Respuesta corta
No hay un número fijo: depende de tu material y de tu obra. Se calcula multiplicando la capacidad del cucharón (de la ficha) por el factor de llenado del material, por los ciclos por hora que cronometras en obra y por la eficiencia de la jornada. Eso da metros cúbicos sueltos por hora; si tu plan o tu contrato se miden en metros cúbicos de banco, conviértelos con las densidades del material.
La fórmula: cuatro números
Es el método estándar para estimar la producción de una excavadora, de cualquier marca. Dos números salen de la máquina y del material; los otros dos solo los da tu obra.
- Capacidad del cucharón: m³, de la ficha
- × factor de llenado: Según el material
- × ciclos por hora: 3,600 ÷ ciclo medido en segundos
- × eficiencia: Minutos productivos ÷ 60
- = m³ sueltos por hora: Convierte a banco o a toneladas
1. La capacidad del cucharón sale de la ficha
Usa la capacidad del cucharón que de verdad lleva tu máquina, no la de otra configuración. En el catálogo, según las fichas de Komatsu, la PC130-8 lleva 0.5 m³, la PC200-10M0 y la PC210-10M0 1.0 m³, la PC220LC-8 1.2 m³, la PC300-8M2 1.96 m³ (medida SAE), la PC360-8M2 2.23 m³ y la PC390LC-8M0 2.4 m³ con cucharón estándar o 1.7 m³ con el roquero.
Esa cifra es colmada y depende de la norma con que se midió (lo explica la guía del balde): es solo el punto de partida.
- PC130-8: 0.5 m³
- PC200-10M0: 1 m³
- PC220LC-8: 1.2 m³
- PC300-8M2 (SAE): 1.96 m³
- PC360-8M2: 2.23 m³
- PC390LC-8M0 (estándar): 2.4 m³
- Fuente: fichas técnicas de Komatsu del catálogo.
2. El factor de llenado depende del material
Un cucharón de 1 m³ casi nunca saca 1 m³. La tabla de cucharones del sitio usa estos factores de llenado, que son el estándar de la industria:
- Lodo y tierra saturada: 1.05 (se copetea).
- Tierra común, arena y grava: 1.0.
- Arcilla dura y compactada: 0.85.
- Roca bien fragmentada: 0.7.
- Roca mal fragmentada: 0.45 — llena menos de la mitad.
3. Los ciclos por hora se miden con cronómetro
El ciclo es lo que tarda la máquina en cargar, girar cargada, descargar y volver. Es el número que más mueve el resultado y el único que no está en ninguna ficha: depende del ángulo de giro, de la profundidad del corte, de dónde se para el camión, de la dureza del material y del operador. Por eso se mide en tu obra, no se copia de otra.
Ciclos por hora = 3,600 ÷ ciclo promedio en segundos.
- Arranca el cronómetro cuando el cucharón entra al material y detenlo cuando vuelve a entrar.
- Toma 20 a 30 ciclos seguidos y saca el promedio; uno solo engaña.
- Mide el trabajo real: la misma profundidad, el mismo giro y el mismo camión que vas a usar.
- Anota aparte las esperas (camión que no llega, reposicionar la máquina): van a la eficiencia, no al ciclo.
4. La eficiencia: los minutos que de verdad trabaja
Ninguna máquina trabaja 60 minutos de cada hora: esperas de camión, traslados, cambios de operador y pausas se comen parte de la jornada. Mídelo igual que el ciclo: observa una hora y cuenta los minutos en que la máquina estuvo excavando y cargando. Si fueron 45, tu eficiencia es 45 ÷ 60 = 0.75.
La telemetría ayuda a medirlo en todo el turno. En Komatsu, KOMTRAX registra horas reales y ralentí, y el guiado 3D de Komatsu (3DMG) suma un medidor de carga que pesa lo que levanta cada cucharón, en excavadoras hasta la PC490, según Komatsu. En flotas de acarreo, Smart Construction Fleet registra los tiempos de ciclo de cada camión.
5. ¿Metros cúbicos de banco o sueltos?
Al excavar, el material se esponja: el mismo peso ocupa más volumen. La fórmula da metros cúbicos sueltos, que es lo que carga el cucharón y el camión. Pero el corte del plano y muchos contratos se miden en metros cúbicos de banco, el terreno en su sitio. Mezclarlos infla la producción.
La conversión sale de las densidades: m³ de banco = m³ sueltos × densidad suelta ÷ densidad en banco. Con las densidades del manual de especificaciones y aplicaciones de Komatsu que usa la tabla de cucharones, la roca pasa de 2.8 t/m³ en banco a 1.6 suelta: cada metro cúbico suelto de roca es apenas 0.57 m³ de banco. Si tu material no está en la tabla, pésalo: llena el cucharón, pesa la carga y divide entre el volumen.
| Criterio | Tierra vegetal | Arcilla dura | Roca |
|---|---|---|---|
| En banco (t/m³) | 1.37 | 1.8 | 2.8 |
| Suelta (t/m³) | 0.95 | 1.45 | 1.6 |
| 1 m³ suelto = | 0.69 m³ de banco | 0.81 m³ de banco | 0.57 m³ de banco |
6. Ejemplo resuelto (con supuestos)
Ejemplo ilustrativo con supuestos, no una promesa de rendimiento. Máquina: Komatsu PC200-10M0, cucharón de 1.0 m³ según su ficha. Material: arcilla dura, factor de llenado 0.85, densidad suelta 1.45 t/m³ y en banco 1.8 t/m³ (tabla de cucharones). Supón que cronometraste 30 ciclos y el promedio dio 24 segundos, y que en la hora observada la máquina trabajó 45 minutos.
