Diseño y fabricacion de fajas transportadoras

Diseño y Fabricación de un sistema mecánico para el levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas.

ESPECIALIDAD MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA DE PLANTA

PROYECTO DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN SISTEMA MECÁNICO PARA EL LEVANTAMIENTO DE FAJAS TRANSPORTADORAS EN LA CALIBRACIÓN DE BALANZAS. PROJECT MANAGER Rodríguez Mayta, Aníbal Genaro

EQUIPO TÉCNICO Coaguila Cari, Yuri Javier Cruz Quiñones, Diego Alfredo Muñoz Guerra, Christian Alonso DOCENTE ASESOR Moisés Cruz DOCENTE Econ. José Rojas

AREQUIPA –PERÚ Junio-2012

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1.

ÍNDICE INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 4

2.

RESUMEN EJECUTIVO ....................................................................................... 5

3.

BREVE ANTECEDENTE DE LA EMPRESA ......................................................... 6

4.

JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 7

5.

ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL .................................. 8 5.1

Descripción del proceso para la calibración de balanzas en Southern Peru ... 9

5.1.1

Bloqueo y tarjeteo.................................................................................... 9

5.1.2

Levantamiento de contrapesos .............................................................. 10

5.1.3

Levantamiento de faja ........................................................................... 11

5.1.4

Verificación de celdas de carga ............................................................ 13

5.2

Análisis de gastos operativos: ...................................................................... 14

5.3

Estudio del problema .................................................................................... 15

5.4

Objetivo General ........................................................................................... 18

5.5

Objetivos Específicos ................................................................................... 18

6.

DISEÑO DE PORTAFOLIO DE ALTERNATIVAS ............................................... 19 6.1

ALTERNATIVA 1: . ....................................................................................... 19

6.2

ALTERNATIVA 2: . ....................................................................................... 20

7.

EVALUACION DE ALTERNATIVAS.................................................................... 21 7.1 Matriz Morfológica ............................................................................................. 21 7.2 Evaluación Económica ...................................................................................... 22 7.3 Evaluación Técnica ........................................................................................... 22

8.

DESARROLLO DE LA ALTERNATIVA PROPUESTA ........................................ 24 8.1 Calculo para la selección de perfiles estructurales para el sistema mecánico de levantamiento. ........................................................................................................ 24 8.2 Calculo de soldadura ........................................................................................ 34 8.3 Calculo de pernos ............................................................................................. 37

9

ESTUDIO ECONOMICO Y FINANCIERO ........................................................... 39 9.1. Estudio económico sin proyecto ....................................................................... 39 9.1.1

Análisis de costos sin Proyecto ............................................................. 42

9.2. Estudio económico con proyecto...................................................................... 44 9.2.1

Análisis de costos con Proyecto ............................................................ 47

9.3. Análisis de Flujo Incremental ........................................................................... 50 9.4. Análisis de ahorro de tiempos en operación ..................................................... 51 9.4.1. Análisis de tiempo sin proyecto ................................................................. 52 9.4.2. Análisis de tiempo con proyecto ................................................................ 52 10

CONCLUSIONES ............................................................................................... 53

11

RECOMENDACIONES ....................................................................................... 54

12

BIBLIOGRAFÍAS ................................................................................................. 55

13

ANEXOS ............................................................................................................. 56

2


Índice de Cuadros

Cuadro 1 Actividades y tiempo requerido para el levantamiento de faja ................. 12 Cuadro 2 Costo de los materiales y equipos para la construcción de los arcos ...... 13 Cuadro 3 Costo total por un día de trabajo para la calibración de .......................... 14 Cuadro 4 Matriz Morfologica ................................................................................. 21 Cuadro 5 Evaluación Económica............................................................................ 22 Cuadro 6 Evaluación Técnica ................................................................................. 22 Cuadro 7 Costos de Fabricación – Sin Proyecto ................................................... 39 Cuadro 8 Costos de Operación de un dia de trabajo – Sin Proyecto ...................... 40 Cuadro 9 Costos de Operación de tres dias de trabajo – Sin Proyecto ................. 40 Cuadro 10 Resumen de Costos sin Proyecto ......................................................... 41 Cuadro 11 Flujo de caja Económico Sin Proyecto .................................................. 42 Cuadro 12Indicadores Economicos - Sin Proyecto ................................................. 43 Cuadro 13 Costos de Fabricación – Con Proyecto ................................................. 44 Cuadro 14 Costos de Operación un dia de trabajo – Con Proyecto........................ 45 Cuadro 15 Costos de Operación de tres dias de trabajo – Con Proyecto .............. 45 Cuadro 16. Resumen de Costos sin Proyecto ........................................................ 46 Cuadro 17

Flujo de caja Económico Con Proyecto.............................................. 47

Cuadro 18 Indicadores Economicos – Con Proyecto.............................................. 48 Cuadro 19 Cuadro Resumen de Indicadores Economicos .................................... 49 . Cuadro 20 Flujo de caja Incremental Alternativa 2 – Alternativa 1 ....................... 50 Cuadro 21 Indicadores Economicos de Flujo Incremental ...................................... 51 Cuadro 22 Analisis de ahorro de tiempor en operacion .......................................... 51 Cuadro 23 Analisis de tiempor sin proyecto ........................................................... 52 Cuadro 24 Analisis de tiempor con proyecto .......................................................... 52

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1. INTRODUCCIÓN La calibración y puesta en marcha de las balanzas en las fajas transportadoras es muy importante, ya que esta permite medir la producción diaria, semanal o mensual de cobre para la empresa minera SOUTHERN PERU COOPER CORPORATION. Actualmente la empresa KINGDOM SOLUTIONS S.R.L. es la encargada de realizar este trabajo;

encontrando como problema principal el

levantamiento de fajas, siendo un paso previo para dicha calibración. En la primera parte del proyecto trataremos sobre la situación actual y funcionamiento con la que viene operando la empresa KINGDOM SOLUTIONS S.R.L. haciendo una descripción breve de cada paso en el proceso de calibración de balanzas. En la segunda parte del proyecto analizaremos la causa del problema en la calibración de balanzas así como su respectiva alternativa de solución teniendo en cuenta el objetivo general y los objetivos específicos. En la tercera parte del proyecto realizaremos el diseño del sistema mecánico, análisis y simulación en el programa asistido por ordenador SOLID WORKS, cálculo de resistencia de materiales y selección de perfiles estructurales, tabla de cotización de precios, plan de trabajo para la fabricación del sistema mecánico. En la cuarta parte del proyecto hablaremos sobre el estudio económico y financiero del proyecto describiendo todos los indicadores económicos con su respectivo análisis. En conclusión el presente proyecto permitirá la reducción de tiempo de operación en la calibración de balanzas a través del diseño y fabricación del

nuevo

sistema

mecánico

para

el

levantamiento

de

fajas

transportadoras.

4


2. RESUMEN EJECUTIVO Actualmente el levantamiento de fajas

transportadoras

para la

calibración de balanzas requiere de permisos de trabajos especiales para la construcción de estructuras soldadas para el levantamiento de la faja entre otros; los cuales hacen que la calibración propiamente dicha tenga una demora trayendo consigo una pérdida económica. Es por eso que nosotros realizamos el proyecto “Diseño y Fabricación de un sistema mecánico para el levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas” con el objetivo de lograr un ahorro de tiempo y disminución de costos de operación en el levantamiento de fajas para la calibración de balanzas; el mecanismo de levantamiento y suspensión se lleva a cabo mediante tecles montados en los arcos hechos con perfiles estructurales, estos son asegurados de su base con la mesa de bastidores a través de pernos de sujeción, luego se atraviesa un tubo rectangular que es soportado por las dos columnas de perfil estructural para así terminar de formar el arco, y montar el tecle sobre este, posteriormente se coloca una viga de acero bajo la faja y se asegura mediante cadenas o eslingas al gancho del tecle, y empezar con el izaje. Para la fabricación de los dos arcos desmontables se requiere de una inversión que comprende costos que van desde los materiales hasta la mano de obra para la fabricación de los arcos estos costos ascienden a S/.1587.32.

