4.6.- Producción de la Motoniveladora (Motor graders).

El cálculo de la producción de estos equipos es muy diferente a los anteriores ya que por sus característica y diferentes tipos de trabajo que pueden realizar, como el mantenimiento de caminos, esparcimiento de material, acabados finales de vías y superficies, excavación de zanjas y perfilar taludes, entre otros, es difícil establecer una producción única, de todas maneras se explican dos métodos para calcular su producción, referidos a un área de trabajo y volumétrica.

4.6.1.- Cálculo está dada por las siguientes fórmulas, esscogidas:

Donde:

Q_A: Area de operación horaria (m²9

D: Distancia de trabajo (m)

L_e: Longitud efectiva de la hoja (m)

L₀: Ancho de superposición del material (0.6 m)

N: Número de pasadas requeridas

T: Tiempo por pasada (min)[Cuando se trabaja en altura con disminución de su eficiencia, se tiene afectar el F.H.]

Q_V: Producción volumétrica (m3/hr)

e: Espesor de la capa (m)

Video: Cálculo de la Producción de una Motoniveladora

Fuente: Juan De la Torre - TECSUP

Conformación del material estabilizado con emulsión asfáltica con motoniveladora del Km 106+020 al (Recuperado de: https://youtu.be/ZW4rLK9cQYM)

a).- Ancho de trabajo de una motoniveladora: Debido a que esta máquina conduce la hoja casi siempre en ángulo, y en cada pasada traslapa alrededor de 30 cm (ver recomendaciones del fabricante). con la pasada anterior, normalmente el ancho de trabajo es menor que la longitud de la hoja.

a = Le – Lo

Fig. N^o4.5.1: ancho de trabajo de la Motoniveladora

Fuente: Komatsu y Administración y Empleo de Equipos de Ingeniería (Escuela de ingenieros Militares Colombia, 1994)

b).- Longitud efectiva de la hoja (L_e).

La longitud efectiva de la hoja depende del ángulo con que corta o nivela el terreno, hay que tener en cuenta que la hoja está casi siempre en posición angular al cortar o nivelar la superficie, por lo tanto, la longitud efectiva depende de este ángulo.

Fig. N^o4.5.2: Ángulo de la hoja vertedera, para el cálculo de la longitud efectiva de la hoja (L_e).

Muchos manuales utilizan como ángulo de vertedera al como el CAT.

De acuerdo a la figura anterior se deduce que la longitud efectiva es igual a:

El ancho de superposición L₀ es generalmente 0,6 m (2,0pies). Esta superposición es para mantener los neumáticos fuera de los camellones en la pasada de retorno

c).- Tienpo de pasada.

Dado por:

Donde:

D: Distancia de trabajo (m)

F: Velocidad de marcha hacia adelante (m/min)

R: Velocidad de marcha hacia atrás (m/min)

Z: Tiempo para cambios (0 – 1 min)

d).- Velocidad de trabajo (V).

Las operaciones se realizan en el menor tiempo conforme a la habilidad del operador y la condición del terreno. En la Tabla 4.4.38 se muestra las velocidades que normalmente se usan en las diferentes operaciones de las motoniveladoras.

Tabla N⁰ 4.5.01: VELOCIDAD DE TRABAJO (km/hr)

Reparación de carretera	2 - 6
Cunetas o excavación de zanjas	1.6 - 4
Acabado en banco o terminación de orillas	1.6 - 2.6
Explanación de campo	1.6 - 4
Nivelación	2 - 8
Mantenimiento	5 - 16
Esparcimiento	5 - 9
Mezcla	8 - 24
Corte de taludes del terraplén	3.6 - 6

Fuente: Komatsu y Administración y Empleo de Equipos de Ingeniería (Escuela de ingenieros Militares Colombia, 1994)

Tabla N⁰ 4.7.02: VELOCIDAD DE TRABAJO (V)

Operación	Velocidad (Km/h)
Nivelación de acabado	5 – 6
Escarificado	4 – 5
Perfilado	4.5 – 6.5
Limpieza de maleza	6.5 – 8.5
Mezcla de materiales	4 – 6
Conformación de sub-rasantes	4 – 6
Reparación de caminos	2 – 5
Excavación de zanjas	1.5 – 3
Terminación de orillas	1 – 2
Explanación de campo	1.5 – 4

Fuente: Juan Carlos la torre - TECSUP)

e).- Cambios de marcha.

Tabla N⁰ 4.5.03: Cambios de marcha

Operación	Cambio
Mantenimiento de caminos	Segunda a Tercera
Preparación de solares	Tercera a Cuarta
Mezcla o batido de material	Cuarta a Sexta
Trabajos en pendientes laterales	Primera
Construcción y limpieza de zanjas	Primera a Segunda
Nivelación de acabado	Segunda a Cuarta

Fuente: Juan Carlos la torre - TECSUP)

g).- Número de pasadas.

Tabla N⁰ 4.5.04: NÚMERO DE PASADAS

Obra	Número (n)
Para nivelación	5 a 7
Para limpieza de maleza	3 a 5
Para escarificado de suelos	1 a 2
Para mezcla de materiales	8 a 10
Para conformación de subrasantes	5 a 7

Fuente: Productividad de las motoniveladoras. Recuperado el 06 de Abril de 2015, de http://www.cuevadelcivil.com/2011/03/productividad-de-las-motoniveladoras.html

h).- Ángulo de Ataque de la Cuchilla

Fig. N^o4.5.3: Ángulo de ataque de la cuchilla.

Fuente: Juan Carlos la torre - TECSUP)

4.6.2.- Eficiencias de trabajo recomendados

Tabla N⁰ 4.5.05: EFICIENCIA DE TRABAJO

4.6.3.- Recomendaciones prácticas (m²/h).

a).- Ciclos de trabajo de una motoniveladora:

i).- Avance nivelando y retorno en retroceso: Caso de nivelar calles de urbanización.

C = (D/R) + (D/F) + Z

Donde:

D 50 a 300 m

F 2 a 8 Km/h

R 3 a 12 Km/h

Z 0.05 min

ii).- Trabajo en avance y giro: Cuando el tramo a nivelar es lo suficientemente extenso como para justificar el giro de la máquina y además existe el espacio suficiente para ejecutar el giro sin tardanza.

C = (D/F) + Z

Donde:

D > 300 m

F 2 a 8 Km/h

Z 0,5 a 1 min

c).- Número de franjas.

Normalmente el área a nivelar es más ancha que el ancho de trabajo por lo cual se tiene que dividir en franjas.

f = A/a

Siendo:

f : número de franjas

A (m) : ancho del área a nivelar

a (m) : ancho de trabajo de la motoniveladora

El número de franjas es entero.

d).- Número de pases por franja.

Asimismo para nivelar cada franja puede requerir una o varias pasadas.

Sea n: número de pasadas por franja necesarias para quedar satisfactoriamente nivelada.

e).- Total de pasadas (N): El número total de pasadas es igual al producto del número de franjas por el número de pases por franja.

N = f*n