MOTONIVELADORAS

El acabado, la nivelación o la nivelación de acabado son términos usados para indicar los procesos de acondicionamiento de la superficie de un pavimento o sus capas a la forma y pendiente especificadas en los documentos del contrato. Las operaciones de acabado siguen inmediatamente después de las operaciones de excavación y compactación del relleno. Esto incluye el acabado para lograr la pendiente de aquellas secciones que soportan la estructura del pavimento así como la nivelación y conformación de taludes. En el caso de grandes proyectos lineales como son las carreteras o campos aéreos las máquinas usadas para este fin son las motoniveladoras, aunque hay también máquinas especiales que logran el acabado de secciones de pavimento. Las motoniveladoras son máquinas de usos múltiples usadas para dar acabado, conformar la pendiente de un banco o de una cuneta. Se usan también para mezclar, esparcir, desplegar, nivelar y seleccionar material, en operaciones de desbroce ligero, construcción general y el mantenimiento de caminos de tierra ;El principal propósito de una motoniveladora es cortar y lo hace con una cuchilla, limitadas a hacer cortes laterales en materiales medios a duros, ya que no pueden usarse para excavación pesada. Una motoniveladora puede mover pequeñas cantidades de material pero no puede realizar el trabajo de un tractor debido a la resistencia de su estructura y la posición de la cuchilla.

Son máquinas de aplicaciones múltiples, destinada al movimiento, rasanteo y perfilado de tierras y se utilizan en general en la construcción y mantención de pavimentos.

Pueden trabajar hacia atrás y en zonas pavimentados sin causar daños importantes.

Son útiles en trabajos como abrir cunetas de desagües y limpiezas previas, en cambio no resultan adecuadas para efectuar grandes excavaciones.

Mueven grandes cantidades de material en distancias cortas, mediante el sistema de vertido lateral, pero no están proyectados para mover el material en la dirección de su movimiento

Sin equipo auxiliar alguno, los niveladores pueden mover tierras ligeras y medias que no posean grandes masas de raíces, cepas o piedras. Los materiales sin consolidar, tales como gravas o arenas sueltas, resultan muy adecuadas para el trabajo de las motoniveladoras.

Los materiales duros o compactados requieren el empleo adicional de escarificadores. Los terrenos excesivamente húmedos o fangosos motivan el atasco de las ruedas delanteras y dificultan o imposibilitan su funcionamiento. Por el contrario, la arena seca tiende a amontonarse y a desbordarse por encima de la cuchilla.

Cálculo de rendimientos:

El tiempo requerido para realizar un trabajo de perfilado depende del número de pasadas necesarias y de la velocidad a que se efectúe cada una de éstos. La velocidad será la adecuada al tipo de material. Para calcular el tiempo total en horas necesarias para realizar un trabajo de explanación se hace uso de la fórmula siguiente:

N x DVx E

tiempo total=¿ R

Donde:

N = el número de pasadas necesarias.

D = distancia recorrida durante cada pasada.

E = factor de eficacia de la niveladora.

V = la velocidad del tractor que la remolca o de la motoniveladora.

Normas para obtener el máximo rendimiento:

Se deberán tener en cuentas las siguientes consideraciones:

Eliminación de vueltas innecesarias. Cuando una motoniveladora realice un cierto número de pasadas de longitud inferior a 300 metros, resulta, por lo general, más conveniente volver marcha atrás durante el recorrido hasta el punto de partida que dar la vuelta y proseguir el trabajo

Las motoniveladoras con giro direccional en todas las ruedas pueden dar la vuelta en 9 metros de anchura, pero puede ser más eficaz no hacer estos giros, que deben prohibirse en nuevos pavimentos bituminosos.

Presión de neumáticos. Es necesario que los neumáticos de las motoniveladoras estén inflados adecuadamente si se desea obtener de ellas los mejores resultados. Los neumáticos excesivamente inflados proporcionan una zona de contacto demasiado reducida, con la consiguiente pérdida de tracción, y si están a presiones desiguales pueden originarse diferentes asientos en las ruedas y una nivelación defectuosa.

Conservación de caminos. Cuando se realicen grandes trabajos de movimiento de tierras, con traíllas, bulldozer o camiones de transporte, su rendimiento se verá incrementado si se conservan los caminos en buenas condiciones, de forma que en las operaciones puedan emplearse las velocidades máximas. Las niveladoras son las máquinas más adecuadas para conservar los caminos en buen estado. La niveladora remolcada resulta más eficaz que la motoniveladora en la conservación de cunetas.

Los trabajos de conservación de caminos deberán comenzarse en cuanto se aprecien las primeras señales de rodaduras o de baches. Si no se corrigen enseguida dichas imperfecciones, se requerirá mayor número de pasadas cuando se realice la operación.

