Excavadora

Una excavadora (también llamada tractor de orugas ) es un tractor grande equipado con una pala metálica en la parte delantera para empujar materiales ( tierra , arena, nieve, escombros o rocas) durante trabajos de construcción . Generalmente se desplaza sobre orugas continuas , aunque también se fabrican modelos especializados con grandes neumáticos todoterreno . Su accesorio más popular es el desgarrador , un gran dispositivo con forma de gancho que se monta individualmente o en grupos en la parte trasera para aflojar materiales densos.

Las excavadoras se utilizan ampliamente en la construcción a gran y pequeña escala, la construcción de carreteras, la minería y la extracción de áridos, en explotaciones agrícolas, en fábricas de la industria pesada y en aplicaciones militares, tanto en tiempos de paz como de guerra. Los tractores de orugas (comúnmente excavadoras) son máquinas de movimiento de tierras de alta resistencia, diseñadas para ofrecer máxima tracción, estabilidad y potencia de empuje en terrenos blandos, empinados o irregulares. Gracias a sus orugas continuas de acero o caucho, destacan en la limpieza de terrenos, el nivelado pesado y los trabajos de acabado fino. Entre sus principales ventajas se incluyen una menor presión sobre el suelo y una flotación superior en comparación con las máquinas de ruedas.

El término «excavadora» se refiere exclusivamente a una unidad motorizada equipada con una pala diseñada para empujar. A veces se utiliza de forma incorrecta para referirse a otros equipos pesados, como la cargadora frontal, que es similar y está diseñada para transportar material en lugar de empujarlo. Originalmente, el término se refería únicamente al accesorio de la pala, pero ahora se aplica comúnmente a cualquier tractor de orugas con una pala montada en la parte delantera.

Por lo general, las excavadoras son tractores grandes y potentes con orugas continuas . Estas orugas les proporcionan una excelente tracción y movilidad en terrenos muy accidentados. Las orugas anchas también ayudan a distribuir el peso del vehículo sobre una superficie mayor (disminuyendo la presión sobre el suelo ), evitando así que se hunda en terrenos arenosos o fangosos . Las orugas extra anchas se conocen como orugas para pantanos o orugas de baja presión sobre el suelo (LGP). Las excavadoras cuentan con sistemas de transmisión diseñados para aprovechar el sistema de orugas y proporcionar una excelente fuerza de tracción .

Estas características permiten que las excavadoras destaquen en la construcción de carreteras , la construcción en general , la minería , la silvicultura , el desmonte de terrenos , el desarrollo de infraestructuras y cualquier otro proyecto que requiera maquinaria de movimiento de tierras altamente móvil, potente y estable.

Una variante es la excavadora de ruedas con tracción a las cuatro ruedas, que generalmente tiene cuatro ruedas grandes con neumáticos de caucho, dirección articulada de accionamiento hidráulico y una hoja de accionamiento hidráulico montada delante de la articulación.

Las herramientas principales de la excavadora son la hoja y el desgarrador:

Cuchilla

Las cuchillas de las excavadoras vienen en tres tipos:

• Recta ("hoja en S"), corta, sin curvatura lateral ni aletas laterales. Puede utilizarse para nivelación fina.
• Universal ("hoja en U"), alta y muy curvada, con grandes aletas laterales para maximizar la carga.
• Combinación ("SU" o semi-U), más corta, con menos curvatura y alas laterales más pequeñas. Se utiliza normalmente para empujar rocas grandes, como en una cantera.

Las cuchillas se pueden instalar en línea recta a lo largo del bastidor o en ángulo. Todas se pueden elevar y algunas, con cilindros hidráulicos adicionales, se pueden inclinar para variar el ángulo hacia un lado.

En ocasiones, se utiliza una excavadora para empujar o tirar de otra máquina de movimiento de tierras, conocida como " raspadora ", con el fin de aumentar la productividad. La raspadora remolcada Fresno , inventada en 1883 por James Porteous , fue el primer diseño que permitió realizar esta tarea de forma económica, retirando la tierra de la zona excavada y depositándola donde fuera necesario como relleno . Las cuchillas de las excavadoras con una sección central reforzada para empujar se conocen como "cuchillas de toro".

