En proyectos de movimiento de tierras de pequeña y mediana escala, al comparar equipos, el personal de compras suele empezar por comparar el consumo de combustible del motor. Sin embargo, el costo por turno se compone de varios eslabones: si el equipo puede mantener un empuje a plena carga de forma continua, si las orugas patinan o se hunden en suelos blandos, si la capacidad de la hoja y el ritmo de los camiones de transporte están sincronizados, y cuánto tiempo consumen el mantenimiento y los traslados. El motor es solo la fuente de potencia; lo que realmente determina el costo unitario por metro cúbico de tierra son las condiciones que permiten que estos factores se mantengan estables dentro de un mismo turno.
Primero, aclarar: la composición del costo en el movimiento de tierras de pequeña y mediana escala
Desglosado según el flujo de trabajo, el costo de una topadora en un proyecto de movimiento de tierras de pequeña y mediana escala recae aproximadamente en los siguientes aspectos:
- Tasa de carga en la fase de empuje: si no se empuja a plena carga o se patina repetidamente, el volumen empujado por unidad de tiempo disminuye;
- Transitabilidad del terreno: en suelos blandos, zonas de relleno o terrenos después de la lluvia, una presión sobre el suelo elevada provoca hundimiento y arrastre adicional;
- Coordinación entre la hoja y la distancia de empuje: con distancias largas y pilas de material dispersas, la capacidad de la hoja y la velocidad de empuje afectan el número de ciclos;
- Mantenimiento y paradas por averías: el ritmo de desgaste del chasis, las orugas y los componentes hidráulicos;
- Traslados y tiempos auxiliares: entrada y salida del equipo, nivelación y limpieza de la superficie de trabajo.
El consumo de combustible del motor es solo uno de los insumos de los aspectos anteriores. Ampliarlo y compararlo de forma aislada hace que se pasen por alto las diferencias provocadas por la tasa de carga y los tiempos de parada.
Varias condiciones de la información de la SD10 que corresponden a los puntos sensibles al costo
La información verificada de la SD10 proporciona los siguientes valores que pueden utilizarse para la evaluación:
| Condición | Datos de la SD10 | ¿A qué problema operativo corresponde? |
|---|---|---|
| Peso total y fuerza de tracción | 10000 kg, fuerza de tracción máxima 95 kN | Determina la capacidad de adherencia durante el empuje con carga pesada y si se puede empujar la hoja a plena carga de forma estable |
| Presión sobre el suelo | 54,4 kPa, ancho de zapata 450 mm | Corresponde a las condiciones de transitabilidad en suelos blandos, zonas de relleno y terrenos con alto contenido de humedad |
| Motor | Cummins 4BT3.9-C125, 81 kW (125 HP)/2300 r/min, par máximo 400 N·m | Nivel de potencia de salida, uno de los soportes de la tasa de carga, no el todo del costo |
| Hoja | 2960×960 mm, altura máxima de elevación 830 mm, profundidad máxima de excavación 350 mm | Corresponde al volumen de empuje por pasada y a la forma de manejar las pilas de material |
| Velocidad de desplazamiento | Avance 2,6–10,4 km/h, retroceso 3,7–6,7 km/h, transmisión mecánica 4F+2R | Corresponde a la distancia de empuje y al tiempo de ciclo |
| Dimensiones exteriores | 4400×2960×3030 mm | Corresponde a espacios estrechos y a la disposición de los traslados |
Estos datos indican los límites de capacidad del equipo en condiciones específicas y no pueden convertirse directamente en consumo de combustible por turno ni en costo unitario por metro cúbico de tierra.
La tasa de carga merece calcularse antes que el consumo nominal
En las operaciones de empuje, el equipo pasa la mayor parte del tiempo en carga parcial o en retorno en vacío. La tasa de carga depende de la densidad del material, la distancia de empuje, si la hoja se llena por completo y si el suelo patina. La fuerza de tracción máxima de 95 kN de la SD10 corresponde al límite de adherencia y potencia de salida del equipo; si se puede utilizar al máximo en la operación real depende de la sueltez del material y de las condiciones de adherencia entre las orugas y el suelo.
La información indica un consumo de combustible ≤242 g/km·h; este es un indicador del consumo de combustible del motor y no puede equipararse directamente al consumo por metro cúbico de tierra o por turno en obra. El consumo en obra también se ve afectado por la tasa de carga, la distancia de desplazamiento, el tiempo de ralentí y los hábitos de operación. Si se desea estimar el costo de combustible durante la compra, un método más fiable es calcular el tiempo de ciclo según la distancia de empuje real y las condiciones del material del proyecto, en lugar de comparar solo las cifras de consumo de combustible del motor.
