Tema 8 Maquinaria y Herramientas PDF

TEMA 14.- MAQUINARIA, EQUIPOS, APARATOS Y HERRAMIENTAS DE CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE LAS OBRAS E INSTALACIONES HIDRÁULICAS 1.- MAQUINARIA, EQUIPOS, APARATOS Y HERRAMIENTAS DE CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN E INSTALACIONES HIDRÁULICAS. 1.1 Maquinaria, equipos, apar...

TEMA 14.- MAQUINARIA, EQUIPOS, APARATOS Y HERRAMIENTAS DE CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE LAS OBRAS E INSTALACIONES HIDRÁULICAS 1.- MAQUINARIA, EQUIPOS, APARATOS Y HERRAMIENTAS DE CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN E INSTALACIONES HIDRÁULICAS. 1.1 Maquinaria, equipos, aparatos y herramientas de construcción. Se llama así al conjunto de varias máquinas que realizan trabajos para un mismo fin. Claros ejemplos de esto son las maquinarias agrícolas, maquinarias de construcción y maquinaria textil, entre otras tantas. Con el nombre de maquinaria de construcción se incluye un grupo de máquinas utilizadas en actividades de construcción con la finalidad de: remover parte de la capa del suelo para modificar el perfil de la tierra según los requerimientos del proyecto de ingeniería específico. transportar materiales (áridos, agua, hormigón, elementos a incorporar en la construcción). cargar y descargar materiales de construcción. conformar el terreno. Se utilizan máquinas de excavación para remover el terreno donde se asentarán las fundaciones y bases de edificios, torres, puentes, etc. También para desplazar suelos y conformar el terreno en la realización de caminos, para excavar túneles, para armar presas y trabajos de minería. Dependiendo de las características del suelo se utilizará el tipo de maquinaria que resulte más adecuada. Por ejemplo suelos muy duros como rocas o arenas cementadas requieren de martillos para perforar la roca, cuchillas circulares de corte o retroexcavadoras con martillo picador. Por otra parte suelos más blandos permiten trabajar con retroexcavadoras y motoniveladoras. La maquinaria pesada en la construcción es de grandes proporciones geométricas comparado con vehículos livianos, tienen peso y volumetría considerada; requiere de un operador capacitado porque varía la operación según la clase de maquinaria; se utiliza en movimientos de tierra de grandes obras de ingeniería civil y en obras de minería a cielo abierto. Ejemplos: bulldozer, camión dumper, grúa, excavadora, cargadora, retroexcavadora, compactadora, niveladora, perforadora, portamáquinas, scraper, hormigonera tractor, etc. La maquinaria semipesada es de tamaño mediano, utilizada generalmente en la construcción por ejemplo: camión volquete, minidumper, carro cisterna o aguatero, camión escalera, plataforma elevadora, grúa, compactador a mano, carretilla elevadora, etc. El peso y volumen de 92 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. estas unidades es mediano. El equipo o maquinaria liviana son máquinas pequeñas o equipos especializados, como: compresor, bomba de agua, bomba de lodo, vibradora, cortadora de acero, sierra circular, rompe pavimentos, montacargas, martillo neumático, etc. Las herramientas menores más comunes utilizadas en la construcción, como: pico, pala, carretilla, grúa, maquinillo, hormigonera manual, rastrillo etc. Según la actividad a realizar dentro de la construcción (albañilería-madera-encofrador-ferralla…) tendremos: paleta, llana, espátula, capazo, espuerta, buril, fratás o talocha para enfoscar, raedera para el amasado del cemento, alcotana o piqueta, maceta, cortafríos, puntero, martillo de encofrador, cubo, nivel, escuadra, plomada, cinta métrica, flexómetro, etc. También se puede enumerar sistemas y maquinaria o equipamiento complementario para las obras como son: diversos tipos de andamios, módulo sencillo, tablón metálico, andamio colgante de manivela, andamio elevador automático, andamio modular de alta seguridad y equipo de grúa maquinillo. Por último, hay que enumerar el equipo de trabajo de los operarios como equipo básico de trabajo de un operario de la construcción: buzo o mono, arnés de seguridad para trabajos en altura, chaleco reflectante fundamental para trabajos en vías públicas, casco protector, guantes y botas de seguridad homologadas, aislantes, antideslizantes y reforzadas en la puntera, botas de agua para trabajos en barro, impermeable para trabajo bajo la lluvia, etc. Se puede definir un equipo electromecánico como un dispositivo capaz de transformar la energía eléctrica