Luego con estos costos realizamos un análisis económico de la evaluación de la situación de la empresa en caso que siga utilizando el método de arcos soldados y de la situación con el proyecto hallando el respectivo VAC para cada caso, la alternativa de solución evaluada que presente el menor valor actual de costos, es la más conveniente desde el punto de vista técnico económico; la situación con proyecto, presenta un VAC mucho menor lo que nos indica que genera un ahorro de S/. 35690.86.

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3. BREVE ANTECEDENTE DE LA EMPRESA Actualmente la empresa KINGDOM SOLUTIONS S.R.L. se encuentra ubicada en la Calle Chiclayo Nº 215 Urb. San Martin de Socabaya. KINGDOM SOLUTIONS S.R.L. es una empresa que ofrece soluciones efectivas a todos los problemas eléctricos y mecánicos de plantas industriales y mineras. Teniendo como base el conocimiento, la capacitación constante y la planificación estratégica del trabajo. KINGDOM SOLUTIONS S.R.L. gracias a su gran variedad de trabajos realizados en empresas mineras e industriales brinda los siguientes servicios: Automatización de procesos, venta y servicio técnico especializado en sistema de detección de rotura de correas, calibración de balanzas, mantenimiento y servicio especializado de diagnóstico, implementación, configuración y mantenimiento de redes industriales, capacitación en operación y mantenimiento, análisis, investigación, planeamiento y diagnóstico de fallas eléctricas y mecánicas, seguimiento y monitoreo a distancia sobre la evolución del trabajo. Visión Lograr con nuestro trabajo un sólido prestigio a nivel nacional integrándonos a su equipo de mantenimiento como colaboradores estratégicos, ofreciendo la opción inmediata en el análisis, diagnóstico y solución de la raíz de los problemas en los equipos y procesos productivos, tomando responsabilidad de la calidad de nuestro servicio, de la salud, seguridad y desarrollo de nuestros clientes y colegas, con un respeto integral al medio ambiente y compromiso con el desarrollo del País. Misión Brindar soluciones integrales en mantenimiento, que superan las expectativas de nuestros clientes, las cuales implican; un completo análisis, un diagnóstico acertado, y la solución rápida y eficaz del problema, complementando con capacitación, soporte técnico, planeamiento y logística. A través de nuestra experiencia en procesos productivos industriales, con el soporte de nuevas tecnologías, equipos y técnicas de análisis, utilizando nuestra capacidad y destreza, con una actitud competitiva.

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4. JUSTIFICACIÓN En la actualidad, para el levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas; es necesario realizar la construcción de estructuras improvisadas a través del proceso de soldadura S.M.A.W.1 para dicho proceso se requiere de permisos especiales denominados P.E.T.A.R. (Permiso Escrito de Trabajo de Alto Riesgo), autorizados por el ingeniero de seguridad de turno, ocasionando una demora de 1 a 2 días en la ejecución del trabajo de acuerdo a la balanza que se desee calibrar.

Es por eso que nosotros diseñaremos y fabricaremos el sistema mecánico para el levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas y así traerá consigo los siguientes beneficios:

a) Reducir 1 día de trabajo para el levantamiento de fajas transportadoras, a través de la incorporación del nuevo sistema mecánico. b) Eliminar el permiso P.E.T.A.R. para la ejecución del trabajo. c) Aumentar la seguridad en el trabajo eliminando los riesgos por quemaduras, choque eléctrico, trabajos en altura y condiciones sub- estándar (Relacionado al lugar de trabajo y sus buenas condiciones de funcionamiento). d) Garantizar el buen funcionamiento de los equipos electrónicos por la eliminación del proceso S.M.A.W. e) Prescindir del alquiler de los equipos de soldadura y grupo electrógeno. f) Reducir el costo por la contratación de un soldador homologado 2G.

1

S.M.A.W. Proceso de soldadura por arco eléctrico con la utilización de electrodo revestido.

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5. ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL SOUTHERN PERÚ es una empresa minera productora de concentrado, blister y cobre refinado. Además produce concentrado de molibdeno, concentrado de zinc y refinado de zinc, plata y oro. Posee dos minas: una en Cuajone (Moquegua), y otra en Toquepala. La producción de cobre es medida y verificada a través de las balanzas THERMO RAMSEY las cuales están instaladas en la zona de pesaje de las fajas transportadoras.

Figura. 1 Balanza THERMO RAMSEY Faja 5ta etapa zona de molienda Fuente: SOUTHERN PERÚ

Figura. 2 Zonas de pesaje para la faja transportadora 5ta etapa zona de molienda Fuente: SOUTHERN PERÚ

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5.1 Descripción del proceso para la calibración de balanzas en Southern Peru La calibración de balanzas es una actividad muy importante para las empresas mineras ya que permite calcular y medir la producción diaria de concentrado de cobre y otros productos. Es por eso que se necesita realizar un mantenimiento periódico a las balanzas con su respectiva calibración. SOUTHERN PERÚ realiza la calibración de sus balanzas 2 veces al año a través de la contratación de la empresa KINGDOM SOLUTIONS S.R.L. Esta calibración consta de los siguientes pasos: 5.1.1 Bloqueo y tarjeteo El bloqueo y tarjeteo es el primer paso a seguir en cualquier proceso de mantenimiento en mina ya que este garantiza el NO funcionamiento de la maquina cuando se realizan estos trabajos. También se conoce como LOTOTO. Para realizar esta operación de bloqueo se requiere de una tarjeta personal e intransferible junto con un candado el cual solo puede tener una llave (si se tuviera más de una, estas deben ser destruidas) En todo bloqueo es necesaria la presencia del ingeniero de seguridad.

Figura. 3 Tarjeta de bloqueo y candado

9


Figura. 4 Proceso de bloqueo y tarjeteo LOTOTO

5.1.2 Levantamiento de contrapesos La función del levantamiento de contrapesos es la de destensar la faja trasportadora para su posterior levantamiento. Esta operación se realiza mediante la utilización de tecles con un levantamiento máximo de 5 toneladas, también se utilizan cables de acero para asegurar las orejas del contrapeso. En este trabajo es obligatorio el uso de implementos de seguridad específico ya que por norma D.S. 055-2010 TR cuando se trabaja por encima de los 1.8 metros de altura se requiere de arnés de seguridad teniendo en cuenta el anclado correcto a la línea de vida.

Figura. 5 Utilización de arnés de seguridad y anclaje

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Figura. 6 Levantamiento de contrapeso en la Faja 4A Fuente: SOUTHERN PERÚ

5.1.3 Levantamiento de faja El levantamiento de fajas puede realizarse utilizando dos métodos: el primero es el levantamiento a través grúas, y el segundo mediante el proceso de soldadura S.M.A.W. de perfiles estructurales en ángulo a las vigas que soportan los bastidores en las fajas transportadoras.

