En entornos industriales y mineros, las cargadoras (ya sean de ruedas o de orugas) a menudo se enfrentan a terrenos complejos y difíciles. Los suelos blandos o fangosos, así como la nieve y el hielo, representan un desafío particular, ya que cada uno presenta características únicas en cuanto a riesgos de deslizamiento o hundimiento, desgaste del equipo y estrategias operativas. Estos entornos adversos no solo ponen a prueba el rendimiento mecánico del equipo, sino que también exigen procedimientos operativos muy rigurosos. Este artículo analiza sistemáticamente las diferentes precauciones para las cargadoras de ruedas y de orugas que operan en entornos fangosos y nevados desde cuatro perspectivas: condiciones del terreno, adaptabilidad del equipo, procedimientos operativos, mantenimiento y gestión de la seguridad, destacando las similitudes y diferencias entre ambas. Su objetivo es servir de referencia para la selección de equipos, la capacitación de operadores y la gestión en el sitio.
1.1 Terrenos fangosos
Los terrenos fangosos suelen ser causados por precipitaciones, desbordamientos de aguas subterráneas, daños a la estructura del suelo blando durante las operaciones o la falta de nivelación del terreno inmediatamente después de finalizar el proceso. La capacidad portante del terreno disminuye drásticamente y el coeficiente de adherencia del suelo se reduce significativamente. En este punto, el suelo está saturado, con un alto contenido de humedad, una capacidad de carga reducida y un bajo coeficiente de fricción. Las cargadoras son propensas a deslizarse y hundirse durante la carga, especialmente al utilizar el método de carga en V. Los ciclos frecuentes de avance, carga, retroceso y descarga aumentan significativamente el riesgo de que el equipo se atasque en el lodo. Simultáneamente, la mezcla de lodo y agua acelera el desgaste en los puntos de articulación del dispositivo de trabajo, lo que afecta el control preciso del cucharón. Las cargadoras se enfrentan a los siguientes desafíos en estas condiciones:
La menor capacidad portante del terreno hace que las cargadoras sean propensas a asentarse o atascarse.
La menor fricción entre los neumáticos (o las orugas) y el suelo provoca deslizamientos y dificulta la dirección.
El lodo se adhiere fácilmente a la parte inferior de los neumáticos/orugas, y la acumulación de lodo afecta la tracción y la dirección.
Las salpicaduras de lodo y agua durante el funcionamiento provocan que el lodo y la arena se adhieran a las partes externas del equipo, especialmente a la estructura inferior, las orugas y las ruedas tensoras, lo que conlleva un desgaste acelerado o atascos.
La visibilidad del operador puede verse afectada por las salpicaduras de lodo y agua, lo que aumenta los riesgos de seguridad.
1.2 Condiciones de funcionamiento con hielo y nieve
Los entornos con hielo y nieve incluyen escenarios como la presencia de nieve, superficies heladas, suelo congelado, mezclas de hielo y agua, y deshielo seguido de congelación. El coeficiente de fricción en superficies heladas y nevadas es solo de 1/7 a 1/5 del de las superficies secas. Esta fricción extremadamente baja aumenta la distancia de frenado y la probabilidad de pérdida de control de la dirección. Las bajas temperaturas también pueden provocar la solidificación del diésel y el aumento de la viscosidad del aceite hidráulico, lo que afecta directamente al arranque del motor y a la velocidad de respuesta de los dispositivos de trabajo. Los principales desafíos en este entorno son:
Coeficiente de fricción extremadamente bajo: Los neumáticos o las orugas son propensos a resbalar, derrapar y perder el control de la dirección sobre hielo o nieve.
Obstáculos ocultos en el terreno (como baches bajo el hielo, rocas, protuberancias de suelo congelado y zonas cubiertas de nieve) aumentan el riesgo de vuelco o daños en el equipo.
Las bajas temperaturas afectan al aceite hidráulico, al calentamiento del motor y a la elasticidad de los materiales de los neumáticos/orugas: por ejemplo, la goma de las orugas se endurece, la tensión cambia y la nieve y el hielo congelados pueden atascar la subestructura.
