Excavadora

Una excavadora o bulldozer (también llamada excavadora sobre orugas ) es una máquina grande motorizada equipada con una cuchilla de metal en la parte delantera para empujar material: tierra , arena, nieve, escombros o rocas durante los trabajos de construcción . Se desplaza con mayor frecuencia sobre orugas continuas , aunque también se producen modelos especializados que se desplazan sobre neumáticos todoterreno de gran tamaño . Su accesorio más popular es un desgarrador, un dispositivo grande con forma de gancho montado individualmente o en múltiplos en la parte trasera para aflojar materiales densos.

Las excavadoras se utilizan ampliamente en construcciones a gran y pequeña escala, construcción de carreteras, minería y canteras , en granjas, en fábricas de la industria pesada y en aplicaciones militares tanto en tiempos de paz como de guerra.

La palabra "bulldozer" se refiere únicamente a una unidad motorizada equipada con una cuchilla diseñada para empujar. A veces, la palabra se usa de manera incorrecta para referirse a otros equipos pesados, como una pala cargadora frontal diseñada para transportar material en lugar de empujarlo. El término originalmente se refería únicamente al accesorio de cuchilla, pero ahora se aplica comúnmente a cualquier tractor de orugas con una cuchilla montada en la parte delantera.

Por lo general, las excavadoras son equipos pesados ​​de orugas grandes y potentes . Las orugas les brindan una excelente tracción y movilidad a través de terrenos muy accidentados. Las orugas anchas también ayudan a distribuir el peso del vehículo sobre un área grande (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 u orugas de baja presión sobre el suelo (LGP). Las excavadoras tienen sistemas de transmisión diseñados para aprovechar el sistema de orugas y brindar una excelente fuerza de tracción .

Estas características permiten que las excavadoras se destaquen en la construcción de carreteras , la construcción , la minería , la silvicultura , el desmonte de tierras , el desarrollo de infraestructura y cualquier otro proyecto que requiera equipos de movimiento de tierra altamente móviles, potentes y estables.

Una variante es la excavadora sobre ruedas con tracción en las cuatro ruedas, que generalmente tiene cuatro ruedas grandes con neumáticos de goma, dirección articulada operada hidráulicamente y una cuchilla accionada hidráulicamente montada delante de la junta de articulación.

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

Las hojas de excavadora vienen en tres tipos:

• Recta ("hoja en forma de S"), corta, sin curva lateral ni aletas laterales. Se puede utilizar para nivelación fina.
• universal (“U blade”), alta y muy curvada, con grandes alas 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 colocar de forma recta a lo largo del bastidor o en ángulo. Todas se pueden levantar y algunas, con cilindros hidráulicos adicionales, se pueden inclinar para variar el ángulo hacia un lado.

A veces, se utiliza una excavadora para empujar o tirar de otra pieza de equipo de movimiento de tierra conocida como " traílla " para aumentar la productividad. La excavadora Fresno remolcada , inventada en 1883 por James Porteous , fue el primer diseño que permitió hacer esto de manera económica, retirando la tierra de un área que se estaba cortando y depositándola donde fuera necesario como relleno . Las hojas de excavadora con una sección central reforzada para empujar se conocen como "hojas de toro".

Las hojas topadoras se añaden a los vehículos de ingeniería de combate y otros equipos militares, como tractores de artillería como el Tipo 73 o el tractor M8 , para despejar obstáculos del campo de batalla y preparar posiciones de disparo. ^[1] Las hojas topadoras se pueden montar en los tanques de batalla principales para despejar obstáculos antitanque o minas y cavar refugios improvisados.

Un desgarrador es un vástago largo con forma de garra que se puede montar de manera individual o en grupos en la parte trasera de una excavadora para aflojar materiales duros e impactados. Por lo general, se prefiere un solo vástago para desgarrar materiales pesados. El desgarrador está equipado con una punta reemplazable de aleación de acero de tungsteno , conocida como bota.

El desgarro no solo puede aflojar el suelo (como la capa dura de podzol ) en aplicaciones agrícolas y de construcción, sino que también puede romper la roca arcillosa o el pavimento en escombros pequeños fáciles de manipular.

Una variante del desgarrador es el stumpbuster, ^[2] una sola púa que sobresale horizontalmente y se utiliza para partir el tocón de un árbol.

