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INGENIERÍA CIVIL

INDICE INDICE............................................................................................................................................ 1 INTRODUCCION ............................................................................................................................. 2 ANALISIS DE RENDIMEINTO DE MAQUINARIA PESADA ................................................................ 3 EFICIENCIA DEL EQUIPO ............................................................................................................ 3 FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO DE LOS QUIPOS ............................................ 3 1.2.1.

Factores primarios:................................................................................................ 3

1.2.2.

Factores secundarios ............................................................................................. 4

1.2.

FACTORES PARA LA SELECCIÓN DE UNA MAQUINARIA ................................................ 4

1.3.

CLASIFICACION DEL EQUIPO MECANICO ...................................................................... 4

1.3.1.

TRACTOR: .............................................................................................................. 5

TIPOS: .................................................................................................................................... 5 a)

TRACTOR SOBRE LLANTAS:............................................................................................ 5

b)

TRACTOR SOBRE ORUGA: .............................................................................................. 6

1.3.2.

MOTONIVELADORA ............................................................................................... 6

Calculo del tiempo total: ....................................................................................................... 6 Calculo del rendimiento ........................................................................................................ 7 1.3.3.

CARGADOR FRONTAL ............................................................................................ 7

Calculo del ciclo de trabajo ................................................................................................... 7 Calculo del rendimiento ........................................................................................................ 7 1.3.4.

VOLQUETE ............................................................................................................. 7

Calculo del ciclo de trabajo: .................................................................................................. 8 Calculo del rendimiento ........................................................................................................ 8 1.3.5.

EXCAVADORAS .......................................................................................................... 8

Calculo del rendimiento de una excavadora ......................................................................... 8 1.3.6.

RODILLOS ................................................................................................................... 9

CALCULO DEL NUMERO DE VOLQUETES QUE REQUIERE UN CARGADOR FRONTAL .......... 10 MANO DE OBRA .......................................................................................................................... 10 1.1.

RENDIMIENTO DE MANO DE OBRA. ........................................................................... 11

1.2.

FACTORES DE AFECTACIÓN DE LOS RENDIMIENTOS. ................................................. 11

HERRAMIENTAS........................................................................................................................... 14

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INTRODUCCION En el presente trabajo nos dispondremos a analizar el rendimiento de la mano de obra, materiales

y equipos de maquinaria pesada, para una cierta obra, en lo que es

movimiento de tierras para urbanizaciones en general como para labores forestales de construcción de caminos y otros. Asimismo mencionaremos los respectivos cálculos para determinar el rendimiento de las diferentes maquinas a utilizar en lo antes mencionado.

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ANALISIS DE RENDIMEINTO DE MAQUINARIA PESADA El rendimiento de una maquinaria debe medirse como el costo por unidad de material movido, una medida que incluye tanto producción como costo. Influye directamente en la productividad de factores tales como la relación de peso a potencia, la capacidad, el tipo de transmisión, las velocidades y los costos de operación. Hay otros factores menos directos que influyen en el funcionamiento y productividad de las máquinas, pero no es posible mostrarlos en tablas ni gráficas. EFICIENCIA DEL EQUIPO La eficiencia comprende el trabajo, la energía y/o la potencia. Las maquinas sencillas o complejas que realizan trabajo tiene partes mecánicas que se mueven, de cómo que siempre se pierde algo de energía debido a la fricción o alguna otra causa. Así, no toda la energía absorbida realiza trabajo útil. La eficiencia mecánica es una medida lo que se obtiene a partir de lo que se invierte, esto es el trabajo útil generado por la energía suministrada FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO DE LOS QUIPOS En cuanto al uso y eficiencia del quipo mecánico en obra, estos dependen de los siguientes factores: 1.2.1. Factores primarios: a) Factores humanos: Destreza y pericia de los operadores. b) Factores geográficos: condiciones de trabajo y condiciones climáticas según su ubicación y altitud media c) Naturaleza del terreno: para establecer el tipo o tipos de máquinas que va a utilizarse deacuerdo al material que conforma el terreno, en el cual se va a trabajar (rocoso, arcilloso, pantanoso, etc.)

