Tecnologia e organização da construção I

Tema III. Equipamentos e Máquinas de construção. • Generalidades. Conceitos básicos• Classificação dos equipamentos de construção• Características fundamentais.

Generalidades. Na actualidade pode afirmar-se que existem maquinarias para realizar a maioria absoluta das actividades construtivas com alta produtividade e a necessária qualidade, para quase todo tipo de obras, dados os avanços experimentados pela ciência e a tecnologia.

Para garantir a humanização dos rudes trabalhos da construção as empresas construtoras devem dispor dos recursos e da técnica necessária para realizar as construções com a produtividade e a qualidade que necessita o desenvolvimento socioeconómico do país, assim como também os esforços em tratar de realizar uma gestão eficaz destes importantes recursos.

Classificação dos equipamentos de construção

Equipamentos para:

Movimento de terra, Perfuração e Produção de britas Transporte Fincada Betunado Iҫar e Montaje Outros (Pavimentação, reciclaje,tunéis,etc.)

Características fundamentais de cada grupo A. Movimento de terra e Produção de brita

A.1. Classificação das Maquinarias de Movimento de Terra. Máquinas Escavadoras de folhas com cuchillas:

• Buldóceres (bulldozers).• Trelas (scrapers).• Mototrelas (moto scrapers).• Zanjadoras (trench cutting machine• Motos niveladoras (motograders).

Máquinas Escavadoras com colher (cubos ou pás)• Escavadora Frontal ou Frente Pá (frontal shovel)• Retroescavadora (back hoe).• Dragagens (drag line).• Escavadora Universal ou Gruas Escavadoras:• Escavadora Siri (Jaiba) o Almeja de cuchara autoprensil.

A.1. Classificação das Maquinarias de Mov. de Terra. Máquinas de Perfuração (Máquinas Perfurarias) Máquinas Carregadoras ou Carregadores:

• Carregador Frontal sobre Pneumáticos (frontal whell loader).

• Carregador Frontal sobre Esteiras (frontal track loader)• Retro carregadores ou Carregadores de descarga traseira

. Máquinas de Transportação de Terras e/ou Rochas:

• Caminhões de Volteio (dump truck).• Semi-reboques de Volteio.• Caminhões “Fora de caminho”:• Rígidos (dumper)• Invertebrados ou “todo terreno” (articulated dump

truck)

A.1. Classificação das Maquinarias de Mov. de Terra. Compactadores (compactors): 1. Pesados:

• Cilindros de Aros Lisos (smooth wheel rollers).• Cilindros Vibratórios (vibratory compactors).• Compactador sobre Pneumáticos (phneumatic atire

roller).• Compactador “Pata de Cabrito” (sheeps foot rollers).

2. Ligeiros:• Pisões de Impacto (tipo “Rã”).• Paus de macarrão Lisos Vibratórios.• Placas ou Bandejas Vibrantes.

3. Mistos • Aros Lisos Pneumáticos, • Compactadores de Bordas, etc.

Partes Fundamentais das Máquinas, funções principais.

Órgãos de Trabalho:Toda equipe possui órgãos de trabalho com diferentes forma e dimensões, os mas usuais som: folhas com cuchillas, cubos ou pás, escarificações, depósitos ou camas, etc., para realizar os diferentes trabalhos. Estes órgãos são accionados pelos sistemas de controlo.

O conhecimento dos órgãos de trabalho das máquinas é muito importante para os Engenheiros Civis, já que disso depende a maneira ou método de realização para atacar os distintos trabalhos e a qualidade de sua execução e em grande medida o rendimento ao atacar os trabalhos.

A Classificação dos Materiais por sua Natureza ou por seu comportamento ao ser escavados, é a classificação que os agrupa desde I até V, desde solos brandos até rocha muito dura, especificando-os filas de potência requeridos pelos equipes para executar os trabalhos.

A classificação IV e V (rochas duras e muito duras) requerem de abrandamento prévio mediante britagem (trituração) para poder posteriormente usar as máquinas escavadoras.É importante fazer uso da Tabela, para evitar possíveis aras (rupturas) ou desperdício da capacidade potencial destas máquinas, ao atacar uma escavação ou qualquer outra actividade, escolhendo-se assim a potência adequada do equipe acorde com a dureza do solo existente.

Classificação dos Materiais por sua Natureza

CLASSIFICAÇÃO DE MATERIAIS POR SEU NATUREZA

Classificação I- Solos soltos a a semi

compactados

- Areias, cascalhos, limos, terra vegetal, argilas meias com mais ou menos água, escombros de rocha.

