El coste oculto de los sistemas de orugas de dimensiones insuficientes en proyectos de excavación pesada

Cómo los sistemas Carril De dimensiones insuficientes incrementan el costo total de propiedad (TCO)

Desgaste acelerado y mantenimiento del tren de rodaje: aumento del TCO del 27 al 43 % debido a fallos prematuros

Cuando los sistemas de orugas están subdimensionados, acaban soportando todo el peso de la máquina sobre menos ruedas de bogie y juntas de perno, lo que ejerce una presión excesiva sobre los rodillos, las poleas tensoras y los componentes del piñón. Según el informe de referencia de flotas de Caterpillar de 2023, este tipo de carga desigual provoca que la fatiga estructural se desarrolle aproximadamente tres a cinco veces más rápido en comparación con una configuración correctamente dimensionada. ¿Qué ocurre después? Las averías prematuras se vuelven frecuentes. Las cadenas de oruga, los casquillos y hasta las piezas del bastidor suelen requerir reemplazo entre las 2.000 y las 3.000 horas de funcionamiento, mucho antes de lo especificado originalmente por los ingenieros. Esto conlleva directamente un aumento de los costes totales, elevando típicamente el Coste Total de Propiedad (TCO) entre un 27 % y hasta un 43 % a lo largo del ciclo de vida completo del equipo.

Tiempo de inactividad y efecto cascada en la mano de obra: costes ocultos de sustituciones no planificadas y ventanas de servicio prolongadas

Cuando un tren de rodaje falla inesperadamente, normalmente se pierden entre 40 y 70 horas solo por estar inactivo, a la espera de las reparaciones. Eso equivale a casi el doble del tiempo dedicado a las revisiones habituales de mantenimiento. Los gestores de proyectos terminan apresurándose para traer máquinas de respaldo, al tiempo que desvían a sus equipos de mantenimiento de las tareas para las que originalmente fueron asignados. Esto altera todo el cronograma de excavación y retrasa las operaciones de movimiento de tierras en toda la obra. Sin embargo, lo que realmente se acumula son esos costes ocultos que nadie tiene en cuenta al elaborar el presupuesto para los equipos. Los contratistas acaban pagando gastos adicionales por horas extraordinarias, envíos urgentes de piezas por mensajería nocturna y sanciones financieras por incumplimiento de plazos. Estos gastos rara vez aparecen en las estimaciones iniciales de costes, pero de algún modo siempre terminan afectando al resultado final.

Ineficiencia en el consumo de combustible, reducción de los tiempos de ciclo y riesgos para la seguridad asociados a una cadena de rodaje de dimensiones insuficientes

Cuando las orugas no tienen suficiente contacto con el suelo, las máquinas tienden a deslizarse más mientras luchan contra una mayor resistencia al rodaje. Esto genera una sobrecarga adicional tanto en los componentes del tren de potencia como en los sistemas hidráulicos durante toda la operación. Asimismo, ensayos de campo realizados durante aproximadamente 1.200 horas revelan un dato interesante: reducir tan solo un 10 % de la superficie útil de la oruga provoca aumentos del 8 al 12 % en las demandas de presión hidráulica, además de un consumo extra de diésel del 5 al 9 % por cada ciclo de carga completado. Sin embargo, los problemas de estabilidad van más allá de simples cifras. Las máquinas tardan significativamente más en completar las tareas cuando trabajan en pendientes o en zonas embarradas, llegando en ocasiones a prolongar los tiempos de ciclo hasta un 25 %. Y, aún peor, se observa un aumento notable del riesgo de vuelco en estas condiciones. Al analizar los informes de accidentes recopilados por la OSHA, muchos operadores experimentados mencionan haber detectado casi un 40 % más de incidentes casi graves específicamente en terrenos blandos, donde el equipo operaba con orugas simplemente demasiado pequeñas para los requisitos de la tarea.

Coincidencia Carril Dimensiones del sistema según las demandas específicas del sitio

Optimización de la presión sobre el suelo: por qué unas orugas un 12 % más anchas reducen la compactación del suelo un 35 % en excavaciones con suelos ricos en arcilla

Cuando se trata de la compactación del suelo, que puede ser realmente problemática en suelos arcillosos sensibles a la humedad, el problema empeora si los sistemas de orugas no se adaptan adecuadamente a los requisitos reales de carga del terreno. Elegir el ancho correcto de oruga marca toda la diferencia, ya que permite distribuir el peso sobre el suelo sin ejercer una presión excesiva sobre las capas subyacentes. Según una investigación del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos (TR-22-04), simplemente aumentar el ancho de las orugas en aproximadamente un 12 % puede reducir los problemas de compactación del suelo en casi un tercio en zonas donde predomina la arcilla. ¿Cuál es el resultado? Una mejor conservación del estado natural del terreno, una mayor estabilidad durante el mal tiempo o lluvias y menores costes posteriores para reparar el suelo dañado. Además, los equipos tienen una mayor vida útil y requieren menos reparaciones, ya que evitamos los problemas derivados del uso de orugas demasiado estrechas para la tarea en cuestión.

