Palas Mecanicas

1. Seguridad
2. Precauciones para pala frontal
3. Seguridad de pala trasera
4. Palas mecánicas
5. Pala mecánica
6. Partes básicas y operación de una pala
7. Capacidad
8. Rendimiento de palas mecánicas.
9. Selección de una pala mecánica
10. Factor de producción eficiente
11. Determinación de costos unitarios en dragas

Seguridad

DE NUEVO SEGURIDAD EN PALAS MECÁNICAS

Es la maquinaria más popular en la construcción y comúnmente las palas

mecánicas son maquinarias abusadas en sitios de trabajo.

A continuación los procedimientos para trabajo seguro con Palas Mecánicas:

1. Manténgase en el asiento de operador cuando este la maquinaria en operaciones y colóquese el cinturón de seguridad cuando maneje el vehículo o utilice la pala frontal. Manténgase en control en todo momento.
2. Observe y escuche descomposturas. Deténgase si detecta algo incorrecto en las operaciones. Corrija el problema inmediatamente o repórtelo al supervisor.
3. Nunca permita que una persona no autorizada o sin la capacitación adecuada maneje la pala mecánica.
4. No utilice la pala como plataforma o elevador de personal.
5. Observe el área antes de manejar en reversa y coloque la pala trasera en la posición de cerrado.
6. Conozca los puntos giratorios y de atrapamiento en todo él vehículo.
7. Maneje despacio cuando trabaje en áreas congestionadas.
8. De la preferencia de paso a todos los vehículos cargados. Mantenga una distancia segura en relación a otros vehículos. Rebase con precaución.
9. No obstruya su visión cuando maneja el vehículo o mientras esta en operaciones. Lleve la pala frontal en la parte de abajo para mayor visibilidad y estabilidad cuando maneja. Opere el equipo a una velocidad que lo mantiene en control en todo momento. Por supuesto maneje despacio en superficies disparejas, mojadas, terracerías y pendientes.

PRECAUCIONES PARA PALA FRONTAL

1. Mantenga la transmisión engranada cuando viaje bajo cuesta. No la coloque en neutral. Mantenga las RPM adecuadas para tener funciones de frenos y dirección. Utilice el mismo engranaje cuando viaja bajo cuesta que usaría viajando hacia arriba.
2. Utilice los frenos y frenos de emergencia de acuerdo a las indicaciones en el manual de operador.
3. Cuando trabaje en áreas peligrosas manténgase aun más alerta.
4. Cuando opere la pala frontal, asegúrese que la pala trasera esta en la posición de cerrado para evitar movimientos inesperados..
5. Si se ha quitado la pala trasera asegúrese que tiene suficiente contrapeso. Siga las recomendaciones del fabricante para el peso apropiado.
6. Utilice mayor precaución cuando este rellenando, puesto que el peso del material de relleno y del equipo puede ocasionar un derrumbe en áreas recién construidas.
7. Nunca corte una pendiente en la parte de abajo.
8. Cuando trabaje en la base de un acantilado o pendiente, esté alerta sobre derrumbes de rocas, árboles u otros obstáculos.
9. Utilice mayor precaución cuando trabaje en orillas de acantilados, pendientes y mantenga una distancia segura entre el equipo y la orilla.
10. Observe las ramas bajas y árboles muertos estos pueden ocasionar problemas.
11. Antes de entrar en túneles, puertas, o áreas bajas, observe los peligros potenciales de obstrucción y por supuesto la altura.
12. Evita acantilados muy angulados y superficies inestables. Si maneja en un acantilado lleve la carga cerca del piso y con mucho cuidado. No maneje en a lo ancho del acantilado bajo ninguna circunstancia. Únicamente maneje hacia arriba y hacia abajo.
13. Evite dar vuelta en acantilados si es posible. Si es necesario dar vuelta deberá hacerlo con mucho cuidado y con vueltas abiertas y muy despacio.
14. Cuando maneje objetos hágalo con cuidado. Levantar demasiado la carga o girar la pala puede ocasionar que la carga caiga sobre el operador.
15. Mantenga el área de trabajo tan nivelada como sea posible. Evite crear canales con las llantas.
16. Utilice la pala ocasionalmente para nivelar la superficie.

