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Aligeramiento vehículo mixer

Entrevista a Santiago Núñez, socio generente de Tecnus S.R.L.
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EDITORIAL

Sabemos que, tanto el camión 6×4 con motohormigonera de 8 m³ como también el 8×4 con máquina de 10 m³ no nos da la carga por eje y estamos muy lejos de la normativa. Esto, es algo pendiente que todos tenemos en nuestra querida Asociación Argentina de Hormigón Elaborado (AAHE), debido principalmente a que no basta que el fabricante de mixer baje significativamente el peso de su equipamiento, sin que se baje también la tara del camión para poder tener una mejora destacada en la carga por ejes del vehículo. Creo que a esto habría que sumarle alguna mejora en la normativa o buscar alternativas dentro de la misma.

Hoy con un camión de referencia del mercado como el IVECO 260E30 en 6×4 tenemos la configuración de la Figura 1.

Entonces comenzamos a trabajar sobre tres ideas fundamentales para poder lograr una mejor distribución por eje sin sacrificar durabilidad y confiabilidad de los equipos:

1- Aligeramiento de la motohormigonera en 1000 Kg.

2- Aligeramiento del camión mayor del 10%.

3- En el 8×4 sustituir suspensión eje direccional por suspensión neumática.

Primera etapa

1-Aligeramiento de la motohormigonera: aquí dividimos en dos partes

A: Chasis + Accesorios

Gracias a los datos recolectados por la trazabilidad del sistema de calidad, en donde nos enfocamos en los problemas estructurales, de acuerdo a cada marca de camión, que se manifestaron tales como fisuras, roturas etc. Toda esa información es la que nos permitió mejorar nuestros equipos hasta el día de hoy. Lo que hicimos después es llevar estas modificaciones a nuestros dibujos en 3D, actualizando nuestra base de datos para que lo ideal, el dibujo, sea lo más parecido a lo real. Además de nuestros cálculos estructurales reforzamos la idea con un programa de cálculo de elemento finito, en el cual se lo solicita a la estructura del equipo a fuerzas como cargas puntales, distribuidas, momento flector, torsor etc.  y después de varias horas de cálculo en una computadora con gran capacidad de procesamiento de datos se determina con muchísima precisión en donde se concentran los esfuerzos y la posibilidad de roturas a través de colores, como un semáforo, del verde al rojo. Toda esta etapa utilizando el material que usamos hasta hoy. Para luego, con esta información realizar un rediseño de nuestros chasis en formas y espesores. En esta etapa trabajamos con la gente de Outokumpu Fortinox que representa a la empresa Alemana ThyssenKrupp en Argentina. Con ellos tenemos la experiencia de haber trabajado en la primera disminución de los espesores de los tambores, incrementando su durabilidad, con una mayor dureza utilizando chapa XAR 450.

Respecto al chasis reemplazamos nuestra materia prima, por una chapa de última tecnología siderúrgica de alto limite elástico, con una resistencia de hasta cuatro veces superior en límite de fluencia y tres veces más dureza que la chapa original. A este rediseño lo volvimos a solicitar con cálculo de elemento finito, ya con los nuevos valores de propiedades del acero. Con lo cual logramos reducir el peso del chasis en más del 40% en la primera etapa.

B Tambor:

Siguiendo con los datos que nos proporciona el departamento de calidad de nuestra empresa, continuamos trabajando sobre el tambor. Habíamos logrado reducir el peso en un 12% con el solo hecho de sustituir el material de un espesor de chapa de 4.75 mm (3/16) de 200 Hb a una chapa de alta dureza de 450 HB en 4 mm aumentando su vida útil, de 30.000 m³ a más de 50.000 según nuestros cálculos. Al hacer los seguimientos de los tambores, midiendo espesores en diferentes lugares, nos dimos cuenta que además de la dureza del material intervienen fuertemente dos factores que nos permitían incrementar la vida del tambor: una es la forma del mismo, que, al tener los conos más alargados la velocidad angular disminuye a medida que se acorta el diámetro. Haciendo una analogía, es como si comparamos el esfuerzo de subir un escalón a subirlo por una rampa. El otro factor de forma, es que, al utilizar un paso fijo de paleta, a diferencia de un paso variable, tenemos mayor cantidad de paletas intermedias en la zona de mezcla, ósea, la parte central del tambor donde se produce el mayor desgaste. Esto es como si una viga estuviera reforzada, no permitiendo que se produzca flecha, por lo que la misma no flexiona, siendo mucho más resistente a la fatiga. Esto implica que a medida que el tambor va perdiendo espesor por abrasión no permita flexionar la parte de la zona de mezcla y en el cilindro central, que es el otro factor de aceleramiento del desgaste del mismo no permite el fenómeno de fatiga, que es como si se cortara un alambre con la mano.

Estos elementos de forma nos ayudaron en incrementar la vida útil, con los tambores de 200 HB, donde tienen más tiempo y m³. Como ejemplo, tenemos tambores con más de 27000 m³ que aún no hemos cambiado paletas, por lo que suponemos que este tambor va a llegar cercano a los 50000 m³ de vida útil. Ninguno de nuestros mixer fabricados desde el 2018, se les ha cambiado las paletas mezcladora, según nuestra información del servicio técnico y del departamento de calidad.

Respecto a los de 400 Hb, los cuales han comenzado su utilización a mediados del 2020, los primeros fabricados, para una cantidad de 18000 m³ reduzco 8% el espesor en líneas generales, lo que, si lo lleváramos lineal un 25 a 30% más que un tambor de 200 Hb, también poseen pasos fijos en su helicoide y las mismas formas que el tambor de 200 Hb, calculamos su vida útil mayor a 65000 m³.

