Curso de Movimiento de tierras BASICO Curso de movimiento de tierras Fundamentos de Movimientos de Tierras Curso de movimiento de tierras Objetivo • Revisar los conceptos para estimar el rendimiento de una máquina o flota de máquinas • Discutir los factores que afectan el desempeño de las máquinas Curso de movimiento de tierras Conceptos Básicos Curso de movimiento de tierras Conceptos Básicos CONCEPTOS BÁSICOS ¿QUÉ ES MOVIMIENTO DE TIERRAS? Curso de movimiento de tierras Movimientos de Tierras • Son los movimientos de una parte de la superficie de la tierra, de un lugar a otro, y en su nueva posición, crear una nueva forma y condición física deseada al menor costo posible. Curso de movimiento de tierras Proyecto Típico de Movimiento de Tierras Preparación del Banco Requiere Voladura ? Si Si Requiere Clasificación? Barrenaciónexplosivos / Voladura Cribado y/o Trituración No No Ripeo o Carga con Exc./ Cargador Tendido Mezcla Distancia de Acarreo Compactación Acarreo Edificación Posición Original Curso de movimiento de tierras Pavimentación Nueva Posición Concepto - Desempeño Ideal Idea 3 m $/m3 Mínimo Costo / h = Máxima Producción ión / h Curso de movimiento de tierras Menor Costo por Hora Posible Máxima producción por Hora Posible Sistemas de Acarreo en sus distancias mas económicas 100 m. 150 m. 1.500 m. 1.600 m 5.000 m Curso de movimiento de tierras Materiales Rocas Tierras Mezclas Curso de movimiento de tierras Características de los Materiales • Las características y propiedades de los materiales afectan directamente la producción y el desempeño de las máquinas. Curso de movimiento de tierras Características de los Materiales GRANULOMETRIA DE LOS PRINCIPALES MATERIALES Cantos Rodados : 76 mm y más (3") Grava : de 3 mm a 76 mm ( 1/8 " a 3 " ) Arena : de 0,05 mm a 3 mm ( 0,002 " a 1/8 " ) Limo : de 0,005 mm a 0,05 mm ( 0,002 " a 0,0002 " ) Arcilla : menos de 0,005 mm ( menos de 0,0002 " ) Curso de movimiento de tierras Características de los Materiales GRANULOMETRIA DE LOS PRINCIPALES MATERIALES Cantos Rodados : 76 mm y más (3") Grava : de 3 mm a 76 mm ( 1/8 " a 3 " ) Granular no-cohesivo Arena : de 0,05 mm a 3 mm ( 0,002 " a 1/8 " ) Limo : de 0,005 mm a 0,05 mm ( 0,002 " a 0,0002 " ) Arcilla : menos de 0,005 mm ( menos de 0,0002 " ) Curso de movimiento de tierras Cohesivo Suelos Cohesivos - Arcilla • Absorbe agua • Estructura Microscópica “plaquetas” • La cantidad de agua es crítica para la compactación • Importancia de la “manipulación” para compactar ÍNDICE DE UMIDADE Densidade Seca Densidade Máxima Umidade Ótima Índice de Umidade Curso de movimiento de tierras Propiedad de los Suelos Físicas : Densidad, Granulometría, Contenido de Humedad... Mecánicas: Resistencia, Deformación, Permeabilidad... Curso de movimiento de tierras Tipos de Suelos & Compactación Curso de movimiento de tierras Propiedad de los Suelos • La principal propiedad que afecta el rendimiento de las máquinas: - DENSIDAD • Densidad en Banco y Densidad Suelta Curso de movimiento de tierras Características de los Materiales Densidad Es el peso del material por unidad de volumen: kg/m3 Densidad en banco Es el peso del material en su estado natural: kg/m3 en banco Densidad del material suelto Es el peso del material fuera de su estado natural: kg/m3 suelto Curso de movimiento de tierras Volumen del Material m3 en Banco Banco m3 Compactado m3 Suelto Suelto Compactado Curso de movimiento de tierras Volumen del Material VOLUMEN DEL MATERIAL. m3 en Banco m3 Suelto Banco 1 m3 1,2 m3 ABULTAMIENTO Curso de movimiento de tierras Suelto Volumen del Material Abultamiento & Factor de Carga Abult. 