El proceso de deshielo y congelación puede provocar la intersección de barro y hielo/nieve (por ejemplo, el agua del deshielo se mezcla con el barro y luego se vuelve a congelar), creando una condición de trabajo doblemente compleja.
1.3 Diferencias entre condiciones de barro y hielo/nieve
Para ver con mayor claridad las similitudes y diferencias entre ambas condiciones, se presenta primero una breve comparación:
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proyecto |
Puntos clave de las condiciones de trabajo en terrenos fangosos |
Puntos clave sobre las condiciones de trabajo en hielo y nieve |
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fricción/apoyo al suelo |
Baja capacidad de carga, deslizamiento, atascamiento |
Fricción, deslizamiento y ocultamiento de obstáculos extremadamente bajos. |
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Acumulación en la parte inferior del equipo |
Acumulación de lodo y erosión del lodo |
La alternancia de hielo y nieve, agua y hielo, provoca acumulación de hielo y bloqueos por congelación. |
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Efectos materiales/hidráulicos |
El lodo y la alta humedad causan problemas de lubricación. |
Las bajas temperaturas provocan una alta viscosidad del aceite hidráulico y una mayor rigidez del caucho. |
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estrategia operativa |
Reduzca la velocidad, evite quedarse atascado, elija neumáticos/vías anchas. |
Velocidad extremadamente lenta, evitar giros bruscos, controlar el derrape, calentar, descongelar. |
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riesgos de seguridad |
Atascado en el barro, inclinado, mala visibilidad |
Deslizamiento, vuelco, cráter oculto, parada por congelación |
A continuación, analizaremos en detalle las precauciones operativas.
2.1 Trabajo preparatorio y adaptación del equipo
Selección del modelo y la configuración adecuados: Al operar en grandes extensiones de terreno fangoso (como minas, canteras y depósitos de relaves de carbón), se debe priorizar la operación en terrenos blandos y con baja capacidad de carga. Se recomienda utilizar cargadoras de orugas anchas con una amplia superficie de contacto con el suelo y baja presión sobre el mismo, o cargadoras equipadas con ruedas anchas. La literatura indica que "las orugas anchas mejoran la flotabilidad y la tracción, lo que las convierte en un medio importante para el desplazamiento en terrenos blandos".
Estudio previo a la operación: Antes de operar, el operador debe observar en el sitio: la profundidad del lodo, el contenido de agua, la presencia de charcas llenas de agua, el espesor de la capa de suelo blando y el riesgo de subsidencia a lo largo de la ruta. Este paso ayuda a seleccionar la trayectoria óptima y a evitar atascos.
Inspeccione la subestructura del equipo: Antes de operar, limpie los residuos de lodo de los neumáticos/orugas, engranajes de transmisión, mecanismos de tensado, etc., asegurándose de que no haya objetos atascados que puedan causar obstrucciones o bloqueos. Especialmente en entornos lodosos, la acumulación de lodo en la parte inferior puede reducir rápidamente la eficiencia de tracción.
2.2 Estrategias de operación en el sitio
Control de velocidad y carga: Al conducir sobre superficies lodosas, reduzca la velocidad adecuadamente y evite aceleraciones repentinas y giros bruscos, ya que esto aumentará el riesgo de deslizamiento, hundimiento e incluso atascos. Se recomienda no sobrecargar la cuchara, manteniéndola por debajo del valor nominal del equipo para reducir la presión sobre el suelo. Evite aceleraciones, desaceleraciones y giros bruscos; el funcionamiento del acelerador debe ser suave y continuo. Las cargadoras de ruedas tradicionales, al arrancar y parar con frecuencia, experimentan una entrada y salida significativa del acelerador por parte del operador, lo que provoca que el motor funcione frecuentemente en un rango ineficiente, aumentando el consumo de combustible.
Selección de ruta y método de conducción: Priorice rutas firmes, compactadas o drenadas, evitando viajes repetidos a través de lodo profundo y blando. Al encontrar áreas encharcadas o fangosas, desvíese o coloque esteras de grava, tablones o placas de acero temporales para aumentar la capacidad de carga. Conduzca en línea recta siempre que sea posible para evitar derrapes.