Figura. 7 Levantamiento de faja utilizando una grúa Fuente: SOUTHERN PERÚ

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Figura. 8 Levantamiento de faja utilizando proceso de soldadura S.M.A.W. Fuente: SOUTHERN PERÚ

Para la calibración de balanzas en la empresa minera SOUTHERN PERÚ el levantamiento se hace a través del procedimiento de soldadura S.M.A.W. el cual se describe a continuación. Cuadro 1 Actividades y tiempo requerido para el levantamiento de faja N°

Actividad

1 2

Redacción de los P.E.T.A.R. ´s Tramite de permisos especiales P.E.T.A.R. con la respectiva aprobación del ingeniero de seguridad de turno. Buscar fuente de energía eléctrica para la conexión de los equipos (esmeril baby, maquina de soldar, luces.) Corte de los perfiles estructurales en ángulo que van soldados a las vigas de las fajas transportadoras. Verificación de los puntos donde se va a realizar el proceso de soldadura y soldeo de los perfiles a las vigas de las fajas transportadoras Instalación de los tecles a las vigas soldadas, amarre de las vigas con los grilletes y levantamiento de la faja . TOTAL

3 4 5 6

Fuente Elaborado

Tiempo estimado 1 hora 2 horas ½ hora ½ hora 1 hora 1 hora 6 horas

: Kingdom Solution S.R.L : Equipo Técnico

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Cuadro 2 Costo de los materiales y equipos para la construcción de los arcos Unidad de Medida

Cantidad

Precio Unitario

Total Parcial

varilla

1

170

170

1.2. Alquiler de grupo electrógeno

día

7

40

280

1.3. Soldador

día

1

120

120

1.4. Electrodos

Kg

1

7

7

Unidad

6

5

30

Concepto

Total General

1. Costos de Producción 1.1. Acero estructural en ángulo de 1/4"

1.5. Discos de corte de acero inoxidable COSTO TOTAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE 2 ARCOS Fuente Elaborado

S/.607.00


En el caso de SOUTHERN PERÚ se cuenta con ocho fajas transportadoras, cada una de ellas presenta una balanza, el mantenimiento a estás se hace dos veces al año es por esto que gracias al sistema de levantamiento presentado lograría un ahorro anual de S/. 9712.00. 5.1.4 Verificación de celdas de carga Las celdas de carga son los dispositivos que reciben todo el peso del material a transportar convirtiendo el peso físico en voltaje y siendo el elemento más importante en la balanza para su calibración. El primer paso es la inspección visual para detectar daños superficiales y resquebrajaduras. Luego se procede a la medición de voltaje con un multímetro en el panel de control comparando los valores obtenidos con los valores estandarizados en tablas.

Figura. 9 Inspección visual de celdas de carga en la Faja 4C Fuente: SOUTHERN PERÚ

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Figura. 10 Mediciones de los voltajes para cada celda de carga en la Faja 4C Fuente: SOUTHERN PERÚ

5.2 Análisis de gastos operativos: El tiempo utilizado para el izaje de una faja transportadora es de 6 horas según la TABLA 1 lo cual ocasiona una demora de 1 día de trabajo; a continuación describiremos los costos de ese día de trabajo perdido en relación a la alimentación, hospedaje, pago de personal, etc.

Cuadro 3 Costo total por un día de trabajo para la calibración de Concepto

Unidad de Medida

Cantidad

Precio Unitario

Total Parcial

Total General

2. Gastos operativos 2.1. Trabajadores requeridos para el izaje

Día

5

80.00

400.00

2.2. Hospedaje

Día

1

200.00

220.00

Persona

7

30.00

210.00

2.4. Alquiler de camioneta y Van

Día

1

540.00

540.00

2.5. Peajes

Día

1

5.00

5.00

2.6. Ingeniero de seguridad

Día

1

120.00

120.00

2.7. Supervisor

Día

1

120.00

120.00

2.8. Combustible

Día

1

50.00

50.00

2.9. Alquiler de equipos

Día

1

200.00

200.00

2.3. Alimentación

COSTO TOTAL POR UN DÍA DE TRABAJO Fuente Elaborado

S/.1865.00


Como se muestra en la tabla 3 notamos que el costo operativo por día de trabajo es de S/.1865.00 esto sumado con los gastos de fabricación del arco vista en la TABLA 2 obtenemos como resultado un costo total de S/. 2472.00.

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5.3 Estudio del problema En relación a la calibración de balanza el punto crítico en esta actividad es el levantamiento de faja transportadora ya que el tiempo estimado para su izaje está en relación al tamaño de la faja; generalmente el tiempo empleado para esta operación de levantamiento de faja transportadora es de dos días; realizándolo con el método tradicional de soldeo de los arcos con las vigas de los bastidores.

Figura. 11 Instalación de arcos en la faja transportadora 5ta etapa Fuente: SOUTHERN PERU

El problema del método común es que los arcos tienen que ir soldados a las vigas lo cual ocasiona una pérdida de tiempo de 1 día de trabajo puesto que cuando se hace el bloqueo de la faja transportadora normalmente se desenergiza toda el área; por tal motivo es que se necesita de una fuente de energía externa (grupo electrógeno); para realizar todo este montaje de los arcos se tiene que hacer un P.E.T.A.R. para trabajos en caliente que comúnmente demora de 1 a 2 horas debido a que el ingeniero de seguridad debe aprobar estos permisos y muchas veces se encuentra realizando otras actividades lo cual hace difícil su localización; otro inconveniente es que se tiene que contratar a un soldador con un requerimiento mínimo de homologación 2G para la realización del soldeo de los arcos; el soldador va a requerir dos personas para poder realizar el trabajo lo cual aumentaría la carga de trabajo en otras operaciones como por ejemplo limpieza , cambio de polines, alineamiento de bastidores, etc.

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Figura. 12 Limpieza de polines en la Faja 4C Fuente: SOUTHERN PERU

El retraso para el levantamiento de la faja transportadora ocasiona pérdidas económicas (construcción de los dos arcos, gastos operativos de un día de trabajo) para la empresa KINGDOM SOLUTION S.R.L. En conclusión nosotros diseñaremos y fabricaremos un nuevo sistema mecánico para el levantamiento de fajas transportadoras omitiendo la utilización de energía eléctrica, el trámite administrativo que se realiza para el llenado de un P.E.T.A.R. y la contratación de un soldador especializado para poder disminuir los costos de 1 día de trabajo para la empresa KINGDOM SOLUTIONS.

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DIAGRAMA N°1 DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA CALIBRACIÓN DE BALANZA Calibración de Balanza

NO

Se realizó el bloqueo y tarjeteo?

Realizar el bloqueo respectivo

SI Levantar los contrapesos de 20 a 50 cm

Aseguramiento de Contrapesos

Se tienen todos los permisos?

Instalación de Arcos por Soldadura

Levantamiento y Aseguramiento de Fajas

NO

Realizar los PETAR correspondiente

SI

Se encuentran en buen estado?

Inspección de Polines

NO

SI

Contactar con Logística

Limpieza General

Marca el voltaje adecuado?

Inspección de Celdas de Carga

Cambio de Polines

NO

Cambio de Celda de Carga

Contactar con Logística

SI Alineamiento de Bastidores

Descenso de Fajas y Contrapeso

Calibración en Vacío

Margen entre 0 – 0.06?

NO

Margen entre 0 – 0.06?

NO

Recalibrar

SI

Calibración SPAM (Carga Estática)

Recalibrar

SI Calibración con Material Final

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5.4 Objetivo General

Disminuir los tiempos de operación en 1 día de trabajo lo cual traería como consecuencia la reducción de costos de operación y fabricación para el levantamiento de la faja transportadora en la calibración de balanzas.

5.5 Objetivos Específicos

a) Diseñar los planos de fabricación del sistema mecánico utilizando el programa de diseño asistido Solid Works. b) Simular el sistema mecánico con la utilización de una programa asistido por ordenador Cosmos Works. c) Realizar los cálculos de resistencia y selección de materiales a utilizar en la fabricación del sistema mecánico. d) Realizar pruebas en vacío del sistema mecánico y evaluar las posibles fallas. e) Realizar pruebas con carga para el siguiente viaje dentro de 2 meses en la mina SOUTHERN PERU

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6. DISEÑO DE PORTAFOLIO DE ALTERNATIVAS 6.1 ALTERNATIVA 1: Levantamiento de fajas a través de Grúa

hidráulica articulada sobre camión. El camión con la grúa articulada sobre él, es llevado al lugar de trabajo, posicionándose a un costado de la faja, una vez ahí despliega sus patas con el fin de soportar y estabilizar al camión al momento de realizar el izaje; luego se estira el brazo hidráulico y con un mecanismo de giro se ubica en el centro de la faja; una viga de acero es colocada por debajo de esta y se conecta al gancho de la grúa mediante un conjunto de grilletes y eslingas para luego proceder con el levantamiento.

