Cap_3_MOVIMIENTO_DE_TIERRAS pdf

Vista previa del material en texto

MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
1 
 
 
3.1 INTRODUCCIÓN 
 
El movimiento de tierras es una de las actividades más importante en la ejecución de proyectos de 
Ingeniería Civil, comprende una serie de actividades, pero principalmente consiste en desplazar 
volúmenes de tierra desde los yacimientos o bancos de material hasta el sitio de obra donde se lo 
requiera, o inversamente, desde el sitio de proyecto hasta otro emplazamiento donde quiera 
reubicarse un material no apto para el proyecto. 
 
Se fabrica una variedad de tipos de equipos para movimiento de tierras, este Capítulo describirá 
los de mayor uso en proyectos de construcción civil: 
 
- Tractor sobre orugas. 
- Tractor sobre neumáticos. 
- Mototraílla. 
- Cargador sobre ruedas. 
 
3.2 TRACTOR SOBRE ORUGAS 
 
3.2.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 
 
La Figura 3.1 muestra las partes principales de un tractor sobre orugas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.1 Tractor sobre cadenas (orugas) 
① CABINA DE OPERADOR. 
② Recinto que porta y protege al MOTOR DIESEL. 
③ CILINDRO HIDRÁULICO. El cilindro hidráulico es 
parte del SISTEMA HIDRÁULICO cuyos restantes 
elementos (válvulas, bomba, tuberías, tanque y 
filtros) no aparecen visibles en la fotografía. 
④ HOJA DE EMPUJE. 
⑤ CUCHILLA, reversible e intercambiable. 
⑥ PUNTERAS (cantoneras). 
⑦ CHASIS, armazón del equipo, robusto y rígido, es 
el elemento que sustenta las partes del equipo 
mostradas en la figura. 
⑧ TREN DE RODAJE, a cada lado del equipo, incluye 
una robusta viga maestra que soporta en su parte 
posterior una rueda dentada (rueda motriz) y en su 
parte delantera una rueda lisa (rueda guía); también 
presenta rodillos, zapatas, pasadores y bujes. 
⑨ ESCARIFICADOR o desgarrador (ripper) montado 
en la parte posterior, consiste en un bastidor que 
cuenta con distintos vástagos de punta cortante. 
 ② 
 
④ ⑤ ③ 
① ⑨ 
⑥ ⑧ 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
2 
 
El tractor sobre orugas es denominado también topadora, o en inglés bulldozer. Está provisto de 
un motor diesel y se desplaza sobre un tren de rodaje consistente en orugas, que las suelen llamar 
también cadenas. Para que el tractor cumpla su principal operación, el empuje de materiales, está 
implementado en su parte frontal de una hoja de empuje fabricada de plancha de acero. 
 
Este equipo está implementado en su parte posterior de un mecanismo llamado escarificador o 
desgarrador (ripper) que sirve para desgarrar o escarificar terrenos compactados y roca semidura, 
análogamente al efecto logrado por el arado en un campo de sembradío. 
 
3.2.2 LA HOJA TOPADORA u HOJA DE EMPUJE 
 
La hoja topadora es fabricada de plancha de acero para que soporte los impactos que el equipo 
realiza durante sus operaciones. Se ubica en la parte delantera del tractor, presenta un perfil 
ligeramente curvo y puede desarrollar movimientos ascendentes y descendentes mediante el 
funcionamiento de cilíndricos hidráulicos (sistema hidráulico). 
 
En el lado inferior de la hoja topadora se emperna una cuchilla cortante que es reversible e 
intercambiable. Las esquinas inferiores de la hoja sostienen a las cantoneras o punteras, que 
también tiene filo, son intercambiables y reversibles. 
 
A cada modelo de tractor los fabricantes implementan una hoja de empuje adecuada; sin 
embargo, dependiendo del modelo, opcionalmente estos tractores pueden ser equipados de más 
tipos de hojas. De los varios tipos de hojas y de accesorios disponibles, en la Figura 3.2 se muestra 
seis tipos y los respectivos denominativos con que los refiere Caterpillar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Las capacidades de las hojas de topadoras que informan los fabricantes son estimadas, según la 
norma SAE J1265, usando las siguientes expresiones: 
 
 ( )
 ( ) 
 
 ( ) ( ) 
 
Donde: 
 