Evite el deslizamiento de ruedas u orugas: El deslizamiento (conducir sin avanzar) hará que la cargadora se hunda rápidamente en el lodo y someta al sistema de transmisión a una gran carga. Se recomienda: Si nota deslizamiento, deténgase inmediatamente, baje la carga e intente un ligero balanceo hacia adelante y hacia atrás para liberarse.
Selección del lugar de carga/descarga: En terrenos blandos, las cargadoras deben elegir la plataforma más firme posible para cargar o descargar. Cargar con la carga presionando hacia abajo desde el frente aumenta la presión sobre el suelo y hace que la cargadora sea propensa a hundirse. Los lugares de carga deben estar en superficies duras o con una subrasante preparada. Utilice un método de carga por capas para reducir la resistencia al corte. Al introducir el cucharón en la pila de material, mantenga un movimiento en línea recta, utilizando completamente el mecanismo de articulación de la cargadora para permitir que el cucharón se mueva verticalmente.
Precauciones para la conducción después de la carga: Al conducir después de la carga, baje la pluma adecuadamente para mantener el centro de carga lo más bajo posible (reduciendo el centro de gravedad), lo cual favorece la estabilidad. Evite conducir con la carga elevada sobre terreno blando, ya que esto aumenta el riesgo de vuelco o atascamiento.
Técnicas de autorrescate: Si se produce un ligero hundimiento, alterne rápidamente entre las acciones de excavación y descarga del cucharón, utilizando la fuerza de reacción del dispositivo de trabajo para ayudar al equipo a salir del atolladero.
2.3 Manejo en caso de atascamiento o deslizamiento
Prepare el equipo de remolque o auxiliar: En entornos fangosos, prepare eslingas de remolque, placas de acero, tablones de madera y bloques de grava antes de la operación para una rápida respuesta en caso de que el equipo se atasque en el barro.
Método correcto de desatasco: Cuando la cargadora se atasque, no acelere bruscamente ni la fuerce a funcionar, ya que esto solo empeorará el atascamiento. Primero, reduzca la carga (descargue parte del material), baje la pluma al suelo, intente un balanceo lento hacia adelante y hacia atrás, coloque almohadillas o grava para mejorar la tracción y, a continuación, comience a desengancharla lentamente. La bibliografía sugiere utilizar un remolque para sacarla, pero se debe utilizar un punto de remolque específico y un equipo de remolque adecuado.
Evite dañar el equipo: Cuando el equipo sea difícil de desenganchar, tirar con fuerza puede dañar el chasis, las orugas y los engranajes de transmisión. Se recomienda evaluar si es necesario solicitar ayuda con equipo más grande o limpiar el barro y descargar la carga antes de volver a intentarlo.
2.4 Mantenimiento e inspección posteriores a la operación
Limpie la estructura inferior: Después de cada jornada de trabajo, especialmente en entornos fangosos, limpie a fondo la estructura inferior: orugas, neumáticos, cadenas, sistema de tensado, engranajes de transmisión, etc., eliminando el barro, el agua y la grava. Si no se limpia a tiempo, se producirá un desgaste acelerado, atascos e incluso un mal funcionamiento.
Inspeccione el desgaste: Preste especial atención al desgaste de la banda de rodadura de los neumáticos, las grietas en la goma de las orugas, el desgaste de los dientes del engranaje motriz y el correcto funcionamiento del tensor. El trabajo en lodo acelera el desgaste de estos componentes. Si detecta daños graves, repare o reemplace las piezas afectadas de inmediato.
Lubricación y prevención de la corrosión: El lodo y el agua suelen contener sustancias corrosivas (como minerales, productos químicos y sales). Los puntos de articulación y los pasadores de conexión deben lubricarse y protegerse contra la corrosión para garantizar un funcionamiento óptimo incluso en ambientes húmedos.