Las palas excavadoras se añaden a los vehículos de ingeniería de combate y otros equipos militares, como los tractores de artillería tipo 73 o M8 , para despejar obstáculos en el campo de batalla y preparar posiciones de tiro. ^{[ 1 ]} Las palas excavadoras pueden montarse en los tanques de batalla principales para despejar obstáculos antitanque o minas y excavar refugios improvisados.

Las primeras excavadoras se adaptaron a partir de tractores agrícolas Holt que se utilizaban para arar los campos. La versatilidad de los tractores en terrenos blandos para la tala de árboles y la construcción de carreteras contribuyó al desarrollo del tanque blindado en la Primera Guerra Mundial .

En 1923, el agricultor James Cummings y el dibujante J. Earl McLeod realizaron los primeros diseños para la excavadora. Una réplica se exhibe en el parque de la ciudad de Morrowville, Kansas , donde ambos construyeron la primera excavadora. ^{[ 7 ]} El 18 de diciembre de 1923, Cummings y McLeod presentaron la patente estadounidense n.° 1.522.378, que posteriormente se emitió el 6 de enero de 1925, para un «accesorio para tractores». ^{[ 8 ]}

En la década de 1920, los vehículos de orugas se hicieron comunes, en particular el Caterpillar 60. Los vehículos con neumáticos de caucho comenzaron a usarse en la década de 1940. Para excavar canales , elevar presas de tierra y realizar otros trabajos de movimiento de tierras, estos tractores estaban equipados con una gran y gruesa placa de metal en la parte delantera. (La hoja adquirió su forma curva más tarde). En algunos modelos antiguos, el conductor se sentaba en la parte superior al aire libre, sin cabina. Los tres tipos principales de hojas de excavadora son una hoja en U para empujar y transportar tierra a distancias relativamente largas, una hoja recta para "derribar" y extender montones de tierra, y un rastrillo para maleza para eliminar maleza y raíces. Estos implementos (de fabricación casera o fabricados por pequeños fabricantes de implementos para tractores y camiones de ruedas y orugas) aparecieron hacia 1929.

La aceptación generalizada de la niveladora-excavadora no parece aparecer hasta mediados de la década de 1930. La incorporación de la fuerza descendente proporcionada por cilindros hidráulicos, en lugar de solo el peso de la hoja, las convirtió en la máquina de excavación preferida tanto por contratistas grandes como pequeños en la década de 1940, momento en el que el término "excavadora" se refería a toda la máquina y no solo al accesorio.

Con el paso de los años, las excavadoras se hicieron más grandes y potentes en respuesta a la demanda de equipos adecuados para movimientos de tierra cada vez mayores . Empresas como Caterpillar , Komatsu , Clark Equipment Company , Case , Euclid , ^{[ 9 ]} Allis-Chalmers , Liebherr , LiuGong , Terex , Fiatallis , John Deere , Massey Ferguson , BEML , XGMA e International Harvester fabricaron grandes máquinas de movimiento de tierras de orugas. RG LeTourneau y Caterpillar fabricaron grandes excavadoras con neumáticos de caucho.

Con el paso del tiempo, las excavadoras se volvieron más sofisticadas. Entre las mejoras se incluyen sistemas de transmisión similares a los de los automóviles, como la transmisión automática en lugar de la manual, como en los primeros modelos Euclid C-6 y TC-12 o el Tournadozer Modelo C; el control del movimiento de la hoja mediante cilindros hidráulicos o motores eléctricos, en lugar del cabrestante/freno de cable de los primeros modelos; y el control automático de nivelación. Los cilindros hidráulicos permitieron aplicar fuerza descendente, manipular la hoja con mayor precisión y automatizar los controles.

Una innovación más reciente es la incorporación de tecnología GPS a las excavadoras , como las fabricadas por Topcon Positioning Systems, Inc., Trimble Inc. o Leica Geosystems , para un control preciso de la pendiente y una construcción (potencialmente) sin necesidad de estacas. En respuesta a las numerosas y a menudo contradictorias afirmaciones sobre estos sistemas, el Informe Kellogg ^{[ 10 ]} publicó en 2010 una comparación detallada de los sistemas de todos los fabricantes, evaluando más de 200 características solo para las excavadoras.

