rendimiento y costo de maquinaria

1. 1.- RENDIMIENTO Y COSTO DIRECTO DE EQUIPOS.
++ Determinar el rendimiento de los equipos de construcción mas
utilizados en terracerías, en base a los métodos mas comunes, así como
determinar el costo directo por unidad de obra producida ++
Para poder
determinar el
rendimiento
del equipo.
Conocer el
equipo, el
material y
el proceso.
Equipo:
Tractores.
Compactadores.
Excavadoras.
Cargadores.
Motoniveladoras
Motoescrepas.
Camiones
Etc.

2. Operaciones en que se utilizan los tractores
•Limpieza del terreno de árboles.
•Abertura de brecha entre montes y terrenos rocosos.
•Movimiento de tierra para distancias de acarreo hasta de
aproximadamente 100 metros.
•Esparcimientos de rellenos de tierra.
•Para rellenado se zanjas.
•Limpieza de escombros en los sitios de construcción.
•Mantenimiento de los caminos de acarreo.
•Remoción de derrumbes.
•Construcción de taludes.
•Etc.

3. Su función principal es nivelar,
modelar o dar la pendiente
necesaria al material en que
trabaja, se considera una
máquina de terminación
superficial.

4. Su usos mas comunes son:
• Excavación profunda.
• Remoción.
• Carga.
• Demolición.
• Perfilado de cortes y taludes.
• etc

5. Su usos mas comunes son:
• Excavación poco profundas.
• Remoción.
• Carga.
• Demolición.
• Perfilado de cortes y taludes.
• etc

8. Manual CAT
ACCESORIOS.

9. MATERIAL DE TRABAJO O SUELOS.
Los suelos, pueden ser atacados en forma manual
o con maquinaria, según el grado de dificultad que
presenten, y lo cual podemos clasificar en:
Material tipo A; Material blando o suelto que
puede ser extraído con escrepa de capacidad
apropiada para ser jalada con tractor de tipo
oruga, de 90 a 110 HP. en la barra, sin ayuda de
arados o tractores empujadores. Por lo general, se
consideran dentro de este tipo los suelos poco o
nada cementados con componentes de tamaño de
7.5 cm.(3 pulg).

10. Material tipo B; material que debido a la dificultad que
presenta para su extracción y carga, sólo puede extraerse
mediante tractor de orugas con cuchilla de inclinación
variable, de 140 a 160 HP. en la barra, o bien, mediante
pala mecánica con capacidad de un metro cúbico, por lo
menos, sin el uso de explosivos, independientemente de
que éstos se utilicen para obtener mayores rendimientos.
Se incluye también el material que puede aflojarse
mediante arado de 6 ton., jalado por un tractor de orugas
de 140 a 160 HP. en la barra; en material es el formado
por rocas muy alteradas, conglomerados medianamente
cementados, areniscas blandas y consolidadas.
Material tipo C: Es el material que para ser extraído
requiere el uso de explosivos. Este material incluye rocas
basálticas, areniscas y conglomerados fuertemente
cementados, calizas, riolitas, granitos y andesitas sanas;
también las piedras sueltas; mayores de 75 cm.

11. Los volúmenes de tierra en los trabajos de terracerías se miden en:
Volumen de banco. ( 1.0 m3 pesa 1400 kg; medido en banco).
Volumen suelto. ( 1.3 m3 pesa 1400 kg; medido suelto).
Volumen compacto ( 0.84 m3 pesa 1400 kg; medido compacto).
Al excavarse el material en su estado natural, sufre un incremento en su volumen, a lo cual
se denominada abundamiento.
Cuando el material suelto se compacta para formar un terraplén se reduce su volumen, a
lo que se llama reducción.
PVSb / PVSs = Coeficiente de abundamiento.
PVSb/PVSc= Coeficiente de reducción.
PVSb= Peso volumétrico seco de banco.
PVSs=Peso volumétrico seco suelto.
PVSc=Peso volumétrico seco compacto.