Figura. 13 Levantamiento de faja utilizando una grúa Fuente: SOUTHERN PERÚ

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6.2 ALTERNATIVA 2: Sistema mecánico desmontable para el

levantamiento de fajas. El mecanismo de levantamiento y suspensión se lleva a cabo mediante tecles montados en los arcos hechos con perfiles estructurales, estos son asegurados a la mesa de bastidores a través de pernos de sujeción. Luego se atraviesa un tubo rectangular que es soportado por las dos columnas para así terminar de formar el arco, y montar el tecle sobre este, posteriormente se coloca una viga de acero bajo la faja y se asegura mediante cadenas o eslingas al gancho del tecle, y asi empezar con el levantamiento.

Figura. 14 Levantamiento de faja utilizando sistema mecanico desmontable Fuente: Equipo Técnico

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7. EVALUACION DE ALTERNATIVAS 7.1 Matriz Morfológica Cuadro 4 Matriz Morfologica FUNCIÓN

PORTADOR DE LA FUNCIÓN Transporte

1 1.1

Vehículo ligero 2 2.1

Vehículo pesado Tipo de geometría

Equipo pequeño

Equipo grande Lugar de empleo

Sin restricción

Restringido Tipo de montaje

Unión soldada

Patas estabilizadoras Uniones por pernos Fuente de Energía

3 3.1

4 4.1

5 5.1

Hidráulica 6 6.1

Hidráulico 7 7.1 8 8.1

9 9.1 Elaborado: Equipo Técnico

Mecánica Sistema de levantamiento

Eléctrica

Mecánica Carga a operar

≤2 ton

≥ 2 ton Sistema de seguridad

Alto Riesgo

Bajo Riesgo Permisos requeridos

PETAR

IPERC

Alternativa 1

Alternativa 2

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7.2 Evaluación Económica Cuadro 5 Evaluación Económica PUNTAJE (pi) FACTOR DE IMPORTANCIA (FI)

PUNTOS DE EVALUACION

Opción 1 (Sistema con Grúa)

Opción 2 (Sistema Mecánico)

Puntaje ideal

1

MATERIALES

3

4

3

5

2

FABRICACION

3

3

4

5

3

OPERACIÓN

2

2

4

5

4

MANTENIMIENTO

2

2

4

5

Total = Ʃ (Fi * Pi)

29

37

50

Coeficiente económico=puntaje total/p ideal

58 %

74 %

100 %

Elaborado

: Equipo Técnico

7.3 Evaluación Técnica Cuadro 6 Evaluación Técnica PUNTAJE (pi) PUNTOS DE EVALUACION

FACTOR DE IMPORTANCIA (FI)

Opción 1 (Sistema con Grúa)

Opción 2 (Sistema Mecánico)

Puntaje ideal

1

SEGURIDAD

3

4

3

5

2

RENDIMIENTO

3

4

3

5

3

COSTO DE ENERGÍA

3

2

4

5

4

CAPACIDAD DE CARGA

3

4

3

5

5

FACILIDAD DE MANEJO

2

2

5

5

6

MANTENIMIENTO

2

2

4

5

7

ACCESORIOS

2

2

4

5

8

ERGONOMÍA

1

3

3

5

9

RUIDO

1

2

3

5

Total = Ʃ (Fi * Pi)

59

71

100

Coeficiente económico=puntaje total/p ideal

59 %

71 %

100 %

Elaborado

: Equipo Técnico

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Figura. 15 Evaluacion de Alternativas Elaborado: Equipo Técnico

De acuerdo a los datos obtenidos y la gráfica mostrada, la alternativa del Sistema Mecánico para el levantamiento de fajas (Alternativa 2) es la que más se acerca al ideal.

Las ventajas analizadas son las siguientes: •

No se utiliza energía eléctrica al momento que se realiza la operación.

•

Fácil operación, no requiere operadores capacitados para la realización de su montaje.

•

Al ser una estructura portátil, se puede realizar trabajos incluso en lugares de poca accesibilidad.

•

La implementación de este nuevo sistema mecánico, hace posible disminuir los tiempos de operación en la calibración de balanza.

•

La inversión inicial que se realizara para esta alternativa se contrasta con el mejor aprovechamiento del tiempo que trae consigo un ahorro de dinero para la empresa KINGDOM SOLUTION S.R.L.

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8. DESARROLLO DE LA ALTERNATIVA PROPUESTA La alternativa seleccionada para el proceso de levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas, implica la elaboración de cálculos de esfuerzo en la selección de perfiles, cálculos de pernos, cálculo de soldadura, etc.; desarrollados a continuación.

8.1 Calculo para la selección de perfiles estructurales para el sistema mecánico de levantamiento. •

Calculo del peso de la faja

1.14

/cm3

Densidad del nylon para la fabricación de bandas transportadoras Faja TIPOC con calibración 1000/5 tensión admisible de trabajo 120 kN/M de espesor 13 mm y un ancho de 1.5 m. 9m

Longitud levantada de la faja •

Calculo del volumen de la faja levantada V

1.3 ∗ 150 ∗ 900 175500 cm m L V 1.14 gr m 175500 cm cm

m

200070 gr

200.7 kg

La aproximación al levantar la faja es de:

P

P

m∗g m 200.7 kg ∗ 9.81 s

1962.68 N

Trabajando con un factor de seguridad: P

Fs

2.2

1962.68 ∗ 2.2

24


P

4317.91 N

En el trabajo de levantamiento de la faja con los 2 arcos, el peso P castigado por el FS se divide entre las 2. P!

4317.91 2

2158.95 N

Este sería el valor del peso vertical teniendo en cuenta la carga horizontal que me genera la faja. FH = Fuerza horizontal generada por el tramo A-B de la faja que según plano seria aproximadamente de 3 m.

Espesor = 13 mm;

F"

Ancho = 1.5 m; V

1.3 ∗ 150 ∗ 300

58500 cm

gr 1 kg # $ 66.69 kg cm 1000 g m 66.69 kg ∗ 9.81 654.22 N s

58500 cm ∗ 1.14 F"

Longitud = 3 m.

F"

F"

Fs

2.2

654.22 ∗ 2.2 1439.3 N

25


Este valor obtenido de fuerza afectara al análisis del arco de las cargas calculadas en el levantamiento de la carga vertical de 2158.95 N debiéndose dividir en 2 porque son dos columnas que se utilizan para el arco. NOTA: Se está asumiendo que las cargas están distribuidos equitativamente. 2158.95 2

F%

1079.47 N

Para cada columna a partir de este valor se trabaja con la fórmula de EULER. F"!

1439.3 2

719.65 N

La columna de un arco estará sujeta a las siguientes cargas.

') '′)

& '(

0

& '.

0

*+ , * , * … #1$ *+( , *

(

… #2$

26


, & 01

0

2*+. #0.47$ 2 1079.47#0.235$ , * . #0.235$ , 719.65#1.611$ * . #0.235$ 2 *+. #0.47$

*+.

2905.68 34

* . #0.235$ , 905.68 0.47 , & 01

0

2*+. #0.235$ , 719#1.611$ 2 * . #0.235$ 5*+. , * . 60.235

*+. , *

0

.

1159.35

0

4933.433 … … . #4$

, & 01+

0

27


2* . #0.235$ , 1079.47#0.235$ , 719.65#1.611$ 2 * . #0.47$ * . #0.235$ , * . #0.47$ 1413.03 2 * . #0.235$ 0.47

1413.03 *

.

0

Reemplazando (3) y (5) en (1) 1079.47 1079.47

1413.03 2 * . #0.235$ ,* 0.47

3006.44 2 *

* . #0.235$ ,* 0.47

.

*

. .

,

,

* . #0.235$ , 905.61 0.47

* . #0.235$ , 1926.82 0.47

23853.79 3 … . . #6$

.

3853.79 3 ↓

Reemplazando (6) en (5) *

.

1413.03 , 3853.79#0.235$ 0.47 *

.

4933.34 3 ↑

Reemplazando (6) en (3) *+.

23854.79#0.235$ , 905.68 0.47 *+.

0.0837

0

28


<

tan <

0.757 0.235

tan=+ #0.3221$

<

72.75°

Nodo A '+

No hay tensión ni compresión en ese perfil.