en mecánica o viceversa. Para el funcionamiento de las instalaciones hidráulicas - tales como presas, canales, estaciones de bombeo, depuradoras, etc. - se dispone de una gran variedad de estos equipos, tanto por tipo como por potencias. Se puede describir por su importancia: El motor eléctrico se ha visto se emplea para suministrar la energía necesaria al mecanismo ya sea bomba o sistema de maniobra. Funciona a partir de la energía eléctrica y pueden ser: De CC (corriente continua) Excitación en serie Excitación en paralelo Excitación compuesta De CA (corriente alterna) Síncronos Asíncronos (devanado en estator y rotor devanado o en cortocircuito) Monofásicos - Con bobinado auxiliar de arranque - De espira en cortocircuito Trifásicos - Rotor en cortocircuito: Jaula de ardilla, doble jaula - Rotor bobinado: Con anillos de arranque y con anillos de regulación - Rotor mixto El grupo electrógeno, en una instalación hidráulica se hace necesaria la instalación de un grupo electrógeno para seguir disponiendo de energía eléctrica ante un fallo de la red. Su función es suministrar energía eléctrica a partir de un motor de gasoil o gasolina y debe mantenerse siempre en perfecto estado operativo. Está constituido por: batería, 93 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. motor de arranque, motor de gasoil o gasolina, generador (alternador trifásico o monofásico), reguladores, automatismos de arranque y cuadro de maniobra. Los grupos hidráulicos, son los equipos encargados de transformar la energía mecánica-eléctrica en energía hidráulica. Se fabrican en muchos tamaños y con muchos sistemas diferentes de bombeo. Las bombas se clasifican en dos categorías básicas: hidrodinámicas e hidrostáticas. Las bombas hidrodinámicas se caracterizan porque el líquido, que es tomado de un depósito, es puesto primero en movimiento dentro de la bomba, a una velocidad considerable, experimentando luego una disminución de velocidad que permite adquirir presión, venciendo así las resistencias. Dentro de este tipo las bombas centrífugas son las más conocidas. Las bombas hidrostáticas también llamadas volumétricas, se caracterizan porque el líquido adquiere la presión sin experimentar en el interior de la bomba ningún aumento considerable de velocidad, ya que únicamente es aspirado y transportado. El caudal suministrado no depende sensiblemente de la presión, lo que las hace muy adecuadas para la transmisión de potencia. Definimos herramientas como aquellos objetos que se emplean directamente en contacto con los materiales de construcción y permiten al operario colocarlos en obra o modificarle sus características físicas exteriores. Las herramientas son muchas y variadas pero para simplificar el estudio vamos a clasificarlas según la actividad para la que se usan habitualmente, aunque alguna de ellas puede aparecer en más de un apartado por ser polivalentes: Herramienta para preparación de morteros y hormigones: - Batidera - Rastrillo - Zaranda - Las palas Herramienta para encofradores: - Serrucho - Sierra de carpintero - Cepillo - Martillo de orejas - Hacha - Azuela - Barra de pata de cabra - Formón - Escoplo - Berbiquí - Brocas - Barrenas Herramienta para demolición: 94 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. - Las macetas y los mazos o mazas - Los cinceles- Cortafríos - Los punteros- Las alcotanas - Las pistolas - Los martillos neumáticos o eléctricos Máquina herramienta - Martillos eléctricos - Amoladora - Máquina de rozas Máquina de uso en la construcción y útiles de medida - Polea - Torno - Grúa pluma o montacargas - Pulidora de suelo - Metros - Reglas - Niveles - Plomada - Escuadras Útiles de transporte - Carretillas - Cubos - Artesas Herramienta de montaje y corte - Llave Stilson o grifa - Llave pico pato - Llave sueca - Tenaza - Llave inglesa - Pico de loro - Llave de cadena - Arco de sierra - Mango porta-sierras - Corta tubos - Minicortatubos - Escariador - Tijeras para plásticos - Radial - Taladrado - Broca de diamante - Broca de vidia - Broca de metal - Broca de tres puntas para madera 95 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. - Broca perforadora para cerámica, piedra o yeso. - Broca para cristal - Roscadores de tuberías - Machos - Terraja 1.2 Equipos de maniobra en las instalaciones hidráulicas. Compuertas de segmento en superficie tipo "Taintor” Este tipo de compuertas, también llamadas Taintor, nombre de su inventor, es el más adecuado en los aliviaderos de superficie, ya que se pueden