UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGRÍCOLA
I
INDICE INTRODUCCIÓN........................................................ .............................................................................. ............................................ ...................... 5
II
INFORMACIÓN SOBRE LA ZONA............................................. .................................................................... ........................... 6 UBICACIÓN POLÍTICA .............................................. ..................................................................... .................................... ............. 6 UBICACIÓN GEOGRÁFICA ......................................... ............................................................... ................................. ........... 6
III OBJETIVO ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ...................... 7 OBJETIVO GENERAL .............................. .................................................... ............................................. ................................. .......... 7 OBJETIVO ESPECÍFICO ......................................... ............................................................... ........................................ .................. 7 IV ALCANCE ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ...................... 7 V
EQUIPO ............................................. .................................................................... ............................................. ............................................. ........................... 7 ESTADO ACTUAL DE LA MAQUINARIA PESADA .................................. .................................. 7 COMPACTADORES DE RODIILLO .......................... ................................................ .................................... .............. 7 DESCRIPCIÓN DE LA COMPACTADORA VIBRATORIA CS-533E ......... 8
1
VI PRODUCTIVIDAD, RENDIMIENTO Y COSTOS DE LA COMPACTADORA CS 533E ........................................ .............................................................. ............................................ ............................................ ........................................ .................. 9 DETERMINACIÓN DE RENDIMIENTOS TEÓRICOS ................................ ................................ 9 6.1.1
DETERMINACIÓN DE RENDIMIENTOS TEÓRICOS PARA UNA
COMPACTADORA................................................. ........................................................................ ............................................. ......................... ... 9 6.1.2
DETERMINACIÓN DE RENDIMIENTOS REALES PARA UNA
COMPACTADORA................................................. ........................................................................ ............................................. ........................ 10 PRODUCTIVIDAD............................................... ..................................................................... .......................................... .................... 10 VII
RESULTADOS .......................................... ................................................................. ............................................. .................................. ............ 11 RENDIMIENTO DE LA COMPACTADORA CS 533E .......................... ............................... ..... 11 7.1.1
TABLAS UTILIZADOS PARA DETERMINAR LA PRODUCTIVIDAD
DE LA COMPACTADORA CS 533E............................................ ................................................................... ....................... 12 VIII CONCLUSIONES..................................................... ........................................................................... .......................................... .................... 15 IX RECOMENDACIONES ........................................... ................................................................. ............................................ ........................ 16 X
REFERENCIA BIBLIOGRAFÍA .......................................................... .......................................................................... ................ 18
XI ANEXOS ............................................ ................................................................... ............................................. ............................................. ....................... 20
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CONTENIDO DE TABLAS
3
CONTENIDO DE FIGURAS
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I
INTRODUCCIÓN
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II INFORMACIÓN SOBRE LA ZONA UBICACIÓN POLÍTICA Región: Ancash Provincia: Carhuaz Distrito: Carhuaz
UBICACIÓN GEOGRÁFICA Latitud sur
:
9°16’54.58’’
Longitud Oeste
:
77°38’43.33’’
Altitud
:
2650 msnm
Figura 1: Ubicación geográfica de la zona
F uente: Elaboración
6
propia
III OBJETIVO OBJETIVO GENERAL Realizar la productividad, rendimiento y costos de la compactadora CAT CS533E para la municipalidad provincial de Carhuaz.
OBJETIVO ESPECÍFICO
Determinar la productividad de la compactadora CAT CS533E.
Determinar el rendimiento de la compactadora CAT CS533E.
Determinar los costos horarios de la compactadora CAT CS533E.
IV ALCANCE Es importante aclarar, que la maquinaria para la que se calculara su productividad, rendimiento y costos horarios es perteneciente a la municipalidad provincial de Carhuaz.
V EQUIPO ESTADO ACTUAL DE LA MAQUINARIA PESADA En la actualidad, la municipalidad provincial de Carhuaz tiene que planificar, organizar, ejecutar y controlar planes de mantenimiento de las maquinarias pesadas que se encuentran a su disposición. Las maquinarias con los que cuenta la municipalidad provincial de Carhuaz, son en su mayoría unidades que han tenido un largo periodo de servicio; como es el caso de la compactadora CAT CS533E, el cual se encuentra en estado inactivo y reparación de su motor. El mantenimiento del rodillo compactador se realiza de forma empírica, al no contar con un taller de mantenimiento y profesionales especializados la municipalidad provincial de Carhuaz.
COMPACTADORES DE RODIILLO El tren de fuerza y los sistemas vibratorios de elevada durabilidad probados en terreno, y el mayor y más especializado sistema de soporte al distribuidor en el mundo, aseguran la máxima utilización de los Compactadores de Suelos CS533E.