12. MANO DE OBRA.
Otro de la los factores que influye en el
rendimiento es el factor humano o mano de obra,
ya que la rapidez y eficiencia con la que se realice
el trabajo dependerá de la experiencia y pericia del
operador de la maquinaria:
Mayor experiencia = Mayor rendimiento

13. RENDIMIENTO DE MAQUINARIA.
Rendimiento: en contexto de la construcción, es el volumen del material trabajado, ya sea
excavado, transportado, compactado, etc; medido por unidad de tiempo (hora, dia, etc.)
según la especificación del proceso.
Las unidades de trabajo o de obra mas comunes que son empleados en movimiento de
tierras son el m3, tonelada, etc.
La unidad de tiempo mas empleada es hr y dia.
Formula base:
Producción = unidad de trabajo/hora (o dia).

14. CONCEPTOS PREVIOS:
Ciclo: Tiempo de trabajo que tarda una maquinaria en
realizar un proceso desde su inicio hasta su culminación
y regresa a la posición inicial.
Capacidad: Referida a los elementos de las
maquinarias; cucharones, cuchillas, tolvas, etc.
Eficiencia: Capacidad para realizar o cumplir
adecuadamente una función (referidas a las
condiciones de la maquinaria y las condiciones de la
obra)

15. FACTORES QUE INFLUYEN EL RENDIMIENTO.
Características del suelo: volumen o áreas a remover, dureza de suelos, compactación del
suelo, densidad del suelo entre otros factores, a mayor dureza menor será el rendimiento
de la maquinaria.
Características de terreno: tales como, topografía, asentamientos, niveles freáticos, zonas
plásticas, etc.; influyen directamente en los tiempos de los ciclos de la maquinaria.
Características de excavaciones; teniendo en cuenta la profundidad, altura, sección, y
orientado hacia el tipo de maquinaria mas adecuado a utilizar.
Factores externos; tales como clima, tendidos aéreos o subterráneos, edificaciones
vecinas, trafico, etc.
Mano obra: Dependerá de la capacidad de operación de l maquinaria, a mayor
experiencia mayor rendimiento.

16.  Forma Grafica o tablas.
 Mediante formulas generales.
 Por observación directa.
CALCULO DE
RENDIMIENTO.
RENDIMIENTO; FORMA GRAFICA.
Esto se realiza en base a las especificaciones generales (manuales de maquinaria) que
proporcionan las empresas creadoras de dicha maquinaria, las cuales considerar
generalmente una eficiencia del 100%, de su producto.
Rendimientos especificados por modelo de maquinaria y uso de diferentes
aditamentos en la misma.

24. RENDIMIENTO MEDIANTE FORMULA GENERAL:
Rendimiento (suelto)= 60 min x E x Vc / Tc.
Donde:
E= Factor de eficiencia (común 75 a 80%).
Vc= Volumen movido por ciclo m3/ciclo.
Tc= Tiempo del ciclo en min.
Producción o Volumen movido, esta representado por el volumen de cada ciclo:
Retroexcavadora, cargador frontal = capacidad del cucharon.
Motoescrepa o camión volteo = capacidad de la caja.
Tractor o motoniveladora = capacidad de la cuchilla.
Los ciclos pueden obtenerse en los manuales de las maquinaria o de observación directa
en campo.

25. En algunos de los casos intervine el factor de llenado ( par cargadores y palas mecánicas)
y el factor de abundamiento.
Por lo que la formula se modifica a :
Rendimiento = 60 min x E x Vc x Fc/ Tc x Fa.
Fc = factor de llenado.
Fa = factor de abundamiento.
La variable de eficiencia “E”, es un factor del equipo y se obtiene de la combinación de 16
subfactores.
Siendo E = t*o*a*m*e*c*g*p*r*l*u*n*d*h*z*v
Donde:
t = eficiencia en tiempo

26. Continuación ……
o = operación
a = administración
m = tipo de material
e = estado del material
c = carga o copeteo
g = maniobra o alcance
p = pendiente del terreno
r = condición del camino
l = clima
u = uso
n = efecto de altitud
d = desperdicio
h = humedad
z = temperatura
v = polvo.