Forma de eliminar vueltas innecesarias.

Trabajo en tándem. Para la conservación de caminos resulta más eficaz emplear varias motoniveladoras, a fin de terminar el trabajo en una franja con una sola pasada de cada una de ellas. De esta forma se termina la franja de un lado del camino, a la vez que se deja el otro lado abierto al tráfico. Las operaciones de rasanteo, mezclado de materiales y extendido se aceleran considerablemente utilizando niveladoras en tándem.

Números de pasadas. El rendimiento del trabajo realizado por la niveladora está en relación directa con el número de pasadas efectuadas. Por consiguiente, a fin de eliminar pasadas innecesarias, es de la mayor importancia plantear bien las diferentes operaciones.

Efecto de lluvia en los trabajos de explanación. Las lluvias obstaculizan los trabajos, pero en cambio, es precisamente después de aquéllas cuando mejor pueden efectuarse las operaciones de mantenimiento conservación de caminos. Para esta clase de operaciones deberán utilizarse las motoniveladoras durante el periodo de tiempo que sigue a las lluvias y en cual el terreno se conserva húmedo, sin llegar a fangoso.

Velocidad de trabajo. Deberán realizarse las operaciones a la mayor velocidad que permita la pericia del conductor de la máquina y las posibilidades de la niveladora. Se especifican las velocidades utilizadas normalmente en diversos trabajos.

Velocidades de Niveladoras en diferentes trabajos.

TRABAJO VELOCIDAD EN KM/ H.

Conservación de caminos

5 a 16

Extendido de materiales 5 a 10

Mezclado 8 a 25

Apertura de cunetas 3 a 5

Construcción de terraplenes

3

Quitar nieve 15 a 25

Rasanteos y refinos 5 a 8

Explanación marcha atrás. Los operarios muy expertos pueden elevar el rendimiento, haciendo funcionar la niveladora marcha atrás cuando las distancias sean cortas o no exista posibilidad de dar vuela.

Técnica de trabajo.

Las formas convenientes de efectuar los diversos tipos de trabajos por niveladoras son las siguientes:

Construcción de caminos. La apertura de cunetas y la explanación de un camino de tierra pueden realizarse en las fases siguientes

Corte referencia para mayor exactitud de trabajo.

1. Corte-referencia. Puede alcanzarse en empleo perfecto de la niveladora y conseguirse cunetas rectas, practicando durante la primera pasada un corte referencia de 7 a 10 centímetros de profundidad por el borde exterior de la cuneta.

2. Corte de la cuneta. Durante el corte deberá practicarse cada pasada lo más profunda posible, y cada una de las pasadas sucesivas deberán realizarse desde el borde exterior, hasta conseguir en la pasada final que la cuchilla llegue al fondo de la cuneta.

3. Corte marcha atrás. Dos o tres pasadas hacia adelante bastarán en general, para que las ruedas traseras se sitúen en el plano inclinado de la excavación y se pueda trabajar en marcha hacia atrás, con lo cual se evitan vueltas.

Algunas veces puede ser conveniente trabajar sin variar la cuchilla de posición, pero en la mayor parte de los casos conviene girarla alrededor de 70º.

4. Desplazamiento de tierras. Al practicar los cortes de la cuneta se van formando hileras de material en el interior de la cuchilla.

Fases de construcción de una cuneta.

Y una vez que la zanja posee la profundidad conveniente o que la hilera alcanza una altura superior a la del fondo de la niveladora, será preciso desplazar y nivelar la citada hilera. Durante esta operación se forman los paseos laterales del camino.

Desplazamiento del material y construcción del paseo y calzada.

Refino de talud exterior.

Limpieza de la cuneta.

5. Nivelación de tierras. Con esta operación se forma la calzada del camino. Todo el material deberá extenderse con la cuchilla, hasta que quede perfectamente nivelado. No deberá existir hilera alguna de altura superior a la del talón de la cuchilla.

Extendido de material para formar la calzada.

6. Refino de talud exterior. Se hace necesaria esta operación con el objeto de evitar que por la erosión de las aguas en el talud exterior de la cuneta se llegara a obstruir la misma. Con la excavación efectuada por fases sólo se necesita afinar el talud. El material desprendido de este último caerá dentro de la cuneta.

7. Limpieza de la cuneta. Después de haber igualado los bordes y taludes, será necesario limpiar la zanja, para lo que se secará el material a la banda lateral.

8. Desplazamiento de la hilera y acabado del paseo lateral. La hilera formada al limpiar la zanja se desplaza al camino, y al mismo tiempo se terminará el paseo lateral, con la pendiente y uniformidad deseada.

9. Extendido de la hilera en la calzada. La hilera formada durante la operación de refinado del paseo lateral se extenderá por el centro del camino, a fin de construir la calzada.

Rasanteo y conservación de superficies explanadas.