- Estes solos não necessitam preparação preliminar para ser escavados pelas máquinas.Podem ser escavados com relativa facilidade por top adores frontais, escavadoras universais (frente pás) e outras escavadoras em geral, de baixa ou meia potencia.

Classificação II- Solos compactos a rocha

branda

- Argilas duras, argilas esquistosas, rocha marga, rocha branca calcário - argilosa, massas de rocha altamente fissuradas ou estratificadas e rocha fragmentada por explosivos.

- Estos suelos necesitan con frecuencia una disgregación previa mediante escarificador o arado.Pueden ser excavados por equipos y medios mecánicos de medias o grandes potencias (más de 80 Hp)

Classificação III- Rocha de dureza média

- Rocha calcária, piçarras, conglomerados, massas de rocha medianamente estratificada, rochas muito alteradas e minerais brandos.- Podem ser escavados por equipas ou máquinas de potência mediana (mais de 140 HP). Para os trabalhos convencionais necessitam sempre uma desagregação prévia mediante escarificações pesadas ou o uso de explosivos de fraco potência.

Classificação IV- Rocha dura

- Rochas calcárias ou sílicas, rochas ígneas e metamórficas e de massas de rochas pouco alterada, calcita e a maioria dos minerais (os de pouca densidade).

- Solo pode ser escavados por procedimentos mecânicos com máquinas especiais, desenhadas para cada caso. Os explosivos que se usam devem ser de potencializa meia

Classificação V- Rocha muito dura

- Rochas ígneas não alteradas como granito, a diorita, diabasas, rochas metamórficas, minerais densos e silícios, magnetita, etc.- Rochas ígneas não alteradas como granito, a diorita, diabasas, rochas metamórficas, minerais densos e silícios, magnetita, etc. - Solo pode ser extraídos por procedimentos mecânicos altamente especializados e máquinas especialmente desenhadas. Há necessidade de emprego de explosivos de alta potencializa e métodos especiais de trabalho.

Máquinas Escavadoras de folhas com cuchillas

Os buldóceres.Os buldóceres são máquinas escavadoras por excelência, com grande emprego na execução de movimentos de terra de obras lineares, hidráulicas, agrícolas, mineiras, etc.Quer dizer, com um amplo campo de utilização, devido ao antes expresso se evidencia a necessidade de seu estudo pelos Engenheiros Civis, para contribuir a sua eficaz e eficiente exploração.Definição do Bulldozer: Um Bulldozer (buldóceres), cuja sigla é B, pode definir-se como: “uma máquina ex planadora formada por um tractor geralmente sobre esteiras ou sobre pneumáticos, que possui órgãos de trabalho conformados por uma folha dianteira e seu cuchilla colocada na parte inferior (órgão de trabalho principal) e escarificações (rooter) na parte traseira (órgão de trabalho secundário) accionados por um sistema hidráulico, com os que se executam escavações e transportes, que lhe permitem efectuar variados trabalhos de movimento de terra”.

Bulldozer (buldóceres)

Bulldozer sobre esteiras escavando e conduzindo terra.

Bulldozer (buldóceres)A folha é o órgão principal de trabalho do Bulldozer, com a mesma se realizam os cortes ou escavações, os traslados ou transportes de material escavado e outros muitos trabalhos. Lhe denomina incorrectamente “cuchilla”, quando realmente esta é o aditamento cortante que possui a folha em sua parte inferior dianteira, feita com um aço de maior resistência que o resto da folha. Nas esquinas ou extremos da cuchilla, fabricadas com um de aço até de maior resistência, encontram-se os “gaviões”, aditamentos que se empregam para iniciar o ataque ao executar as escavações.

Existem três tipos básicos de folhas, as que segundo seu movimento podem ser:

• Fixas (formando um ângulo recto com o eixo longitudinal da equipe)

• Inclinável (em relação a vertical)• Angulares (respeito ao eixo longitudinal da equipe)

Bulldozer (buldóceres)Os buldócers podem ser de folha frontal, Topador Frontal, formando 90º com o eixo longitudinal, ou de folhas inclinables, chamados Inclináveis ou Angulares.

