Rendimiento de Equipo Pesado para la Explotación de una Cantera de Cielo Abierto

RESUMEN

El presente trabajo “Rendimiento de Equipo Pesado para la Explotación de una Cantera de Cielo Abierto” se enfoca en el cálculo de los rendimientos de los equipos camineros que intervienen en la explotación de una cantera de cielo abierto. Para ello se realiza un estudio general sobre macizos rocosos con el fin de tener las pautas necesarias para saber cómo seleccionar una cantera.

También se incluye un análisis del impacto ambiental que provoca la explotación de canteras acompañado de posibles soluciones para minimizar el daño que conlleva explotar un macizo rocoso.

RENDIMIENTO DE EQUIPOS

1.2 Cantera

Cantera se define como el lugar geográfico de donde se extraen o explotan agregados pétreos para la industria de la construcción o para toda obra civil, utilizando diferentes procesos de extracción dependiendo del tipo y origen de los materiales.

1.2.1 Tipos de Canteras

Las canteras se clasificación según el tipo de explotación, según el material a explotar y según su origen

1.3 Como seleccionar una Cantera

Para la selección de una cantera es necesario buscar un macizo rocoso al cual se le debe realizar estudios geológicos-mineros como son la litología, topografía, zonas locales protegidas, vías de comunicación, núcleos urbanos, vías pecuarias, hidrología, ortofotomapas y límites administrativos. En esta actividad intervienen el geólogo, y el geotécnico que se encargan de estudiar la estructura, origen y formación del macizo rocoso. El estudio se inicia con la elaboración de un Modelo Digital de Elevaciones, lo más cercano a la realidad posible, evaluando distintos mecanismos de interpolación para obtener el MDT. La precisión del modelo depende de los parámetros implicados en su generación, como son: las características orográficas de la zona, los datos fuente y el método de elaboración. Con la información se realiza la cartografía variada para incorporarla en el análisis. Como resultado se crean distintos mapas con sus bases de datos provenientes de la relación entre los distintos mapas temáticos. Estos mapas se relacionan entre sí, para obtener otros mapas de análisis con los cuales se llega al objetivo final, el cual es tener mapa de zonas.

1.4 Actividades Realizadas en la Cantera

Explotar

Estoquear

Cargar

Transportar

1.5 Equipo caminero en la explotación de

una cantera.

Equipos de Perforación

Equipo Explosivo

Tractor

Excavadora

Retroexcavadora

Cargadora Frontal

Volquetes

2. Impacto Ambiental

2.1 Impacto Ambiental en la Explotación de una Cantera a Cielo Abierto

La ejecución de obras de gran escala, en nuestro caso en particular hablaremos de la explotación de una cantera a cielo abierto, está generalmente asociada a una serie de interacciones con diferentes componentes del territorio involucrado, manifestándose así efectos de la obra sobre el medio natural, la población y sus actividades, y sobre otros tipos de infraestructura.

2.2 Potenciales repercusiones ambientales

Calidad de agua e hidrología

Estabilidad de suelos y riesgo de erosión

Repercusiones sobre las actividades preexistentes

Vegetación y vida Silvestre

Repercusiones sobre la comunidad

Impacto visual

Explotación de material

3. Equipo Pesado Empleado en la Explotación de una Cantera de Cielo Abierto

3.1 Tractor

Partes de un tractor de oruga

El tractor es un equipo para movimiento de tierra de gran potencia y robustez que fue diseñado especialmente para el trabajo de corte(excavar) y al mismo tiempo de empuje(transportar, estoquear). El tractor además tiene la posibilidad de empujar a otras máquinas cuando estas lo necesiten.

3.1.1 Funcionamiento en la explotación de una cantera.

El tractor o bulldozer tiene como principal función producir material, acarrearlo y empujarlo.

El tractor también es usado para hacer los caminos que facilitarán la movilización vehicular dentro de la cantera tanto para equipos pesados como para vehículos livianos.

3.2 Excavadora

Partes de una excavadora de orugas

Se trata de un tipo particular de máquinas autopropulsada con una superestructura capaz de efectuar una rotación de 360°, cuya función básica es la de ser capaces de remover tierra u otros objetos que se encuentran en el camino.

3.2.1 Funcionamiento en la explotación de una cantera. Las excavadoras en una cantera son utilizadas para explotar y cargar el material.