Normalmente esta operación se efectúa mediante el traslado de un sitio a otro de materiales superficiales, por medio de pasadas longitudinales de las motoniveladoras. Algunas veces, cuando el material es muy compactado y la superficie está muy ondulada, se hace necesario el empleo del escarificador, de que generalmente van provistas estas máquinas.

Mezclas bituminosas. En la construcción de pavimentos, con las mezclas bituminosas “in situ”, de espesores variables, son muy empleadas estas máquinas. El método es especialmente aplicable cuando puede construirse la capa, con los mismos áridos existentes en la explanación, y no es necesario construir ninguna capa especial de firme o cimiento.

La construcción en este caso consta de las siguientes operaciones:

Preparación de áridos. Cuando se utilicen los áridos existentes en la calzada, la primera operación consiste en escarificar a la profundidad conveniente y mezclar los productos escarificados para mayor uniformidad de la mezcla, mediante varias pasadas de la cuchilla de la niveladora, amontonando el material en hileras a lo largo de la zona a pavimentar.

Algunas veces es necesario agregar materiales de otra procedencia para mejorar la graduación o para recrecer el espesor, y en este caso conviene hacerlo sobre la superficie escarificada para continuar con las mezclas de los productos.

Extendido del betún. Formadas la hileras de materiales, y teniendo ésta la humedad conveniente, se agrega el betún o la emulsión, a la temperatura requerida, y en dos o tres veces (según la cantidad), para efectuar mejor mezcla.

Batido de la mezcla. La mezcla de los productos se efectúa con rastrillos, mezcladoras rotativas o con una cuchilla de la niveladora. En este

caso, después de cada aplicación de betún a las hileras, se mueven éstas de un sitio a otro, con lo que la mezcla se hace íntima y el conjunto queda de un color uniforme. Para esta operación conviene efectuar el trabajo con varias niveladoras en tándem

OTROS TRABAJOS.

La enorme aplicación que las niveladoras tienen en cualquier obra de explanación y pavimentación, además de las expuestas anteriormente, pueden deducirse de la observación de las siguientes figuras

CARGADOR FRONTAL

Los denominados cargadores frontales, son de hecho la versión que constituye lo que anteriormente se conocía como palas cargadoras y que consistían generalmente en un equipo montado sobre orugas, con dos plumas de forma de tijera que mecánicamente y por medio de cables accionaban un cucharon.

Los cargadores frontales se emplean para tomar de un banco frontal o de un sitio de acopio, material para ser cargado sobre un camión de volteo; cuentan con un cucharon desde 0.8 hasta 9.0 m3 y se dispone de dos clases principales para la actividad constructora:

-el cargador frontal sobre ruedas neumáticas

-el cargador sobre orugas.

Las cuales tienen las mismas características de las excavadoras en cuanto a estabilidad y movilidad.

FORMULA DE RENDIMIENTO:

R=60minxExVc x Fc/Tc x Fa

Donde:

R= Rendimiento

E = Eficiencia

Vc = volumen movido por ciclo

Fc = factor de llenado.

Tc= Tiempo del ciclo de Trabajo

Fa= factor de abundamiento.

CALCULO DEL CICLO DE TRABAJO

Cm = tf + tv Donde:

tf = tiempo fijo . Que es aquel que no cambia para un mismo tipo de máquina y trabajo (duración pequeña) maniobras y descarga.tv = tiempo variable. Es aquel que depende de la distancia a recorrer y de la velocidad.

El tiempo de ciclo para cargar, descargar y maniobrar, oscila para los cargadores sobre neumáticos:

Cucharon:

De 1 a 3.5 m3 29 a 34 seg.De 4 a 6.5 m3 32 a 37 seg.

Y para cargadores sobre orugas:

De 1 a 3 m3 26 a 31 seg.De 3.5 en adelante 29 a 34 seg.

CONCLUSIONES

Con el paso de estos últimos años se ha efectuado un revolución total en las distintas maquinarias, en los métodos y volúmenes, la rapidez y desarrollo así como la variedad de maquinarias aumenta constantemente, por consiguiente las técnicas para su uso provechoso se hacen más complicadas cada día.Es por ello que debemos estar en una constante actualización de toda la modernidad, para evitar pérdidas por una mala selección del equipo, daños a la maquinaria debido a la ignorancia de sus funciones y de sus puntos débiles, a la pérdida de tiempo, material y dinero.Con todo esto surge una adecuada formación de profesionales en todos los ámbitos de la construcción, siendo uno de los problemas más críticos a los que se enfrenta hoy en día la industria de la construcción, lo que requiere de una adecuada planeación y racionalización de los recursos humanos.

BIBLIOGRAFIA

Costos de construcción pesada y edificación por el Ing. Leopoldo Varela a. edit. Compuobras