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El exclusivo sistema de bombas dobles de propulsión proporciona flujo hidráulico separado y equilibrado para el eje motriz trasero y el motor de mando del tambor delantero. Este sistema único de bombas dobles de propulsión provee buen rendimiento de subida en pendientes, control de la máquina y potencia de tracción. Las bombas dobles también minimizan el patinaje del tambor y de las ruedas en condiciones de poca tracción. La alta velocidad de trabajo aumenta la productividad. Figura 2: Compactadora de suelo vibratoria CS533E
Fuente: CATERPILAR Compactadores vibratorios de suelos CS-533E y CP-533E, Lima 2011
DESCRIPCIÓN DE LA COMPACTADORA VIBRATORIA CS-533E Se debe realizar una descripción de cada uno de los sistemas, componentes y uso, con la finalidad de comprender su funcionamiento, y así llegar a hacer un mantenimiento adecuado a la maquinaria. Los compactadores de tierra estabilizan la tierra comprimiéndola, amasándola o vibrándola para eliminar bolsas de aire y aumentar su densidad. Se usan diferentes compactadores dependiendo del tipo de tierra. Debido a su peso y a la frecuencia y fuerza de su movimiento, los compactadores de tierra pueden causar lesiones graves o mortales si no se usan debidamente.
8
VI PRODUCTIVIDAD,
RENDIMIENTO
Y
COSTOS
DE
LA
COMPACTADORA CS 533E De acuerdo con Camelo & Pereira, (2015) la productividad de un equipo de construcción, es la expresión empleada en obra para designar el rendimiento del equipo en una hora. En otras palabras, la productividad de un equipo indica el número de unidades de trabajo que produce el equipo en una hora. Esto no es una cantidad fija para un equipo dado, sino que depende principalmente de las condiciones de trabajo y de la dirección del mismo, así como de la destreza del operador, de su persistencia y de los factores de las obras en los proyectos de construcción.
DETERMINACIÓN DE RENDIMIENTOS TEÓRICOS La forma de medir la capacidad de operación o producción de una máquina depende del tipo de máquina, es decir, que para unas se consideran unas variables que para otras no.
6.1.1 DETERMINACIÓN DE RENDIMIENTOS TEÓRICOS PARA UNA COMPACTADORA Camelo & Pereira, (2015), sostiene que: la producción de una compactadora se indica en m 3 /h y tanto el Manual de Caterpillar como el libro de La Escuela de Ingenieros Militares, sugieren que para estimar el rendimiento teórico de una compactadora se realice mediante la aplicación mediante la ecuación:
…………………………………………. (1)
Donde:
A = Ancho de compactación por pasada (m) V = Promedio de velocidad (km/h) E = Espesor de la capa apisonada (cm) P = Número de pasadas
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VELOCIDAD DE TRABAJO: Las operaciones se realizan en el menor tiempo conforme a la habilidad del operador y la condición del terreno por lo que las velocidades promedio están entre 8.0 y 14.5 Km/h. ESPESOR DE LA CAPA A COMPACTAR Y NÚMERO DE PASADAS: De acuerdo a Camelo & Pereira (2015), el espesor de la capa de material suelto no puede exceder a 6 pulgadas (15.24 cm) y normalmente de 6 a 11 pasadas son suficientes para obtener la compactación deseada.
6.1.2 DETERMINACIÓN DE RENDIMIENTOS REALES PARA UNA COMPACTADORA La forma en que se calculó el rendimiento real de una compactadora fue a través de la aplicación de la Ecuación (1) contemplando como datos de entrada aquellos que se recolectaron de la información de campo.
PRODUCTIVIDAD Menacho Lopez (2017), define que la productividad es el cociente de la división de la producción entre los recursos empleados para lograr dicha producción. Productividad = Cantidad producida / Recursos empleados Castro Balbin (2013) menciona que, la productividad del equipo, Rodillo vibratorio depende del ancho y el peso de su rodillo, del tipo de suelo, de la velocidad que puede alcanzar la máquina, del número de pasadas necesario para obtener la densidad especificada, del espesor de la capa, de la habilidad del operador, etc.
