EMPUJE Y EXCAVACIÓN DE TIERRAS. Bulldozer.
Hola comunidad cómo están? Espero que estén pasando un día genial. En el día de hoy hablaremos sobre el empuje y excavación de tierras realizadas por el bulldozer.
En cualquier trabajo donde se vaya a construir alguna edificación o estructura, se necesita excavar y luego empujar ese material y así adecuar la zona. Para el movimiento de tierras se suelen usar varios tipos de máquinas y en este post hablaremos sobre el bulldozer.
BULLDOZER.
Los bulldozer son máquinas especializadas para empujar, excavar y adecuar el terreno donde se requiera.
Con estás maquinas se pueden hacer una gran variedad de trabajos como lo son.
- Empujar material
- Apilar material suelto
- Excavar.
- Desgarrar el suelo.
- Nivelar el terreno.
Esta máquina tiene en su parte frontal una cuchilla, que de acuerdo a lo que se necesite en la obra se le puede cambiar y además tiene un sistema hidráulico que le permite inclinar la cuchilla si se requiere, por ejemplo para hacer una zanja y también en su parte posterior se le puede poner un desgarrador que funciona para roturar o arar el suelo.
Existen 3 tipos de cuchillas más utilizadas y son.
- Recta
- Universal
- Semi-universal
Universal (U).
Este tipo de cuchillas, por su forma ovalada tiene una mayor capacidad de retener o almacenar material en ella, por lo que es la más adecuada para empujar materiales y sobretodo material suelto, como lo es una arena bien gradada o una arcilla. Además al tener esa forma ovalada, impide que el material se salga por los lados al momento de empujarlo o acarrearlo.
Por su baja relación kw/m (potencia/metro) no es muy eficiente para excavar.
Esta cuchilla la suelen utilizar en trabajos como.
- Apilar material.
- Suministrar material a las tolvas.
Recta (S).
Esta cuchilla es la más pequeña de todas y por eso es la más versátil o más fácil de manipular. De las 3 cuchillas, la recta es la que tiene mayor relación de kw/m lo que la hace perfecta para excavar material y sobretodo material duro o compactado como una mezcla de grava, arcilla y arena o una arcilla fuertemente consolidada.
Al ser recta y tener alas en los bordes relativamente pequeñas, el material fácilmente se sale por los lados.
Esta cuchilla la suelen utilizar en trabajos como.
- Nivelar el terreno
- Excavar el suelo.
Semi-universal (SU).
Este tipo de hojas, combina las mejores características de las hojas rectas y universales. La cuchilla es un poco recta por lo que tiene características para excavar y además se le han incluido alas en los bordes para aumentar su capacidad de almacenar material.
¿Cuándo se utiliza el tipo de hoja U, SU o S?
La respuesta es depende ejeje.
Si tenemos un terreno y lo que deseamos es excavar simplemente equipamos a nuestro bulldozer con una hoja recta; si lo que queremos es empujar material que ya está suelto, utilizamos una hoja universal y si lo que pretendemos es empujar y excavar al mismo tiempo, le ponemos una hoja semi-universal y listo ¡a trabajar!
Consideraciones a tener en cuenta.
Aparte de escoger la hoja adecuada para el trabajo que queremos, tenemos que tener en cuenta varias cosas, ya que estas afectan drásticamente el rendimiento de nuestra maquina, a tal punto que si teníamos previsto finalizar la obra en 5 días, lo terminaremos en 15 a 10 días, se ve un poco exagerado pero es la realidad ya verán porque, y esto en la ingeniería significa mayores costos de obra y nadie desea pagar por ello.
El rendimiento real que tiene un bulldozer (RR) es igual al rendimiento ideal(RI) que tiene en condiciones “perfectas” (nunca será posible) multiplicado por los factores de corrección (Fc).
RR=RI*FC
El rendimiento ideal lo podemos obtener con las gráficas diseñadas por los fabricantes de las maquinas como Caterpillar, Komatsu, Fiat-Allis entre otros.
Los factores de corrección son.
Fuente. Manual de rendimiento de caterpillar, Ed. #42.
¿Notan porque tenemos que tener en cuenta estas consideraciones? Bueno si no lo ven les explico.
Simple, porque la mayoría de esos factores, lo que hacen es disminuir el rendimiento de nuestro bulldozer, fíjense que la mayoría de los valores son menores 1, por lo que al multiplicar cada factor de corrección por el rendimiento ideal, tendremos un rendimiento bastante bajo.
Y estos no son todos, nos falta jejeje.
1. Factor de corrección por densidad.
FCd = Densidad suelta/Densidad compactada.
Es necesario sacar esta relación por el simple hecho de que en cuando vamos a excavar o empujar, tendremos inicialmente un suelo compactado al momento de excavar y un suelo suelto al momento de empujar.
De la ecuación nos damos cuenta que si el material es relativamente menos denso, será más fácil de excavar y empujar y por esa razón ese valor tendería a 1.
2. Pendiente.
Fuente. Manual de rendimiento de caterpillar, Ed. #42.
La pendiente es un factor que nos puede ayudar o nos puede bajar el rendimiento de nuestro trabajo, por lo que al momento de planificar el movimiento que hará el bulldozer tenemos tener claro esto.
Si nos fijamos en la gráfica de arriba, vemos que si el movimiento es hacia arriba (eje X, valores positivos), el factor de corrección pendiente es menor a 1 y esto hace que el Rendimiento real baje y esto es obvio, toda máquina al subir una pendiente le cuesta más transportarse, por lo que su capacidad de trabajo se afectada negativamente.
3. Distancias de acarreo o empuje.
Fuente. Manual de rendimiento de caterpillar, Ed. #42.
De todos los puntos mencionados anteriormente, la distancia de empuje es la más determinante de todas. Fijémonos en la línea G.
A una distancia de empuje de 90 metros el bulldozer tiene un RI de 150m3/h(líneas rojas) y a una distancia de 15 metros el RI es de 530m3/h (líneas azules), por lo que si sacamos cuenta es una disminución de +350%.
Este bulldolzer se encuentra en agrenorte, sucre. Le tomamos la foto en una salida de práctica que hicimos en la universidad.
Si se preguntan ¿Qué es el instrumento en la parte izquierda? ese instrumento es el desgarrador, ese instrumento se utiliza para arar o desgarrar o roturar el suelo para posteriormente empujar el material suelto.
En esta foto vemos la nivelación que hizo el bulldozer.
En esta foto vemos la roturación del suelo.
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