Vs = capacidad de hoja recta u orientable. 
 a b c d e 
 
a) Hoja U (universal) amplios flancos, incluyen una cantonera y por lo menos una sección de cuchilla. 
b) Hoja SU (semiuniversal) combina características de las hojas S y U. Tiene alas cortas que incluyen sólo las 
cantoneras. 
c) Hoja CD (para modelo D11R - tractor topador transportador) tiene forma de “cucharón”. 
d) Hoja S (recta) muy adaptable, más pequeña que la hoja U o SU, más fácil de maniobrar. 
e) Hoja P (orientable e inclinable), versátil. 
Figura 3.2 Algunos tipos de hojas topadoras 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
3 
 
Vu = capacidad de Hoja Semiuniversal o Universal. 
W = ancho de hoja sin incluir cantoneras. 
H = altura de la hoja tomando en cuenta esquinas 
superiores biseladas, etc. 
Z = largo del ala medida paralela al ancho de la hoja 
a la altura de las cuchillas. 
X = ángulo del ala. 
 
 
 
3.2.3 APLICACIONES DEL TRACTOR SOBRE ORUGAS 
 
El tractor sobre orugas, mediante empuje con su hoja, puede mover o desplazar tierra suelta, roca 
u otros materiales; pero también puede excavar cortando una delgada “costra” de terreno, y 
acumular delante de la hoja el terreno cortado para transportarlo hasta distancias relativamente 
cortas (no mayores a 100 m aproximadamente), para lo cual cumple el siguiente ciclo: 
 
1.- Se inicia la marcha del tractor, se hinca la hoja sobre el terreno hasta la profundidad de 
corte, el tractor prosigue el avance mientras su cuchilla va cortando terreno, el terreno 
cortado irá acumulándose delante de la hoja. La distancia recorrida cortando suelo, hasta 
completar la capacidad de empuje de la hoja es la DISTANCIA DE EXCAVACIÓN. 
2.- Una vez completada la capacidad de empuje de la hoja, se eleva la hoja a ras de la 
superficie del terreno de modo que la cuchilla no corte ya al suelo, desde este punto el 
tractor recorre la DISTANCIA DE EMPUJE o DE ACARREO hasta el punto donde se quiera 
dejar el material empujado. 
3.- El tractor llega hasta el punto donde se quiere dejar el material empujado, y sin realizar 
ninguna maniobra de giro RETORNA en reversa al punto inicial para iniciar un nuevo ciclo 
de excavación y acarreo. 
 
En general, el tractor sobre orugas es apto para ejecutar las siguientes operaciones: 
 
- Empuje, desplazamiento de tierra y rocas. 
- Excavación. 
- Nivelación y desmonte sobre sobre terrenos compactos. 
- Extracción de minerales a cielo abierto. 
- Trabajos en pendientes a media ladera. 
- Operaciones de desgarro con el elemento desgarrados (ripper). 
- Apertura de desmontes; limpieza de árboles y maleza. 
- Remolque de otros equipos. 
CONTORNO 
EFECTIVO DE HOJA 
CONTORNO 
EFECTIVO 
DE HOJA 
Figura 3.3 
Estimación de 
capacidad de 
hojas topadoras 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
4 
 
La máxima inclinación a la cual un tractor sobre orugas puede trabajar, en sentido de avance o 
retroceso, es 45° (100%) teniendo adecuada lubricación, pero debe cumplirse ciertos requisitos de 
llenado de fluidos del Tren de fuerza que indica el fabricante en los manuales de operación y 
mantenimiento. Es considerada una pendiente como pronunciada si ésta sobrepasa los 25° (47%). 
 
3.2.4 FUERZA EN LA BARRA DE TIRO DEL TRACTOR 
 
El peso y la potencia que dispone el equipo determinan su capacidad de empuje o de arrastre; 
siendo imposible que el tractor pueda aplicar mayor empuje en kg que el peso de la máquina. La 
fuerza de arrastre en la barra de tiro del tractor sobre orugas (Fuerza Motriz Disponible) será 
superior a la de un tractor sobre ruedas de magnitud equivalente,y puede determinarse con las 
gráficas suministradas por los fabricantes, como la que se muestra en la Figura 3.4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2.5 RENDIMIENTO DEL TRACTOR SOBRE ORUGAS 
 
El rendimiento o producción del tractor sobre orugas, se obtiene con la fórmula: 
 
 
 
