Son numerosos los equipos de maquinaria pesada que se ocupan en faenas de construcción y minería. Nota escrita por Sergio Olmos Vásquez, docente de la Escuela de Construcción de Duoc UC, sede Maipú.
Fuente: La Cuarta
En las obras de construcción se requieren distintos recursos, entre los que se destacan: mano de obra, materiales, equipos y maquinarias, financiamiento, tiempo, entre otros. En el caso de la utilización de maquinarias, es muy relevante la selección del tipo y tamaño apropiado de estos, pues inciden en la cantidad de tiempo y esfuerzo requerido, y por lo tanto la productividad del proyecto.
Es importante que los profesionales de la construcción estén familiarizados con las características de los principales tipos de equipos más comúnmente utilizados en las diferentes etapas de una obra en que se utiliza una maquinaria.
Si consideramos las faenas mineras, las maquinarias cobran mayor relevancia aún, pues los volúmenes son mucho mayores y las maquinarias son fundamentales para lograr buenos rendimientos y productividad.
Al momento de elegir una maquinaria o equipo de apoyo a las obras, debemos clasificar según el tipo de faenas; es así que se dispone de equipos relacionados a la partida de excavación y movimiento de tierra, por un lado; equipos relacionados a la etapa de compactación y nivelación por otro.
También equipos relacionados a la partida de perforación y tronadura; equipos relacionados a elevación y montaje o equipos relacionados a la producción de hormigón.
Existen otros equipos y maquinarias menores, cómo placas compactadoras, vibro-pisón, compactadores de hormigón o herramientas manuales.
Es muy relevante conocer las capacidades de las maquinarias y equipos para tener una visión global de los equipos usados frecuentemente en la construcción y sus características generales, para elegir de forma acertada el más conveniente. La decisión de la adquisición de un determinado equipo o herramienta está condicionada por la productividad en las obras, que inicia con un estudio financiero de parte de la empresa constructora en invertir en la adquisición de equipos, pues constituye una inversión de capital en el largo plazo.
Si se trata de un trabajo específico e inmediato, arrendar el equipo o maquinaria puede ser el camino por seguir. Pero, si estás tratando de hacer crecer tu empresa en un segmento en particular, sería aconsejable hacer la inversión lo antes posible para que se pueda comenzar a acumular capital en la máquina.
Entonces la selección de un determinado equipo de construcción depende de diversos factores, principalmente de los relativos a productividad y eficiencia; cobertura de las necesidades puntuales de cada obra y de la empresa que las ejecuta.
Muchos de los equipos o maquinarias utilizados en la construcción también son utilizados en faenas mineras o a la inversa. La diferencia radica en el tamaño o rendimientos de cada maquinaria, pues los volúmenes entre la construcción y la minería son muy diferentes.
Algunos de las maquinarias que son más utilizados en la construcción son:
- Los volquetes o camiones tolva para mover los materiales dentro de la obra o bien desde los puntos de provisión de materiales. Además, estos camiones pueden llevar una gran capacidad de carga útil para adaptarse a la necesidad de trasladar materiales a grandes distancias. Los grandes camiones mineros también tienen que funcionar en las condiciones más extremas: frío, calor, mucho polvo, grandes altitudes y pendientes pronunciadas mientras transportan cargas pesadas. Las aplicaciones más comunes de estos vehículos todoterreno incluyen mover materiales en minas de superficie, transporte de materiales en pendientes pronunciadas, transportar una carga útil de hasta 400 toneladas.
- Palas hidráulicas, llamadas excavadoras, en general, tienen similitudes en sus diseños. La mayoría tiene una base con orugas o ruedas sobre la que se asienta la cabina pivotante. La acción pivotante permite al operador acceder al material en un círculo alrededor de la pala sin moverse significativamente. Un brazo articulado sostiene la pala, y el operador controla ambos desde el interior de la cabina.
Las aplicaciones de las palas hidráulicas incluyen:
- Mover tierra o materiales minados.
- Excavar.
- Recoger el material en una cargadora.
- Retirar la roca o la tierra, también conocida como sobrecarga, de las minas de superficie para abrir el emplazamiento.
- Transportar algunos materiales minados.
- Grandes excavadoras, con grandes bulldozers mueven los materiales con facilidad en una faena u obra. Además, la elección de vehículos con ruedas u orugas aumenta los tipos de superficies en los que estos dozers pueden operar. Los accesorios adicionales pueden cambiar los usos de los dozers para incluir las siguientes aplicaciones:
- Excavar o empujar el material de la superficie para dejar al descubierto el terreno que hay debajo.