Drenaje e inspección del sitio: Después de trabajar, se recomienda revisar la ruta de trabajo y el área de estacionamiento para detectar acumulación de agua o reblandecimiento. Evite dejar la cargadora estacionada en lodo o agua durante períodos prolongados para prevenir que se hunda o que el lodo y el agua se filtren al chasis.
3.1 Trabajo preparatorio y adaptación del equipo
Procedimientos de precalentamiento y arranque en frío del equipo: En ambientes de baja temperatura, la viscosidad del aceite hidráulico aumenta, la resistencia al arranque del motor se incrementa y la elasticidad de las orugas o los neumáticos disminuye. Se recomienda hacer funcionar el equipo a baja carga durante un tiempo tras el arranque para calentarlo antes de su uso. La bibliografía indica que "las temperaturas inferiores a aproximadamente 7 °C se consideran condiciones invernales y requieren especial atención".
Eliminación de hielo y nieve y equipo antideslizante: Para las cargadoras de ruedas, considere el uso de neumáticos de invierno, cadenas y clavos de tracción; para los modelos de orugas, elimine el hielo y la nieve de las orugas para evitar atascos o fallos de tracción por congelación.
Inspección de las condiciones de trabajo: Después de una nevada o sobre suelo congelado, retire las capas de nieve y hielo y compruebe que no haya hoyos ocultos, suelo blando bajo la nieve ni cuerpos de agua bajo el hielo. Este paso puede evitar que el equipo entre en zonas peligrosas.
Ajuste de la configuración del equipo: En condiciones de hielo y nieve, reduzca al mínimo la altura del cucharón para garantizar un centro de gravedad bajo; seleccione orugas o neumáticos con alta dureza y buen agarre. Si las condiciones lo permiten, añada accesorios como cadenas y orugas antideslizantes.
3.2 Estrategias de operación en el sitio
Control de la velocidad de desplazamiento y movimiento suave: En carreteras con hielo o nieve, la aceleración y el frenado bruscos, así como los giros cerrados, pueden provocar fácilmente derrapes o vuelcos. Se recomienda una operación suave y a baja velocidad. Tras la instalación de las cadenas antideslizantes, la velocidad de desplazamiento no debe superar los 50 km/h, y se deben evitar los frenazos bruscos, los avances rápidos y los giros cerrados.
Desplazamiento vertical, sin movimientos laterales: En pendientes o inclinaciones heladas, desplacese verticalmente, evitando el deslizamiento lateral. El centro de gravedad debe apuntar siempre hacia el lado más estable; es decir, con carga pesada, el extremo cargado debe quedar hacia arriba. Similar a las normas generales de seguridad para cargadoras.
Evite la congelación y el hundimiento: En terrenos fangosos cubiertos de nieve derretida o hielo delgado, la máquina es muy propensa a hundirse. Evite paradas prolongadas en terrenos aparentemente helados o sumergir la pluma en agua; estas operaciones pueden provocar que el equipo se hunda o se congele y quede atascado.
Visibilidad mejorada e identificación de obstáculos: La visibilidad es limitada en condiciones de nieve, lo que dificulta la detección de obstáculos (como rocas cubiertas de nieve, bordillos y baches). Los operadores deben patrullar lentamente, despejar su campo de visión y marcar las zonas de peligro.
Aplicación de equipos especiales: Se puede utilizar equipo especializado, como quitanieves, para la remoción de nieve. Por ejemplo, la cargadora quitanieves que ofrece Luyu Heavy Industry cuenta con un diseño estructural reforzado y puede despejar eficazmente la nieve de las carreteras.
Manejo de emergencias: Al operar en pendientes, mantenga una velocidad baja y constante y planifique una ruta de escape con anticipación. Si detecta signos de derrape, gire ligeramente el volante y reduzca la aceleración; evite los giros bruscos.
3.3 Manejo de deslizamientos, movimientos laterales, congelamiento y atascos
Reducción de la carga y descenso del cucharón para escape: Si comienza a deslizarse, baje inmediatamente la pluma al suelo, descargue o reduzca significativamente la carga e intente balancearla suavemente hacia adelante y hacia atrás para desengancharla. Evite aceleraciones bruscas o cambios bruscos de dirección.