emplear para grandes vanos y permiten la regulación de caudales sin apenas vibraciones de la estructura. Estas compuertas deben ser proyectadas para un cierre exclusivamente por gravedad, o agua fluyente y la máxima carga. Las compuertas de segmento pueden ser proyectadas para que, en casos especiales, pueda verter sobre la compuerta una lámina de agua de altura moderada. Para ello se diseña el borde superior del tablero y guías laterales de tal forma, que el vertido de la lámina no produzca vibraciones ni choques contra la estructura, los brazos y mecanismos de la compuerta. En caso necesario, las compuertas de aliviadero pueden dotarse de una clapeta en la zona superior del tablero con el fin de evacuar pequeños caudales y posibilitar la limpieza de broza y cuerpos flotantes. Compuertas de segmento sumergidas Estas compuertas, son en líneas generales como las de superficie descritas en el apartad anterior, con la diferencia de que estas tienen que llevar cierre de estanqueidad en solera, dintel y laterales. Existe la posibilidad de diseño con un solo brazo y su correspondiente eje de giro. Compuertas planas tipo "Stoney" Reciben el nombre de su inventor, están constituidas por un tablero plano, realizando el desplazamiento por rodadura, mediante un tren de rodillos, interpuestos entre el camino de rodadura fijo y la compuerta. Compuertas planas "vagón" Son análogas a las anteriores, con la diferencia que la rodadura se efectúa mediante unas ruedas montadas en la compuerta. Las compuertas vagón se suelen utilizar como cierres de seguridad en desagües de fondo, medio fondo y en tomas de 96 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. agua. Debe prestarse una especial atención al diseño del borde inferior tablero, de las ranuras laterales y de la zona del dintel. Compuertas de clapeta Las compuertas de clapeta se emplean en aliviaderos con grandes luces de vano, hasta 30 m. o más con clapetas múltiples, y pequeña altura de lámina de agua. También es usual su empleo en aliviaderos auxiliares, como compuertas automatizadas. Debe estudiarse los riesgos que pueda ocasionar el abatimiento accidental y de forma súbita de la clapeta, lo que motivaría un caudal descontrolado aguas abajo, pudiéndose garantizar la imposibilidad de este abatimiento accidental. Válvula compuerta tipo "Bureau” Las válvulas compuertas son de tipo deslizante de sección rectangular- o cuadrada. La estanqueidad, se consigue en estas válvulas, mediante la unión metal-metal; bronce/acero inoxidable en laterales y dintel' y acero inoxidable/acero inoxidable en solera. Los materiales de fabricación más usuales son aceros al carbono y aceros inoxidables. 97 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. Válvula compuerta tipo "Bureau" de paso circular y asiento plano. Estas válvulas concebidas para sustituir a veces a las válvulas tipo "bureau" de sección rectangular o cuadrada, conservan el cierre inferior plano como éstas, eliminando la ranura inferior de las válvulas compuerta circulares convencionales y conservando el paso circular. De esta forma se eliminan las transiciones de sección circular a rectangular o cuadrada, necesarias aguas arriba y aguas abajo de las "Bureau", mejorando el diseño hidráulico de la conducción y acortando la longitud de montaje de las válvulas Válvulas mariposa Las válvulas mariposa en desagües profundos generalmente solo se emplean como órganos de guarda y seguridad. Como norma general, es aconsejable que la velocidad de entrada del agua a la válvula no exceda de 8 a 10 m/s., estando el obturador en posición de máxima apertura, lo que limita mucho su utilización con cargas elevadas. 98 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. Válvulas de chorro hueco cónico tipo "Howell-Bunger" Las válvulas de chorro hueco cónico tipo "Howell-Bunger", se emplean frecuentemente como órganos de regulación de caudales en desagües de fondo y tomas de agua. Se instalan al final del conducto en presión y con descarga al aire libre. La sección de paso en este tipo de válvulas es circular. Ataguías Se emplean en los órganos de desagüe de las presas como medios para permitir la revisión de los equipos ubicados aguas abajo. La denominación de ataguía implica que los tableros de cierre son proyectados para ser maniobrados siempre con cargas equilibradas tanto en apertura como en cierre. Para conseguir el equilibrado de presiones en el tablero se colocan una o dos válvulas de "by-pass". 