SEGURIDAD DE PALA TRASERA

1. Asegúrese que el área esta libre antes de empezar a trabajar.
2. Antes de iniciar operaciones; coloque el freno de emergencia, baje la pala fontral hasta el piso. Coloque la transmisión en neutral, baje los estabilizadores y nivel el vehículo lo más posible.
3. Nunca entre o permita que otros entren en la circunferencia de trabajo de la pala.
4. Nunca opere los controles de la pala trasera desde el piso o fuera de la cabina.
5. No escarbe debajo del vehículo o los estabilizadores. Puede ocasionar un derrumbe ocasionando la caída del vehículo en la excavación.
6. Asegúrese que el vehículo no puede rodar en la excavación cuando eleve los estabilizadores.
7. Asegúrese que el chofer del camión esta fuera de la cabina antes de cargar el camión. Nunca mueva la pala sobre la cabina del camión.
8. Cuando opere el vehículo en acantilados, gire la pala hacia el lado elevado si es posible. Si es necesario cargar hacia el lado bajo del acantilado, únicamente mueva la pala lo suficiente para descargar. Utilice mayor precaución y coloque los estabilizadores antes de iniciar la excavación.
9. Mantenga una distancia apropiada entre la trinchera y el vehículo para evitar derrumbes.
10. Antes de mover el vehículo, el operador debe estar sentado y con cinturón de seguridad puesto. Eleve la pala frontal y estabilizadores lo suficiente para librar el piso y poder mover el vehículo. Una vez que el vehículo se ha colocado en la nueva posición, coloque el freno de emergencia, coloque la transmisión en neutral, coloque la pala frontal y los estabilizadores para nivel el vehículo.

Aun cuando los operadores deben observar otras precauciones, este repaso proporciona una guía básica de operaciones para palas mecánicas.

PALAS MECÁNICAS

Las palas de la minería, son maquinarias modernas de gran tamaño y peso, cuyos baldes son capaces de mover entre 23 y 28 metros cúbicos, es decir, entre 70 y 77 toneladas de mineral de una sola vez. Estas palas son eléctricas y su potencia la obtienen conectándose al tendido de alta tensión o a camiones generadores de electricidad.

Las palas en general, constan de tres unidades principales: la maquinaria inferior, el puente giratorio y el equipo frontal.

La maquinaria inferior sirve de base para el bastidor rotatorio y contienen el equipo necesario para propulsar la pala.

El puente giratorio incluye, el bastidor rotatorio, el depósito de lastre y la casa de máquinas, conteniendo esta última, toda la maquinaria necesaria para las funciones de levante, giro y empuje, como asimismo, los controles para comandar las operaciones mecánicas. La casa de máquinas dispone además, de una sistema filtrador de aire para reducir al mínimo la acumulación de calor y polvo en su interior. La cabina del operador va montada en posición elevada sobre la casa de máquinas y contiene todos los controles para operar la pala.

El equipo frontal, ubicado en la parte delantera de la pala, comprende el caballete "A", el balde excavador, el brazo del balde, la pluma, los cables móviles y los tirantes estructurales de la pluma.

Las palas electromecánicas tienen un funcionamiento bien característico. Están compuestas de varias maquinarias o transmisiones mayores, donde cada una de éstas se podría describir como una gran caja reductora, ya que a través de una configuración de varios engranajes, reducen la velocidad de giro que entrega un motor eléctrico, para transmitir la potencia a unos tambores que enrollan unos cables o a los ejes motrices para el desplazamiento. Estas maquinarias mayores dan las funciones de levante, giro, empuje y propulsión.

PALA MECANICA

La excavadora equipada como pala mecánica, está diseñada fundamentalmente para excavar un material con máxima dureza de la clase II-A, incluyendo también roca previamente fragmentada con el empleo de explosivos.

Según sea el tipo de trabajo a que fundamentalmente se destine la máquina, el fabricante pueden suministrarla sobre el tipo de montaje o sistema de propulsión mas adecuados, los que primordialmente se dividen en : montaje de propulsión sobre orugas, montaje con autopropulsión sobre llantas neumáticas y montaje sobre camión.

PARTES BASICAS Y OPERACION DE UNA PALA:

Las partes básicas de una pala mecánica incluyen el montaje, la cabina o caseta, el aguilón, el brazo excavador, el cucharón y el cable del malacate.

Este tipo de equipo trabaja atacando del nivel del suelo hacia arriba o sea, con una pala en la posición correcta cercana a la superficie vertical de la tierra que se va a excavar, se baja el cucharón hasta el piso del banco, apuntando los dientes sobre la pared. Se le aplica una fuerza a través de la flecha y al mismo tiempo una tensión a la línea del malacate, para jalar el cucharón hacia arriba de la pared del banco. Si la profundidad del corte es la correcta, considerando el tipo de suelo y el tamaño del cucharón, éste estará lleno al llegar a la parte superior del banco.