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1.2.2. Factores secundarios a) Proporciones del equipo: para determinar el volumen del equipo a emplear b) Metas por alcanzar: para establecer rendimientos aproximados y tipos de máquinas a utilizar, de acuerdo a la misión y plazos c) Distancias a la que los materiales deben transportarse o moverse: para establecer el tipo y cantidad de máquinas a utilizar, teniendo en cuenta: longitud, pendiente, condiciones del camino de acarreo, superficie de las áreas de carga. d) Personal: para establecer de acuerdo a su capacidad de operación, mantenimiento, control y supervisión, el tipo de maquinaria que ofrezca mayores facilidades. e) Uso adecuado del equipo : para determinar con exactitud la maquina a utilizar 2.2.FACTORES PARA LA SELECCIÓN DE UNA MAQUINARIA a) Tipos de materiales que se van a excavar. b) Tipo y tamaño del equipo para el transporte c) Capacidad de soporte de carga del piso original d) Volumen del material excavado que se va a mover e) Volumen que se va a mover por unidad de tiempo f) Longitud de acarreo g) Tipo del camino del acarreo h) Maniobrabilidad i) Compactación j) Costo 2.3.CLASIFICACION DEL EQUIPO MECANICO TRACTOR MOTONIVELADORA 4

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CARGADOR FRONTAL VOLQUETE EXACAVADORA RODILLOS CARGADOR FRONTAL RODILLO COMPACTADOR PAVIMENTADORA 1.3.1. TRACTOR: Un tractor es una unidad de potencia de tracción que tiene una cuchilla al frente de la máquina. Están diseñados para proporcionar potencia de tracción al trabajo de la barra de tiro. Los tractores pueden estar montados tanto sobre orugas o cadenas como sobre ruedas. Factores de conversión volumétrica TIPO DE SUELO

FACTOR DE CONVERSION

Tierra suelta

1.10

Roca suelta

1.20

Roca dura

1.15

En su mayoría está generalizado y diseñado para trabajos múltiples. 1.3.1.1.TRACTOR D-7 LARGO(m)

ANCHO(m)

ALTO(m)

PESO(Kg)

PROF. BAJO EL AGUA (m)

4.12

2.46

2.3

11400

1.75

TIPOS: a) TRACTOR SOBRE LLANTAS: Trabajan mejor sobre superficies de grava tierra común y de roca que están ligeramente nivelada. 5

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b) TRACTOR SOBRE ORUGA: Trabajan en tierra común grava arcilla y en suelos barrosos en agua se recomienda que el agua no tiene que subir más arriba que las orugas.

Rendimiento

=

∗ ∗ ∗

…

(

)

Donde: Q = Capacidad de la pala del empujador en material suelto F = Factor de conversión. E = Eficiencia Cm = Tiempo que dura el ciclo en minutos

2.3.2. MOTONIVELADORA •

Longitud por perfilar en metros

:

312m

•

Ancho de la calzada más bermas

:

6m

•

Motoniveladora modelo

:

120G

•

Numero de pasadas

:

6

•

Velocidad en primera pasada

: 2 Km/h

•

Velocidad en segunda pasada

:

•

Velocidad en tercera pasada

: 4 Km/h

•

Velocidad en cuarta pasada

: 4 Km/h

•

Velocidad en quinta pasada

: 5 Km/h

•

Velocidad en sexta pasada

: 5 Km/h

•

Eficiencia

: 0.75

Calculo del tiempo total: T=

2 ∗ 0.312 2 ∗ 0.312 2 ∗ 0.312 + + 0.75 ∗ 2 0.75 ∗ 4 0.75 ∗ 5

T = 0.7904 h. 6

2 Km/h

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Calculo del rendimiento R=

(! ∗ ") #

R=

6 ∗ 0.312 0.709 ℎ

;