Medidas antideslizantes auxiliares: Considere colocar tapetes antideslizantes, grava o tablones de madera antes del contacto con el suelo, o esparcir arena o sal (según los requisitos ambientales locales) para mejorar la tracción.
Evite congelar la posición de estacionamiento: Estacionar durante mucho tiempo en nieve o nieve derretida puede provocar que el equipo se congele al suelo después de enfriarse, lo que dificulta el arranque o provoca atascos. Se recomienda estacionar en terreno firme y sólido y retirar la nieve y secar la superficie después de estacionar. La bibliografía menciona que "estacionar en áreas con nieve suelta o fangosa puede provocar que el equipo se congele al suelo".
3.4 Mantenimiento e inspección posteriores a la operación
Limpie a fondo la parte inferior y las orugas/neumáticos: La nieve, el agua, los dispersantes de sal y el hielo se adhieren fácilmente a la parte inferior del equipo, y la acumulación prolongada de residuos puede provocar corrosión, desgaste y atascos. Es necesario limpiar y secar a tiempo.
Inspeccione las piezas de goma, el sistema hidráulico y el sistema de lubricación: En ambientes de baja temperatura, la goma tiende a endurecerse y aumenta el riesgo de agrietamiento; si la viscosidad del aceite hidráulico es demasiado alta, la respuesta del sistema será lenta. Utilice el aceite para bajas temperaturas recomendado por el fabricante y revise el filtro, el anticongelante, etc.
Revise la batería y el sistema de arranque: La capacidad de la batería disminuye en ambientes fríos, lo que dificulta el arranque. Se recomienda revisar la batería y el sistema de arranque, e instalar un precalentador (si está disponible) antes del invierno.
Ubicación y cobertura del estacionamiento: Al estacionar, elija una ubicación libre de acumulación de nieve, agua de deshielo y agua estancada, sobre terreno firme. Para estacionamientos prolongados, se recomienda usar una cubierta para nieve, mantillo o trasladar el equipo a un lugar cubierto o bajo techo para reducir el riesgo de acumulación de nieve o congelación.
4.1 Cargadoras de ruedas
Ventajas: Alta movilidad, velocidad relativamente alta, fácil mantenimiento de los neumáticos.
En condiciones de lodo: Los modelos de ruedas son más propensos a hundirse y tienen poca tracción; se recomiendan neumáticos anchos y de baja presión. Son más adecuados para terrenos relativamente firmes.
En condiciones de hielo y nieve: Los neumáticos se ven significativamente afectados por el deslizamiento del hielo y la nieve, pero la tracción puede mejorarse utilizando cadenas para nieve, clavos y sacos de arena para aumentar el peso.
Recomendación de selección: Si el lugar de trabajo es relativamente firme, tiene un alto volumen de tráfico y requiere una rápida inversión de marcha, se prefieren las cargadoras de ruedas. Sin embargo, se debe tener precaución en condiciones de lodo intenso o ciclos frecuentes de congelación y deshielo.
4.2 Cargadoras de orugas
Ventajas: Amplia superficie de contacto con el suelo, baja presión sobre el suelo, buena flotabilidad, aptas para terrenos blandos y fangosos.
En condiciones de barro: Las cargadoras de orugas presentan una clara ventaja, con un bajo riesgo de deslizamiento y atascamiento. Sin embargo, su estructura inferior (orugas, tensores, bastidores) es sensible a la acumulación de barro, lo que requiere limpieza y mantenimiento frecuentes.
En condiciones de hielo y nieve: Los modelos de orugas ofrecen un excelente rendimiento en nieve profunda y resbaladiza, pero en hielo duro, es posible el deslizamiento debido a la distribución variable de la presión sobre el suelo; además, el riesgo de que la nieve o el hielo penetren en el mecanismo de las orugas y provoquen atascos es mayor. La bibliografía indica que «la baja presión sobre el suelo es una ventaja en la nieve, pero facilita el deslizamiento en hielo duro». Recomendaciones de selección: Se recomiendan las cargadoras de orugas para obras con superficies blandas, saturadas de agua y fangosas. Para obras con condiciones frecuentes de hielo o nieve, pero con una alta proporción de terreno endurecido, también se pueden considerar las cargadoras de orugas si se utilizan implementos antideslizantes adecuados.
