El término equipo pesado , maquinaria pesada , excavadoras , vehículos de construcción o equipo de construcción se refiere a vehículos de servicio pesado especialmente diseñados para ejecutar tareas de construcción , que con mayor frecuencia implican operaciones de movimiento de tierras u otras tareas de construcción de gran envergadura. El equipo pesado generalmente comprende cinco sistemas de equipo : el implemento, la tracción , la estructura, el tren de potencia y el control/información.
El uso de equipos pesados se ha realizado al menos desde el siglo I a. C., cuando el antiguo ingeniero romano Vitruvio describió una grúa en De architectura cuando era accionada mediante trabajo humano o animal.
Los equipos pesados funcionan gracias a la ventaja mecánica de una máquina simple : la relación entre la fuerza aplicada y la fuerza ejercida se multiplica, lo que hace que las tareas que podrían requerir cientos de personas y semanas de trabajo sin equipos pesados sean mucho menos intensivas. Algunos equipos utilizan accionamientos hidráulicos como fuente principal de movimiento.
La palabra planta , en este contexto, ha llegado a significar cualquier tipo de equipo industrial, incluido el equipo móvil (por ejemplo, en el mismo sentido que planta eléctrica ). Sin embargo, planta originalmente significaba "estructura" o "establecimiento", generalmente en el sentido de fábrica o almacén; como tal, se usaba en contraposición a maquinaria móvil, por ejemplo, a menudo en la frase "planta y equipo".
El uso de maquinaria pesada tiene una larga historia; el ingeniero romano Vitruvio (siglo I a. C.) describió la maquinaria pesada y las grúas de la antigua Roma en su tratado De architectura . El martinete se inventó alrededor de 1500. El primer escudo para túneles fue patentado por Marc Isambard Brunel en 1818.
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Hasta el siglo XIX y principios del XX, las máquinas pesadas se tiraban con fuerza humana o animal. Con la llegada de los motores portátiles a vapor, los precursores de las máquinas tiradas se reconfiguraron con los nuevos motores, como la cosechadora . El diseño de un tractor central evolucionó en torno a la nueva fuente de energía de vapor en un nuevo motor de tracción central de máquina , que puede configurarse como el tractor de vapor y la apisonadora . Durante el siglo XX, los motores de combustión interna se convirtieron en la principal fuente de energía de los equipos pesados. Se utilizaban motores de queroseno y etanol , pero hoy en día los motores diésel son dominantes. La transmisión mecánica fue reemplazada en muchos casos por maquinaria hidráulica. A principios del siglo XX también se vieron nuevas máquinas impulsadas por electricidad, como la carretilla elevadora . Caterpillar Inc. es una marca actual de estos días, que comenzó como Holt Manufacturing Company . La primera máquina pesada producida en masa fue el tractor Fordson en 1917.
El primer vehículo comercial de orugas continuas fue el Lombard Steam Log Hauler de 1901. El uso de orugas se hizo popular para los tanques durante la Primera Guerra Mundial y, más tarde, para la maquinaria civil, como la excavadora. Los vehículos de ingeniería y las máquinas terrestres móviles más grandes son las excavadoras de rueda de cangilones , construidas desde la década de 1920.
Hasta casi el siglo XX, una herramienta simple constituía la máquina primaria para mover tierra: la pala de mano —movida con tracción animal y humana, trineos, barcazas y carros—. Esta herramienta era el método principal por el cual el material era arrojado lateralmente o elevado para cargar un medio de transporte, generalmente una carretilla , o un carro o carreta tirado por un animal de tiro . En la antigüedad, se usaba un equivalente de la pala o azada de mano y una cesta para la cabeza —y masas de hombres— para mover tierra para construir obras civiles. Los constructores han usado durante mucho tiempo el plano inclinado , las palancas y las poleas para colocar materiales de construcción sólidos, pero estos dispositivos que ahorraban mano de obra no se prestaban para el movimiento de tierra, que requería cavar, levantar, mover y colocar materiales sueltos. Los dos elementos necesarios para el movimiento de tierra mecanizado, entonces como ahora, eran una fuente de energía independiente y la movilidad fuera de la carretera, ninguno de los cuales podía ser proporcionado por la tecnología de esa época. [1]
Las grúas para contenedores se empezaron a utilizar a partir de los años 50 y posibilitaron la contenedorización .
Hoy en día es tal la importancia de esta maquinaria, que algunas empresas de transporte han desarrollado equipos específicos para transportar equipos pesados de construcción hacia y desde las obras.