Límites de transitabilidad en suelos blandos correspondientes a la presión sobre el suelo
La SD10 tiene una presión sobre el suelo de 54,4 kPa y un ancho de zapata de 450 mm. En proyectos de movimiento de tierras de pequeña y mediana escala, este valor se utiliza principalmente para determinar si el equipo tiende a hundirse en terrenos de relleno, nivelación de tierras agrícolas o suelos con alto contenido de humedad. Si la capa superficial del terreno es blanda y su capacidad de carga es baja, aunque la fuerza de tracción sea suficiente, las orugas pueden patinar o hundirse, lo que reduce la eficiencia del empuje y requiere arrastre adicional.
Cabe señalar que la presión sobre el suelo es un valor de referencia estático; el grado real de hundimiento también está relacionado con el tipo de suelo, el contenido de humedad, el estado de desgaste de las orugas y el método de operación. Si el trabajo en suelos blandos excede el rango que puede evaluarse con la información disponible, deben verificarse por separado las condiciones de capacidad de carga del terreno, en lugar de sacar conclusiones basándose únicamente en los 54,4 kPa.
Correspondencia entre la configuración de la hoja y las etapas de trabajo
La configuración básica de la SD10 incluye una hoja de 2960 mm de ancho y 960 mm de alto, con una altura máxima de elevación de 830 mm y una profundidad máxima de excavación de 350 mm. Opcionalmente se pueden instalar hojas recta, curva y para carbón, y en la parte trasera se puede optar por un equipo de tracción fijo o un escarificador de tres dientes.
- La hoja recta es adecuada para el empuje y la nivelación del terreno;
- La hoja curva favorece el volteo del material frente a la hoja al empujar materiales sueltos;
- La hoja para carbón corresponde a operaciones en pilas de materiales a granel;
- El escarificador de tres dientes se utiliza para aflojar el suelo antes del trabajo o para tratar superficies compactadas o meteorizadas.
La información no proporciona valores específicos de la capacidad de la hoja; al seleccionar el modelo, debe combinarse la densidad aparente del material y la distancia de empuje, y confirmarse con el proveedor la capacidad de empuje correspondiente a la forma de hoja elegida; no es aconsejable realizar conversiones por cuenta propia.
Mantenimiento y traslados: la parte que fácilmente se pasa por alto en el costo por turno
La información menciona que la SD10 utiliza un chasis reforzado y un mecanismo de desplazamiento optimizado, pero no proporciona los intervalos de mantenimiento, la vida útil de las orugas ni los intervalos de sustitución de componentes del chasis. Ante esta falta de datos, el comprador debe solicitar en la fase de cotización la lista de tareas de mantenimiento, las especificaciones de las piezas de desgaste y los intervalos de mantenimiento recomendados, y luego estimar el tiempo de parada combinándolo con la programación de turnos del proyecto.
En cuanto a los traslados, las dimensiones exteriores de la SD10 son 4400×2960×3030 mm y su peso total es de 10000 kg. Los proyectos de pequeña y mediana escala suelen implicar traslados entre varios puntos, por lo que deben confirmarse de antemano el método de transporte, las condiciones de carga y descarga y el ancho de los caminos de acceso. La información no proporciona las dimensiones de transporte ni los puntos de izaje; esta parte debe verificarse por separado con el proveedor.
Qué condiciones no pueden sustituirse con la información y requieren confirmación en obra
- La densidad aparente real y el tamaño de partícula del material, y si contiene piedras grandes o residuos de construcción;
- La capacidad de carga de la capa superficial del terreno y las variaciones de humedad en la temporada de lluvias;
- El volumen de empuje por turno y la distancia de empuje, y si se requiere la cooperación de varias máquinas;
- La altura de la caja de los camiones de transporte y el ritmo de carga y descarga, y la división de tareas entre la topadora y el equipo de carga;
- Los requisitos locales de emisiones y las condiciones de suministro de combustible;
- El uso real de los implementos traseros y sus dimensiones de conexión.
Las condiciones anteriores determinan si la SD10 es adecuada para un proyecto concreto; la información en sí solo proporciona valores de referencia del lado del equipo y no puede sustituir el juicio en obra.
Información recomendada para preparar antes de la cotización
Si se va a incluir la SD10 en el rango de comparación de proyectos de movimiento de tierras de pequeña y mediana escala, se recomienda proporcionar durante la cotización: tipo de material y densidad aparente aproximada, distancia de empuje, condiciones de capacidad de carga y drenaje del terreno, duración del turno de trabajo y programación de turnos, si se necesita escarificador o dispositivo de tracción, método de traslado y condiciones de las vías, y requisitos locales de emisiones y combustible. Con base en esto, el proveedor confirma la configuración de la hoja, los implementos traseros y el estado de entrega, y el comprador también puede comparar el costo por turno con mayor precisión, en lugar de basar la decisión únicamente en el consumo de combustible del motor.