Diseño y fabricacion de fajas transportadoras

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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

2222



ÍNDICE 1. 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

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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.

5555



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.

7777



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

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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 Tiempo

estimado 1 Redacción de los P.E.T.A.R. ´s 1 hora 2 Tramite de permisos especiales P.E.T.A.R. con la respectiva aprobación

del ingeniero de seguridad de turno. 2 horas

3 Buscar fuente de energía eléctrica para la conexión de los equipos (esmeril baby, maquina de soldar, luces.)

½ hora

4 Corte de los perfiles estructurales en ángulo que van soldados a las vigas de las fajas transportadoras.

½ hora

5 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

1 hora

6 Instalación de los tecles a las vigas soldadas, amarre de las vigas con los grilletes y levantamiento de la faja .

1 hora

TOTAL 6 horas Fuente : Kingdom Solution S.R.L Elaborado : Equipo Técnico

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

Concepto Unidad

de Medida

Cantidad Precio

Unitario Total

Parcial Total

General

1. Costos de Producción

1.1. Acero estructural en ángulo de 1/4" 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

1.5. Discos de corte de acero inoxidable Unidad 6 5 30

COSTO TOTAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE 2 ARCOS S/.607.00

Fuente : Kingdom Solution S.R.L Elaborado : Equipo Técnico

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

2.3. Alimentación 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

COSTO TOTAL POR UN DÍA DE TRABAJO 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

SI

SI

SI

Calibración de Balanza

Realizar el bloqueo respectivo

Levantar los contrapesos de 20

a 50 cm

Se realizó el bloqueo y tarjeteo?

Aseguramiento de Contrapesos

Instalación de Arcos por Soldadura

Se tienen todos los permisos?

Realizar los PETAR correspondiente

Levantamiento y Aseguramiento de Fajas

Inspección de Polines

Se encuentran

en buen estado?

Cambio de Polines

Contactar con Logística Limpieza General

Inspección de Celdas de Carga

Marca el voltaje

adecuado?

Cambio de Celda de Carga

Contactar con Logística

Alineamiento de Bastidores

NO

NO

NO

NO

SI

SI

SI

NO

NO

Descenso de Fajas y Contrapeso

Calibración en Vacío Margen entre 0 –

0.06? Recalibrar

Calibración SPAM (Carga Estática)

Margen entre 0 –

0.06?

Recalibrar

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 G rúa

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

20202020



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

21212121



7. EVALUACION DE ALTERNATIVAS

7.1 Matriz Morfológica

Cuadro 4 Matriz Morfologica

FUNCIÓN PORTADOR DE LA FUNCIÓN

1 Transporte

1.1

Vehículo ligero

Vehículo pesado

2 Tipo de geometría

2.1

Equipo pequeño

Equipo grande

3 Lugar de empleo

3.1

Sin restricción

Restringido

4 Tipo de montaje

4.1

Unión soldada

Uniones por

pernos

Patas estabilizadoras

5 Fuente de Energía

5.1

Hidráulica

Mecánica

Eléctrica

6 Sistema de levantamiento

6.1

Hidráulico

Mecánica

7 Carga a operar

7.1 ≤2 ton ≥ 2 ton

8 Sistema de seguridad

8.1 Alto Riesgo

Bajo Riesgo

9 Permisos requeridos

9.1 PETAR IPERC

Alternativa 1 Alternativa 2 Elaborado: Equipo Técnico

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7.2 Evaluación Económica

Cuadro 5 Evaluación Económica

PUNTOS DE EVALUACION

FACTOR DE IMPORTANCIA

(FI)

PUNTAJE (pi)

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

PUNTOS DE EVALUACION FACTOR DE

IMPORTANCIA (FI)

PUNTAJE (pi)

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

23232323



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.

24242424



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 estructur ales 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�

L mV 1.14 grcm� m175500 cm�

m 200070 gr � 200.7 kg

La aproximación al levantar la faja es de:

P m ∗ g

P 200.7 kg ∗ 9.81 ms� 1962.68 N

Trabajando con un factor de seguridad:

Fs 2.2

P 1962.68 ∗ 2.2

25252525



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! 4317.912 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; Ancho = 1.5 m; Longitud = 3 m.