CAPACIDAD.

La capacidad de las palas mecánicas es designada por el tamaño de su cucharón excavador, el cual se suele expresar en yardas cúbicas que corresponde a la capacidad volumétrica del mismo, cuando se encuentra lleno al "ras".

Los tamaños comerciales frecuentemente utilizados en la industria de la construcción designados por la capacidad volumétrica de sus cucharones son de: 1/2, 3/4, 1, 1 1/2, 2 1/2, y 3 1/2 yardas cúbicas respectivamente, realizando la descarga por su parte inferior.

RENDIMIENTO DE PALAS MECANICAS.

El rendimiento de una pala mecánica está afectado por numerosos factores, entre los que destacan por su importancia los siguientes:

1.- Clase de material

2.- Profundidad de corte

3.- Angulo de giro

4.- Habilidad del operador

5.- Condiciones de la obra

6.- Mantenimiento del equipo

7.- Tiempo de ciclo

PROFUNDIDAD OPTIMA DE CORTE

Esta es optima cuando se llena el cucharón de la maquina en el menor tiempo posible, los valores de las alturas para obtener esta relación dependen de cada maquina y dependen de su altura y capacidad mecánica.

SELECCION DE UNA PALA MECANICA

Para elegir una pala mecánica en necesario determinar el trabajo que esta va a realizar y el tiempo que se espera para que el trabajo este realizado, además es importante considerar los siguientes puntos:

• Tamaño del trabajo, entre más grande sea este, justifica una maquina mayor.
• El costo de transportar una maquina grande es mayor que el de una chica.
• La depreciación de una pala grande es mayor a la de una chica y al final de la obra es más fácil vender una chica.
• Una pala grande tiene capacidad para manejar rocas de mayores tamaños, por lo tanto, el costo por metro cubico y los costos de explosivos se reducen.

Las siguientes condiciones de trabajo deben ser consideradas:

• Altura de los depósitos de material.
• Tamaño máximo de las rocas a excavar.
• Si el material es muy duro, funciona mejor una pala grande.
• Si el tiempo que se tiene para la excavación es poco, es mejor la pala grande.
• Es importante conocer la disponibilidad de palas antes de hacer una elección.

TAMAÑO DE LA MAQUINA

Este depende de la capacidad de su cucharón y se expresa en yardas cubicas, entre más grande es el cucharón, la maquina tendrá mas capacidad para cargar material por razones lógicas.

PARTES BASICAS

Las partes básicas de la maquina son el cucharón, el brazo, y las orugas o llantas en las que esta montada.

METODOS PARA INCREMENTAR EL RENDIMIENTO DE LA PALA

El método más común es el correctivo, este supone cambiar las condiciones de trabajo para obtener una mayor eficiencia. Esto se puede lograr sobre la base de cambios en los depósitos de material, en el operador, dándole un tratamiento previo al material o bien, en casos extremos, cambiando la maquina por una de capacidad mas adecuada para el trabajo.

EFECTO DE LA ALTURA DE CORTE EN LA PRODUCCIÓN

Si la altura de corte es muy alta, el cucharón no podrá ser llenado en su totalidad, por lo tanto, el operador tiene dos opciones; dar dos pasadas para llenar el cucharón o bien, vaciar un cucharón a medias en el lugar de deposito. Ambas opciones entorpecen el trabajo por lo cual es indispensable elegir la maquina adecuada para el trabajo que se desea realizar.

EFECTO DEL ANGULO DE GIRO

Este es un dato importante para él calculo de producción real de la maquina puesto que si el ángulo es diferente de 90 grados, este tiempo aumentara.

FACTOR DE PRODUCCION EFICIENTE

Como todos saben, no existen dos obras iguales, por lo que hay que considerar factores que podrían afectar el rendimiento de la maquina como los siguientes:

• Mantenimiento del equipo
• Disponibilidad de refacciones
• Condiciones del terreno
• Localización de área de descarga
• Competencia de administradores

Cada persona debe crear su propio factor de eficiencia para obtener la capacidad real de la maquina. Este se debe de basar en la experiencia y en las condiciones de cada obra.

Tablas auxiliares para determinar rendimientos en Palas Mecánicas.

TABLA 1

TIEMPO DE CICLO

TABLA 2

FACTOR DE GIRO

Para ángulo de giro = 90 º

TABLA 3

FACTOR DE CORTE;

% de Corte = Altura Real / Altura teórica

Altura óptima de corte = 2.76 m.