La mayoría de los principales fabricantes de equipos, como Caterpillar, [2] Volvo, [3] Liebherr, [4] y Bobcat, han lanzado o han estado desarrollando equipos pesados total o parcialmente eléctricos. Los modelos disponibles comercialmente y los modelos de I+D se anunciaron en 2019 y 2020. [5]
La robótica y la autonomía han sido una preocupación creciente para los fabricantes de equipos pesados, que han comenzado a investigar y adquirir tecnología. [6] Actualmente, varias empresas están desarrollando ( Caterpillar y Bobcat ) o han lanzado ( Built Robotics ) soluciones comerciales al mercado.
Estas subdivisiones, en este orden, son la categorización estándar de equipo pesado.
Tractor
Calificador
Excavador
Retroexcavadora
Madera
Tiendetubos
Raspador
Minería
Articulado
Compactador
Cargador
Cargadora de orugas
Cargadora de dirección deslizante
Manipulador de materiales
Pavimentación
Subterráneo
Herramienta hidromática
Carretera
Los equipos pesados requieren neumáticos especializados para diversas aplicaciones de construcción. Si bien muchos tipos de equipos tienen orugas continuas aplicables a requisitos de servicio más severos, los neumáticos se utilizan donde se requiere mayor velocidad o movilidad. Es necesario comprender para qué se utilizará el equipo durante la vida útil de los neumáticos para realizar una selección adecuada. La selección de neumáticos puede tener un impacto significativo en la producción y el costo unitario. Hay tres tipos de neumáticos para uso fuera de carretera: transporte para máquinas de movimiento de tierras, trabajo para máquinas de movimiento de tierras de movimiento lento y carga y transporte para transporte y excavación. Los neumáticos para uso fuera de carretera tienen seis categorías de servicio: C compactador, E excavadora, G niveladora, L cargador, LS skidder de troncos y ML minería y explotación forestal. Dentro de estas categorías de servicio hay varios tipos de banda de rodadura diseñados para su uso en superficies duras, superficies blandas y rocas. Los neumáticos son un gran gasto en cualquier proyecto de construcción, se debe tener cuidado para evitar un desgaste o daño excesivo.
Un operador de equipo pesado conduce y opera equipo pesado utilizado en proyectos de ingeniería y construcción . [7] [8] Por lo general, solo los trabajadores calificados pueden operar equipo pesado y existe una capacitación especializada para aprender a usar equipo pesado.
Gran parte de las publicaciones sobre operadores de equipos pesados se centran en mejorar la seguridad de estos trabajadores. El campo de la medicina laboral investiga y formula recomendaciones sobre la seguridad de estos y otros trabajadores en puestos sensibles a la seguridad.
Debido a los pequeños márgenes de ganancia en los proyectos de construcción, es importante mantener registros precisos sobre la utilización, las reparaciones y el mantenimiento de los equipos. Las dos categorías principales de costos de los equipos son el costo de propiedad y el costo de operación . [9]
Para que un gasto se considere un costo de propiedad, debe haberse incurrido independientemente de si el equipo se utiliza o no. Estos costos son los siguientes:
La depreciación se puede calcular de varias formas, la más sencilla es el método lineal. La depreciación anual es constante, lo que reduce el valor del equipo anualmente. Las siguientes son ecuaciones simples parafraseadas del texto de Peurifoy y Schexnayder:
Para que un gasto se clasifique como costo operativo, debe incurrirse en él mediante el uso del equipo. Estos costos son los siguientes: [10]
La mayor distinción desde el punto de vista de los costos es si una reparación se clasifica como una reparación mayor o una reparación menor . Una reparación mayor puede cambiar el valor depreciable del equipo debido a una extensión en la vida útil , mientras que una reparación menor es un mantenimiento normal . La forma en que una empresa elige calcular el costo de las reparaciones mayores y menores varía de una empresa a otra dependiendo de las estrategias de costos que se utilicen. Algunas empresas cobrarán solo las reparaciones mayores del equipo, mientras que las reparaciones menores se calculan en función de un proyecto. Otra estrategia de cálculo de costos común es calcular el costo de todas las reparaciones del equipo y solo los elementos de desgaste reemplazados con frecuencia se excluyen del costo del equipo. Muchas empresas mantienen su estructura de costos muy vigilada [ cita requerida ] ya que puede afectar las estrategias de licitación de su competencia. En una empresa con múltiples divisiones semiindependientes, el departamento de equipos a menudo quiere clasificar todas las reparaciones como "menores" y cargar el trabajo a un trabajo, mejorando así su "ganancia" del equipo.
A menudo se producen modelos a escala promocionales de maquinaria pesada en metal fundido a presión para cada vehículo con el fin de obsequiarlos a los posibles clientes. Por lo general, se fabrican a escala 1:50 . Los fabricantes más conocidos de estos modelos son Conrad y NZG en Alemania, incluso para vehículos estadounidenses.
Los 10 mayores fabricantes de maquinaria pesada en 2022 [12]
Otros fabricantes incluyen:
Medios relacionados con Maquinaria pesada en Wikimedia Commons
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