 
 ( ) 
donde: 
Figura 3.4 Gráfica para determinar la Fuerza en la barra de tiro del tractor sobre orugas, en función a la 
velocidad de desplazamiento 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
5 
 
R = rendimiento del tractor (m3/h) 
C = capacidad de la hoja, (m3 medidos en banco) 
Ef = Eficiencia (entre 60 a 80%) 
TC = Tiempo de ciclo (min) 
 
La producción del tractor sobre orugas también puede obtenerse usando gráficas que suministran 
los fabricantes de equipos, como ejemplo reproducimos una gráfica (ver figura 3.5) del Manual de 
Rendimiento Caterpillar, la misma muestra 7 curvas, cada una corresponde a un determinado 
modelo de tractor; para usar estas curvas, a partir de la “distancia promedio de empuje” en el eje 
de abscisas se traza una línea vertical hasta intersectar a la curva, desde la intersección se traza la 
horizontal hasta el eje de ordenadas donde se lee la producción en m3 s/hora. 
 
 
 
 
 
La serie de gráficas ejemplificada en la Figura 3.5, han sido obtenidas para el caso de desempeño 
de equipos Caterpillar bajo determinadas condiciones, que son las siguientes: 
Figura 3.5 Gráfica para cálculo de producción de hoja topadora “U,” para distintos modelos de equipos Caterpillar 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
6 
 
- 1. 100% de eficiencia (60 min. por hora). 
- 2. Tiempos fijos de 0,05 min. en máquinas con servotransmisión. 
- 3. La máquina excava 15 m, luego empuja la carga para arrojarla por encima de una 
pared alta. (Tiempo de descarga: 0 segundos). 
- 4. Densidad del suelo: 1370 kg/m3 suelto. 
- 5. Coeficiente de tracción: a) Máquinas de cadenas: 0,5 o más. b) Máquinas de ruedas: 
0,4 o más. 
- 6. Se utilizan hojas de control hidráulico. 
- 7. Excavación en 1ra. de avance, Acarreo en 2a. de avance, y Regreso en 2a. de retroceso. 
 
Puesto que las gráficas fueron elaboradas para las condiciones anteriormente mencionadas, que 
no necesariamente serán las mismas que se presenten en diferentes casos de operación, se 
recomiendan que la producción obtenida en estas gráficas (producción máxima no corregida) sea 
corregida considerando factores de corrección y aplicando la siguiente fórmula: 
 
Producción (m3S/h) = Producción máxima no corregida x Factores de corrección (3.4) 
 
FACTORES DE CORRECCIÓN SEGÚN LAS CONDICIONES DEL TRABAJO 
TRACTOR DE TRACTOR DE 
CADENAS RUEDAS 
OPERADOR: 
Excelente 1,00 1,00 
Bueno 0,75 0,60 
Deficiente 0,60 0,50 
MATERIAL: 
Suelto y amontonado 1,20 1,20 
Difícil de cortar; congelado: 
con cilindro de inclinación Lateral 0,80 0,75 
sin cilindro de inclinación lateral 0,70 — 
hoja con control de cable 0,60 — 
Difícil de empujar; se apelmaza (seco, no cohesivo) 
o material muy pegajoso 0,80 0,80 
Rocas desgarradas o de voladura 0,60 - 0,80 — 
EMPUJE POR MÉTODO DE ZANJA 1,20 1,20 
CON DOS TRACTORES JUNTOS 1,15 - 1,25 1,15 - 1,25 
VISIBILIDAD: 
Polvo, lluvia, nieve, niebla, obscuridad 0,80 0,70 
EFICIENCIA DEL TRABAJO: 
50 min/h 0,83 0,83 
40 min/h 0,67 0,67 
PENDIENTES: Vea gráfica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.6 Factores de corrección y gráfica para determinar el factor de corrección por pendiente 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
7 
 
Los factores de corrección aplicables a la expresión 3.4 consideran al operador, material, método 
de empuje, condiciones de visibilidad, eficiencia de trabajo y pendiente del terreno. Estos factores 
se obtienen en la tabla que muestra la figura 3.6. 
 