Relación inversamente proporcional al cuadrado entre el ancho de la oruga y la presión sobre el suelo en terrenos blandos o inestables

La relación entre la presión sobre el suelo y el área de contacto de la oruga funciona de forma algo inversa al considerar valores cuadrados. Si alguien duplica el ancho efectivo de sus orugas, en realidad reduce la presión sobre el suelo aproximadamente cuatro veces. Esto es muy importante en lugares donde el terreno no es estable o es bastante blando. Las orugas más estrechas tienden a hundirse más profundamente en estos casos, lo que dificulta el desplazamiento y puede incrementar el consumo de combustible hasta un 18 %, según una investigación publicada el año pasado en el Journal of Terramechanics. Por el contrario, cuando las orugas son más anchas, distribuyen mejor el peso sobre la superficie, por lo que las máquinas permanecen sobre el terreno en lugar de hundirse. Los contratistas experimentados conocen este aspecto a fondo. Con frecuencia toman muestras del suelo antes de iniciar cualquier trabajo de excavación, asegurándose de que el tamaño de oruga elegido se adapte realmente a la capacidad de soporte del terreno. Hacer esto con antelación les permite ahorrar dinero posteriormente, ya que evitan tener que corregir problemas una vez ocurridos o sacar equipos costosos de zonas problemáticas.

Compromisos en la selección de materiales: equilibrar durabilidad, tracción y protección de la superficie

La elección de materiales para los sistemas de orugas implica tomar decisiones difíciles que afectan los costos a lo largo del tiempo. Los metales más duros resisten mejor el desgaste, pero ofrecen menor adherencia cuando las condiciones son húmedas o resbaladizas. Por su parte, los materiales más blandos se adhieren mejor a las superficies, pero no resisten tanto ante cargas pesadas. Los recubrimientos cerámicos pueden reducir en aproximadamente un 40 % los daños causados por piedras en zonas con alto contenido de sílice, aunque estos tratamientos tienen, sin duda, un costo inicial mayor. Lo mismo ocurre con los diseños de banda de rodadura profunda, que funcionan excelentemente en tierra y arena, pero aceleran notablemente el desgaste de superficies pavimentadas, lo que provoca reemplazos con mayor frecuencia de lo esperado. Cuando las empresas seleccionan una combinación inadecuada de materiales, esto conduce directamente a paradas imprevistas. Según algunos registros de mantenimiento de flotas del año pasado, elegir una combinación inadecuada incrementa dichas llamadas de reparación urgente entre un 25 % y un 50 %.

Preguntas frecuentes

¿Por qué los sistemas de orugas de dimensiones insuficientes aumentan el Coste Total de Propiedad (TCO)?

Los sistemas de orugas de dimensiones insuficientes aumentan el TCO porque provocan un desgaste acelerado y problemas de mantenimiento. La fatiga estructural se produce con mayor rapidez, y las piezas del equipo suelen requerir sustitución antes de lo previsto, lo que ocasiona un aumento significativo de los costes.

¿Cómo afectan las orugas de dimensiones insuficientes al tiempo de inactividad?

Las orugas de dimensiones insuficientes provocan fallos inesperados en el tren de rodaje, lo que puede dar lugar a tiempos de inactividad prolongados de hasta 40 a 70 horas para su reparación. Esto genera costes ocultos, como pagos por horas extraordinarias y sanciones financieras por incumplimiento de plazos.

¿Qué impacto tiene el tamaño de las orugas sobre la estabilidad del terreno?

El tamaño de las orugas tiene un impacto directo sobre la estabilidad del terreno. Las orugas más anchas ayudan a distribuir mejor el peso de la máquina, reduciendo la compactación del suelo, especialmente en zonas ricas en arcilla, lo que mejora la estabilidad y disminuye los daños al terreno.

¿Qué materiales son los más adecuados para los sistemas de orugas?

Los mejores materiales dependen de la aplicación. Los metales más duros son duraderos, pero ofrecen poca adherencia sobre superficies mojadas, mientras que los materiales más blandos proporcionan tracción, pero se desgastan más rápidamente bajo cargas elevadas. Una mezcla equilibrada, posiblemente con recubrimientos cerámicos, puede ofrecer durabilidad y protección de la superficie.