1.3 Mantenimiento en las obras e instalaciones hidráulicas. El mantenimiento es un servicio que agrupa una serie de actividades cuya ejecución permite alcanzar un mayor grado de confiabilidad en los equipos, máquinas, construcciones civiles e instalaciones. Los objetivos del mantenimiento son: Evitar, reducir y, en su caso, reparar las fallas sobre los bienes precitados. Disminuir la gravedad de las fallas que no se lleguen a evitar. Evitar detenciones inútiles o parada de máquinas. Evitar accidentes. Evitar incidentes y aumentar la seguridad para las personas. Conservar los bienes productivos en condiciones seguras y preestablecidas de operación. Balancear el costo de mantenimiento con el correspondiente lucro cesante. 99 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. Alcanzar o prolongar la vida útil de los bienes. El mantenimiento adecuado tiende a prolongar la vida útil de los bienes, a obtener un rendimiento aceptable de los mismos durante más tiempo y a reducir el número de fallas. La eficacia del mantenimiento está relacionada muy estrechamente en la prevención de accidentes y lesiones en el trabajador ya que tiene la responsabilidad de mantener en buenas condiciones la maquinaria y herramienta, equipo de trabajo, lo cual permite un mejor desenvolvimiento y seguridad, evitando en parte, riesgos en el área laboral. Se entiende por mantenimiento correctivo la corrección de las averías o fallas, cuando éstas se presentan. Es la habitual reparación tras una avería que obligó a detener la instalación o máquina afectada por el fallo. Las posteriores generaciones del mantenimiento trajeron el preventivo sistemático, el predictivo, el proactivo, el mantenimiento basado en fiabilidad, etc. y aún así, una buen parte de las empresas basan su mantenimiento exclusivamente en la reparación de averías que surgen, e incluso algunas importantes empresas sostienen que esta forma de actuar es la más rentable. Existen dos formas diferenciadas de mantenimiento correctivo: el programado y no programado. La diferencia entre ambos radica en que mientras el no programado supone la reparación de la falla inmediatamente después de presentarse, el mantenimiento correctivo programado o planificado supone la corrección de la falla cuando se cuenta con el personal, las herramientas, la información y los materiales necesarios y además el momento de realizar la reparación se adapta a las necesidades de producción. 1.4 Instrucciones de mantenimiento en los sistemas electromecánicos y oleohidráulicos. 1.4.1. - Maniobras Se efectuará un ciclo de maniobras periódicas supeditado a las Normas de Explotación o Régimen de funcionamiento del Servicio, para mantener las compuertas en buen estado de funcionamiento, abriendo y cerrando las mismas, comprobando el correcto funcionamiento de todos los elementos del equipo (fugas, finales de carrera, taraje de la válvula de seguridad, regulados en la puesta en marcha). 1.4.2. - Cuadro eléctrico de maniobra Deberá permanecer siempre cerrado, sólo se abrirá en caso de avería o limpieza. Se comprobará que los cierres están en buenas condiciones. Su apertura y manipulación vendrá condicionada por la autorización y cualificación del trabajador. Antes de realizar comprobación alguna en el interior del cuadro cerciorarse de que el interruptor general está en posición de desconectado. 1.4.3. - Sistemas oleohidráulicos La seguridad de funcionamiento de los sistemas oleohidráulicos depende del cuidado que se haya tenido durante el montaje, su puesta a punto y del mantenimiento posterior. 100 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. 1.4.4. -Cilindros Entre las pocas averías que pueden presentar estas partes del equipo, están las fugas de aceite. Algunas de las averías posibles son: - Uniones de racores de tuberías de inyección. - Rotura, desgaste o envejecimiento de las juntas de sellos entre los vástagos y cabeza del cilindro. Siempre que se presente una fuga de aceite, se suele detectar fácilmente por las manchas sobre el suelo, agua o partes metálicas y con el tiempo una merma en el nivel del tanque. Las revisiones visuales de fugas se deberán realizar periódicamente. 1.4.5. - Motor eléctrico Como equipo en tensión, su manipulación vendrá condicionada por la autorización y cualificación del trabajador. 1.4.6. - Bomba hidráulica Después de muchas horas de servicio, en cuanto se presentase un ruido mayor de lo normal en la marcha de la bomba, es necesario proceder a su inmediata limpieza. Aprovechando la ocasión, se puede proceder simultáneamente a comprobar el juego del acoplamiento. 