Las excavadoras empleadas para funciones de ingeniería de combate a menudo están equipadas con blindaje para proteger al conductor de las armas de fuego y los escombros, lo que permite que las excavadoras operen en zonas de combate. El uso más ampliamente documentado es el de la Caterpillar D9 militarizada por el ejército israelí , para mover tierras, limpiar obstáculos del terreno, abrir rutas y detonar cargas explosivas. Las FDI utilizaron excavadoras blindadas ampliamente durante la Operación Arcoíris , donde se utilizaron para desmantelar túneles de contrabando en la Franja de Gaza y destruir barrios residenciales, pozos y tuberías de agua y tierras agrícolas ^{[3] [4]} para expandir la zona de amortiguación militar a lo largo de la Ruta Filadelfia . ^[4] Este uso provocó críticas tanto contra el uso como contra los proveedores de excavadoras blindadas por parte de organizaciones de derechos humanos como la coalición EWASH y Human Rights Watch , ^{[5] [6]} la última de las cuales instó a Caterpillar a cesar la venta de excavadoras a las FDI. Las autoridades israelíes consideraron necesario el uso de excavadoras para desmantelar túneles de contrabando, destruir casas utilizadas por pistoleros palestinos y ampliar la zona de amortiguación. ^{[4] [7]}

Algunas doctrinas de ingeniería de las fuerzas armadas distinguen entre un bulldozer blindado de baja movilidad (LMAD) y un bulldozer blindado de alta movilidad (HMAD). El LMAD depende de una plataforma para trasladarse a su lugar de empleo, mientras que el HMAD tiene un motor y un sistema de propulsión más robustos diseñados para proporcionarle movilidad en carretera con un alcance y una velocidad moderados. Sin embargo, los HMAD normalmente carecen de las características de movilidad total en todo el país de un tanque equipado con una pala topadora o un vehículo blindado de transporte de personal.

Algunas excavadoras han sido blindadas por operadores civiles para evitar que transeúntes o policías interfirieran en el trabajo que realizaban, como en el caso de huelgas o demolición de edificios en ruinas . Esto también lo han hecho civiles en disputa con las autoridades, como Marvin Heemeyer , quien equipó su excavadora Komatsu D355A con un blindaje compuesto casero para luego demoler edificios gubernamentales.

En los últimos años, las innovaciones en la tecnología de la construcción han hecho realidad las excavadoras controladas a distancia. Ahora, la maquinaria pesada se puede controlar a una distancia de hasta 300 metros. Esto contribuye a la seguridad de los trabajadores en el lugar de trabajo, manteniéndolos a una distancia segura de trabajos potencialmente peligrosos.

El avance y la capacidad de controlar la maquinaria pesada a distancia proporciona a los trabajadores el control suficiente sobre las topadoras para realizar el trabajo. Aunque estas máquinas todavía están en sus primeras etapas, muchas empresas de construcción las están utilizando con éxito. ^{[ cita requerida ]}

Las primeras excavadoras fueron adaptaciones de los 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 granjero James Cummings y el dibujante J. Earl McLeod realizaron los primeros diseños de la excavadora. Una réplica se exhibe en el parque de la ciudad de Morrowville, Kansas , donde ambos construyeron la primera excavadora. ^[8] El 18 de diciembre de 1923, Cummings y McLeod presentaron la patente estadounidense n.° 1 522 378, que luego se emitió el 6 de enero de 1925, para un "accesorio para tractores". ^[9]

En la década de 1920, los vehículos con orugas se hicieron comunes, en particular el Caterpillar 60. Los vehículos con neumáticos de caucho comenzaron a usarse en la década de 1940. Para cavar canales , levantar presas de tierra y realizar otros trabajos de movimiento de tierra, estos tractores estaban equipados con una placa de metal grande y gruesa en la parte delantera. (La hoja adquirió su forma curva más tarde). En algunos modelos tempranos, 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 esparcir montones de tierra, y un rastrillo para quitar maleza y raíces. Estos accesorios (fabricados en casa o fabricados por pequeños fabricantes de equipos de accesorios para tractores de ruedas y orugas y camiones) aparecieron en 1929.

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

Con el paso de los años, las excavadoras se hicieron más grandes y más potentes en respuesta a la demanda de equipos adecuados para movimientos de tierra cada vez mayores . Empresas como Caterpillar , Komatsu , Clark Equipment Co , Case , Euclid , ^[10] Allis Chalmers , Liebherr , LiuGong , Terex , Fiat-Allis , John Deere , Massey Ferguson , BEML , XGMA e International Harvester fabricaron grandes máquinas de movimiento de tierras con orugas. RG LeTourneau y Caterpillar fabricaron grandes excavadoras con neumáticos de caucho.

