Componentes de la Maquinaria Minera

Tren de potencia: Conjunto mecánico formado por todos los elementos que generan un giro, el cual impulsa la máquina.

Motor: Elemento mecánico que transforma una fuente de energía en un movimiento rotatorio (giro). Se distinguen varios circuitos o sistemas: «in», «out» y «aux».

Tipos de Motores

• Motor eléctrico: Transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Características:
  • Se fabrica en cualquier tamaño.
  • Par de giro elevado y constante.
  • Rendimiento elevado.
  • Poca movilidad y escasa autonomía.
• Motor térmico: Pueden ser continuos o alternos. Su funcionamiento se basa en la transformación química del combustible en energía calorífica y, posteriormente, en energía mecánica. Se distinguen:
  • Motor de Encendido Provocado (MEP).
  • Motor de Encendido por Compresión (MEC).

Clasificación de Motores Térmicos

Según la colocación de los cilindros:

• Motor en «V»
• Paralelo
• En estrella

Según el ciclo del motor:

• Motor de 2 tiempos
• Motor de 4 tiempos

Partes del Motor

El bloque motor constituye la estructura básica que soporta todos los demás elementos. Su principal característica es la rigidez, para que sea capaz de realizar grandes esfuerzos sin sufrir deformación. Se divide en tres zonas: culata, bloque y cárter.

Ciclo de Cuatro Tiempos del Motor (MEC)

1. Admisión: La válvula de admisión, situada en la parte superior izquierda, se abre permitiendo la entrada de aire al cilindro.
2. Compresión: Las válvulas están cerradas. El pistón sube, comprimiendo el aire, que se calienta hasta alcanzar una temperatura cercana a los 700°C.
3. Combustión: Al final de la compresión, con las válvulas cerradas, se inyecta el combustible pulverizado, que combustiona debido a las altas presiones y temperatura alcanzadas.
4. Escape: Se abre la válvula de escape mientras la de admisión permanece cerrada. El pistón sube y los gases quemados son expulsados.

Componentes Comunes en Maquinaria

Serie de elementos que se repiten sistemáticamente en casi todas las máquinas:

• Tren de potencia
• Sistema hidráulico
• Chasis o bastidor principal
• Ruedas

Rueda motriz: Elemento que transmite el giro a un tren de cadenas (en el caso de maquinaria de orugas).

Terminología Esencial

• Par de giro: Dos fuerzas que se aplican separadas y en sentido contrario, denominadas par de fuerzas, y que originan un esfuerzo de torsión.
• Batería: Acumulador de energía.
• Cigüeñal: Eje que se encuentra en el motor y gira mediante el movimiento alternativo de los pistones.
• Rendimiento: Trabajo real y efectivo de un motor.
• R.P.M: Revoluciones que da el cigüeñal del motor en un minuto.
• Excavación: Operación de cortar y mover cualquier clase de suelo, independientemente de su naturaleza o características físico-mecánicas.

Tipos de Excavación

a) Por su Profundidad

• Poco profundas: 1-5 m de profundidad. Se pueden llevar a cabo con maquinaria de 80 Hp o menos. No requieren la construcción de rampas para la salida de camiones. Se debe considerar el uso de protección de taludes durante su realización.
• Profundas: Superan los 5 m de profundidad. Se usa maquinaria con potencia mayor a 80 Hp. Se debe considerar el sistema de protección de taludes y la rampa de salida de camiones.

b) Por su Nivel de Detalle

• Excavación masiva: Grandes cantidades de material. Maquinaria mayor a 80 Hp. En esta excavación se obtiene mayor rendimiento, ya que solo se debe tener cuidado con el perfilado de taludes. Rendimiento: 110 – 125 m³/h.
• Excavación estructural: Se realiza para la conformación de las zapatas de cimentación o zanjas para instalación de servicios. Maquinaria que supere los 80 Hp. Rendimiento: 50-60 m³/h.
• Excavación en rampa: Consiste en ejecutar y retirar una rampa de salida para camiones. Rendimiento: 50-60 m³/h.

c) Por Tipo de Material Excavado

• Excavación en roca: La roca es aquel material cuyo tamaño excede los 50 cm y no puede excavarse por métodos manuales o mecánicos normales debido a su dureza. (Arcillas, limos y piedras con tamaño inferior a 50 cm no se consideran roca).
• Excavación común en tierra y roca desfragmentada: Es aquel material que no se asimila a la clasificación de roca y puede extraerse por métodos manuales o mecánicos normales.

d) Por su Grado de Humedad

• Excavación húmeda: Se ejecuta por debajo del nivel freático en el momento de la excavación y exige el uso continuo de equipo de bombeo. No se considera excavación húmeda la debida a lluvias, infiltraciones, fugas, etc.
• Excavación seca: Toda excavación que no se asimile a la definición dada para la excavación húmeda.

Clasificación del Suelo

Puede realizarse mediante la nomenclatura SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos) o AASHTO (Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportes). La clasificación establece 7 grupos de suelos y agregados con base en la determinación en laboratorio de la granulometría, el límite líquido y el límite plástico. Un octavo grupo corresponde a suelos orgánicos.

• Material tipo I: Atacable por proceso manual sin usar pico, solamente pala. Si es por medios mecánicos, el material puede ser excavado con retroexcavadora de 80-110 Hp.
• Material tipo II: En el proceso por medios manuales, se requerirá el uso de pico y pala. Por medios mecánicos, exigirá una excavadora de 140-160 Hp.
• Material tipo III: En el proceso por medios manuales, este material solo puede ser removido con cuña y mazo, con martillos neumáticos o mediante explosivos o gel expansivo.

Selección de Maquinaria

Tipo de maquinaria a utilizar: Está relacionada con factores como: tamaño del área de trabajo, clima, profundidad de excavación y estratigrafía. Se debe considerar la potencia de la máquina, la capacidad de carga, el tamaño del cucharón, la velocidad de carga y el espacio de maniobrabilidad.

Cantidad de maquinaria necesaria: Hay que tener en cuenta todas las actividades relacionadas con la excavación, además de considerar la distancia de acarreo.