*+. sin 72.75°

'+

0

29


F cos θ

Nodo C

F

F sin θ

F

R D sin θ

R

R

C

D

4933.34 sin 72.75°

5165.69 N

El material seleccionado para el perfil es un acero ASTM A-36 ya que es el acero más comercial; en base a la resistencia permisible de este material analizamos si las medidas del perfil que seleccionamos son las ideales.

1ro. Calculamos el esfuerzo Normal al cual está sujeto el perfil DC este perfil tiene la siguiente denominación C75x7 Ver anexo 01 tabla B-4 Pág. 539 Resistencia de Materiales tercera edición. Ferdinand L. Singer E HEI 2do.

SMD

' G HEI F JK. '. J.

0.7 SD

SMD = Esfuerzo permisible según la norma AISI SD =Esfuerzo ultimo

F. S.=Factor de Seguridad= 2.2 A=Area=933mm2

F=Fuerza Admisible Ver anexo 02 tabla B-1 Pág. 527 Resistencia de Materiales tercera edición. Ferdinand L. Singer

30


3ro. HσI

HσI 4to

F A

HσI

287Mpa F. S.

130.45Mpa

N 130.45 ∗ 10 m R

F 10R mm ∗ 933mm 1m

130.45#933$3

'

'

121709.85 3

El perfil C75x7 resiste la carga de 5165.79 N Analizaremos a través de la fórmula de Euler, la columna EB para este análisis debemos tener en cuenta algunas consideraciones como por ejemplo la longitud de la columna, las condiciones de sujeción, relación de esbeltez limite, el esfuerzo de trabajo y el factor de seguridad para la columna. 1ro definimos nuestros parámetros, el σpc (esfuerzo del límite de fluencia), Ver anexo 02 tabla B-1 Pág. 527 Resistencia de Materiales tercera edición. Ferdinand L. Singer EST WXY

F

240 0UV

1.6114

10.1 44

933 44

rmin= radio de giro mínimo 2do Calculamos la relación de esbeltez límite:

Z[

\

2] ^ EST

31


Z[

\

Z[

\

2] #200 ∗ 10_ $ 240 ∗ 10R

2] #200 ∗ 10 $ 240

Z[

128.25

E= Modulo de elasticidad E= 200 Gpa. Ver anexo 02 tabla B-1 Pág. 527 Resistencia de Materiales tercera edición. Ferdinand L. Singer 3ro Calculamos la relación de esbeltez.

`

2 ∗ 1611 10.1

319.01

NOTA: La longitud efectiva Le, depende del tipo de sujeción de la columna en este caso Le=2L, Ver anexo 03 Pág. 363 Resistencia de Materiales tercera edición. Ferdinand L. Singer La relación de esbeltez es mayor que la relación de esbeltez limite, entonces el esfuerzo de trabajo está dado por. Ea Ea Ea

d

12] ^

23 b ` c

12] ∗ 200 ∗ 10_ 23#319.01$ 10119861.22 dV

Ea

d

10.110UV Ea ∗ F

10.11 ∗ 10R ∗ 933 ∗ 10=R

32


d

9.43 e3

La carga que soporta la columna resiste enormemente la carga de trabajo a la que está sujeta

d

1079.47 3

4TO El extremo en el punto E también está sujeto a flexión, entonces debemos calcular dicha flexión afectada por la carga. '¨0

719.65 g

Para calcular el σmax para vigas sujetas a flexión, necesitamos saber cuál h

es su Módulo de sección S

i

, Ver anexo 01 tabla B-4 Pág. 539

Resistencia de Materiales tercera edición. Ferdinand L. Singer, para el perfil seleccionado C75 X 7. 0 J

EWj(

A

EWj(

A`

854

EWj(

719.653 ∗ 85444 3.67 ∗ 10 44

EWj(

1611 - 757= 845

3 44 10R 44 ∗ 14

167.47

167.46 0UV

Diferencia de longitudes

En comparación con el límite de proporcionalidad Ver anexo 02 tabla B-1 Pág. 527 Resistencia de Materiales tercera edición. Ferdinand L. Singer E

'. J

240 0UV 240 167

1.43

La columna resiste la flexión producida por la carga de 719.65 N

33


8.2 Calculo de soldadura

•

Calculo del centro de gravedad del cordón: 3k

∑ mn ∗ on ∑ mn

3k •

Vp , q ∗ 0 V,q

76.2 ∗ 50.8 76.2 , 76.2

Vp V,q

25.444

Calculo del momento de inercia INX Cordón a D , #d 2 Nt $ ∗ a STEINNER LINEAL ad Istu xd 2 z ∗ a … … … … … … . #1$ a,b

Istu

Cordón b

Ist{

1 y 2 en 3 Ist|

Isu , Is{

0 , Nt ∗ b xd 2

ad x z ∗ b … … … … … … … #2$ a,b

ad ad z ∗a,x z ∗b a,b a,b

abd … … … … … … … … . #4$ a,b

34


•

Calculo del momento de inercia IWY IsD| }

a ,b … … … … … … … … … … … … #5$ 12

Momento de inercia polar IW 4 y 5 en 6 J•

I•C , I•D| J•

abd a ,b , a,b 12

98322.384 , 967.74

76.2 ∗ 76.2 ∗ 50.8 2 ∗ 76.2 , 762 ∗ 2 12 99290.124 mm

Tipos de Carga Corte directo ↓ f `•

P a,b

f `•

1 Px z 2 ∗ 76.2

6.56 ∗ 10= P

P´ # 6.56 ∗ 10= $

Corte por torsión

35


Análisis de un solo punto ya que la soldadura es simétrica: → „′…†

↓ „′′…ˆ

63.5d ∗ 25.4 99290.124 63.5 ∗ 38.1 99290.124 ↓ „ !…

← „′′… „…

0.01624d

0.02436d

73.35#9.8$#0.02436$

6.56 ∗ 10= #110.03$#9.8$

73.35#9.8$#6.56 ∗ 10= $

17.52 3‡44

17.52 3‡44

17.52 3‡44 4.72 3‡44

Š#17.52 2 4.72$ , #17.52 , 7.08$ „…

27.73 3‡44

J… 2 ^60‹‹

mq UŒm mq 60000 UŒm 12700

87.630dV

110.03#9.8$#0.01624$

87.63 ∗ 10R „…

22222

•

2 2 2 2 4140dV

3 4

^Ž„Œ• •‘ U• 4nŽnqm• UV V ^60‹‹

27.733 100044 ∗ 44 14 27.73 ∗ 10 3‡4

„…

⇒“ “

3 27.73 ∗ 10 4 3 87.63 ∗ 10R 4 0.31644

El espesor del cordón que le vamos a aplicar es de 1/8” según la tabla N°2 sobre los tamaños mínimos del cordón de filete. Ver anexo 04 Pág. 39 “Diseño de elementos de Maquinas I” Ing. D. Alva Dávila NOTA: El cordón es aligerado.

36


8.3 Calculo de pernos

Asumiendo

que

la

carga

pasa por el centroide del perfil estructural.

'”[

'Œ• •V •‘ n•‘–—Vm ˜‘ —V–—•

')[

5165.69 sin 72.76

')[

'”[

'ša

SD

'Œ• •V ™• —n˜Vm ˜‘ —V–—•

4933.6 3

5165.69 cos 72.76

'š) 'š”

4933.6 2

1530.98 2

2466.8 3

765.49 3

Š2466.8 , 765.49

'`

'`

›'a , 4'ša 2582.84 ∗ 2

1530.98 3

'`

2582.84 3 2'ša

5165.69 3

720 Mpa Para el perno clase SAE 8.8 AM

Fe 0.4 Sy

37


Para cargas estáticas debido a que no se realiza ningún movimiento en la estructura ya que la faja se encuentra bloqueada. AM Až

5165.69 N

0.4 ∗ 720 ∗ 10R

1.79 ∗ 10=Ÿ m # Až

N m

10R mm $ 1m

17.93 mm

Con este valor de entramos a tablas, según la Tabla Nro. 2 de área sde esfuerzos de roscas métricas preferibles. Ver anexo 05 Pág. 26 “Diseño de elementos de Maquinas I” Ing. D. Alva Dávila. Až

17.93 ∗ F. S.