1.4.7. - Filtros Contamos con los filtros de aspiración, llenado y retorno. Filtro de retorno.- El filtro de retorno se desmontará periódicamente (dependiendo de la frecuencia de funcionamiento) y se procederá a su limpieza. Filtro de aire y llenado.- El filtro de aire y llenado se desmontará periódicamente (dependiendo de la frecuencia de funcionamiento) y se procederá a la limpieza de los bordes y el tamiz. Filtro de aspiración.- El filtro de aspiración se revisará cuando el depósito de la central lo permita, aprovechando una revisión de las bombas o un cambio de aceite. 1.4.8. - Otros componentes Para el resto de componentes de la central oleohidráulica se realizará periódicamente una inspección visual tanto de los propios componentes como de las conexiones. Se hace hincapié en que es indispensable la máxima limpieza al realizar cualquier trabajo en la central hidráulica, especialmente al estar el depósito abierto o abiertas las conducciones de la tubería. Suciedades y aceite no limpio pueden acortar la duración de vida y perjudicar sensiblemente la instalación. Así mismo, si la tapa superior de la central está limpia, se detectarán a simple vista cualquier tipo de fuga en los componentes y conexiones. 1.4.9. - Aceite hidráulico Nivel de aceite en depósito Se revisará en consonancia a la frecuencia de funcionamiento. Una disminución del nivel de aceite en el depósito de la central nos dará indicación de la existencia de fugas. Se detectarán y corregirán dichas fugas de la forma indicada en los párrafos anteriores. Relleno de aceite Se rellenará siempre a través del filtro de aireación y llenado. Hay que asegurarse de que los bidones contengan el aceite estipulado, limpiar cuidadosamente sus 101 Tema 8: Maquinaria equipos y herramientas de construcción. bocas y verificar que el aceite contenido no haya sido alterado por infiltraciones de agua. Degradación Comprobar el aceite hidráulico cada cierto tiempo en cuanto a su pureza (reconocible por el colorido del aceite). Se tomará una prueba del aceite y se dejará pasar por un papel de filtro o un paño limpio. En caso de darse una coloración azulnegra, es necesario realizar el cambio de aceite. El cambio de aceite se efectuará según el grado de ensuciamiento y duración de servicio de la instalación hidráulica. Contaminación en el circuito hidráulico En todos los circuitos hidráulicos, la contaminación por la presencia de partículas proviene de unas fuentes determinadas, cuyo conocimiento y control puede reducir considerablemente las averías de los componentes del circuito. Durante el mantenimiento se puede contaminar el aceite hidráulico durante las operaciones de limpieza, reparación o sustitución de componentes, así como al agregar aceite nuevo al depósito. Dichas operaciones se realizarán con la máxima limpieza posible. El contaminante producido por fricción es aquel que se produce dentro del propio circuito cuando una partícula rompe la película lubricante existente entre dos superficies en movimiento, produciendo una erosión en estas superficies y generando nuevas partículas (reacción de desgaste en cadena). La reducción de este contaminante se realizará a través de los filtros de retorno y aspiración instalados en la central. 1.4.10. - Conservación de la instalación Los elementos metálicos no deben estar afectados excesivamente por la corrosión, teniendo espesor suficiente para evitar deformaciones y atascos. Para ello es conveniente que estén debidamente protegidos con pintura. Los engrasadores tienen que estar operativos. Reponiendo los que se encuentren en mal estado o falten. Las partes móviles (ruedas, casquillos, transmisiones, reductores, engranajes, cadenas, husillos etc.) estarán engrasadas y con el nivel de aceite adecuado. Las pistas de rodadura, deslizamiento, guías etc. deben estar limpias y sin incrustaciones. Los cierres, si son de goma, no deben estar cristalizados, y si son metálicos no deben estar fisurados o rotos, a su vez las cuñas de apriete deben estar en perfecto estado. Los elastómeros no necesitan ningún tipo de mantenimiento a lo largo de su vida útil. Cuando se compruebe que están cristalizadas y se observen fisuras en su superficie deberán cambiarse. El reductor en el caso de que fuese desmontado es muy importante asegurarse de que al volver a instalarlo las juntas y las tapas estén colocadas correctamente para evitar las fugas de aceite o grasa. 102