Ciclos por hora: 3,600 ÷ 24 = 150. Producción: 1.0 × 0.85 × 150 × 0.75 = 95.6 m³ sueltos por hora. En peso: 95.6 × 1.45 = 138.7 t por hora. En banco: 138.7 ÷ 1.8 = 77.0 m³ por hora.
Ahora cambia un solo dato: si el camión se para mal y el ciclo sube a 30 segundos, salen 120 ciclos y 76.5 m³ sueltos por hora, un 20 % menos con la misma máquina. Por eso el ciclo se mide y se cuida.
7. Cómo subir la producción sin cambiar de máquina
Lo que mejora la producción acorta el ciclo o sube la eficiencia; subir de cucharón sin revisar la estabilidad es un error (lo explica la guía del balde).
- Coloca el camión para que el giro sea corto y la descarga no obligue a levantar de más.
- Ten el siguiente camión listo: la excavadora que espera tiene eficiencia baja aunque su ciclo sea bueno.
- Usa el cucharón y los dientes correctos para el material: un balde que no penetra alarga cada ciclo.
- Forma al operador: la Academia APMT del grupo da el curso básico de excavadora.
- Revisa el ralentí en KOMTRAX: horas de motor sin producir bajan la eficiencia y suben el costo.
8. De m³ por hora a costo por m³ y a la flota
La producción por hora es la mitad de la cuenta. Divide el costo por hora de la máquina entre su producción y tienes el costo por metro cúbico, que es con lo que se cotiza una obra; la calculadora de costo por hora del sitio te da una primera cifra. Cuando la excavadora carga camiones, su producción también depende de cuántos camiones hay y de cuánto tardan en volver: con pocos, espera; con muchos, ellos hacen cola. Eso lo resuelve un estudio de flota, que mide tus ciclos y recorridos y compara alternativas por costo por tonelada.
Grupo ConstruMarket es distribuidor autorizado de Komatsu en El Salvador (Zaragoza, Antiguo Cuscatlán, San Miguel), Guatemala como CMARKET (Mixco, Río Hondo, Xela), Nicaragua (Managua) y Panamá (Ciudad de Panamá), con las excavadoras de la PC130-8 a la PC1250-11R en los cuatro países.
Resumen: qué elegir
| Si… | Entonces… |
|---|---|
| Necesitas una cifra para cotizar | Mide el ciclo en tu obra; no lo copies |
| El plan o el contrato se paga en m³ de banco | Convierte con densidad suelta ÷ densidad en banco |
| Excavas arcilla dura o roca | Factor de llenado de 0.85 a 0.45 |
| La excavadora espera camiones | El cuello es la flota: estudio de flota |
| El ciclo es largo por el giro | Reubica el camión antes de cambiar de máquina |
| Quieres el costo por m³ | Costo por hora ÷ producción por hora |
Cotiza sin salir de la guía
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Tema: Excavadora
¿En qué país está tu obra?
Errores comunes
Tomar la capacidad del cucharón como producción
Sin factor de llenado ni eficiencia, la cifra sale inflada desde el primer paso.
Copiar el ciclo de otra obra o de un folleto
Giro, profundidad, camión y operador cambian el ciclo; solo vale el tuyo.
Mezclar m³ de banco con m³ sueltos
En roca, un m³ suelto es apenas 0.57 m³ de banco: la diferencia es enorme.
Contar horas de 60 minutos
Las esperas y traslados existen; si no los descuentas, prometes lo que no vas a mover.
Medir tres ciclos y dar el número
Con pocos ciclos el promedio engaña; toma 20 a 30 seguidos.
Preguntas frecuentes
¿Cuántos m³ por hora mueve una excavadora de 20 toneladas?
Depende del material, del ciclo y de la eficiencia de tu obra. En el ejemplo de esta guía, una PC200-10M0 con cucharón de 1.0 m³ en arcilla dura, con un ciclo supuesto de 24 s y 45 minutos útiles por hora, da 95.6 m³ sueltos o 77 m³ de banco por hora. Con tus datos medidos, la cifra será otra.
¿Cómo se calcula el rendimiento de una excavadora?
Capacidad del cucharón × factor de llenado × (3,600 ÷ ciclo en segundos) × eficiencia. El resultado son m³ sueltos por hora; para m³ de banco multiplica por densidad suelta ÷ densidad en banco.
¿Qué es el esponjamiento del material?
Es el aumento de volumen al excavar: el material suelto ocupa más que en su sitio. Según las densidades de Komatsu de la tabla de cucharones, la roca pasa de 2.8 t/m³ en banco a 1.6 suelta, y la arcilla dura de 1.8 a 1.45.
¿Cuánto dura un ciclo de excavadora?
No hay una cifra que sirva para todas las obras: cambia con el giro, la profundidad, la posición del camión, el material y el operador. Cronometra 20 a 30 ciclos en tu trabajo real y usa el promedio.
¿Cuántas pasadas necesita para llenar un camión?
Divide la capacidad del camión entre la carga por pasada (cucharón × llenado × densidad suelta). Con 1.0 m³ en arcilla dura son 1.0 × 0.85 × 1.45 = 1.23 t por pasada; revisa que el total no pase la carga que el camión admite.
¿Hay una calculadora de productividad de excavadoras?
El sitio tiene la calculadora de costo por hora; la producción se calcula con este método. Para una flota de carguío y acarreo, el estudio de flota modela producción y costo por tonelada con tus datos.
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