27. Descripción de algunos de los factores:
Tiempo (t): tiempo efectivo de trabajo durante cada hora del dia.
Operación (o): habilidad, experiencia y responsabilidad del operador, promedio en
México 80%, con experiencia y capacidad comprobada 100%.
Administración (a): adecuada planeación, dirección, operación y control de obra, algunos
aspectos de mantenimientos en maquinaria y complementos.
Tipo de material (m): material fácil de tacar 100%, medio 80% a 90% y difícil 70% a 80%.
Estado del material (e): condición de estado del material, suelto 100%, semicompacto
70% a 80%, compacto 50% a 70%.
Carga (c ): factor de llenado para materiales sueltos y de fácil carga 100%, materiales
sueltos gravas, arenas y triturados 55% al 85%, rocas tronadas por otros equipos 40% al
55%.

28. Maniobra y alcance (g): condición de giro de una excavadora para deposito de material
de excavación, así como condiciones de alcance en excavaciones de determinadas
profundidades.
Pendiente del terreno (p): aplicable a producción en tractores, niveladoras etc, equipos
que tengas de ver con arrastre de material; para pendiente (en %) de -10 a -20; 125%, de
0 a -10; 110%, de 0 a 10; 90%, 10 a 20; 75%.
Condición de camino (r): aplicable a maquinaria o vehículos que requieran trasladar en
material de un lugar a otro en distancias considerables. Caminos plano y firme=98%, mal
conservados pero firmes=95%, de arena y grava suelta=90%, sin conservación y
lodoso=83%.
De altitud (n): en este caso se presenta un reducción casi proporcional a la eficiencia de
los motores al incrementar la altura sobre el nivel del mar, puesto que se disminuye la
presión atmosférica, esto afecta a la potencia del motor directamente.

29. Clima (I): Considerando los días de lluvia y sus efectos secundarios como el anegamiento
del terreno, el cociente de los días de buen tiempo entre los hábiles proporcionan el
factor de clima.
Uso (u):Factor del tiempo efectivo del equipo, considerando los tiempos muertos por
reparaciones y falta de trabajo.
Desperdicio o merma (d): Por procesos de compactación, en donde el volumen por
mover o de préstamo, se considerar no compacto , estos factores se recomienda utilizar
entre 1.04 y 1.08 ( del 4 al 8%).

30. Ejemplo:
Determinar el factor por eficiencia para una maquinaria que considera la siguiente
combinación de factores:
t = eficiencia en tiempo ( 50 min/60 min= 0.83)
o = operación (buena = 0.90).
a = administración (buena =0.90).
m = tipo de material ( material 2 = 0.90).
e = estado del material (semicompacto = 0.90)
c = carga o copeteo (=0.90).
g = maniobra o alcance = 1.00
p = pendiente del terreno = 1.00
r = condición del camino =1.00
l = clima = 0.90
u = uso = 0.85
n = efecto de altitud = 1.00
d = desperdicio = 1.00
h = humedad = 1.00
z = temperatura = 1.00
Ejemplo:
E=0.83*0.90*0.90*0.90
*0.90*0.90*1*1*1*0.90
*0.85*1*1*1*1 = 0.37

31. Rendimiento en tractores.
La palabra desbancar no es muy usual, pero es quizá la mas adecuada para describir la
operación propia del tractor, y que consiste en raspar la superficie y carga por
amontonamiento con su cuchilla, acarrear a una distancia de acopio y regresar para
repetir la operación con mas material.
La formula general de producción horaria se expresa:
Rendimiento = 60 min x E x Vc x Fc/ Tc x Fa

32. Ejemplo :
Determinar el rendimiento del cargador frontal modelo CAT 930H, factor de llenado (Fc)
1.195, capacidad del cucharon 2.5 m3 (Vc), y un tiempo de ciclo de trabajo (Tc) total de
1.7 minutos, para un materia con abundamiento de 1, calcular la eficiencia en base a un
trabajo efectivo de 50 min en 1 hr.
Rendimiento = 60 min x E x Vc x Fc/ Tc x Fa
Eficiencia de trabajos ( 50 min/60 min) = 0.83
R= 60 x 0.83 x 2.50 x 1.195 / 1.70 x 1.00
R= 87.52 m3/h.