4.3 Resumen de recomendaciones de selección y operación
En entornos con lodo blando, alto contenido de agua y sin superficies endurecidas: Se prefieren las cargadoras de orugas anchas.
En escenarios con nieve profunda, nieve húmeda mixta y terreno mayormente blando: Cargadoras de orugas equipadas con dispositivos antideslizantes.
En escenarios con superficies predominantemente endurecidas y solo lodo o nieve ocasionales: Las cargadoras de ruedas con cadenas para nieve/neumáticos antideslizantes son una opción flexible.
Independientemente del tipo de máquina, se debe hacer hincapié en los estudios del sitio, la planificación de rutas, la configuración del equipo antideslizante/antihundimiento, la capacitación del operador y el mantenimiento rutinario.
Los operadores deben estar familiarizados con el manual de operación proporcionado por el fabricante del equipo y recibir capacitación especializada para condiciones de lodo/nieve. Se debe prestar especial atención a la comprensión de las técnicas específicas de velocidad, carga, dirección y frenado al operar en terreno blando o en condiciones de hielo/nieve.
Desarrolle un proceso de evaluación de las condiciones previas a la operación, que incluya la evaluación de la saturación de agua subterránea, la profundidad de la capa de nieve/hielo, la dureza del camino y el estado del equipo. Asegúrese de obtener la aprobación de la gerencia antes de ingresar a condiciones operativas de alto riesgo.
Durante las operaciones, mantenga los principios de "posición baja del cucharón", "velocidad reducida" y "operación suave", y prohíba estrictamente los giros bruscos, el frenado repentino y la aceleración rápida en lodo blando o áreas con hielo/nieve.
Se deben reforzar los procedimientos de mantenimiento y servicio: limpieza diaria de la estructura inferior, inspección regular de orugas/neumáticos, sistemas hidráulicos, sistemas de arranque en frío, baterías, etc. Especialmente durante las temporadas de hielo/nieve, es esencial aplicar anticongelante, cubrir el equipo y retirar la nieve después de la parada.
Inspecciones periódicas: Refuerce la detección de fugas (aceite, agua y aire). En invierno, el vehículo debe estar equipado con cadenas antideslizantes, las cuales deben revisarse y limpiarse inmediatamente después de su uso para evitar la oxidación. Calibre regularmente las bombas de combustible que presenten fallas para garantizar un suministro normal de combustible.
Mecanismos de garantía de seguridad: Se deben colocar señales de advertencia en las zonas de alto riesgo; los operadores deben usar botas antideslizantes; y el sistema de calefacción de la cabina debe funcionar correctamente (especialmente en entornos con hielo y nieve, garantizando una visibilidad clara y el desempañado/descongelamiento de la cabina).
Ante entornos operativos cada vez más complejos, la operación estandarizada de cargadoras en condiciones de lodo y hielo se ha convertido en un aspecto crucial de la gestión de equipos. Mediante una preparación científica, una operación precisa y un mantenimiento meticuloso, no solo se puede garantizar la seguridad operativa, sino que también se puede mejorar significativamente la eficiencia y la vida útil del equipo en condiciones adversas. Si bien tanto el lodo como el hielo/nieve constituyen "condiciones de terreno adversas", sus mecanismos fundamentales (capacidad de carga del terreno, coeficiente de fricción y factores que afectan al equipo) difieren significativamente. Como profesionales que operamos cargadoras en instalaciones industriales y mineras, no solo debemos dominar el rendimiento y la adaptabilidad del equipo, sino también desarrollar una comprensión sistemática de las condiciones del terreno, las estrategias operativas, el mantenimiento y la gestión de la seguridad.
Distrito de Yubei, Chongqing, China.