22% 1m3b Arcilla lecho natural Factor carga = .82 1,22 m3s X 0,82 = 1,0 m3b 1,0 m3b / 0,82 = 1.22 m3s Curso de movimiento de tierras 1,22m3s Volumen del Material FACTOR DE CONTRACIÓN CALCULA DIVIDIENDOSE LA DENSIDAD DEL MATERIAL COMPACTADO POR SU DENSIDADE EN BANCO FACTOR DE CONTRACIÓN = kg / m3 COMPACTADO Curso de movimiento de tierras kg / m3 BANCO Abultamiento & Compactación 1m3 1,2m3 ? Curso de movimiento de tierras Pregunta Curso de movimiento de tierras Pregunta En banco, cuál la diferencia de peso entre la arena mojada y la arena seca? Curso de movimiento de tierras Pregunta En banco, cuál la diferencia de peso entre la arena mojada y la arena seca? Arena mojada Arena seca Diferencia = = = 2080 kg/m3b 1600 kg/m3b 480 kg PH35 Pg. 27-4 Curso de movimiento de tierras Pregunta Curso de movimiento de tierras Pregunta Cuál la densidad de la arcilla en su lecho natural: Curso de movimiento de tierras Pregunta Cuál la densidad de la arcilla en su lecho natural: • Suelta Curso de movimiento de tierras Pregunta Cuál la densidad de la arcilla en su lecho natural: • Suelta • Banco Curso de movimiento de tierras Pregunta Cuál la densidad de la arcilla en su lecho natural: • Suelta • Banco = 1660 kg/m3s = 2020 kg/m3b PH35 Pg 27-4 Curso de movimiento de tierras Densidad de los Materiales PH35 Pg 27-4 Curso de movimiento de tierras Densidad / Peso del Material m 3s 1510 kg m 3b 1900 kg Tierra apisonada y seca 1900kg X .80 F.C. = 1520kg 1510kg Curso de movimiento de tierras Densidad / Peso del Material m 3s 1510 kg m 3b 1900 kg Tierra apisonada y seca 1900kg X .80 F.C. = 1520kg 1510kg Curso de movimiento de tierras Pregunta Machine & Performance Curso deApplication movimiento de tierras Seminar Pregunta Un contratista necesita excavar 250.000 metros cúbicos de material. El factor de carga es de .84. Machine & Performance Curso deApplication movimiento de tierras Seminar Pregunta Un contratista necesita excavar 250.000 metros cúbicos de material. El factor de carga es de .84. ¿Cuántos metros cúbicos serán movidos? Machine & Performance Curso deApplication movimiento de tierras Seminar Pregunta Un contratista necesita excavar 250.000 metros cúbicos de material. El factor de carga es de .84. ¿Cuántos metros cúbicos serán movidos? 250.000 m3b / 0,84 = 297.619 m3s Machine & Performance Curso deApplication movimiento de tierras Seminar Abultamiento PH35 Pg. 27-1 Curso de movimiento de tierras Pregunta Curso de movimiento de tierras Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. Curso de movimiento de tierras Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Curso de movimiento de tierras Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios para acarrear el material de la producción diaria? Curso de movimiento de tierras Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios p para acarrear el material ? de la producción diaria? Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Curso de movimiento de tierras Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios p para acarrear el material ? de la producción diaria? Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto Curso de movimiento de tierras Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios p para acarrear el material ? de la producción diaria? Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto 1125 m3b / .80 = 1406 m3s Curso de movimiento de tierras Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios p para acarrear el material ? de la producción diaria? Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto 1125 m3b / .80 = 1406 m3s Volumen suelto / Capac. camión = numero de camionadas Curso de movimiento de tierras Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios p para acarrear el material ? de la producción diaria? Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto 1125 m3b / .80 = 1406 m3s Volumen suelto / Capac. camión = numero de camionadas 1406 m3s / 12 m3s Curso de movimiento de tierras = Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios p para acarrear el material ? de la producción diaria? Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto 1125 m3b / .80 = 1406 m3s Volumen suelto / Capac. camión = numero de camionadas 1406 m3s / 12 m3s Curso de movimiento de tierras = 117 camionadas “m3 Banco” e “m3 Sueltos” • La mayoría de las obras son ... – Licitadas en m3 banco – Pagas en m3 banco – Operadas en m3 sueltos Curso de movimiento de tierras Cálculos de Producción La producción de las máquinas se puede expresar en: Metros Cúbicos en Banco por Hora (m3b/hr). Metros Cúbicos Sueltos por Hora ( m3s/hr) Metros Cúbicos Compactados por Hora (m3c/hr) Toneladas Métricas por Hora ( ton/hr ) Curso de movimiento de tierras Cálculos de Producción • La CARGA y Producción de las máquinas se puede medir de las siguientes formas: 1- Pesándola 2- Calculándola en función de la máquina 3- Midiendo o Volumen Curso de movimiento de tierras Pesando Curso de movimiento de tierras Pesando Curso de movimiento de tierras Midiendo Curso de movimiento de tierras Cálculos de Producción En función de la capacidad de la máquina. Producción Teórica por Hora = Capacidad da Máquina m3 / Ciclo X Números de Ciclos / h Curso de movimiento de tierras Cálculos de Producción Producción Real por Hora = Capacidad de la Máquina m3/ciclo X Números de Ciclos / h X Fatores de Corrección * Factor de Llenado. * Eficiencias. * Disponibilidad Mecánica. * Otros factores. Curso de movimiento de tierras Capacidad del Cucharón Curso de movimiento de tierras Capacidad del Cucharón (SAE) • Capacidad al ras – volumen contenido en el cucharón después de nivelar la carga pasando un rasero que se apoye sobre la cuchilla y la parte trasera del cucharón • Capacidad colmada: – Es la capacidad a ras más la cantidad adicional que se acumule sobre la carga a ras a un ángulo de reposo de 2:1, con el nivel a ras paralelo al suelo. 2:1 Curso de movimiento de tierras Factor de Llenado • Factor de llenado: % de la capacidad colmada 2:1 Curso de movimiento de tierras • Capacidad colmada: – Es la capacidad a ras más la cantidad adicional que se acumule sobre la carga a ras a un ángulo de reposo de 2:1, con el nivel a ras paralelo al suelo. 2:1 Ejemplos de Factor de Llenado A C B A- 100 – 110% Arcilla Húmida B- 95 – 110% Arena y Grava C- 80 – 90% Arcilla dura e compactada. 60 – 75% Roca bien fragmentada por voladura y material de río. 40 – 50% Roca mal fragmentada por voladura Curso de movimiento de tierras Características de los Materiales FACTORES DE LLENADO DE ACUERDO AL TAMAÑO DE LOS MATERIALES PARA CARGADORES DE RUEDAS. MATERIAIS PARA CARREGADEIRAS DE RODAS. MATERIALES SUELTOS AGREGADOS HUMEDOS MEZCLADOS AG. HUMEDOS UNIF. HASTA 3mm(1/8") AG. 3 @ 9mm. (1/8 @ 3/8 ") AG. 12 @ 20 mm ( 1/2 @ 3/4 " ) AG. 24 mm (1") y mas grandes ROCA DE VOLADURA BIEN FRAGMENTADA FRAGMENTACION MEDIANA MAL FRAGMENTADA VARIOS MEZCLA DE TIERRA Y ROCAS LIMO HUMEDO SUELO,PIEDRA Y RAICES MATERIALES CEMENTADOS Curso de movimiento de tierras % F. LL. 95-100 95-100 90-95 85-90 85-90 80-95 % 75-90 % 60-75 % < 100 % < 110 % 80-100 85-90 Pregunta Curso de movimiento de tierras Pregunta Un cargador 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm. Curso de movimiento de tierras Pregunta Un cargador 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm. Cual es el Factor de Llenado del cucharón (FLL) y cual será el peso en el cucharón? Curso de movimiento de tierras Pregunta PH35 Curso de movimiento de tierras pg 27-1 or 12-70/71 pg 27-4 Pregunta Un 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm. PH35 Curso de movimiento de tierras pg 27-1 or 12-70/71 pg 27-4 Pregunta Un 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm. Cual es el Factor de Llenado del cucharón (FLL) e cual será el peso en