V 1.3 ∗ 150 ∗ 300 58500 cm�

F" 58500 cm� ∗ 1.14 grcm� # 1 kg1000 g$ 66.69 kg

F" 66.69 kg ∗ 9.81 ms� 654.22 N

Fs 2.2

F" 654.22 ∗ 2.2

F" 1439.3 N

26262626



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.

F% 2158.952 1079.47 N

Para cada columna a partir de este valor se trabaja con la fórmula de

EULER.

F"! 1439.32 719.65 N

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

& '( 0

') *+ , *� , *� … #1$ & '. 0

'′) *+( , *�( … #2$

27272727



, & 01� 0 2*+.#0.47$ 2 1079.47#0.235$ , *�.#0.235$ , 719.65#1.611$ 0 *�.#0.235$ 2 *+.#0.47$ 2905.68 34

*+. *�.#0.235$ , 905.680.47

, & 01� 0

2*+.#0.235$ , 719#1.611$ 2 *�.#0.235$ 0 5*+. , *�.60.235 1159.35 *+. , *�. 4933.433 … … . #4$ , & 01+ 0

28282828



2*�.#0.235$ , 1079.47#0.235$ , 719.65#1.611$ 2 *�.#0.47$ 0 1413.03 *�.#0.235$ , *�.#0.47$

*�. 1413.03 2 *�.#0.235$0.47

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

1079.47 1413.03 2 *�.#0.235$0.47 , *�. , *�.#0.235$ , 905.610.47

1079.47 3006.44 2 *�.#0.235$0.47 , *�. , *�.#0.235$0.47 , 1926.82

*�. 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$ , 905.680.47

*+. 0.0837 � 0

29292929



tan < 0.7570.235

< tan=+#0.3221$ < 72.75°

Nodo A

'+ *+.sin 72.75° '+ 0

No hay tensión ni compresión en ese perfil.

30303030



Nodo C F� cos θ R�C F� sin θ R�D

F� R�Dsin θ 4933.34sin 72.75° F� 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 'F G HEI

HEI JK.'. J.

2do. SMD 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

31313131



3ro.

HσI 287MpaF. S.

HσI 130.45Mpa

HσI FA 130.45 ∗ 10R Nm� F933mm� ∗ 10Rmm�1m�

4to ' 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 240 0UV

� 1.6114

�WXY 10.1 44

F 933 44�

rmin= radio de giro mínimo

2do Calculamos la relación de esbeltez límite:

Z[ \2]�^EST

32323232



Z[ \2]�#200 ∗ 10_$240 ∗ 10R

Z[ \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 ∗ 161110.1 319.01

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 12]�^23 b��̀ c�

Ea 12]� ∗ 200 ∗ 10_23#319.01$�

Ea 10119861.22 dV

Ea 10.110UV

d Ea ∗ F

d 10.11 ∗ 10R ∗ 933 ∗ 10=R

33333333



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

es su Módulo de sección S hi , Ver anexo 01 tabla B-4 Pág. 539

Resistencia de Materiales tercera edición. Ferdinand L. Singer, para el

perfil seleccionado C75 X 7.

EWj( 0J

EWj( 719.653 ∗ 854443.67 ∗ 10� 44�

EWj( 167.47 3 44�∗ 10R44�

14�

EWj( 167.46 0UV

En comparación con el límite de proporcionalidad Ver anexo 02 tabla B-1

Pág. 527 Resistencia de Materiales tercera edición. Ferdinand L. Singer

E 240 0UV

'. J 240167 1.43

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

A A`

854

1611 - 757= 845

Diferencia de longitudes

34343434



8.2 Calculo de soldadura

• Calculo del centro de gravedad del cordón:

3k ∑ mn ∗ on∑ mn Vp , q ∗ 0V , q VpV , q

3k 76.2 ∗ 50.876.2 , 76.2 25.444

• Calculo del momento de inercia INX

Cordón a

Istu D , #d 2 Nt$� ∗ a STEINNER LINEAL

Istu xd 2 ada , bz� ∗ a … … … … … … . #1$

Cordón b

Ist{ 0 , Nt� ∗ b x ada , bz� ∗ b … … … … … … … #2$

1 y 2 en 3

Ist| Isu , Is{ xd 2 ada , bz� ∗ a , x ada , bz� ∗ b abd�a , b … … … … … … … … . #4$

