Maquinas II. Tecnologia. 2. Maquinaria de la Construcción. TECNOL.

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Tecnología

Conjunto de máquinas que sirven para sustituir, ayudar o mejorar el trabajo del hombre en la industria de la construcción. Desde tiempos remotos, el ingenio del hombre le hizo concebir herramientas y máquinas que le permitieron aumentar la producción y dignificar su trabajo, facilitando un uso más noble de sus facultades. Las máquinas, al aumentar el rendimiento y disminuir costes y plazos, han permitido realizar obras que mejoran el nivel y condiciones de vida de la humanidad.

Historia y evolución. Probablemente, la primera máquina que utilizó el hombre fue la palanca, accionada por su energía muscular. El hombre primitivo, que vivía en cuevas y cavernas, tenía que protegerse de los animales salvajes y rigores del clima tapando la entrada con grandes piedras, que posiblemente movía con ramas de árboles, utilizándolas como palancas.

Como muchas veces las piedras no estaban cerca, tenía que transportarlas, rodándolas y arrastrándolas, primero sobre el suelo y luego sobre narrias o trineos, empujados por hombres o arrastrados por animales domesticados. Eldescubrimiento de la rueda (primeramente en su modalidad de rodillo) fue un paso importantísimo en el transporte de materiales de construcción. En construcciones en las orillas de ríos y lagos se debió emplear muy pronto el transporte por flotación sobre almadías de troncos y luego sobre canoas y barcas.

Muchas veces los materiales no estaban en la superficie del suelo y hubo que excavar para extraerlos. La excavación se realizaba a mano y con herramientas primitivas, de las que algunas han perdurado hasta nuestros días (pico, pala, azada).

Para la elevación de materiales se emplearían cuerdas tejidas de vegetales, ayudándose de las ramas de un árbol como poleas. Posteriormente se empezaron a emplear máquinas de elevación accionadas por esfuerzo humano, con cuerdas, poleas y ruedas para su transporte.

Para defenderse de inundaciones a orillas de ríos y en obras de irrigación, el hombre primitivo construyó diques de tierra que consolidaba por el paso de hombres y ganado, como se hacía en el s. VI a. C. en Ceilán.

La evolución de la m. de la c. fue muy lenta mientras la única forma de energía disponible era la humana o animal, y, para algunas aplicaciones, la hidráulica.

Con la invención en el s. XVIII de la máquina de vapor y su aplicación en el XIX a las obras y transportes, se dio un paso de gigante. Así, en 1878 se emplearon en las obras del canal de Suez excavadoras de vapor de cangilones, que permitieron ahorrar mucha mano de obra. En la actualidad una excavación de 50 m3 por hora, que antes exigía el trabajo de 100 hombres, se puede hacer con un maquinista y una excavadora.

El empleo del motor de explosión y el motor eléctrico desde finales del s. XIX y del motor de combustión interna desde los primeros años del XX, fueron un avance importantísimo para el desarrollo de nuevas máquinas. La movilidad de las máquinas mejoró notablemente con la adopción de cadenas (orugas), sistema que se desarrolló en la I Guerra mundial y con el empleo de grandes neumáticos, iniciado en la II Guerra mundial.

La industria de fabricación de m. de la c. Tiende a aumentar el rendimiento y facilidad de manejo de la máquina, y a disminuir su precio y ofrece una amplia gama de tipos y capacidades de máquinas, llegando en algún caso al gigantismo, que permitirá hacer grandes obras públicas (autopistas, nuevo canal de Panamá, túnel bajo el canal de la Mancha, grandes puertos) con un mínimo de coste y en plazos breves.

Maquinaria empleada en obras. Debido a la gran variedad de construcciones y obras públicas, se puede decir que en las obras se utilizan todo tipo de máquinas, incluso máquinas herramientas. Se puede dividir la m. de la c. en especializada para un trabajo determinado (p. ej., romperrocas para dragados submarinos en roca) o de uso general en obras (p. ej., camiones volquete, excavadoras, palas cargadoras, tractores con o sin cuchilla empujadora, grúas). También se la puede clasificar en: de uso manual (sierras motorizadas para corta de árboles, pisones neumáticos o con motor, vibradores de hormigón), máquinas remolcadas, máquinas automotrices, máquinas fijas y máquinas sobre embarcaciones.

Sólo para enumerar la m. de la c. empleada en obras conviene considerar las fases de construcción, que pueden clasificarse como sigue:Reconocimiento del suelo: Se emplean sondas de percusión o rotativas, que pueden alcanzar hasta 200 m. de profundidad, con extracción de muestras de las capas de terreno atravesadas.

Movimiento de tierras: Excavación en seco o bajo agua (dragados; v.), para lo que se emplean excavadoras de todo tipo, tractores con cuchilla (dozer), traíllas, motoniveladoras escarificadoras, zanjadoras, dragas marítimas de cuchara, cangilones o de succión, maquinaria de aire comprimido y topos para perforación de túneles a sección completa.

Carga y transporte de materiales: palas cargadoras, cargadores de cangilones, cintas transportadoras, ferrocarriles, camiones, volquetes; y para distancias cortas se emplean traíllas, dozer y motoniveladoras.

Consolidación del terreno: Se emplean máquinas manuales como pisones de percusión (rana) o vibración y máquinas remolcadas o automotrices, como rodillos, apisonadoras de rodillos o neumáticos y tablas o rodillos vibrantes.

Cimentaciones especiales: martinetes para hinca de pilotes, máquinas especiales de excavación y fabricación de pilotes in situ, campanas neumáticas, maquinaria para fondeo de cajones en obras marítimas o hidráulicas.