T = 2368.42

(2) ℎ

2.3.3. CARGADOR FRONTAL •

Cargador frontal modelo

CAT 930

•

Eficiencia

50/60 =0.83

•

Factor de esponjamiento

1.10

•

Eficiencia del cucharon

85%

•

Distancia a transportar

50 m

•

Velocidad de vuelta

10 Km/h

•

Velocidad de ida

5 Km/h

•

El tiempo de ascenso, descarga y descenso 20 min

•

Capacidad del cucharon en ( *

2.5 (*

Calculo del ciclo de trabajo Cm = Tf +Tv Tf = 20’/60 = 0.33333333 h 50 50 10000 5000 +, = + ; 60 6000

+, = 0.9´

Cm = 0.9´ + 0.3333´ = 1.23´

Calculo del rendimiento Reemplazando valores R = (2.5*0.83*0.85*1.10*60)/1.23´ R = 94.64 (* /ℎ

2.3.4. VOLQUETE •

Factor de eficiencia

E = 50/60 = 0.83 7

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•

Capacidad

QU = 10 (*

•

Distancia de transporte

1.000 km

•

Factor de esponjamiento

1.10

•

Velocidad de recorrido cargado

10 Km/h

•

Velocidad de recorrido descargado

15 Km/h

Calculo del ciclo de trabajo: Cm = Tf +Tv

Tf = tiempo de descarga + tiempo de carga Tf = 1+3 = 4´ +, =

1 /( 1 /( + ; 10 /(/ℎ 15 /(/ℎ

+, = 6 + 4 ; +, = 10´

Cm = 4´+10´ = 14´

Calculo del rendimiento 0=

1 ∗ 2 ∗ 60 3( ∗ 4

0=

10 (* ∗ 0.83 ∗ 60 14´ ∗ 1.10

; 0 = 32.33

(* ; ℎ

2.3.5. EXCAVADORAS Maquinas usadas primordialmente para realizar excavaciones bajo el nivel donde se encuentra Calculo del rendimiento de una excavadora Formula de producción

56789,9:;<9 =

=>?>@ABCD E>F>GC

*Ef * fca * fv

Donde: V cucharon

: Volumen del cucharon

T ciclo

: factor de ciclo

Ef

: Factor de eficiencia 8

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Fca

: factor de Angulo y altura de corte

Fv

: factor de volumen

Volumen del cucharon: se considera la capacidad colmada afectada por los factores de llenado

V cucharon = V colmado + f llenado EFICIENCIA = La eficiencia de una excavadora puede llegar a 50 min/hora TIEMPO DEL CICLO = Un ciclo se considera como el total de las operaciones de corte, giro con carga, desplazamiento o viaje, descarga, giro y regreso vacío. Vol. De cucharon (m3)

tiempo de las fases de trabajo, en segundos carga

giro con carga

descarga

giro vacío

total

0.76 0.76-1.15 1.5-1.9 2.3 2.7 3 3.8

5 6 6 7 7 7 8

4 4 4 5 6 6 7

2 2 3 4 4 4 4

3 3 4 4 5 5 6

14 15 17 20 22 22 25

2.3.6. RODILLOS 0=

H ∗ I ∗ ! ∗ " ∗ 100 J

Donde: D = profundidad en metros, de la capa de material suelto 0.3 m A = ancho efectivo del rodillo compactador, en metros 1.67 N = Número de pasadas necesarias para compactar N=4 R = (* del material suelto compactado en una hora. V = velocidad en Km/h de la máquina que compacta 0.8 Km/h. E = eficiencia de la operación, aproximadamente 0.83 9

CAMINOS RURALES 0=

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0.8 ∗ 0.83 ∗ 0.3 ∗ 1.67 ∗ 100 (* (* ; 0 = 83.1667 ; 0 = 665.328 4 ℎ :K9