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VII RESULTADOS RENDIMIENTO DE LA COMPACTADORA CS 533E
MAQUINA: COMPACTADOR MODELO: CS 533E - BR
MARCA : CATERPILLAR POTENCIA : 130 HP
DATOS DE LA MAQUINARIA
Ancho del compactador
L =
2.13
metros
Ancho efectivo de compactación =L - Lo
W =
1.93
metros
Ancho de traslape
Lo =
0.2
metros
Velocidad de Trabajo
V =
2190
m/hr
Número de pasadas
N =
10
Espesor capa de terraplén suelto
Hs =
1.2
metros
Espesor capa de terraplén compactado
Hc =
0.4
metros
CONDICIONES DE TRABAJO
Altura sobre el nivel del mar
2650
metros
Factor Volumétrico
Fv =
0.86
Factor de Compresibilidad
Fc =
0.7
Factor de tiempo
t =
0.83
Factor de mano de obra
o =
0.9
Factor de Eficiencia del trabajo E=t * o
E =
0.747
Incremento del ciclo por altura s.n.m.
h =
0.165
PRODUCTIVIDAD POR HORA :
QH =
422.67
m2/hr
PRODUCTIVIDAD REAL :
Pa =
315.73
m2/hr
P=
378.88
m3/hr
Pc =
126.29
m3/hr
RENDIMIENTOS FINALES
PRODUCTIVIDAD EN VOLUMEN (suelto) PRODUCTIVIDAD EN VOLUMEN (compactado)
Fuente: Guadamud, Joselyn (2015)
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7.1.1 TABLAS
UTILIZADOS
PARA
DETERMINAR
LA
PRODUCTIVIDAD DE LA COMPACTADORA CS 533E
TIPO DE COMPACTADOR
VELOCIDAD(km/hora)
Compactador Neumático Rodillo Vibratorio (liso o pata de cabra )
2.0 a 4.0 km/h 2.5 a 4.5 km/h
Fuente: Guadamud, Joselyn (2015)
TIPO DE COMPACTADOR
ANCHO EFECTIVO "w"(m)
Compactador Neumático Rodillo Vibratorio (liso o pata de cabra ) Rodillo Vibratorio pequeño
0.30 m 0.20m 0.10 m
Fuente: Guadamud, Joselyn (2015)
TIPO DE COMPACTADOR
NÚMERO DE PASADAS
Compactador Neumático Rodillo vibratorio (listo o pata de cabra )
6 a 10 pasadas 8 a 12 pasadas
Fuente: Guadamud, Joselyn (2015)
El espesor es determinado de acuerdo a las especificaciones de obra, debido a estudios previos. Como valores generales, el espesor varía entre 0.15 a 0.30 m considerando volumen suelto. Fuente: Guadamud, Joselyn (2015)
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C0NDICIONES DE TRABAJO Excelentes Buenas Regulares Deficientes
"t"
"o"
"E"
60/60 50/60 45/60 40/60
1 0.9 0.8 0.7
1 0.75 0.6 0.47
Fuente: Guadamud, Joselyn (2015)
h=
( −1000 ) 10000
Fuente: Guadamud, Joselyn (2015)
CLASIFICACION POR TIPO DE SUELO
arena roca
100%
arena/arcilla 50%
arcilla 100%
Pata de cabra neumático
vibratorio
Tambor liso Tambor de pisones
De pisones de alta velocidad De pisones de caterpillar Fuente:
Libro: "Costos y Tiempos en Carreteras" 1ra Edición 1992 Autor: Ing° Walter Ibañez
METODOS DE COMPACTACION USADOS POR DIFERENTES TIPOS DE COMPACTADORES
tipo de compactador
Presión
Impacto
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Vibración
Amasado
Pata de cabra Pisones
x x
Rodillo liso Rodillo liso vibratorio
x x
x
x
x
Rodillo de pisones vibratorio Neumático
x
Fuente:
Libro: "Costos y Tiempos en Carreteras" 1ra Edición 1992 Autor: Ing° Walter Ibañez
14
x
VIII CONCLUSIONES
La auditoría realizada a la Oficina de Mantenimiento, Operación de Vehículos y Maquinaria de la municipalidad provincial de Carhuaz se enfocó en diversas área, teniendo como resultado una categoría de “Por arriba del nivel promedio” Nivel aceptable en mantenimiento.
La etapa de planificación del desarrollo del plan de mantenimiento se realizó siguiendo las actividades necesarias para obtener el resultado esperado, estas fueron: Los registros de aceptación de los equipos, codificación de equipo, dossier técnico, hoja de vida, plan de mantenimiento programado, gestión de competencias. Finalmente se realizó un plan de mantenimiento basado en el manual de operación y mantenimiento del fabricante.
Al realizar el plan de mantenimiento basado en el manual de operaciones y mantenimiento del fabricante, además de organizarlo en función al tiempo se obtendrá un mayor rendimiento para las tareas que se vayan a realizar. 15
La ejecución del desarrollo del plan de mantenimiento presentado, permite que se controle todas las posibles fallas que pueda presentar la máquina.
