pala mecánica

Una pala mecánica es una gran máquina excavadora con una pluma articulada, un brazo y un cucharón montados sobre una base giratoria o orugas. El operador se sienta en una cabina y utiliza controles hidráulicos para excavar, recoger y cargar material suelto o fragmentado, típicamente tierra, grava, carbón o roca partida, en camiones o cintas transportadoras. A diferencia de una dragalina, que arrastra el material hacia sí misma, una pala mecánica utiliza un cucharón de cierre para agarrar el material con un movimiento de empuje, luego retrae el cucharón y lo eleva a la altura de descarga. La máquina puede trabajar en un espacio confinado y permanece relativamente estacionaria durante el ciclo de excavación.

Las palas mecánicas vienen en varias configuraciones. El modelo estándar operado por cable utiliza cuerdas de acero para abrir y cerrar el cucharón; estas máquinas dominaron la minería y la explotación de canteras durante décadas, pero requieren un mantenimiento significativo de los sistemas de poleas y tambores. Las palas hidráulicas, que se hicieron comunes a partir de la década de 1960, reemplazan los cables con cilindros hidráulicos conectados a la pluma, el brazo y el varillaje del cucharón. Las palas frontales cargan material desde la parte delantera de la máquina, mientras que las retroexcavadoras giran el cucharón para excavar material debajo y detrás de ellas. Las capacidades de los cucharones varían desde 0.5 yardas cúbicas para pequeñas unidades hidráulicas hasta 15 yardas cúbicas o más para grandes máquinas de cable utilizadas en la minería a cielo abierto.

La fuente de energía determina la ubicación y el ciclo de trabajo de la máquina. Las palas eléctricas, alimentadas por líneas aéreas o cables de arrastre, ofrecen un funcionamiento continuo sin costos de combustible y sobresalen en minas de carbón o canteras donde un área de trabajo fija justifica la infraestructura de cableado. Las palas diésel e hidráulicas proporcionan movilidad y son estándar en minas a cielo abierto y obras de construcción. El radio de giro, la fuerza de arranque y la fuerza de corte del borde del cucharón son las métricas de rendimiento críticas; las palas grandes típicas desarrollan fuerzas de arranque que superan las 150,000 libras, lo que les permite excavar material compactado o congelado que una cargadora no puede manejar.

Modos de desgaste y falla

Los dientes del cucharón y los bordes de corte experimentan el mayor desgaste, especialmente en materiales abrasivos como la cuarcita o el mineral metálico. Los labios del cucharón suelen requerir reemplazo cada pocos meses de servicio pesado. Los cilindros hidráulicos en las máquinas modernas son vulnerables a la corrosión y a la falla de los sellos en ambientes húmedos. Las palas operadas por cable sufren de deshilachado de la cuerda, desgaste en las poleas y deslizamiento en los tambores si la tensión no se mantiene correctamente. El ciclo térmico en climas fríos puede hacer que el fluido hidráulico se espese y reduzca la velocidad de respuesta del cucharón.

El término "pala mecánica" refleja la ascendencia eléctrica de la máquina; las primeras palas de vapor de las décadas de 1880 y 1890 evolucionaron hacia versiones eléctricas que dominaron el movimiento de tierras del siglo XX. A pesar del cambio a la energía hidráulica y diésel, el nombre persistió. En la minería, una pala hidráulica de 10 yardas cúbicas cargada con mineral que se mueve con un tiempo de ciclo de 30 segundos puede mover aproximadamente 1,200 toneladas por hora a camiones de acarreo, lo que la convierte en la herramienta principal del manejo de materiales a granel donde los ciclos de carga, acarreo y descarga dominan la economía de la operación.