CALCULO DEL NUMERO DE VOLQUETES QUE REQUIERE UN CARGADOR FRONTAL J = 1+

+2 +1

Donde: N = número de volquetes T2 = tiempo de transporte del volquete (min) T1 = Tiempo necesario para llenar la tolva del volquete (Min)

L=

T1 = n*Cm ;

MN

M>∗O>

n = Número de paladas del cargador frontal Cm = ciclo de trabajo

: 1.23

Qv = capacidad del volquete

: 10 (*

Qc = capacidad de cucharon

: 2.5 (*

Kc = eficiencia del cucharon

: 85%

T2 = T3+T4+T5

: 11´

T3 = Tiempo de ida del volquete

: 6´

T4 = tiempo de descarga

: 1´

T5 = Tiempo de regreso

:4‘

L=

10(3

2.5(3 ∗ 0.85

; L = 4.70 ≈ 5

T1 = 4.70*1.23 = 5.781 J = 1+

11′ 5.781

; J = 2.90 ≈ 3,;RST6#6U

MANO DE OBRA El costo de la mano de obra está determinado por categorías (capataz, operario, oficial y peón). 10

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2.1. RENDIMIENTO DE MANO DE OBRA. Se define rendimiento de mano de obra, como la cantidad de obra de alguna actividad completamente ejecutada por una cuadrilla, compuesta por uno o varios operarios de diferentes especialidad por unidad de recurso humano, normalmente expresada como um/ hH (unidad de medida de la actividad por hora Hombre). 2.2.FACTORES DE AFECTACIÓN DE LOS RENDIMIENTOS. Cada proyecto de construcción es diferente y se realiza en diversas condiciones, derivándose en diferentes factores que influyen positiva o negativamente en los rendimientos y consumos de mano de obra, como se dijo anteriormente, los cuales los podemos agrupar bajo siete categorías, como se muestra en la tabla. Economía general Aspectos laborales Clima Actividad Equipamiento Supervisión Trabajador

El costo de mano de obra es la sumatoria de los siguientes rubros que están sujetos a las disposiciones legales vigentes: jornal básico, leyes sociales, bonificaciones.

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CUADRO N° 01 REMUNERACIONES DE OBREROS DE CONSTRUCCIONES CIVIL – AMAZONAS (AGOSTO – DICIEMBRE 2016) MODALIDAD DE EJECUCIÓN POR ADMINISTRACION DIRECTA Y POR CONTRATA

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La mano de obra necesaria para conformar la celda diaria depende de: •

La disponibilidad y el tipo de material de cobertura.

•

Los días laborables en el relleno.

•

La duración de la jornada diaria.

•

Las condiciones del clima.

•

La descarga de los residuos en el frente de trabajo según la distancia.

•

El rendimiento de los trabajadores.

La siguiente es una guía para calcular el número de trabajadores necesarios en el relleno sanitario manual. En ella se considera una jornada de ocho horas diarias, con un tiempo efectivo de seis horas. Estos rendimientos son bajo condiciones normales de trabajo y pueden variar en cada lugar según los factores descritos anteriormente (cuadro 2). CUADRO N° 02 GUÍA DE CÁLCULO PARA ESTIMAR EL NÚMERO DE TRABAJADORES

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HERRAMIENTAS Se refiere a cualquier utensilio pequeño que va servir al personal en la ejecución de trabajos simples y/o complementarios a los que se hace mediante la utilización de equipo pesado. En la construcción de carreteras se utilizan herramientas tales como: cortadoras, motosierras, pulidoras, taladros (tanto manuales como eléctricos), palas, picos, carretilla, cizalla para alambre y fierros de construcciones, lijadoras eléctricas de disco, tornos. Se considera un porcentaje del 3% de la mano de obra, cuyo porcentaje ha sido calculado en base a criterios técnicos y a la experiencia en ejecución de carreteras Herramientas = 3% MO

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