Estamos pasando a la tercera etapa de tambores en donde, vamos a conservar el paso fijo y comenzaremos a variar los espesores de las paletas de acuerdo a la posición en donde se encuentren para que su desgaste sea aún más parejo, en la zona de mezclado utilizaremos paletas en 3 mm de 290 Hb con refuerzos superior en chapa XAR 450 Hb hasta la faja central en la zona del cono de carga y descarga 3 mm en 290 Hb. Con refuerzo en 4 mm, pero de 290 Hb A esto sumamos en la disminución del espesor del fondo y de la tapa de cierre, logrando así disminuir otro 12% adicional. Estamos logrando bajar la tara de la motohormigonera sin lograr reducir su vida, para lo que fue diseñada de 50.000 m³.

En esto hemos logrado desde el inicio, la primera MN en 200 Hb, con una durabilidad de tambor asegurada en 30.000 m³, fabricada en 2018 pesaba 4550 kg. Hoy nuestro modelo MN408 con chapa de 450 Hb en tambor, con una durabilidad estimada mayor de 65000 m³ con un peso 4190 kg. Nos hemos dado cuenta que nuestros cálculos eran mezquinos, pasamos en 200 Hb de 30 a 35000 la expectativa a más de 50000 m³, logrando una vida útil casi el doble de cómo fue diseñada y en 450  Hb a más de 65000 según nuestros cálculos, pero vamos a tener que esperar al menos 15000 m³ más para tener mayores datos y además reduciendo el peso de la misma 360 Kg. Hoy en esta primera etapa, nuestra máquina MN avr pesa 3450 Kg de tara total para igual durabilidad y la segunda etapa reduciríamos el peso 10% menos al cambiar espesores en diferentes partes del tambor para lograr un mejor desgate parejo en el equipo, logrando estar en 3100 kg total. Así, lograríamos duplicar la vida útil de nuestra máquina de origen y reducir el peso total del equipo original en 1450 Kg y 1000 kg con respecto a nuestro modelo actual.

2- Aligeramiento del camión

Trabajamos con este concepto con la gente de IVECO en lograr el camión más adecuado para mixer urbano. La mejor opción entre precio y aplicación de la gama IVECO es el 260E30 tanto en sus versiones 6×4 y 8×4.

Solo necesitamos algunas pequeñas mejoras como pasar de llantas de chapa a aluminio, disminución del tanque de combustible 400 l a 100 l permitiendo tener una autonomía cercana a 300 km, además tenemos la posibilidad de quitar el asiento de acompañante. Estas pequeñas modificaciones nos dan casi instantáneamente unos 300 kilos menos, esto es muy de mínimo en cuanto a primeras modificaciones, en donde si va a correr el tema es IVECO pudiendo hacer adecuaciones y reducciones más profunda aplicando ingeniería.

Creo que lo más importante en todo esto es, aplicando la normativa, pesos máximos establecidos por la Ley de Configuraciones Vehiculares según transmisión a calzada Decreto 32/2018 cambiar en los 8×4 el sistema de suspensión del tercer eje adicional de ballesta a neumático con cubiertas séper anchas. Esto nos permite pasar de 6000 kg en ese eje a 8000 por lo que la carga total pasaría a 32 tn. Por lo que nos daría, y es lo que vamos buscando la configuración de la Figura 2.

Entrevista a Santiago Núnez

– ¿Ustedes están actuando por iniciativa propia para realizar todas estas modificaciones?

Santiago Núñez: Sí, en realidad, lo que estamos haciendo, es sumar una solución a un problema viejo que plantean nuestros amigos y clientes.Es un problema eterno. Hasta que no se cambie la normativa no hay muchas maneras salvo hacer esto que es lo que la tecnología te permite.

– ¿Cuánto es la diferencia entre lo que ustedes logran y lo que la ley les está exigiendo?

Santiago Núñez: Es mucho. Es decir, si vos tenés que seguir un lineamiento, ahí lo vas a ver en una tabla, una máquina de ocho puede llevar solamente cuatro metros y medio. Y una máquina de diez, te va a llevar con suerte cinco metros y medio o seis.

Lo que queremos mostrar con esto es que la norma es imposible de cumplir. Entonces, con la tecnología disponible, tratamos de adecuarnos de la mejor forma a la norma. De todas formas, a pesar de todos los esfuerzos que hacemos, no se logra llegar.

– Claro, porque también es un costo importante también…lo ideal sería acercar los extremos.

Santiago Núñez: Exacto, eso es lo que planteamos. Creo que lo lógico sería acercar los extremos. No me pidas lo imposible porque no te lo puedo dar o el costo va a ser muy alto que va a repercutir seguramente en el precio del producto final que es el hormigón.

Por eso, creo que lo lógico sería acercar las partes, Si hay perjuicio económico por la rotura de suelo o de pavimento o hormigón, se debería pagar un costo si nos acercamos a una normativa. El punto sería que pagarías menos cuanto más te acercás a la norma. Porque nosotros tenemos que transportar hormigón porque nuestras obras son de hormigón, entonces, si se rompe algo, tenemos que pagar una multa o canon. Entonces, la normativa dice que podés circular y que estás pagando lo que estás rompiendo. Yo iría un poquito más allá. Entonces, cuanto más te acerque a la norma, menor pagas, porque estás haciendo un esfuerzo enorme y poniendo valor. Eso sería justo, porque no hay manera de entrar en la norma, que es incumplible. Porque luego, surgen otras cuestiones, como el chantaje. Y acá hay que hablar de transparencia.