3.3 TRACTOR TOPADOR DE RUEDAS 
 
3.3.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 
 
El tractor sobre ruedas es un equipo cuya función principal es el movimiento de materiales por 
efecto del empuje de su hoja topadora (ver Fig. 3.7) fabricada de plancha de acero. En algunos 
aspectos es similar al tractor sobre orugas, siendo sus principales diferencias con este equipo su 
sistema de traslación consistente en ruedas (neumáticos) en lugar de orugas, su capacidad de 
movilidad, su mejor maniobrabilidad debido a que presenta chasis articulado y buena visibilidad, y 
sus mayores velocidades de desplazamiento, que incluso triplican a las del tractor sobre orugas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.3.2 APLICACIONES DEL TRACTOR DE RUEDAS 
 
El tractor sobre ruedas es apto para realizar los siguientes trabajos: 
 
- Trabajo de empuje normal, sobre terrenos de mediana resistencia y exentos de 
fragmentos de roca con filos que puedan cortar los neumáticos. 
- Trabajo de empuje en patios y con pilas de materiales sueltos. 
- Remolque de otros equipos a largas distancias 
- Operaciones con hoja topadora a distancias largas de empuje. 
- Movimiento de pilas de carbón, para requerimientos de largas distancias de empuje y 
buen esparcido del material. 
- Empuje de traíllas, permitiendo alta velocidad de empuje en condiciones de corte poco 
profundo y suelos sin rocas. 
 
① CABINA DE OPERADOR. 
② Recinto que porta y protege al MOTOR DIESEL. 
③ CILINDROS HIDRÁULICOS. Los cilindros hidráulicos 
son parte del SISTEMA HIDRÁULICO cuyos restantes 
elementos (válvulas, bomba, tuberías, tanque y filtros) 
no aparecen visibles en la fotografía. 
④ HOJA DE EMPUJE controlada hidráulicamente, 
desarrolla ángulos de inclinación horizontal y vertical. 
⑤ PUNTERAS (cantoneras). 
⑥ CUCHILLA, reversible e intercambiable. 
⑦ CHASIS, armazón del equipo, robusto y rígido, es el 
elemento que sustenta las partes del equipo 
mostradas en la figura. 
⑧ RUEDAS FRONTALES. 
⑨ RUEDAS TRASERAS, los neumáticos más grandes 
mejoran la flotación en suelos blandos, los de 
diámetro más grande reducen la tracción favoreciendo 
el control del patinaje de las ruedas. El tractor sobre 
ruedas ejerce mucho mayores presiones sobre el 
suelo, que los tractores de orugas 
Figura 3.7 Tractor sobre ruedas (neumáticos) 
 ④ 
⑥ 
 ① ② 
 ⑤ 
 ③ ⑧ ⑨ 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
8 
 
3.2.5 RENDIMIENTO DEL TRACTOR SOBRE RUEDAS 
 
El rendimiento o producción del tractor sobre ruedas, puede obtenerse a partir la fórmula 
correspondiente al tractor sobre orugas, ver Ecuación 3.3. 
 
3.3.3 TRACCIÓN EN LAS RUEDAS 
 
La tracción en las ruedas puede determinarse con gráficas elaboradas por los fabricantes, como la 
mostrada en la Figura 3.8. Se usa la gráfica trazando una vertical a partir de la velocidad de avance 
de la máquina en la escala de abscisas, a la vez que se traza la línea que corresponde al valor de la 
la resistencia total del terreno, en porcentaje; la intersección de ambas líneas definen un curva (la 
velocidades de avance requerida), desde la intersección trazando una horizontal hasta el eje de 
ordenadas se obtendrá la tracción disponible en las ruedas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.4 MOTOTRAÍLLA 
 
3.4.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 
 
La mototraílla o escrepa es un equipo para movimiento de tierras, básicamente excava, transporta 
y esparce material. Tiene dos componentes: la traílla propiamente dicha y el tractor (ver Figura 
3.9). Entre los diversos tipos y modelos que se han fabricado y que se fabrican actualmente se 
encuentra muchas variaciones, tanto en el tractor como en la traílla, pero de manera general los 
componentes presentes en este equipo son los que muestran y describen en la Figura 3.9.No debe confundirse los equipos traílla y mototraílla, la traílla para ejecutar su trabajo requiere ser 
empujado o remolcado por otro equipo, normalmente un tractor sobre ruedas, por tanto carece 
de propulsión propia; en cambio la mototraílla, equipo descrito en esta parte del capítulo, 
incorpora su propio elemento tractivo (tractor con motor) que le permite su autopropulsión. 
Figura 3.8 Gráfica para determinar la tracción en las ruedas del tractor sobre ruedas 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
9 
 