35353535



• Calculo del momento de inercia IWY

IsD | } a� , b�12 … … … … … … … … … … … … #5$

Momento de inercia polar IW 4 y 5 en 6

J� I�C , I�D| abd�a , b , a� , b�

12 76.2 ∗ 76.2 ∗ 50.8�762 ∗ 2 , 2 ∗ 76.2�

12

J� 98322.384 , 967.74 99290.124 mm�

Tipos de Carga

Corte directo

↓ f `� Pa , b P x 12 ∗ 76.2 z 6.56 ∗ 10=� P

f `� P´ # 6.56 ∗ 10=�$

Corte por torsión

36363636



Análisis de un solo punto ya que la soldadura es simétrica:

→ �′�� 63.5d ∗ 25.499290.124 0.01624d 110.03#9.8$#0.01624$ 17.52 3 44�

↓ �′′�� 63.5 ∗ 38.199290.124 0.02436d 73.35#9.8$#0.02436$ 17.52 3 44�

↓ �!� 6.56 ∗ 10=�#110.03$#9.8$ 17.52 3 44� ← �′′� 73.35#9.8$#6.56 ∗ 10=�$ 4.72 3 44� �� #17.52 2 4.72$� , #17.52 , 7.08$� �� 27.73 3 44� J� 2 ^60��

12700 mqU�m�� 2 2 2 2 2 �60000 mqU�m�� 2 2 2 2 4140dV

87.630dV 87.63 ∗ 10R 34� ^�� U��4n�nqm� UV�V ^60��

�� 27.73344 ∗ 10004414

�� 27.73 ∗ 10� 3 4�

⇒ � 27.73 ∗ 10� 3487.63 ∗ 10R 34�

� 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.

37373737



8.3 Calculo de pernos Asumiendo que la carga

pasa por el centroide del

perfil estructural.

'�[ '��V ��n��Vm ��V�� ')[ '��V ��n�Vm ��V�� ')[ 5165.69 sin 72.76 4933.6 3 '�[ 5165.69 cos 72.76 1530.98 3

'�) 4933.62 2466.8 3

'�� 1530.982 765.49 3

'�a �2466.8� , 765.49� 2582.84 3

'̀ �'a� , 4'�a� '̀ 2'�a

'̀ 2582.84 ∗ 2 5165.69 3 SD 720 Mpa Para el perno clase SAE 8.8

AM Fe0.4 Sy

38383838



Para cargas estáticas debido a que no se realiza ningún movimiento en

la estructura ya que la faja se encuentra bloqueada.

AM 5165.69 N0.4 ∗ 720 ∗ 10R Nm�

A� 1.79 ∗ 10=� m�#10R mm�1m� $

A� 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.

A� 17.93 ∗ F. S. F.S. = 2.2 A� 39.46 mm�

Requerimos pernos M10 de paso basto de grado 8.8

Calculo de pernos en el conjunto a y b.