Inclinação da folha

3. A folha também pode ser inclinável respeito ao eixo longitudinal ou transversal da máquina, quando nesse caso pode oscilar entre 30º e 60º com respeito ao eixo transversal da equipe, ao bulldozer lhe denomina: “Angledozers”

1. Por meio dos mandos hidráulicos pode-se inclinar a folha com respeito à vertical (+10º ou -10º), para facilitar assim a penetração da mesma no solo, procedendo-se segundo a dureza do terreno tip dozers .2. Se a folha do Bulldozer pode inclinar-se para cima ou para baixo respeito a horizontal para fazer possível a introdução dos “gaviões” (esquinas das cuchillas) no chão a escavar, aos bulldozers com essa possibilidade de movimento da folha lhe denomina: “Tiltdozers”

Virtualmente os buldóceres modernos tratam de combinar todos estes movimentos, para ser mais versáteis e adaptar-se a um maior número de trabalhos a realizar

Bulldozer (buldóceres)Podem ser empregados outros aditamentos de carácter não básico ou especiais colocados na parte dianteira em substituição da folha básica ou normal, os que acorde com os trabalhos que realizam podem ser de quatro tipos:1. Folha de reste-lo (“clearingdozers”).2. Abatedor de árvores (“stumpers”).3. Cortadora de matagais ou matizas (“bushcutter”).4. Placa de impulso ou empure (“cabrito” ou “pusher”)

Também existe o Bulldozer sobre Pneumáticos “Tornadozers” que difere dos anteriores no sistema de rodagem. Por suas características é muito útil em trabalhos de urbanizações, limpeza de ruas, etc., tanto por sua grande mobilidade como por não danificar o pavimento das ruas ou vias urbanas durante seu trabalho.

Os aditamentos ou folhas anteriormente explicadas estão colocadas diante, mas também detrás lhe situa outro denominado: Escarificador ou “Rooter”.

Bulldozer escavando e empilhando terra num Empréstimo.

Bulldozer (buldóceres)

Bulldozer (buldóceres)

Escarificador, Dente ou “Rooter”.

TOPADOR ou BULLDOZER sobre esteiras

Bulldozer abrindo caminho de acesso

Bulldozer fazendo uma capine

Bulldozer descascando a capa de solo vegetal ou orgânico, escavando e conduzindo de maneira correcta a favor da pendente.

Bulldozer (buldóceres). Campo de Aplicação.Os buldóceres trabalham segundo a Tabela em solos com Classificação I, II e III (até de dureza medeia), sem necessidade de empregar ou realizar britagem. Nos solos classificação: IV e V (rochas duras e muito duras), para poder trabalhar tem que executar uma desagregação prévia (trituração ou fofa), realizando britagem com explosivos de média potência.

Os buldóceres trabalham economicamente até os 90 metros (máximo raio de acção), embora nas escavações e transportes de solo, os máximos rendimentos se alcançam entre os 7 e os 25 metros, sendo aceitáveis trabalhar até os 45 - 50 metros. A partir desses valores o rendimento diminui rapidamente com a distância, principalmente devido às perdas de volume de terra acumulado diante da folha que se originam ao deslocar-se.

Zona de Máximo Rendimiento

7 10 20 25 30 40 50 60 70 80 90

Rendimiento (m3/h)

Distância

Características fundamentais das Trelas (scrapers). As Trelas As Trelas ou Escrepas (Scrapers), são máquinas especialmente desenhadas para os trabalhos de movimento de terra, as quais realizam de maneira sucessiva as operações de: escavação, carrega, transporte e vertido (rega ou estendida) de terras, o qual faz possível alcançar altos rendimentos nestes trabalhos, substituindo assim o trabalho de outras máquinas.

Trela cheia estendendo uma capa de material de cheio em uma esplanada em construção.

Características fundamentais das Trelas (scrapers). As partes ou elementos principais do conjunto Tractor Trela (ou simplesmente Trelas), que são os seguintes:

O Tractor que contribui a força para atacar trabalho, é o que tira ou puxa a equipe mediante a barra de tiro que os conecta.

A Caixa ou depósito da Trela, onde se acumula o material escavado, com capacidades de carga que variam entre 2 e 30 m3

A Cuchilla (lamina) ou elemento cortante para atacar escavações, localizara-se na parte inferior da Caixa.

Dispositivos componentes do sistema de mandos hidráulicos. Sistemas de rodagem, geralmente sobre pneumáticos (S/N).

As Trelas geralmente são atiradas por Tractores Sobre Esteiras para evitar que patine ou deslize o tractor ao atirar da mesma durante os trabalhos; não obstante faz vários anos que se empregam com excelentes resultados Tractores Sobre Pneumáticos gigantes que possuem desenhos pronunciados (“rodas fingiras (fangueras)”)

Características fundamentais das Trelas (scrapers). Ao atacar os trabalhos, estas equipe realizam sempre quatro operações básicas de maneira sucessiva ou consecutiva, as duas primeiras de forma quase simultânea:

Escavação Carga Transporte ou transporte de terra. Rega ou estendida de terra.