F.S. = 2.2

39.46 mm

Až

Requerimos pernos M10 de paso basto de grado 8.8 Calculo de pernos en el conjunto a y b. Fž

Fž

3853.79 N 4 2Fž

963.44 N

1926.89 N

Se utiliza la misma resistencia de grado 8.8.

AM Až

SD

720 Mpa

1926.89 N

0.4 ∗ 720 ∗ 10R

6.69 ∗ 10=R m # Až

N m

10R mm $ 1m

14.715 mm

Con este valor de entramos a tablas, según la Tabla Nro. 2 de áreas de esfuerzos de roscas métricas preferibles. Ver anexo 05 Pág. 26 “Diseño de elementos de Maquinas I” Ing. D. Alva Dávila. Requerimos pernos M6 de paso basto de grado 8.8

38


9 ESTUDIO ECONOMICO Y FINANCIERO El presente proyecto implica el uso de diversos tipos de recursos, la identificación de los mismos y su debida cuantificación monetaria es importante para determinar el costo del proyecto.

9.1. Estudio económico sin proyecto La calibración de balanzas realizada por el método convencional implica gastos de fabricación y operación que a continuación se detalla. Cuadro 7 Costos de Fabricación – Sin Proyecto

Ítem

Concepto

1

Costos de Fabricación

2

Mano de obra directa

2.1 3

Soldador

Unidad Precio Total de Cantidad Unitario Parcial Medida

Total General

120.00 día

1

120.00 120.00

Materia Prima

210.00

3.1

Acero estructural en ángulo de 1/4"

varilla

1

3.2 3.3 4 4.1 5

Discos de corte de acero inoxidable Electrodos Costos Indirectos de Fabricación Alquiler de grupo electrógeno COSTO TOTAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE 2 ARCOS

Unidad Kg

6 1

5.00 10.00

día

7

40.00 280.00

Fuente Elaborado

170.00 170.00 30.00 10.00 280.00 S/.610.00


39


Cuadro 8 Costos de Operación de un dia de trabajo – Sin Proyecto Concepto

Unidad de Medida

Cantidad

Trabajadores requeridos para el izaje

Día

5

80.00

400.00

Hospedaje

Día

1

200.00

220.00

Alimentación

Precio Unitario

Total Parcial

Persona

7

30.00

210.00

Alquiler de camioneta y Van

Día

1

540.00

540.00

Peajes

Día

1

5.00

5.00

Ingeniero de seguridad

Día

1

120.00

120.00

Supervisor

Día

1

120.00

120.00

Combustible

Día

1

50.00

50.00

Alquiler de equipos

Día

1

200.00

200.00

Total General


S/.1865.00


Cuadro 9 Costos de Operación de tres dias de trabajo – Sin Proyecto

Ítem 1 1.1 1..2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2

Concepto

Unidad de Medida

Costos de Operación Trabajadores requeridos para el izaje Día Hospedaje Día Alimentación Persona Alquiler de camioneta y Van Día Peajes Día Ingeniero de seguridad Día Supervisor Día Combustible Día Alquiler de equipos Día COSTO TOTAL PARA LA CALIBRACION Fuente Elaborado

Cantidad

5 1 7 1 1 1 1 1 1

Precio Total Días de Unitario Parcial Calibración

80.00 220.00 30.00 540.00 5.00 120.00 120.00 50.00 200.00

400.00 220.00 210.00 540.00 5.00 120.00 120.00 50.00 200.00

3 3 3 3 3 3 3 3 3

Total General

1200.00 660.00 630.00 1620.00 15.00 360.00 360.00 150.00 600.00 S/.5595.00


Como se explica en el diagnóstico y análisis de la situación actual, el proceso de calibración por el método convencional tiene una duración de 3 días, alcanzando un costo total de operación de S/. 5595.00.

40


Cuadro 10 Resumen de Costos sin Proyecto

Concepto 1. Costos de Fabricación 2. Costos de Operación Total Fuente Elaborado

S/. 610.00 5595.00 6205.00


El cuadro resumen mostrado, detalla los gastos totales para la calibración de balanzas realizado a través del método tradicional.

El total de los gastos de fabricación son de S/. 610.00, mientras que los gastos de operación, son de S/. 5595.00, obteniendo un gasto total por calibración de S/. 6205.00 .

41


9.1.1 Análisis de costos sin Proyecto El análisis realizado para la situación por el método convencional está en referencia del año 2011, se considera una calibración por mes, para el mes de marzo y junio se consideran 2 calibraciones y para el mes de agosto se considera 3 calibraciones, que hace un total de 16 calibraciones al año. Cuadro 11 Flujo de caja Económico Sin Proyecto FLUJO DE CAJA

Enero

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Setiembre

Octubre

Noviembre

Diciembre

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12


610

610

1220

610

610

1220

610

1830

610

610

610

610

Mano de Obra Directa

120

120

240

120

120

240

120

360

120

120

120

120

Materia Prima

210

210

420

210

210

420

210

630

210

210

210

210

0

Costos Indirectos de Fabricación

280

280

560

280

280

560

280

840

280

280

280

280

Costos de Operación Trabajadores requeridos para el izaje Hospedaje

5595

5595

11190

5595

5595

11190

5595

16785

5595

5595

5595

5595

1200

1200

2400

1200

1200

2400

1200

3600

1200

1200

1200

1200

660

660

1320

660

660

1320

660

1980

660

660

660

660

Alimentación

630

630

1260

630

630

1260

630

1890

630

630

630

630


1620

1620

3240

1620

1620

3240

1620

4860

1620

1620

1620

1620

Peajes

15

15

30

15

15

30

15

45

15

15

15

15


360

360

720

360

360

720

360

1080

360

360

360

360

Supervisor

360

360

720

360

360

720

360

1080

360

360

360

360

Combustible

150

150

300

150

150

300

150

450

150

150

150

150

Alquiler de equipos Costos Netos

MES 0 Inversión Elaborado

0

1 6205

600

600

1200

600

600

1200

600

1800

600

600

600

600

6205

6205

12410

6205

6205

12410

6205

18615

6205

6205

6205

6205

2 6205

3 12410

4 6205

5 6205

6 12410

7 6205

8 18615

9 6205

10 6205

11 6205

12 6205

: Equipo Técnico

42


•

CÁLCULO DEL VALOR ACTUAL DE COSTOS §

¡¢£

& ¤}¨

£¤ #¥ , ¦$¤

Dónde: Ct = costos incurridos durante el periodo t r = tasa social de descuento t = periodo El cálculo del valor actual de costos fue en base a un año, por lo que se utilizó una tasa social de descuente anual del 12% l, por tratarse de un análisis anual, debe de calcularse la tasa social de descuento mensual. #1 ,

1,

$+

+

Dónde: r = tasa social de descuento anual r12 = tasa social de descuento mensual 1 , 0.12 +

•

#1 ,

+

0.95 %

$+

CÁLCULO DEL COSTO MENSUAL EQUIVALENTE £¢ª «¬£

¡¢£ ∗ «¬£

-

¦ ∗ #¥ , ¦$§ ® #¥ , ¦$§ 2 ¥

Dónde: FRC = Factor de recuperación del capital Cuadro 12Indicadores Economicos - Sin Proyecto

Tasa social de descuento mensual VAC FRC CAE Elaborado

0.95 % S/. 93459.05 0.0885 S/. -8277.51

: Equipo Técnico

43


9.2. Estudio económico con proyecto La calibración de balanzas realizada con el nuevo sistema mecánico de levantamiento de fajas transportadoras implica gastos de fabricación y operación que a continuación se detalla. Cuadro 13 Costos de Fabricación – Con Proyecto