- Mantener despejado empujando la tierra fuera de las zonas de trabajo.
- Recuperar el terreno alrededor de las faenas.
- Arrancar la materia vegetal del suelo.
- Rastrillar el terreno alrededor de una faena.
- La retroaexcavadora es un equipo que excava con la pala en dirección opuesta a la dirección de avance de la máquina, se usa principalmente para:
- Excavar bajo la superficie natural del terreno (sobre el cual está instalada la máquina).
- Son muy adecuadas para hacer pozos, trincheras, zanjas.
- Otras obras en que sea necesario un control sobre las profundidades que se desee lograr.
- Palas de cuerda eléctricas, en lugar de utilizar un sistema hidráulico para controlar el movimiento de la pala en el extremo del brazo, las palas de cuerda eléctricas utilizan una serie de poleas y cuerdas. A diferencia de las palas hidráulicas, estos modelos utilizan un funcionamiento eléctrico, lo que permite un rendimiento muy eficaz a lo largo del tiempo.
Los usos de las palas de cuerda eléctricas imitan los de las excavadoras hidráulicas. Por lo tanto, las palas de cuerda tienen las siguientes aplicaciones
- Retirar la sobrecarga para preparar una mina.
- Excavación de materiales duros.
- Mover tierra.
- Retirar rocas.
- Transferencia de material minado a una cargadora.
- Transportar el material.
- Perforadoras rotativas y perforadoras de roca, de perforación rotativa crean agujeros en la roca o el suelo, lo que permite colocar cargas para la voladura de una faena. Las perforadoras rotativas son uno de los dos tipos principales de perforadoras que se utilizan en la minería. El otro tipo es el de percusión o martillo. En un equipo de perforación rotativo, la broca gira bajo presión para cortar la roca. A medida que la broca gira, la roca se desmenuza mientras el aire comprimido la devuelve a la parte superior del taladro para mantener el agujero y la broca limpios.Las perforadoras rotativas y de roca tienen los siguientes usos:
- Creación de agujeros para cargas de voladura para la faena de superficie.
- Perforación de producción para hacer pozos.
- Perforación de rocas en pre-salida.
- Ampliación de minas.
- Motoniveladoras, se utilizan para la construcción de caminos, dentro de la zona para mover el material y transportar el material, perfilado de caminos, taludes, etc. Las motoniveladoras se utilizan en las operaciones de superficie alrededor de los caminos para crear y mantenerlos.
Las motoniveladoras garantizan que las carreteras tengan la nivelación necesaria y el drenaje adecuado. Al mantener la integridad de las carreteras utilizadas para transportar el material alrededor y fuera de la faena, las motoniveladoras desempeñan un papel vital para garantizar la eficacia de las operaciones de la faena.
Los usos más comunes de las motoniveladoras son
- Empujar el material de la superficie para despejar las carreteras.
- Crear pendientes adecuadas para permitir que el agua drene fuera de las carreteras.
- Construir caminos de acarreo.
- Cargadores para recoger y trasladar rápidamente el material a través de una faena para cargarlo en camiones, no hay nada que iguale la versatilidad de las cargadoras de ruedas grandes. Los tamaños varían de compactos a grandes. A medida que aumenta el tamaño de la cargadora de ruedas, también aumenta la capacidad de la cuchara y el manejo de la carga. La adecuación de las capacidades de manipulación de la cargadora de ruedas al volumen y la densidad de los materiales en la faena es crucial para garantizar que la máquina resistirá los rigores del uso diario sin sufrir un desgaste prematuro.
Los modelos grandes pueden manipular mineral de hierro o roca y pueden contener hasta 30 m3 cúbicos de roca en la cuchara. Se dispone de una variada selección de cargadoras de ruedas para encajar en el espacio de la faena de superficie y manejar las cargas que necesite mover.
Normalmente las cargadoras de ruedas pueden encargarse de muchas tareas, como:
- Cargar materiales en camiones para su transporte.
- Excavar material blando a medio.
- Mover materiales dentro de la obra o acumularlos en alguna zona específica.
- Rellenar fosos.
- Apoyar los trabajos de otros vehículos de carga y transporte en el lugar.
- Dragalinas, son grandes excavadoras con una cuchara sostenida por cuerdas y cables en el extremo de un brazo. Bajando la cuchara y raspando a lo largo del suelo se recoge la sobrecarga o el material minado. Al girar la cuchara en el extremo de la dragalina, ésta se reubica para verter su contenido en un lugar determinado.