F� 3853.79 N4 963.44 N

F� 2F� 1926.89 N

Se utiliza la misma resistencia de grado 8.8. SD 720 Mpa

AM 1926.89 N0.4 ∗ 720 ∗ 10R Nm�

A� 6.69 ∗ 10=R m�#10R mm�1m� $

A� 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

39393939



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 Unidad

de Medida

Cantidad Precio

Unitario Total

Parcial Total

General

1 Costos de Fabricación

2 Mano de obra directa 120.00

2.1 Soldador día 1 120.00 120.00

3 Materia Prima 210.00

3.1 Acero estructural en ángulo de 1/4" varilla 1 170.00 170.00

3.2 Discos de corte de acero inoxidable Unidad 6 5.00 30.00

3.3 Electrodos Kg 1 10.00 10.00

4 Costos Indirectos de Fabricación 280.00

4.1 Alquiler de grupo electrógeno día 7 40.00 280.00

5 COSTO TOTAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE 2 ARCOS

S/.610.00 Fuente : Kingdom Solution S.R.L Elaborado : Equipo Técnico

40404040



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

Concepto Unidad de Medida


Total Parcial

Total General

Trabajadores requeridos para el izaje Día 5 80.00 400.00

Hospedaje Día 1 200.00 220.00

Alimentación 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

COSTO TOTAL POR UN DÍA DE TRABAJO

S/.1865.00


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


de Medida

Cantidad Precio

Unitario Total

Parcial Días de

Calibración Total General

1 Costos de Operación

1.1 Trabajadores requeridos para el izaje Día 5 80.00 400.00 3 1200.00

1..2 Hospedaje Día 1 220.00 220.00 3 660.00

1.3 Alimentación Persona 7 30.00 210.00 3 630.00

1.4 Alquiler de camioneta y Van Día 1 540.00 540.00 3 1620.00

1.5 Peajes Día 1 5.00 5.00 3 15.00

1.6 Ingeniero de seguridad Día 1 120.00 120.00 3 360.00

1.7 Supervisor Día 1 120.00 120.00 3 360.00

1.8 Combustible Día 1 50.00 50.00 3 150.00

1.9 Alquiler de equipos Día 1 200.00 200.00 3 600.00

2 COSTO TOTAL PARA LA CALIBRACION

S/.5595.00 Fuente : Kingdom Solution S.R.L Elaborado : Equipo Técnico

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.

41414141



Cuadro 10 Resumen de Costos sin Proyecto

Concepto S/. 1. Costos de Fabricación 610.00 2. Costos de Operación 5595.00 Total 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

.

42424242



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

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Costos de Fabricación

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

Costos Indirectos de Fabricación 280 280 560 280 280 560 280 840 280 280 280 280

Costos de Operación

5595 5595 11190 5595 5595 11190 5595 16785 5595 5595 5595 5595 Trabajadores requeridos para el izaje 1200 1200 2400 1200 1200 2400 1200 3600 1200 1200 1200 1200

Hospedaje 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

Alquiler de camioneta y Van 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

Ingeniero de seguridad 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 600 600 1200 600 600 1200 600 1800 600 600 600 600

Costos Netos 0 6205 6205 12410 6205 6205 12410 6205 18615 6205 6205 6205 6205

MES 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Inversión 6205 6205 12410 6205 6205 12410 6205 18615 6205 6205 6205 6205 Elaborado : Equipo Técnico