Las excavadoras se fueron haciendo cada vez más sofisticadas con el paso del tiempo. Entre las mejoras se incluyen transmisiones análogas (en los automóviles) a una transmisión automática en lugar de una transmisión manual, como las primeras Euclid C-6 y TC-12 o el modelo C Tournadozer, el movimiento de la hoja controlado por cilindros hidráulicos o motores eléctricos en lugar del cabrestante/freno de cable de los primeros modelos, y el control automático de la pendiente. Los cilindros hidráulicos permitían la aplicación de fuerza descendente, una manipulación más precisa de la hoja y controles automatizados.

Durante el nevoso invierno de 1946-47 en el Reino Unido , al menos en un caso una aldea remota y aislada que se estaba quedando sin alimentos recibió suministros mediante una excavadora que remolcaba un gran trineo que transportaba los suministros necesarios.

Una innovación más reciente es el equipamiento de excavadoras con tecnología GPS , como las fabricadas por Topcon Positioning Systems, Inc., Trimble Inc o Leica Geosystems , para un control preciso de la nivelación y una construcción (potencialmente) "sin estacas". Como respuesta a las numerosas y a menudo variadas afirmaciones sobre estos sistemas, el Informe Kellogg ^[11] publicó en 2010 una comparación detallada de todos los sistemas de los fabricantes, evaluando más de 200 características solo para excavadoras.

El fabricante más conocido de excavadoras es Caterpillar. Komatsu , Liebherr , Case , Hitachi , Volvo y John Deere son competidores actuales. Aunque estas máquinas comenzaron como tractores agrícolas modificados, se convirtieron en el pilar de grandes proyectos de construcción civil y se abrieron camino hacia su uso en unidades de construcción militar en todo el mundo. El modelo más conocido, el Caterpillar D9 , también se utilizó para limpiar minas 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 excavadoras, fabricando más de 10.000 unidades ese año o dos de cada cinco excavadoras de cadenas fabricadas en el mundo. ^[12] El siguiente mayor productor por número de unidades es Caterpillar Inc., que produjo 6.400 unidades. ^[12]

Komatsu presentó el D575A en 1981, el D757A-2 en 1991 y el D575A-3 en 2002, que la compañía promociona como la excavadora más grande del mundo. ^[13]

• Un término del siglo XIX utilizado en ingeniería para una prensa de forja horizontal.
• Alrededor de la década de 1870: En los EE. UU., una "bulldose" era una dosis grande (es decir, una lo suficientemente grande como para ser literal o figurativamente efectiva contra un toro) de cualquier tipo de medicamento o castigo.
• A finales de la década de 1870, "to bulldoze" y "bulldozing" se usaban en todo Estados Unidos para describir la intimidación "por medios violentos e ilegales", ^[14] lo que a veces significaba una flagelación o coerción severa, u otra intimidación, como a punta de pistola. ^[15] Tenía un significado particular en el sur de los Estados Unidos como una flagelación u otro castigo para los afroamericanos para suprimir la participación de los votantes negros en las elecciones presidenciales de los Estados Unidos de 1876. [ ^{16] [17] [18]}
• 1886: "Bulldozer" significaba una pistola de gran calibre y la persona que la manejaba. ^[15]
• Finales del siglo XIX: "Bulldozing" significaba usar la fuerza bruta para empujar sobre o a través de cualquier obstáculo, en referencia a dos toros empujándose la cabeza uno contra el otro en una pelea por el dominio. ^[15]
• Años 30: aplicado al vehículo

Estas aparecieron ya en 1929, pero se las conocía como cuchillas "bull grader" y el término "cuchilla bulldozer" no pareció generalizarse hasta mediados de la década de 1930. "Bulldozer" ahora se refiere a toda la máquina, no solo al accesorio. En el uso contemporáneo, "bulldozer" a veces se abrevia como "dozer", y el verbo "bulldozing" como "dozing", lo que crea un homófono con el verbo preexistente "dozing".

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  Caterpillar D11 N con desgarrador de doble vástago
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  Bulldozer para gestión de residuos sólidos
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  Tanque británico Challenger 2 equipado con una pala topadora, 2020
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  Bulldozer Caterpillar D8 sin cabina
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  Una excavadora de First Tractor Company todavía en funcionamiento en 2012 en la isla 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

• Super bulldozer Acco , el bulldozer más grande fabricado
• Athanas para el 'camarón bulldozer' (por la forma en que empuja la arena)
• Raspador de tierra o nivelador de tierra: una máquina para mover tierra que es remolcada detrás de un tractor en lugar de ser empujada.

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Bulldozers .

• El mecanismo de una excavadora Archivado el 25 de julio de 2005 en Wayback Machine. (Breves explicaciones ilustradas, con animaciones flash, aptas para niños)
• Páginas de fotos de Bulldozer con motor antiguo
• Cuando las excavadoras vagaban por la tierra