33. Rendimiento en motoniveladora.
La formula general de producción horaria se expresa:
Rendimiento = D x A / T.
Donde:
D= Distancia recorrida en cada pasada.
A= Ancho de la calzada mas bermas.
T= Tiempo total.
Calculando el tiempo en base a :
T total = (PxD/SxE) + (PxD/S1xE).
Donde:
P= Numero de pasadas requeridas.
D= Distancia recorrida en cada pasada.
E= Factor de eficiencia
S= Velocidad promedio de la niveladora

34. Ejemplo:
Determinar el rendimiento de una motoconformadora CAT 120G, para perfilar una
longitud de 312 m, con un ancho de calzada con bermas de 6.0 m, con las siguientes
características:
Numero de pasadas: 6
Vel. 1er pasada: 2 kph.
Vel. 2do pasada: 2 kph.
Vel. 3er pasada: 4 kph.
Vel. 4ta pasada: 4 kph.
Vel. 5ta pasada: 5 kph.
Vel. 6ta pasada: 5 kph.
Eficiencia de 0.75.
Calculando el tiempo en base a :
T total= (PxD/SxE) + (PxD/S1xE). . . .
T total= ((2*0.312)/( 2*0.75))+
((2*0.312)/( 4*0.75))+
((2*0.312)/( 5*0.75)) = 0.79
Calculando rendimiento:
Rendimiento = D x A / T.
Rendimiento = 0.312 x 6 / 0.79
Rendimiento = 2.369 km2/h = 2369 m2/h

35. Rendimiento en excavadora.
La formula general de producción horaria se expresa:
Rendimiento = 3600 x Q x F x E x K / Cm.
Donde:
3600= Numero de segundos en una hora.
Q= Capacidad del cucharon
F= Factor de conversión de los suelos.
E= Factor de eficiencia del equipo.
K= Factor de eficiencia del cucharon.
Cm= Tiempo de un ciclo de trabajo.

36. Ejemplo:
Determinar el rendimiento de una excavadora CAT 225, con capacidad de cucharon de
1.1 m3, para excavación en material suelto con un factor de conversión del suelo (F) de
1.40, una eficiencia de maquinaria de 0.80, y una eficiencia del cucharon de 0.90, con un
ciclo total de 18 segundos.
Rendimiento = 3600 x Q x F x E x K / Cm.
R= 3600 * 1.10 * 1.40 * 0.80 * 0.90 / 28
R= 142.56 m3

37. Rendimiento en rodillos compactadores.
La formula general de producción horaria se expresa:
Rendimiento = V x E x D x A / N.
Donde:
V= Velocidad de la maquinaria en mph.
E= Eficiencia del equipo.
D= Profundidad de capa por compactar.
A= Ancho efectivo del compactador.
N= numero de pasadas requeridas para compactar.

38. Ejemplo:
Determinar el rendimiento del compactador CAT 25, para una capa de material suelto de
30 cm de espesor, si la velocidad del equipo requerida es de 3 kph, y tiene una eficiencia
del 0.83, el ancho del rodillo compactador es de 1.68 m, y se recomiendan 4 pasadas
para llegar a la compactación requerida.:
Rendimiento = V x E x D x A / N.
R = 3000 * 0.83 * 0.3 * 1.68 / 4.
R= 313.74 m3/h.

39. RENDIMIENTO MEDIANTE OBSERVACION:
Calculo realizado mediante la observación en campo de los rendimientos reales que los
equipos generan, tomando en cuenta:
 Superficie del terreno o topografía.
 Tipo de material a mover
 Grado de dificultad del material.
 Distancias reales de movimientos.
 Volúmenes de material.
 E incluso selección de equipo.
 Etc.
Este tipo de calculo permite la retroalimentación y obtención de información particular
de la obra y con ello mayor confiabilidad de datos futuros.