Ítem

Concepto

1


2

Mano de obra directa

2.1 3

Técnico Mecánico

Unidad de Medida

Cantidad

Precio Unitario

Total Parcial

Total General

320.00 día

4

80.00

320.00

Materia Prima

796.32

3.1

Canal U 3” X 1.1/2” X 4.1 Lb/ft

3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 4 4.1 4.1 5

Platina ¼” X 2” X 6.0 m Platina ¼” X 1.1/2” X 6.0 m Angulo 2” X 2” X 1/4” X 6.0 m Barra redonda lisa ½” X 6.0 m Barra redonda lisa 1” X 6.0 m Tubo rectangular 100 X 50 X 3mm X 6.0 m Plancha LAC ½” 400 X 400 mm Discos de corte de acero inoxidable Soldadura Cellocord 1/8” Soldadura Supercito 1/8” Pernos ¾” X 6” Pernos 1/2” X 2” Pernos ¾” X 2” Costos Indirectos de Fabricación Diseño de Plano Impresión de Planos COSTO TOTAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE 2 ARCOS Fuente Elaborado

varilla

1

127.45

127.45

varilla varilla varilla varilla varilla varilla Plancha Unidad Kg Kg unidad unidad unidad

1 1 1 1 1 1 1 6 1 1 32 10 10

46.88 32.44 81.26 17.81 73.03 149.03 48.40 5.00 11.72 10.30 4.20 0.90 2.50

46.88 32.44 81.26 17.81 73.03 149.03 48.40 30 11.72 10.30 134.00 9.00 25.00

unidad unidad

3 3

150.00 7.00

450.00 21.00

471.00

S/. 1587,32.00

: Aceros Comerciales S.C.R.L : Equipo Técnico

44


Cuadro 14 Costos de Operación un dia de trabajo – Con Proyecto Unidad de Medida

Cantidad

Precio Unitario

Total Parcial


Día

5

80.00

400.00

Hospedaje

Día

1

200.00

220.00

Concepto

Alimentación

Persona

7

30.00

210.00


Día

1

540.00

540.00

Peajes

Día

1

5.00

5.00


Día

1

120.00

120.00

Supervisor

Día

1

120.00

120.00

Combustible

Día

1

50.00

50.00

Alquiler de equipos

Día

1

200.00

200.00

Total General


S/.1865.00


Cuadro 15 Costos de Operación de tres dias de trabajo – Con Proyecto Concepto

Unidad de Medida

Cantidad

Día

5

80.00 400.00

2

800.00

Día

1

220.00 220.00

2

440.00

Persona

1

30.00 210.00

2

420.00

Día

1

540.00 540.00

2

1080.00

1.5 Peajes 1.6 Ingeniero de seguridad

Día

1

5.00

2

10.00

Día

1

120.00 120.00

2

240.00

1.7 Supervisor 1.8 Combustible

Día

1

120.00 120.00

2

240.00

Día

1

50.00

2

100.00

1.9 Alquiler de equipos 2 COSTO TOTAL PARA LA CALIBRACION

Día

1

200.00 200.00

2

1

Precio Total Días de Unitario Parcial Calibración

Total General

Costos de Operación

1.1 Trabajadores requeridos para el izaje 1.2 Hospedaje 1.3 Alimentación 1.4 Alquiler de camioneta y Van

Fuente Elaborado

5.00

50.00

400.00 S/.3730.00


A través de la implementación de este nuevo mecanismo para el levantamiento de fajas, el tiempo en el que se realiza de calibración disminuye en un día de trabajo, haciendo que todo el procedimiento se realice en dos días.

45


Cuadro 16. Resumen de Costos sin Proyecto

Concepto 1. Costos de Fabricación 2. Costos de Operación Total Fuente Elaborado

S/. 1587,32.00 3730.00 1687,32.00


El cuadro resumen mostrado, detalla los gastos totales para la calibración de balanzas realizado a través del nuevo método a implementar.

El total de los gastos de fabricación son de S/. 1587,32.00, mientras que los gastos de operación, son de S/. 3730.00, obteniendo un gasto total por calibración de S/. 1687,32.00.

Los gastos de fabricación, son considerados como una inversión única, para el año de trabajo; haciendo que el costo total de S/. 3730.00 por calibración.

46


9.2.1 Análisis de costos con Proyecto El análisis realizado para la situación con proyecto está en referencia del año 2011, se considera una calibración por mes, para el mes de marzo y junio se consideran 2 calibraciones y para el mes de agosto se considera 3 calibraciones, que hace un total de 16 calibraciones al año. Cuadro 17 FLUJO DE CAJA

Flujo de caja Económico Con Proyecto

Enero

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Setiembre

Octubre

Noviembre

Diciembre

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12


1587.32

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Mano de Obra Directa

320


3730

3730

7460

3730

3730

7460

3730

11190

3730

3730

3730

3730


800

800

1600

800

800

1600

800

2400

800

800

800

800

Hospedaje

440

440

880

440

440

880

440

1320

440

440

440

440

Alimentación

420

420

840

420

420

840

420

1260

420

420

420

420


1080

1080

2160

1080

1080

2160

1080

3240

1080

1080

1080

1080

Materia Prima

796.32

Costos Indirectos de Fabricación

471

Peajes

10

10

20

10

10

20

10

30

10

10

10

10


240

240

480

240

240

480

240

720

240

240

240

240

Supervisor

240

240

480

240

240

480

240

720

240

240

240

240

Combustible

100

100

200

100

100

200

100

300

100

100

100

100

Alquiler de equipos

400

400

800

400

400

800

400

1200

400

400

400

400

3730

3730

7460

3730

3730

7460

3730

11190

3730

3730

3730

3730

Costos Netos

1587.32

MES 0 Inversión 1587.32 Elaborado

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3730

3730

7460

3730

3730

7460

3730

11190

3730

3730

3730

3730

: Equipo Técnico

47


•

CÁLCULO DEL VALOR ACTUAL DE COSTOS §

¡¢£

¯¨ , & ¤}¨

£¤ #¥ , ¦$¤

Dónde: Io = Inversión Inicial Ct = costos incurridos durante el periodo t r = tasa social de descuento t = periodo El cálculo del valor actual de costos fue en base a un año, por lo que se utilizó una tasa social de descuente anual del 12% l, por tratarse de un análisis anual, debe de calcularse la tasa social de descuento mensual. #1 ,

1,

$+

+

Dónde: r = tasa social de descuento anual r12 = tasa social de descuento mensual 1 , 0.12 +

•

#1 ,

+

0.95 %

$+

CÁLCULO DEL COSTO MENSUAL EQUIVALENTE £¢ª «¬£

¡¢£ ∗ «¬£

-

¦ ∗ #¥ , ¦$§ ® #¥ , ¦$§ 2 ¥

Dónde: FRC = Factor de recuperación del capital Cuadro 18 Indicadores Economicos – Con Proyecto


0.95 % S/. 57768.19 0.0855 S/. -5116.43

: Equipo Técnico

48


Realizando el estudio técnico económico, en base a costos para las dos situaciones y evaluados en el mismo periodo de tiempo, obtenemos los siguientes resultados. Cuadro 19 Cuadro Resumen de Indicadores Economicos


Situación sin proyecto 0.95 % S/. 93459.05 0.0885 S/. -8277.51

Situación con proyecto 0.95 % S/. 57768.19 0.0855 S/. -5116.43

: Equipo Técnico

El valor actual de costos, VAC, permite comparar alternativas de igual vida útil, en base a los costos. El criterio de decisión al utilizar el VAC es el siguiente: la alternativa de solución evaluada que presente el menor valor actual de costos, es la más conveniente desde el punto de vista técnico económico. Como se observa en el cuadro resumen de resultados, en la situación con proyecto, presenta un VAC mucho menor lo que nos indica que generamos un ahorro al dia de hoy de S/. 35690.86 anuales.