Estas máquinas geralmente requererão de um Empurrador (“Cabrito”) o qual deverá ter a fila de potências, segundo a capacidade da Trela.

O empurrador pode ser capaz de mover-se e atirar da TS incluso ao escavar e carregar simultaneamente assegurando um eficiente cheio e racional exploração, ao não empregar-se tractores de grandes potencializa com o TS de pequena capacidade

A selecção se fase atendendo principalmente a: a distância de transporte ou transporte, o tipo de solo e as características topográficas existentes na área de trabalho.

Características fundamentais das Moto Trelas

Moto trelas.Sua forma é similar a das Trelas mas são traccionadas por um Tractor sobre Pneumáticos de duas rodas (ou “de cadeia”) constituindo uma equipe integral, único, com maior manobrabilidade e velocidades de deslocamento, o que explica que alcancem maiores rendimentos.Fabricam-se no mundo dois tipos básicos do Moto trelas: Convencionais (com um e dois eixos motrizes as que usualmente requerem a ajuda de outra máquina na fase de escavação e carga Auto carregares, providas de um sistema que permite escavar e automóvel carregar-se sem ajuda de outras máquinas.

Moto trelas Convencional Moto trelas Auto carregares

Características fundamentais das Moto Trelas

Campo de Aplicação.• O campo de aplicação das Moto trelas é similar ao das Trelas, quer dizer, usam-se na execução de grandes volumes de movimento de terra, mas a distâncias maiores e desenvolvendo velocidades superiores, por isso se requerem boas condições dos caminhos que utilizam tanto no referente a pendentes, desenho geométrico e resistência, sendo as equipes mais económicas para realizar estes trabalhos.• Podem escavar solos classificação I e II (com ausência de rochas de tamanho máximo (0.30m). • Geralmente necessitam para poder realizar a escavação e carga com efectividade, de um empurrador (pusher ou cabrito), para a maioria dos solos. • Em geral seu raio de acção oscila entre: 150 m e 3000 m. • São ideais para executar compensações longitudinais para aterros de obras lineares e canais.

Critérios de Selecção.A selecção da capacidade das Moto trelas a utilizar se fará principalmente em função da distância média de transporte de terras

Características fundamentais das Moto TrelasA distância média de transporte de terras, estão regulamentada pelas normativas

Cmt = tc.MT / tc pusher

Potencia95 Hp120 Hp150 Hp210 Hp

Tabla 11. Distancias Optimas de Tiro de Moto trelas.

Capacidade en metros cúbicos Distancia de Tiro em metrosMenores de 6 150 - 600

300 - 1000450 - 1500Até 3000

Qantidade de moto trelas a atender por un pusher: (Cmt)

De 6 a 15De 15 a 25

Maiores de 25

De 9 a 14 metros cúbicosDe 7 a 9 metros cúbicos

De 14 a 21 metros cúbicos

Potencia de Empurrador o Pusher segundo a capacidade da moto trela.

De 5 a 7 metros cúbicosCapacidade

Segundo as NC

Em resumo, as Moto trelas se utilizam para a realização de escavações e compensações na execução grandes obras lineares e hidráulicas, a distâncias meias entre os 150 m e 1500 m, alcançando altos rendimentos.

Características fundamentais das Moto TrelasRecomendações Gerais para assegurar máximo rendimento e a maior economia ao empregar as Trelas e as Moto trelas.

1. Trabalhar sempre que for possível a favor do pendente (baixando), já que ganham 10 kgf/t de peso bruto total, por cada 1% de inclinação.

2. Transladar-se à máxima velocidade possível, sempre que se garanta a circulação com a devida segurança nos caminhos.

3. Aproveitar ao máximo de capacidade de carga da equipe tratando de que se encha, para o qual deve utilizar o Empurrador (pusher) adequado segundo tabela estabelecida pela NC.

4. Realizar a fase de escavação e carga entre 1,5 e 2,0 minutos, o qual incrementa o rendimento .

5. Escolher o tipo de ciclo de trabalho de acordo com as características do trabalho a realizar (geralmente se emprega o elíptico).

6. Realizar sempre o percurso com a mínima distância de existir várias alternativas, sempre dentro da fila de distâncias económicas definido pela normativas.

Todas estas recomendações estão dirigidas a obter o máximo rendimento e a maior economia possível na realização dos movimentos de terra com estas máquinas.

Moto trela

Mototraíllas

•

Moto trelas