40. COSTO DIRECTO DE EQUIPOS.
LEY DE OBRA PUBLICA
MICHOACAN 2015
El costo horario directo de equipo de construcción; es el que se deriva
del uso correcto de equipos para la ejecución de un concepto de trabajo,
realizado de acuerdo con lo estipulado en las normas de calidad y
especificaciones generales y particulares que se determinen. (art. 190)
Art 190- art 206

41. Art 190.- El costo horario directo por maquinaria o equipo de construcción es el que
resulta de dividir el importe del costo horario de la hora efectiva de trabajo entre el
rendimiento de dicha maquinaria o equipo en la misma unidad de tiempo, de
conformidad con la siguiente expresión:
Donde:
«ME» Es el costo horario por maquinaria o equipo de construcción.
«Phm» Es el costo horario directo por hora efectiva de trabajo de la
maquinaria o equipo de construcción considerados como nuevos; tomando
en cuenta la operación y uso adecuado de la máquina o equipo
seleccionado, Este costo se integra con costos fijos, consumos y salarios de
operación, calculados por hora efectiva de trabajo.
«Rhm» Es el rendimiento horario de la máquina o equipo considerados
como nuevos dentro de su vida económica, o los rendimientos que
determinen, los manuales de los fabricantes respectivos, la experiencia del
contratista, así como las características ambientales de la zona donde se
realizan los trabajos.

42. Art 191.- Los costos fijos son los correspondientes a depreciación, inversión, seguros y
mantenimiento.
Art 192.- El costo horario por depreciación es el que resulta por la disminución del valor
original de la maquinaria o equipo de construcción, como consecuencia de su uso,
durante el tiempo de su vida económica. Se considerará que la depreciación es lineal, es
decir, que la maquinaria o equipo de construcción se deprecia en una misma cantidad
por unidad de tiempo.
Donde:
«D» Costo horario por depreciación.
«Vm» Valor del equipo considerado como nuevo, descontando el precio de las
llantas y de los equipamientos, accesorios o piezas especiales, en su caso.
«Vr» Valor de rescate del equipo que el contratista considere recuperar por su
venta al término de su vida económica.
«Ve» Vida económica del equipo; que es el tiempo que puede mantenerse en
condiciones de operar y producir trabajo en forma eficiente, siempre y cuando se le
proporcione el mantenimiento adecuado.

43. Art 193.- El costo horario por la inversión es el costo equivalente a los intereses del
capital invertido en la maquinaria o equipo de construcción, como consecuencia de su
uso, durante el tiempo de su vida económica y se obtiene con la siguiente expresión:
Donde:
«Im» Costo horario por la inversión de la maquinaria o equipo
de construcción considerado como nuevo.
«Vm» y «Vr» Representan los mismos conceptos y valores
enunciados en el artículo 192.
«Hea» Representa el número de horas efectivas que la máquina
o el equipo trabaja durante el año.
«i» Representa la tasa de interés anual expresada en fracción
decimal. (tasa de interés bancaria)

44. Art 194.- El costo horario por seguros es el que cubre los riesgos a que está sujeta la
maquinaria o equipo de construcción por los siniestros que sufra. Este costo forma parte
del costo horario, ya sea que la maquinaria o equipo se asegure por una compañía
aseguradora, o que la empresa constructora decida hacer frente con sus propios recursos
a los posibles riesgos como consecuencia de su uso. El costo horario por seguros se
obtiene con la siguiente expresión:
Donde:
«Sm» Costo horario por seguros de la maquinaria o equipo de
construcción.
«Vm» y «Vr» Representan los mismos conceptos y valores
enunciados en el artículo 192.
«s» Representa la prima anual promedio de seguros, fijada como
porcentaje del valor de la máquina o equipo y expresada en
fracción decimal.
«Hea» Representa el número de horas efectivas que la máquina o
el equipo trabaja durante el año.

45. Art 195.- El costo horario por mantenimiento mayor o menor es el originado por todas las
erogaciones necesarias para conservar la maquinaria o equipo de construcción en buenas
condiciones durante toda su vida económica.
Para los efectos de este artículo se entenderá por:
I. Costo por mantenimiento mayor: las reparaciones en talleres especializados, Este costo
incluye la mano de obra, repuestos y renovaciones de partes, así como otros materiales
que sean necesarios.
II. Costo por mantenimiento menor: los ajustes rutinarios, reparaciones y cambios de
repuestos que se efectúan en las propias obras.