El fabricante de excavadoras más conocido es Caterpillar. Komatsu, Liebherr, Case, Hitachi , Volvo y John Deere son sus competidores actuales. Si bien estas máquinas comenzaron como tractores agrícolas modificados, se convirtieron en la herramienta principal para grandes proyectos de construcción civil y fueron utilizadas por unidades de construcción militar en todo el mundo. El modelo más conocido, el Caterpillar D9 , también se utilizó para desminar y demoler estructuras enemigas.

Las estadísticas de la industria basadas en la producción de 2010 publicadas por Off-Highway Research mostraron que Shantui fue el mayor productor de bulldozers, fabricando más de 10 000 unidades ese año (dos de cada cinco bulldozers de orugas fabricados en todo el mundo). ^{[ 11 ]} El siguiente mayor productor por número de unidades es Caterpillar Inc., que produjo 6400 unidades. ^{[ 11 ]}

Komatsu presentó la D575A en 1981, la D757A-2 en 1991 y la D575A-3 en 2002, que la compañía promociona como la excavadora más grande del mundo. ^{[ 12 ]}

• Término del siglo XIX utilizado en ingeniería para referirse a una prensa de forja horizontal.
• Hacia la década de 1870: En los EE. UU., una "dosis de toro" era una dosis grande (es decir, una lo suficientemente grande como para ser efectiva, literal o figuradamente, contra un toro) de cualquier tipo de medicamento o castigo.
• A finales de la década de 1870, "bulldoze" y "bulldozing" se utilizaban en todo Estados Unidos para describir la intimidación "por medios violentos e ilegales" ^{[ 13 ]} , lo que a veces significaba una paliza severa o coacción, u otra intimidación, como a punta de pistola. ^{[ 14 ]} Tenía un significado particular en el sur de Estados Unidos como una paliza u otro castigo para los afroamericanos con el fin de suprimir la participación electoral de los votantes negros en las elecciones presidenciales de Estados Unidos de 1876. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}
• 1886: "Bulldozer" significaba una pistola de gran calibre y la persona que la empuñaba. ^{[ 14 ]}
• Finales del siglo XIX: "Bulldozing" significaba usar la fuerza bruta para empujar por encima o a través de cualquier obstáculo, en referencia a dos toros que se empujaban las cabezas en una lucha por la dominancia. ^{[ 14 ]}
• Década de 1930: se aplicaba generalmente para describir tractores equipados con una pala para empujar material.

El uso de estos implementos como accesorios para tractores apareció ya en 1929, pero se conocían como cuchillas niveladoras, y el término "cuchilla de excavadora" no se popularizó hasta mediados de la década de 1930, cuando los tractores equipados con este tipo de cuchillas se usaban ampliamente en proyectos de infraestructura en Estados Unidos, como la presa Hoover . El término "excavadora" ha evolucionado para describir la máquina completa, no solo el implemento. En el uso contemporáneo, "excavadora" a veces se abrevia como "excavadora", y el verbo "excavadora" como "dormir", formando así un homófono con el verbo preexistente no relacionado " dormir " (que significa estar somnoliento, echar una siesta).

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  Caterpillar D11 N con desgarrador de doble vástago
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  Bulldozer para la gestión de residuos sólidos
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  Tanque británico Challenger 2 equipado con pala excavadora pivotante, 2020
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  Bulldozer Caterpillar D8 sin cabina
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  Una excavadora de First Tractor Company todavía operativa en 2012 en la isla de Xinbu , Hainan, China.
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  Bulldozer de ruedas Zettelmeyer ZD 3001
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  Bulldozer de dirección deslizante
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  Bulldozer John Deere

• Acco superbulldozer , la excavadora más grande fabricada
• Athanas, por el nombre del "camarón excavadora" (debido a la forma en que empuja la arena).
• Niveladora de terrenos o rascadora de terrenos: una máquina para mover tierra que se arrastra detrás de un tractor en lugar de empujarse.

• El mecanismo de una excavadora. Archivado el 25/07/2005 en Wayback Machine (Explicaciones breves ilustradas, con animaciones Flash, aptas para niños).
• Fotos de páginas de excavadoras con motores antiguos
• Cuando las excavadoras recorrían la Tierra

Vídeo de una excavadora en funcionamiento

• Trabajos de construcción de diques de ceniza y nivelación del terreno.