3.4.2 APLICACIONES DE LA MOTOTRAÍLLA 
 
La operación principal de la traíllala consiste en el movimiento de tierras, pudiendo excavar, 
cargar, transportar y esparcir, cumpliendo el siguiente ciclo: 
 
1. Inicia marcha el conjunto traílla-tractor, se abre la compuerta inferior de la caja de la traílla, de 
modo que su cuchilla se introduzca al terreno y empiece a cortarlo conforme avanza el equipo, 
paralelamente el sistema de elevación (consistente en paletas con un movimiento sinfín) 
introduce el material cortado al interior de la caja de la traílla. 
2. Cuando la capacidad de la caja de la traílla es llenada con el material cortado se activa el cierre 
de la compuerta, sin detener la marcha la mototraílla acarrea el material hasta el punto requerido. 
3. La mototraílla llega al punto de descarga, activa el mecanismo para vertido del material y éste 
es expulsado y esparcido casi uniformemente sobre el terreno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
① LA TRAÍLLA, siendo sus principales elementos (② al ⑩): 
② CAJA DE LA TRAÍLLA. Abierta por la cara superior, tiene los laterales y el fondo fijos, la pared delantera está provista 
de una compuerta elevable para permitir el paso de la carga a través de la misma, la pared posterior consiste en una 
pala o expulsor que se desplaza para empujar la tierra durante la descarga. 
③ CUCHILLA DE EXCAVACIÓN, ubicada sobre la arista delantera del fondo. 
④ ELEMENTO DE CONTACTO PARA EL EMPUJE, ubicado tras la caja, termina en una almohadilla o chapa que recibe el 
empuje de la hoja del tractor cuando se requiera que el tractor auxilie en la carga a la mototraílla. 
⑤ BASTIDOR, robusto, formado por una viga tubular transversal en cuyos extremos se encastran brazos que a la vez 
están articulados a las paredes de la caja. 
⑥ EJE DE LOS NEUMÁTICOS DE LA TRAÍLLA, posee un único eje posterior. 
⑦ CUELLO DE UNIÓN AL TRACTOR, robusto, permite la unión de la traílla al tractor. 
⑧ MOTOR que propulsa a la traílla, presente en modelos específicos que los implementan. La mototraílla mostrada en 
la figura 3.9 carece de este motor. 
⑨ ELEMENTO PARA ELEVACIÓN DE LA CARGA o “autocarga”, normalmente tipo paletas, también el tipo sinfín 
implementado en modelos específicos del fabricante Caterpillar. 
⑩ ELEMENTO EYECTOR, expulsor que se desplaza para empujar la tierra durante la descarga. 
⑪ EL TRACTOR, se compone de: 
⑫ CABINA DE OPERADOR. 
⑬ EJE DE LOS NEUMÁTICOS DEL TRACTOR, puede poseer dos ejes: uno direccional y otro motriz. 
⑭ CUBIERTA PROTECTORA DEL MOTOR DIESEL 
 
⑫ 
⑪ 
 
⑭ 
 
⑬ 
⑦ ⑨ ② ⑩ 
 
④ 
 
⑥ 
 ⑧ ① 
⑤③ 
Figura 3.9 Mototraílla o escrepa. 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
10 
 
En general, entre las aplicaciones del equipo mototraílla puede mencionarse las siguientes: 
 
1. Excavación, carga, transporte y extendido de tierras en explanaciones. 
2. Operación especializada en explanaciones, entendiéndose como explanación al 
movimiento de tierras en el que los cortes (excavaciones) y los terraplenes tienen 
relativamente poca altura y se extienden en grandes superficies, por ejemplo subbases de 
carreteras, grandes canales, presas, urbanizaciones, etc.). 
3. Desbroce de terrenos previo a sus operaciones de excavación y carga. 
4. Nivelación grosera o enrase superficial de terrenos. 
 