Mediante el Software IMS Fleet Maintenance Pro Shop Edition v11.0.0.4 se pudo realizar el control del mantenimiento en función al tiempo, obteniendo un calendario de inspección y cambio, dependiendo el requerimiento de la máquina.
IX RECOMENDACIONES
Se recomienda seguir la gestión de plan de mantenimiento propuesto en el presente trabajo para tener una referencia del control del mantenimiento de la compactadora CS 533E, evitando su constante falla mecánica.
La municipalidad provincial de Carhuaz, debe tener la hoja de vida de la compactadora, así seguir el mantenimiento correcto de la compactadora CS 533E, contar con su manual de operación y mantenimiento.
La municipalidad de Carhuaz mantener el control del mantenimiento con un software como “IMS Fleet Maintenance Pro Shop Edition v11.0.0.4”, y no solo
una hoja de Excel, para tener una visión competitiva y completa.
La operación de mantenimiento juega un papel importante para que la maquinaria o equipo preste el servicio para el cual fue diseñado. Se debe tener en cuenta que el cuidado y mantenimiento son de igual importancia, ya que, si no hay un buen mantenimiento preventivo basado en el tiempo y sin una buena operación, la maquinaria se dañará y no cumplirá con su función.
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17
X REFERENCIA BIBLIOGRAFÍA CATERPILLAR. (Mayo de 2008). SIS General Información. Recuperado el 17 de Enero de 2018, de Parts Manual Caterpillar CS 533E: file:///J:/355758048caterpillar-cs-533-cp-533e-pdf.pdf CATERPILLAR. (2017). Caterpillar: Compactadores CS533E. Recuperado el 23 de
Noviembre
de
2017,
de
https://www.cat.com/es_MX/products/new/equipment/compactors/vibratory -soil-compactors/18230166.html DYNAPAC, M. p. (2015). Manual de instrucciones DYNAPAC. Recuperado el 17 de Enero de 2018, de Rodillo vibratorio: http: //manual-instruccionesrodillo-compactador-vibratorio-ca250-ii-seguridad-especificacionesoperacion-mantencion.pdf FerreyrosCAT. (2015). FerreyrosCAT: RODILLO COMPACTADOR CAT CS 533E.
Recuperado
el
17
de
Enero
de
2018,
de
https://es.scribd.com/document/223112732/Curso-Capacitacion-OperacionRodillo-Compatador-Cs533e-Caterpillar Maquinarias pesadas. (12 de Junio de 2014). MAQUINARIAS PESADAS.ORG. Recuperado el 17 de Enero de 2018, de Manual de rodillo: DOC%20PLAN%20DE%20MANT/255320761-Manual-RodilloCompactador-Series-Ca250-Dynapac.pdf Maquinarias pesadas org. (Mayo de 2015). DYNAPAC. Compactadora vibratoria. Recuperado el 17 de Enero de 2018, de manual-mantenimientocompactador-vibratorio-ca150-dynapac-lubricantes-especificacionesesquema-horas-instrucciones.pdf Menacho Lopez, V. M. (Noviembre de 2017). UNASAM-MAQUINARIA PARA MOVIMIENTO DE TIERRAS .
Recuperado el 18 de enero de 2018, de
UNASAM-MAQUINARIA PARA MOVIMIENTO DE TIERRAS: file:///D:/MAQUINARIA%20PARA%20MOVIMIENTO%20DE%20TIER RAS/Maquinaria%20para%20mov_tierras/Index.html Orosco, P. (Noviembre de 2016). MAQUINAS PESADAS.ORG. Recuperado el 17 de Enero de 2018, de OPERACIÓN DE COMPACTADORA 18
VIBRATORIA:
file:///D:/taisen/MOV.%20DE%20TIERRAS/manual-
operacion-compactadores-vibratorios-aplicaciones-modelos-partescomponentes-sistemas.pdf Poma, J. c. (2014). Universidad Nacional del centro del Perú. Obtenido de Plan de lubricación para mejorar la disponibilidad de las maquinarias pesadas utilizadas en el mantenimiento de carreteras en la empresa ICCGSA: http://repositorio.uncp.edu.pe/bitstream/handle/UNCP/286/TEMEC_06.pdf ?sequence=1&isAllowed=y SAN MARCOS MAQUINARIA PESADA. (Julio de 2017). SAN MARCOS. Maquinaria pesada: VIBROCOMPACTADORA CAT CS533E. Recuperado
el
23
de
Noviembre
de
2017,
de
http://sanmarmp.com/vibrocompactadoras/vibrocompactadora-cat-cs533e/
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XI ANEXOS
20
ANEXO N° 01
21
ANEXO N° 02
22