46. Donde:
«Mn» Costo horario por mantenimiento mayor y menor de la
maquinaria o equipo de construcción.
«Ko» Representa un coeficiente que considera tanto el
mantenimiento mayor como el menor. Este coeficiente varía
según el tipo de máquina o equipo y las características del
trabajo y se fija con base en la experiencia estadística que se
tenga en la industria de la construcción.
«D» Representa la depreciación de la máquina o equipo,
calculada de acuerdo con lo expuesto en el artículo 175 del
Reglamento.
El costo horario por mantenimiento se obtiene con la siguiente expresión:

47. Art 197.- El costo horario por combustibles es el derivado de todas las erogaciones
originadas por los consumos de gasolina y diésel para el funcionamiento de los motores
de combustión interna de la maquinaria o equipo de construcción y se obtiene con la
siguiente expresión:
Donde:
«Co» Representa el costo horario del combustible necesario por hora
efectiva de trabajo.
«Gh» Representa la cantidad de combustible utilizado por hora efectiva
de trabajo. Este coeficiente se obtiene en función de la potencia
nominal del motor, de un factor de operación de la máquina o equipo y
de un coeficiente determinado por la experiencia que se tenga en la
industria de la construcción, el cual varía de acuerdo con el combustible
que se use.
«Pc» Representa el precio del combustible puesto en la máquina o
equipo.

48. Art 199.- El costo horario por lubricantes es el derivado del consumo y de los cambios
periódicos de aceites lubricantes de los motores y se obtiene con la siguiente expresión:
Donde:
«Lb» Representa el costo horario por consumo de
lubricantes.
«Ah» Representa la cantidad de aceites lubricantes
consumidos por hora efectiva de trabajo, de acuerdo con las
condiciones medias de operación.
«Ga» Representa el consumo entre cambios sucesivos de
lubricantes en las máquinas o equipos y se determina por la
capacidad del recipiente dentro de la máquina o equipo y los
tiempos entre cambios sucesivos de aceites.
«Pa» Representa el costo de los aceites lubricantes puestos
en las máquinas o equipos.

49. Art 200.- El costo horario por llantas es el correspondiente al consumo por desgaste de
las llantas durante la operación de la maquinaria o equipo de construcción y se obtiene
con la siguiente expresión:
Donde:
«N» Representa el costo horario por el consumo de las llantas
de la máquina o equipo como consecuencia de su uso.
«Pn» Representa el valor de las llantas consideradas como
nuevas, de acuerdo con las características indicadas por el
fabricante de la máquina.
«Vn» Representa las horas de vida económica de las llantas,
tomando en cuenta las condiciones de trabajo impuestas a las
mismas.

50. Art 201.- El costo horario por piezas especiales es el correspondiente al consumo por
desgaste de las piezas especiales durante la operación de la maquinaria o equipo de
construcción y se obtiene con la siguiente expresión:
Donde:
«Ae» Representa el costo horario por las piezas especiales.
«Pa» Representa el valor de las piezas especiales consideradas
como nuevas.
«Va» Representa las horas de vida económica de las piezas
especiales, tomando en cuenta las condiciones de trabajo
impuestas a las mismas.

51. Art 202.- El costo horario por salarios de operación es el que resulta por concepto de
pago del o los salarios del personal encargado de la operación de la maquinaria o equipo
de construcción por hora efectiva de trabajo.
Art 203.- El costo por herramienta de mano corresponde al consumo por desgaste de
herramientas de mano utilizadas en la ejecución del concepto de trabajo.
Art 205.- El costo directo por equipo de seguridad corresponde al valor del equipo
necesario para la protección personal del trabajador para ejecutar el concepto de
trabajo.
Art 206.- El costo horario por maquinaria o equipo de construcción en espera y en
reserva es el correspondiente a las erogaciones derivadas de situaciones no previstas.
EJEMPLO HOJA DE EXCEL