas por empujador = (Tiempo del ciclo de la mototrailla)/(Tiempo del ciclo del empujador)

Usualmente el ciclo del empujador está entre 1.3 y 1.6 minutos, pero como ayuda también se puede utilizar la siguiente fórmula:

Tiempo de ciclo del empujador = (1.4*ciclo de carga de la mototrailla) + 0,25 min

Si el resultado del número de mototraillas por empujador no es exacto, puede suceder lo siguiente: se redondea el resultado a la cifra entera baja, el empujador puede tener tiempo para efectuar otras operaciones como cortes, mantenimiento, etc., pero si el resultado se redondea al entero siguiente, las mototraillas tendrán que hacer esperas para ser empujadas, La decisión más acertada se puede encontrar determinando el costo de producción por metro cúbico más económico de las dos alternativas.

También por medio de la siguiente fórmula se puede averiguar el número de empujadores requeridos.

Número de empujadores requeridos = (Número de mototraillas requeridas)/(Número de mototraillas por empujador)