La faena de superficie utiliza en gran medida las dragalinas. Estas excavadoras tienen numerosas funciones, entre ellas
- Mover toneladas de sobrecarga para preparar una faena de superficie.
- Retirar el material expuesto, como la arena bajo agua.
- Reducir las emisiones en comparación con otros métodos de retirada de la sobrecarga.
- Cortar en superficies de paredes altas y eliminar el material.
- Tractores de ruedas mototraíllas tienen un diseño similar al de las motoniveladoras. Sin embargo, los rascadores suelen tener un recipiente adjunto que recoge el material retirado de la superficie del suelo en lugar de empujarlo hacia un lado como hace una motoniveladora.
Para hacer funcionar el rascador, el conductor utiliza los controles de la cabina para subir o bajar el contenedor al suelo. Cuando está en el suelo, el borde de la tolva raspa los materiales del suelo, que se introducen directamente en la tolva. Cuando se llena, una solapa vertical retiene el material dentro del contenedor, para que no se derrame durante el transporte. En el lugar de depósito, el contenedor se inclina y se abre por la parte trasera para vaciar la tierra raspada.
Las aplicaciones de las rascadoras incluyen:
- Construcción de carreteras.
- Realización de cortes iniciales en el terreno para una faena.
- Recuperación de terrenos.
- Realización de operaciones mineras.
- Equipos de transporte vertical de materiales más común es la grúa, que se usa para alzar, bajar y transportar carga de un punto a otro dentro de la zona de trabajo. Existen grúas fijas o móviles, hidráulicas, telescópicas y con pluma, esta última es la que se conoce como de tipo torre, y es la más usada en construcción. Para llevar a cabo satisfactoriamente su labor las grúas se utilizan generalmente para:
A través de ganchos, recipientes u otros elementos que sujetan los materiales a ser transportados.
- Equipos de compactación y terminación
La compactación es el proceso de incrementar la densidad de un suelo mediante la aplicación de fuerzas mecánicas. Los elementos usados para compactar son distintos, de acuerdo a si se compacta para edificar en el terreno o si se compacta para hacer una carretera, debido a que las necesidades son distintas.
Por ejemplo: el asentamiento en un terreno a construir debe ser mucho más controlado y menor que el de un camino, por lo tanto la compactación debe ser más controlada; además, las áreas de trabajo en este caso pueden ser mucho más pequeñas y por ende los equipos también deben serlo.
Equipos de compactación y terminación se utilizan cuatro fuerzas para compactar son: carga estática, vibración, impacto y amasado. La mayoría de los equipos compactadores usan la carga estática para compactar, además muchos de ellos la combinan con alguna de las otras para llevar a cabo su tarea.
Equipos de compactación y terminación
• Rodillos lisos: compactan por carga únicamente o por carga y vibración.
• Rodillos neumáticos: compactan por amasado en donde la intensidad del amasado se regula variando la presión de los neumáticos.
• Rodillos pata de cabra: compactan por amasado y se emplea en suelos altamente plásticos.
• Otros: existen una variedad de rodillos que combinan los efectos de los rodillos anterior
- Equipos de producción de hormigón
En el proceso de producción e instalación del hormigón en que el personal encargado se sirve de maquinarias entre las que se cuentan:
- Plantas mezcladoras: se instalan en caso de necesidades grandes de concreto en obra, incluyen manejo y almacenamiento de agregados y cemento, dosificadores, mezcladores, etc
- Betoneras: son aquellos equipos en que se mezcla el cemento y los demás materiales que forman el hormigón (agua, áridos y aditivos) y existen en variedades móviles y fijas, en distintos tamaños según los m3 de capacidad de concreto que pueden mezclar.
- Camiones mixer: son mezcladoras de concreto montadas sobre un camión, pueden servir como mezcladores propiamente tal o como transportadores de premezclado, que funcionan también como agitadores, mantienen el estado de la mezcla hasta llegar a destino.
- Bombas de hormigón: sirven para los casos en que es necesario bombear el concreto. Por ejemplo: para revestir túneles o hacer llegar el hormigón a lugares inaccesibles dentro de una obra.
- Vibradores: elementos mecánicos que se utilizan para compactar el concreto, eliminar las burbujas de aire, distribuir la mezcla homogéneamente y evitar la segregación.
La gran variedad de maquinarias y equipos que se utilizan en la construcción sea obras civiles o edificación, son muy variados en tamaño y funcionalidades, lo que permite al administrador de una obra elegir adecuadamente el mejor equipo para su mejor productividad. Por esto es que se hace imprescindible conocer la maquinaria para cada tipo de faena.