43434343



• 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 0.95 %

VAC S/. 93459.05

FRC 0.0885

CAE S/. -8277.51


44444444



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


de Medida

Cantidad Precio

Unitario Total

Parcial Total General

1 Costos de Fabricación

2 Mano de obra directa 320.00

2.1 Técnico Mecánico día 4 80.00 320.00

3 Materia Prima 796.32

3.1 Canal U 3” X 1.1/2” X 4.1 Lb/ft varilla 1 127.45 127.45

3.4 Platina ¼” X 2” X 6.0 m varilla 1 46.88 46.88

3.5 Platina ¼” X 1.1/2” X 6.0 m varilla 1 32.44 32.44

3.6 Angulo 2” X 2” X 1/4” X 6.0 m varilla 1 81.26 81.26

3.7 Barra redonda lisa ½” X 6.0 m varilla 1 17.81 17.81

3.8 Barra redonda lisa 1” X 6.0 m varilla 1 73.03 73.03

3.9 Tubo rectangular 100 X 50 X 3mm X 6.0 m varilla 1 149.03 149.03

3.10 Plancha LAC ½” 400 X 400 mm Plancha 1 48.40 48.40

3.11 Discos de corte de acero inoxidable Unidad 6 5.00 30

3.12 Soldadura Cellocord 1/8” Kg 1 11.72 11.72

3.13 Soldadura Supercito 1/8” Kg 1 10.30 10.30

3.14 Pernos ¾” X 6” unidad 32 4.20 134.00

3.15 Pernos 1/2” X 2” unidad 10 0.90 9.00

3.16 Pernos ¾” X 2” unidad 10 2.50 25.00

4 Costos Indirectos de Fabricación 471.00

4.1 Diseño de Plano unidad 3 150.00 450.00

4.1 Impresión de Planos unidad 3 7.00 21.00

5 COSTO TOTAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE 2 ARCOS S/. 1587,32.00

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

45454545



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

Concepto Unidad de

Medida Cantidad

Precio Unitario

Total Parcial

Total General

Trabajadores requeridos para el izaje Día 5 80.00 400.00

Hospedaje Día 1 200.00 220.00

Alimentación 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

COSTO TOTAL POR UN DÍA DE TRABAJO

S/.1865.00


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

Concepto Unidad de

Medida


Total Parcial

Días de Calibración

Total General

1 Costos de Operación

1.1 Trabajadores requeridos para el izaje Día 5 80.00 400.00 2 800.00

1.2 Hospedaje Día 1 220.00 220.00 2 440.00

1.3 Alimentación Persona 1 30.00 210.00 2 420.00

1.4 Alquiler de camioneta y Van Día 1 540.00 540.00 2 1080.00

1.5 Peajes Día 1 5.00 5.00 2 10.00

1.6 Ingeniero de seguridad Día 1 120.00 120.00 2 240.00

1.7 Supervisor Día 1 120.00 120.00 2 240.00

1.8 Combustible Día 1 50.00 50.00 2 100.00

1.9 Alquiler de equipos Día 1 200.00 200.00 2 400.00

2 COSTO TOTAL PARA LA CALIBRACION 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.

46464646



Cuadro 16. Resumen de Costos sin Proyecto

Concepto S/. 1. Costos de Fabricación 1587,32.00 2. Costos de Operación 3730.00 Total 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.

47474747



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 Económico Con Proyecto FLUJO DE CAJA 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

Costos de Fabricación 1587.32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Mano de Obra Directa 320 Materia Prima 796.32 Costos Indirectos de Fabricación 471 Costos de Operación

3730 3730 7460 3730 3730 7460 3730 11190 3730 3730 3730 3730

Trabajadores requeridos para el izaje 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


Peajes 10 10 20 10 10 20 10 30 10 10 10 10


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

Costos Netos 1587.32 3730 3730 7460 3730 3730 7460 3730 11190 3730 3730 3730 3730

MES 0

Inversión 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1587.32 3730 3730 7460 3730 3730 7460 3730 11190 3730 3730 3730 3730 Elaborado : Equipo Técnico

48484848



• 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


VAC S/. 57768.19

FRC 0.0855

CAE S/. -5116.43


49494949



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 Situación con proyecto

Tasa social de descuento mensual 0.95 % 0.95 %

VAC S/. 93459.05 S/. 57768.19

FRC 0.0885 0.0855

CAE S/. -8277.51 S/. -5116.43 Elaborado : 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.

50505050



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 Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Costos de Fabricación 1587.32 610 610 1220 610 610 1220 610 1830 610 610 610 610

Mano de Obra Directa 320 120 120 240 120 120 240 120 360 120 120 120 120

Materia Prima 796.32 210 210 420 210 210 420 210 630 210 210 210 210

Costos Indirectos de Fabricación 471 280 280 560 280 280 560 280 840 280 280 280 280

Costos de Operación 1865 1865 3730 1865 1865 3730 1865 5595 1865 1865 1865 1865

Trabajadores requeridos para el izaje

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


Peajes

5 5 10 5 5 10 5 15 5 5 5 5


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

Costos Netos 1587.32 2475 2475 4950 2475 2475 4950 2475 7425 2475 2475 2475 2475

MES 0

Inversión 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1587.32 2475 2475 4950 2475 2475 4950 2475 7425 2475 2475 2475 2475 Elaborado : Equipo Técnico

51515151



Cuadro 21 Indicadores Economicos de Flujo Incremental Flujo Incremental


VAC 38865.51

FRC 0.0885

CAE -3442.25


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 tiempo %

Levantamiento de faja utilizando el método convencional

3 días 100

Levantamiento de faja utilizando el nuevo sistema mecánico para levantamiento de fajas transportadoras

2 día 66


d��V°� p� �U��V�n�� U�� pnV 13 �100% 33.3%

F�� p� �n�4U� 100 2 66 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.

52525252



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 tiempo

Levantamiento de faja transportadora 2 días

Calibración de balanza THERNO RAMSEY 1 día

Total 3 días Elaborado : 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 tiempo

Levantamiento de faja transportadora 1 días

Calibración de balanza THERNO RAMSEY 1 día

Total 2 días Elaborado : Equipo Técnico

53535353



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.

54545454



� 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.

55555555



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.

56565656



13 ANEXOS

Anexo 1.

Propiedad de perfiles C

57575757



Anexo 2

Propiedades Fisicas de metales ma comunes

Anexo 3

Condiciones de Sujecion

58585858



Anexo 4

Uniones Soldadas

59595959



Anexo 5

Areas de Esfuerzoz de Roscas Metricas

Diseño y fabricacion de fajas transportadoras

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