3.4.3 RENDIMIENTO DE LA MOTOTRAÍLLA 
 
El rendimiento o producción de la mototraílla puede calcularse con la fórmula: 
 
 
 
 
 ( ) 
Donde: 
R = rendimiento de la mototraílla (m3/h) 
C = capacidad de la caja de la traílla, (m3 medidos en banco) 
Ef = Eficiencia 
TC = Tiempo de ciclo (min) 
 
3.5 CARGADOR SOBRE RUEDAS 
 
3.5.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 
 
El equipo cargador sobre ruedas (figura 3.10) también denominado pala cargadora o cargador 
frontal, consiste en un tractor sobre neumáticos que está provisto de una cuchara que sirve para 
recoger material y elevarlo con el propósito de efectuar carguío. Se fabrican cargadores de ruedas 
y cargadores de orugas, pero estos últimos no son considerados en el Capítulo debido a su menor 
aplicación en proyectos de construcción civil. 
 
 
① CHASIS, armazón del equipo (puede 
tener bastidor articulado en el punto 
medio de la máquina) 
② CABINA DE OPERADOR, 
implementada con estructura de 
protección. 
③ Cubierta protectora del MOTOR. 
④ CUCHARÓN, puede elevarse y 
descender a través de un par de brazos 
laterales articulados. Permite el acople 
de “uñetas” para facilitar el carguío. 
⑤ BRAZOS DE LEVANTAMIENTO 
laterales, son articulados. 
⑥ NEUMÁTICOS. 
⑦ CILINDROS HIDRÁULICOS, son parte 
del sistema hidráulico que además 
incluye el tanque hidráulico, válvulas, 
bomba, filtros y tuberías. 
 ⑤ ① ② 
 ③ 
④ ⑦ 
⑥ 
Figura 3.10 Cargador sobre ruedas. 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
11 
 
3.5.2 APLICACIONES DEL CARGADOR SOBRE RUEDAS 
 
La aplicación principal del cargador sobre ruedas es la operación de carguío de material a una 
unidad de acarreo, que normalmente es la volqueta, para lo cual cumple el siguiente ciclo: 
 
1. El cargador, con el canto inferior del cucharón a ras del suelo avanza en dirección al 
material a cargar, introduce el cucharón en el material llenándolo con el mismo, y gira el 
cucharon acomodándolo boca arriba. 
2. El cargador retrocede, elevando a la misma vez su cucharón cargado, hasta la distancia 
necesaria que le permita dirigirse al camión que debe cargar. 
3. El cargador avanza en dirección al camión, con el cucharón elevado, se detiene cerca al 
camión para girar el cucharon de modo que vierta el material a la caja del camión. 
4. El cargador retrocede, mientras baja su cucharón vacío, hasta el punto en que iniciará 
un nuevo ciclo de carguío, con su cucharón al ras del suelo. 
 
Otras aplicaciones que permite realizar este equipo son: 
 
1. Manutención y carga de variabilidad de materiales, con el cucharon apropiado. 
2. Excavación de materiales sueltos o disgregados en terreno llano. 
3. Desmonte en terrenos blandos. Limpieza. 
4. Extendido y nivelación de materiales. 
5. Ripiado de la vía férrea. 
 
3.5.3 RENDIMIENTO 
 
En general, la producción por hora del cargador sobre ruedas puede obtenerse con la fórmula: 
 
 
 
 
 ( ) 
Dónde: 
R = producción horaria (m3/hr) 
q = capacidad de la pala (m3) 
FLL = Factor de llenado 
TC = Tiempo de ciclo (min) 
E = Eficiencia de trabajo, de acuerdo a las condiciones de operación: entre 0.83 y 0.7. 
 
El Manual de rendimientos de Caterpillar proporciona una tabla para calcular la producción del 
cargador de ruedas a partir de dos datos (ver Tabla 3.1): el tamaño del cucharón, expresado 
indistintamente en m3 o yd3, y el tiempo de ciclo del cargador, en minutos u horas. Sin embargo es 
necesario aclarar que las producciones que proporciona la tabla corresponden al caso en el que se 
trabaja 60 minutos en 1 hora, o sea con 100% de eficiencia, por tanto para otros regímenes de 
eficiencia de trabajo deberá realizarse una corrección usando “factores de carga del cucharón” 
que deberán multiplicarse al tamaño del cucharón previo uso de la tabla: 
 
- Eficiencia de trabajo (min/h) 60 55 50 45 40 
-Factor de eficiencia (%) 100 91 83 75 69 — 
- Factor de carga del cucharón 1 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 3.1 Estimación de la producción del cargador sobre ruedas, en m
3
 o yd
3
/hora de 60 min 
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN - CIV 2247 Docente: Ing. Edwin Iván Vigabriel Montero 
 
 
13