49


9.3. Análisis de Flujo Incremental El análisis realizado en base al flujo incremental está en referencia del año 2011, se considera una calibración por mes, para el mes de marzo y junio se consideran 2 calibraciones y para el mes de agosto se considera 3 calibraciones, que hace un total de 16 calibraciones al año. . Cuadro 20 Flujo de caja Incremental Alternativa 2 – Alternativa 1 FLUJO DE CAJA

Enero

Costos de Fabricación Mano de Obra Directa Materia Prima Costos Indirectos de Fabricación

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Setiembre

Octubre

Noviembre

Diciembre

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1587.32

610

610

1220

610

610

1220

610

1830

610

610

610

610

320

120

120

240

120

120

240

120

360

120

120

120

120

796.32

210

210

420

210

210

420

210

630

210

210

210

210

280

280

560

280

280

560

280

840

280

280

280

280


471

1865

1865

3730

1865

1865

3730

1865

5595

1865

1865

1865

1865


400

400

800

400

400

800

400

1200

400

400

400

400

Hospedaje

220

220

440

220

220

440

220

660

220

220

220

220

Alimentación

210

210

420

210

210

420

210

630

210

210

210

210


540

540

1080

540

540

1080

540

1620

540

540

540

540

5

5

10

5

5

10

5

15

5

5

5

5


120

120

240

120

120

240

120

360

120

120

120

120

Supervisor

120

120

240

120

120

240

120

360

120

120

120

120

Combustible

50

50

100

50

50

100

50

150

50

50

50

50

Alquiler de equipos

200

200

400

200

200

400

200

600

200

200

200

200

2475

2475

4950

2475

2475

4950

2475

7425

2475

2475

2475

2475

Peajes

Costos Netos

1587.32

MES 0 Inversión 1587.32 Elaborado

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

2475

2475

4950

2475

2475

4950

2475

7425

2475

2475

2475

2475

: Equipo Técnico

50


Cuadro 21 Indicadores Economicos de Flujo Incremental

Flujo Incremental 0.95 % 38865.51 0.0885 -3442.25


: Equipo Técnico

Según el cuadro 21, relacionado al análisis de flujo incremental, obtenemos un ahorro actualizado al día de hoy

de S/. 38865.51

anuales, lo que indica que el proyecto nos genera ahorros de operación y fabricación de arcos en la calibración de balanzas.

9.4. Análisis de ahorro de tiempos en operación Con el nuevo Sistema mecánico para el levantamiento de fajas transportadoras en

la calibración de balanzas se ahorra un día de

trabajo que representa un 33% del total de días tomados en cuenta para la construcción de los arcos utilizando el método convencional. A continuación se realizara los cálculos respectivos para determinar el porcentaje de ahorro en tiempos de operación. Cuadro 22 Analisis de ahorro de tiempor en operacion

Descripción Levantamiento de faja utilizando el método convencional Levantamiento de faja utilizando el nuevo sistema mecánico para levantamiento de fajas transportadoras Elaborado

: Equipo Técnico

d‘ ˜•–—V°• p• ‘U• V˜n‘– U‘ pnV F•‘ ‘ p• —n•4U‘

tiempo 3 días

% 100

2 día

66

1 •100% 3

100 2 66

33.3%

33.3%

Analizando los resultados obtenidos podemos definir lo siguiente: Con la implementación del nuevo sistema para el levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas, ahorraremos un dia de trabajo el cual me representa el 33% en efectos de tiempo y en términos monetarios me genera un ahorro de S/. 1865.00 este valor lo podemos revisar en el cuadro 8.

51


9.4.1. Análisis de tiempo sin proyecto A continuación describiremos el cuadro sobre los tiempos de operación y fabricación utilizando el método convencional. Cuadro 23 Analisis de tiempor sin proyecto

Descripción Levantamiento de faja transportadora Calibración de balanza THERNO RAMSEY Total Elaborado

tiempo 2 días 1 día 3 días

: Equipo Técnico

9.4.2. Análisis de tiempo con proyecto A continuación describiremos el cuadro sobre los tiempos de operación y fabricación utilizando el nuevo sistema mecánico para el levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas. Cuadro 24 Analisis de tiempor con proyecto

Descripción Levantamiento de faja transportadora Calibración de balanza THERNO RAMSEY Total Elaborado

tiempo 1 días 1 día 2 días

: Equipo Técnico

52


10 CONCLUSIONES Según los criterios del triángulo de la triple restricción para la dirección de proyectos en base a los estándares del PMBOK (Project management body for knowledge) del PMI (Project management institute) logramos los siguientes resultados: •

Tiempo: Se redujo en un día de trabajo los tiempos de operación para el levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas.

•

Costo: Gracias al diseño y la fabricación de un sistema mecánico para el levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas se logró un ahorro de dinero de 34456 por calibración de balanzas; teniendo como promedio 16 calibraciones al año nuestro ahorro anual bordea los .

•

Alcances: Con el nuevo sistema mecánico diseñado y fabricado se elimina el proceso de soldadura S.M.A.W. para la construcción de los arcos, también prescindimos de los permisos escritos de trabajo de alto riesgo (P.E.T.A.R.), este sistema mecánico está diseñado para todo tipo de fajas transportadoras que están dentro de los rangos de 12” hasta 59” de ancho.

Se tomó en cuenta la seguridad en torno al montaje y desmontaje del nuevo sistema mecánico para el levantamiento de fajas transportadoras adjuntando la hoja de procesos y A.T.S. (Análisis de Trabajo Seguro) respectivo. Se realizó los planos de fabricación del sistema mecánico para el levantamiento de fajas transportadoras utilizando el programa de diseño asistido Solid Works. Simulamos el sistema mecánico con la utilización de un programa asistido por ordenador Cosmos Works. Realizamos los cálculos de resistencia y selección de materiales a utilizar en la fabricación del sistema mecánico con la supervisión y aprobación de nuestro asesor Ing. Moisés Cruz Calla.

53


El valor actual de costos, VAC, permite comparar alternativas de igual vida útil, en base a los costos. El criterio de decisión al utilizar el VAC es el siguiente: •

La alternativa de solución evaluada que presente el menor valor actual de costos, es la más conveniente desde el punto de vista técnico económico. Como se observa en el cuadro resumen de resultados cuadro 17, en la situación con proyecto, presenta un VAC mucho menor lo que nos indica que genera un ahorro de S/. 35690.86 al año.

Analizando los resultados obtenidos podemos definir lo siguiente: •

Con la implementación del nuevo sistema el para levantamiento de fajas transportadoras en la calibración de balanzas ahorraremos un día de trabajo el cual me representa el 33% en efectos de tiempo y en términos monetarios este ahorro me genera S/.1865.00 este valor lo podemos revisar en el cuadro 8.

11 RECOMENDACIONES Seguir los pasos adjuntados en el A.T.S. del montaje del sistema mecánico para evitar riesgos de caídas, atrapamiento de dedos así mismo utilizar los EPP respectivos en todo momento. Realizar la inspección de los pernos utilizados en el ensamblaje antes y después de cada instalación. Asegurarse que los anchos de faja a levantar estén dentro de los rangos para los cuales están diseñados. El sistema mecánico para el levantamiento de faja tiene una vida útil de 2 años después de este tiempo es recomendable realizar el cambio de estructuras y pernos. Utilizar los materiales y herramientas adecuadas para su fabricación.

54


12 BIBLIOGRAFÍAS Guía del PMBOK (2004). Los fundamentos de la dirección de proyectos. Tercera edición. Carlos Vicente Ramírez Molinares (2009). Fundamentos de matemáticas financieras. Ministerio de Planificación Chile (2006). Metodología general de preparación y evaluación de proyectos. Universidad Nacional Mayor de San Marcos (2006). Proyecto de instalación de cabinas de internet. Guía del PMBOK (2008). Los fundamentos de la dirección de proyectos. Cuarta edición.

55


13 ANEXOS Anexo 1. Propiedad de perfiles C

56


Anexo 2 Propiedades Fisicas de metales ma comunes

Anexo 3 Condiciones de Sujecion

57


Anexo 4 Uniones Soldadas

58


Anexo 5 Areas de Esfuerzoz de Roscas Metricas

59

Diseño y fabricacion de fajas transportadoras

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