La excavadora es empleada para cortar cuando la roca es blanda o fracturada. Este equipo corta usando el cucharon que posee en el extremo de su brazo.

3.3 Retroexcavadora

Partes de una retroexcavadora

Las Retroexcavadoras son en realidad tres piezas de equipo en una, y la diversidad de la herramienta permite en la obra diferentes tareas que deben completarse con relativa facilidad.

El tractor es la principal parte de la retroexcavadora y permite a los usuarios trasladarse con facilidad sobre diferentes tipos de terrenos. La retroexcavadora (cucharon) y el cargador se adjuntan al tractor y agregan elementos en términos de utilidad. El cargador se puede utilizar para limpiar material de obra y para el movimiento de tierra de un lugar a otro.

3.3.1 Funcionamiento en la explotación de una cantera. La retroexcavadora cumple conlas funciones producir, transportar y cargar el material.

Para la etapa de producción de material, la retroexcavadora usa el cucharón con el cual corta la roca y al mismo tiempo lo va estoqueando.

Con su pala cargadora realiza la acción descargar el material para depositarlo en los volquetes o para ella misma transportarlo.

3.4 Camiones

Partes de una volqueta

Para el transporte de material pétreo se emplean los camiones los cuales son equipos de transporte para cortas y largas distancias.

Los camiones de transporte de material se clasifican según la capacidad de su caja en:

Camión Normal de capacidad entre 7 a 10 metros cúbicos

Mula con capacidad entre 12 a 16metros cúbicos

Bañera con capacidad entre 20 a 24metros cúbicos

3.4.1 Funcionamiento en la explotación de una cantera. En la explotación de una cantera los camiones cumplen una función muy importante ya que son los encargados del transporte del material que puede ser a la planta o al lugar donde se lo requiera.

3.5 Cargadora Frontal

Partes de una cargadora frontal

La cargadora frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que tiene un cucharón de gran tamaño en su extremo frontal.

Las cargadoras son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo cuando las distancias a recorrer son cortas.

Este equipo caminero da soluciones modernas aun problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentarla producción.

3.5.1 Funcionamiento en la explotación de una cantera. En la explotación de una cantera la cargadora frontal cumple con las funciones descargar y transportar. Su uso en las cantera ayuda a que las máquinas de explotación se encarguen sólo de producir material y no de transportarlo o llenar los camiones, volquetas, etc.

3.6 Equipo de Perforación

Partes de un martillo para perforación. Previo a la colocación de los explosivos se realiza la perforación, la misma que tiene como objetivo abrir huecos con la distribución y geometría adecuada dentro del macizo rocoso.

Para la explotación de una Cantera de cielo abierto, la perforación del macizo rocoso se la realiza utilizando sistemas mecánicos.

Los componentes principales de un sistema de perforación de tipo mecánico son:

La máquina perforadora

El varillaje

La Broca

Fluido de barrido

3.7. Equipo Explosivo

Explosivo se denomina a toda sustancia que por causas externas tales como calor, roce, percusión, etc., se transforma en gases, liberando calor, presión ó radiación en un tiempo muy breve.

Terminada la etapa de perforación se procede a colocar en los orificios los explosivos y el espacio que quede libre del orificio deberá se tapado lo mejor posible, sea con arena o tierra del sitio, lo cual permitirá que la voladura sea mucho más efectiva.

4. Rendimiento de Equipo Pesado para la Explotación de una Cantera de Cielo Abierto

4.1 Rendimiento del Tractor

El rendimiento de un bulldozer o tractor viene dado por la fórmula:

R=(Vc.60.Fe.Ct)/Tc.n=m^3⁄h

Vc es la capacidad de la cuchilla en metros cúbicos de material esponjado.

Fe es el factor de eficacia de la máquina, esta eficacia depende del conductor, estado de la máquina, el estado del terreno, por lo cual no se puede lograr que trabaje de forma continúa. El factor de eficacia varía entre un 70% - 80%.

Ct es el coeficiente de transformación. Los valores medios van a ser establecidos por el siguiente cuadro, según el material que va a ser transportado por la máquina, para que se cubique según su perfil, sea este esponjado o compactado.

Tc es el tiempo empleado en el ciclo, el cual va a estar

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