Elevación de materiales: Para las obras de superestructura y para alimentación de materiales en canteras y obras, son necesarias operaciones de elevación que se llevan a cabo con grúas de todo tipo, montacargas, cabrestantes y planos inclinados, elevadores de cangilones, cintas transportadoras, elevación por tubería y bomba, teleféricos, tornos, diferenciales y gatos hidráulicos. En casos excepcionales de dificultad de acceso, se ha empleado el helicóptero para transporte y elevación de cargas.

Fabricación y puesta en obra del hormigón de cemento: Este material, muy empleado en todo tipo de obras, constituido por piedra, arena, cemento, agua y aditivos, requiere ser fabricado con maquinaria especial que incluye desde la pequeña hormigonera de obra de 50 1., hasta las grandes centrales de hormigón totalmente automáticas. Para la preparación de los constituyentes se emplean machacadoras, trituradoras, molinos y cribas. Para el transporte se emplean hormigoneras y batidoras autotransportadas, bombeo por tubería, cinta y cubas de apertura neumática o hidráulica. Para la puesta en obra, vibradores y compactadores neumáticos o eléctricos.

Fabricación y puesta en obra de hormigones asfálticos: Muy empleados en pavimentos de carreteras y pistas de aeropuertos, exigen una maquinaria especial para su mezcla, transporte, distribución, extendido, compactado y acabado.

Maquinaria para acabados y auxiliares: Como pulidora de pavimentos, cortadora de baldosas, rozadoras, alisadora de hormigón.

Características de las máquinas. Para dar una idea del rendimiento de las máquinas y posible ahorro de mano de obra, se facilitan los siguientes datos; relativos a máquinas de tipo usual:Pala excavadora: capacidad de cuchara de 0,5-2,5 m3; motores de 100-300 CV; rendimiento en terreno de consistencia media de 50-100 m3/h., equivalente al trabajo de 100 a 200 hombres.

Pala cargadora: capacidad de 1-3 m3; motores de 50-250 CV; rendimiento 20-60 m3/h., equivalente al trabajo de 10 a 30 hombres.

Camiones volquete: capacidad de 6-35 m3, motores de 150-600 CV, en general del tipo todo terreno, con velocidades de 10 a 60 Km/h. Capacidad de una carretilla manual, 50-80 1.

Mototraílla: capacidad de 12-23 m3; motores de. 150300 CV; velocidades de hasta 40 Km/h.; puede ser autocargable.

Tractores con cuchilla: capacidad en cuchilla 2-3 -m3; motores 100-350 CV; rendimiento 200-300 m3/h. en terreno de consistencia media, equivalente al trabajo de 200 a 300 hombres.

Cinta transportadora: rendimiento 100-1.000 t/h. Hormigonera de obra: capacidad de la cuba 50-300 1.; rendimiento 1-6 m3/h., equivalente al trabajo de 6 a 36 hombres.

Central de fabricación de hormigón: rendimiento de 25 a 100 m3/h.

Hormigonera autotransportada: capacidad de 4 a 6 m3. Grandes máquinas. Como comparación citamos las siguientes máquinas empleadas en grandes obras públicas y explotación de canteras y minas a cielo abierto, cuya capacidad excede con mucho de lo normal:Pala excavadora: cuchara de 46 m3; motores de 9.000 CV.

Excavadora de rueda: rendimiento 8.500 m3/h.; Motores de 1.500 CV; diámetro de la rueda 18 m. Cargadores: rendimiento 600 m3/h. con cinta transportadora.

Volquete: semirremolque de 82 m3; motor de 750 CV. Traíllas: capacidad 70-75 m3; motor de 600 CV. Tractor con cuchilla: longitud de la cuchilla 6 m.; motor de 400 CV.

Cinta transportadora: 15.000 t/h.

Perspectivas futuras. Es difícil prever la evolución, pues cualquier descubrimiento puede representar un gran avance, pero se aprecia actualmente que la tendencia es a simplificar el trabajo del obrero y su intervención en el manejo de la máquina y a aumentar su capacidad y rendimiento. En máquinas pequeñas se tiende a que sean universales, dotándolas de accesorios que les permitan servir sucesivamente para misiones diferentes (grúa, excavadora, cargadora, etc.). En cuanto a motores, dado su aumento de potencia, se estima que podrá emplearse la turbina de gas y, en un futuro más lejano, la energía nuclear. Los mandos de las diversas partes de la máquina serán preferentemente hidráulicos, neumáticos o con motores eléctricos independientes. Se aumentará el automatismo de las máquinas y su precisión, gracias a la ayuda de la electrónica y rayos laser (v.), llegándose incluso al mando a distancia, como ocurre actualmente en Japón con un tractor con cuchilla; y posiblemente se llegue pronto a un funcionamiento con programa y ordenador, como se hace ya en algunas centrales de fabricación de hormigón.

En un futuro próximo se prevé el empleo de explosivos nucleares para grandes obras, como canales, puertos y embalses, lo que llevará aparejado el empleo de una maquinaria especial y gigante. Todo ello para conseguir un trabajo más cómodo del hombre, unas obras más baratas y la posibilidad de hacer construcciones que hace pocos años ni se soñaba poder realizar.

V. t.: MATERIALES II; MOTORES; DRAGADOS

S. NOREÑA DE LA CÁMARA

BIBL.: P. GALABRU, Maquinaria general en obras y movimientos de tierras, Barcelona 1962; F. LóPEZ PEDRAZA, Manual de equipos de construcción, Madrid 1957; J. LUENGO, Palas excavadoras, Madrid 1958 (serie de manuales); GUITEMA, Guía técnica de maquinaria y equipos de la Construcción, Obras Públicas y Minas, Madrid 1972; VARIOS, Le matériel de Travaux Publics, París 1954. Revistas: "Construcción methods and equipment", ed. McGraw Hill (mensual); "Maquinaria y equipo", Madrid (mensual)