el cucharón? PH35 Curso de movimiento de tierras pg 27-1 or 12-70/71 pg 27-4 Pregunta Un 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm. Cual es el Factor de Llenado del cucharón (FLL) e cual será el peso en el cucharón? Respuesta: FLL = 85-90% Carga = 2.8 m3 X .87 BFF = 2.44 m3s Peso = 2.44 m3s x 1540 kg/m3s = 3757,6 kg PH35 Curso de movimiento de tierras pg 27-1 or 12-70/71 pg 27-4 Factores que Afectan el Factor de Llenado • • • • • Características de los materiales Diseño del Cucharón Habilidades del Operador Diseño del Banco Fuerza de Desprendimiento. Curso de movimiento de tierras Ciclo Ciclo: Es un viaje completo de ida y regreso para completar un pase de trabajo. Regreso Carga Descarga Acarreo Curso de movimiento de tierras Ciclo Tiempos Fijos y Variables: Retorno (Variable) Carga (Fijo) Descarga (Fijo) Acarreo (Variable) Curso de movimiento de tierras Ciclo Espera, maniobras, demoras, Retorno (Variable) Carga (Fijo) Descarga (Fijo) Acarreo Curso de movimiento de tierras (Variable) Ciclos por Hora 60 minutos / h • Ciclos / h = --------------------------------------------- Tiempo promedio de ciclo ( ,xx minutos / ciclo) NO son segundos SON centésimas de minuto Curso de movimiento de tierras Ciclos por Hora Segundos 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 1/100Min 1 0,98 0,97 0,95 0,93 0,92 0,90 0,88 0,87 0,85 0,83 60 Segundos ……….. 1 Minuto 20 Segundos …….>> 0,XX Min 20 X 1 X = ----------------- = 0,33 Min 60 Ciclos por Hora = 60 min/h. / 0.33 min/ciclo = 181 ciclos/h Curso de movimiento de tierras Ciclo básico (Tractor) Retorno Corte Descarga Descarga Acarreo Acarr Transporte Curso de movimiento de tierras Resistencia a la Rodadura • Resistencia a la rodadura • Pendientes: resistencia/asistencia Curso de movimiento de tierras Soma = Resistencia Total Resistencia a la Rodadura Penetración de los Neumáticos PH35: 27-1 Curso de movimiento de tierras Resistencia a la Rodadura Resistencia a la Rodadura • Es la fuerza necesaria para que una rueda gire en el suelo • 2% del peso bruto da máquina, + 0,6% del peso bruto por cm de penetración de los neumáticos Curso de movimiento de tierras Resistencia a la Rodadura PH35 pg 27-1 Curso de movimiento de tierras Resistencia/Asistencia Resistencia + 4% Asistencia – 4% Curso de movimiento de tierras Resistencia/Asistencia Acarreo • Resist. Rodadura = 6% • Pendiente = 4% ______ • Resist. Total = 10% Curso de movimiento de tierras Retorno • Resist. Rodadura = 6% • Pendiente = -4% ______ • Resist. Total = 2% Factores de Correción PH35: 12-70 Curso de movimiento de tierras Eficiencias Eficiencia en la Obra Minutos Efectivos trabajados por Hora 60 minutos por Hora Ejemplo : 50/60 = 0,83 = 83 % Curso de movimiento de tierras Disponibilidad Mecánica Horas reales trabajadas por ano Disponibilidad = x 100 Mecánica Horas Programadas por ano Curso de movimiento de tierras Factores que afectan la disponibilidad mecánica ¤ Calidad del equipo ¤ Vida Económica / Número de horas de servicio ¤ Asistencia Técnica ( Partes y Servicio) ¤ Prácticas de Mantenimiento/Herramientas ¤ Estandarización ¤ Relaciones Humanas Curso de movimiento de tierras Ejemplo : • Cuál será la producción horaria de un cargador de ruedas con: Cucharón de 3,1 m3 Factor de llenado = .90 Tiempo de ciclo = 30 Segundos Eficiencia en la Obra = 50 min h Disponibilidad Mecánica = .95 Curso de movimiento de tierras Ejemplo : • Cuál será la producción horaria de un cargador de ruedas con: Cucharón de 3,1 m3 Factor de llenado = .90 Tiempo de ciclo = 30 Segundos Eficiencia en la Obra = 50 min h Disponibilidad Mecánica = .95 Producción / h = 3,1 x 0,90 x 120 x 0,83 x 0,95 = 264 m3 / h. Curso de movimiento de tierras PREGUNTAS ? Curso de movimiento de tierras Gracias por su atención ! Curso de movimiento de tierras