TABLA 4

FACTOR DE OPERACION

El rendimiento real se obtiene con la fórmula:

Rend. Real = (R.T. x F x Fc x Fop.) / A

Siendo:

DETERMINACION DE COSTOS UNITARIOS EN DRAGAS.

PROBLEMA 1

Se desea determinar el precio unitario de extracción de material tipo I, con una pala mecánica de 1 1/2 yd3. con un costo horario de $ 129.75, considerando una altura máxima de ataque de 3 m, descargando en camiones mediante un giro de 120°.

El Coeficiente de Abundamiento material clase I es: C.A.=1.30

SOLUCION:

En la Tabla I, se ve que para una pala mecánica de 1 1/2 yd3 el tiempo de ciclo básico es de 23 seg.

Capacidad = 1.5.(.914)3 = 1.14 m3

Número de ciclos / hr. = 3,600 seg / 23 seg = 156 ciclos/hr.

Rendimiento teórico = 156 x 1.14 = 177.84 m3/hr.

En la Tabla, Tabla 2, Si el ángulo de giro = 120°, F. giro = 0.88

% de corte = Altura Real/Altura teórica

% de corte = 3.00/2.76 = 1.08

Extrapolando en la tabla 3, se obtiene un factor de corte Fc = 0.985

Si se va a trabajar 50 min. efectivos, el factor de operación es: Fop. = 0.83

RR = ( R.T.x F x FC x Fop ) / A.

RR = (177.84 x 0.88 x 0.985 x 0.83) /1.3 = 98.39 m3/hr.

C.U. =129.75 / 98.39 = $ 1.32 /m3

PROBLEMA 2

¿Cuál es el equipo adecuado para producir 20,000 m3/mes con un turno mensual de trabajo de 200 hrs. si el material extraído es de tipo I arcilla con un A. = 1.30

Altura de corte = 5 mts.

Altura de giro = 150 º

Solución:

RR = Rendimiento Real

RR= 20,000 m3/ 200 hrs = 100 m3/hr.

% corte = 5.00/2.76 = 1.81

Tabla 2 F = 0.79

Tabla 3 Fc = 0.79

Tabla 4 Fop.= 0.83

RT = (RR x C.A)/( F x Fc x Fop).

RT = (100 m3/hr. x 1.3 )/(079 x 079 x 083) = 247.82 m3/hr.

R.T. = 247.82/(0.914)3 = 326.07 yd3/hr.

Pala mecánica adecuada 2 1/2 yd3

PROBLEMA 3

Si el rendimiento real de una pala mecánica de 1 yarda cúbica es de 60.68 m3/hr. a una altura de corte de 4 m y un ángulo de giro de 120°, descargando en camiones Ford F-600 con capacidad nominal de 6 m3 al ras, empleando 5 min. en su viaje desde el sitio de excavación hasta el terraplén de tiro, incluyendo 4 regresos y todas las maniobras consecuentes, ¿Qué alternativa es la adecuada para dejar el equipo ocioso sin tener pérdidas considerables?

SOLUCION

El coeficiente de abundamiento es 1.4 material clase IIa.

En llenar cada camión la pala empleará:

Tiempo de llenado por camión

= (6 m3 x 50 min) / (1.4 x 60.68min)

= 3.53 min.

El tiempo total del ciclo será:

Tiempo de traslado 5.00

Tiempo de llenado 3.53

Tiempo total = 8.53 min,

Por lo que para abastecer la pala se requerirá;

No. de camiones = 8.53 min / 3.53 min = 2.41 camiones

El rendimiento horario será;

Con 2 camiones = (6 m3 x 50 min / hr x 2) / (1.40 x 8.53) = 50.24 m3 / hr

Con 3 camiones = (6 m3 x 50 min / hr x 3) / (1.40 x 8.53) = 75.36 m3 / hr

Empleando 2 camiones se perderá:

[(60.68 – 50.24) x 100] / 60.68 = 17.20% de la productividad de la pala .

Empleando 3 camiones se perderá:

[(75.36 – 60.68) x 100] / 60.68=19.50 % de la productividad de los camiones.

Si los costos horarios son:

Pala mecánica $ 129.75 / hr.

Camión Ford F-600 $ 120.96 / hr.

Si se utilizan 2 camiones se perderían $22.32 del costo horario de la pala mecánica.

Si se utilizan 3 camiones se perderían $70.77 del costo horario de los camiones.

Desde este punto de vista resulta mas económico trabajar la pala con 2 camiones, ya que la pérdida es menor y el rendimiento real sería de:

50.24 m3/hr.

Enviado por:

Infelsa, Cerro de Pasco

Pasco, Perú