Propuesta de modificación en el sistema de abastecimiento de materia prima para el molino de piedras de la UEB cantera El Purio

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(1)“Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. Facultad de Ingeniería Mecánica. Departamento de Ingeniería Mecánica.. TRABAJO DE DIPLOMA Título: “Propuesta de modificación en el sistema de abastecimiento de materia prima para el molino de piedras de la UEB cantera El Purio Autores: Evians Díaz Pozo. Tresolive Demok Ahoue Mbouale Tutor: Dr. Ing. Eusebio Pérez Castellanos. Curso 2008-2009.

(2) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. PENSAMIENTOS:. “Seguir, significa en definitiva luchar por alcanzar aquello que un día debíamos ser; saber y tener:. …tener un gran sentido del deber hacia la sociedad,. …ser tan humano que se acerque a lo mejor de lo humano.. Purificar lo mejor del Hombre por el medio del trabajo…”. Ernesto Che Guevara. Solo cerrando puertas detrás de uno, se abren ventanas hacia el porvenir. El futuro pertenece a quienes creen En la belleza de los sueños. Soñemos y no dejemos de abrir ventanas..

(3) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. Resumen: En el presente trabajo se desarrolla una propuesta de modificación en el sistema de abastecimiento de materia prima para el molino de piedra de El Purio. En el mismo se brindan los cálculos realizados para el correcto funcionamiento del transportador de banda. propuesto para la modificación del sistema en general, y se realiza la. propuesta de utilización de una trituradora portátil así como una serie de datos relacionados con el consumo de combustible y electricidad de dicho molino durante el año 2008.. Abstract In this work modifications in the supply system for the stone mills of El Purio were made. At the same time the calculations about the conveyor system for the primary mill of the rock were carried out, the proposal of a portable crushing plant were made, such as a group of interesting data about the waste of fuel and electricity energy in the installation during the year 2008..

(4) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* ÍNDICE. Pág. INTRODUCCIÓN. 1. Capítulo I. Aspectos básicos de logística y selección de equipos trituradores. 7. 1.1 Generalidades. 7. 1.2 Aplicación de los principios de la logística. 7. 1.3 Incidencia de los medios de transporte en la eficiencia de una cantera. 16. 1.4 Impacto ambiental en las canteras de áridos.. 17. 1.5 Evolución de los sistemas de transportación.. 18. 1.6 Trituradores portátiles.. 19. 1.6.1 Características de algunas trituradoras que existen en el mercado.. 19. 1.7 Conclusiones Parciales. 22. Capítulo II. Análisis de variantes de solución más eficientes. Situación energética de la UEB El Purio.. 23. 2.1 Cálculo de una Banda Transportadora. 24. 2.2 Resultados del cálculo de la banda transportadora. 35. 2.3 Análisis económico. 61. 2.4 Estructura de consumo.. 63. 2.5 Situación del parque automotor. 65. 2.6 Resultados obtenidos en los Escenarios realizados en Microsoft Office Excel. 67. 2.7 Conclusiones Parciales del capítulo. 70. Conclusiones Generales. 72. Recomendaciones. 73. Bibliografía. 74. Anexos. 76.

(5) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. INTRODUCCIÓN Antecedentes: En el año 1989 se fundó el molino de piedra de El Purio, en su origen la distancia de las minas hasta el primer molino era aproximadamente de 50m con el pasar del tiempo esta se ha ido alejando a grandes distancias debido a la explotación de la misma, en la actualidad se encuentran a aproximadamente a 500m pero a través de una vía muy accidentada para el sistema actual de transportación, que es por camiones, lo que ha obligado a construir un terraplén de aproximadamente 4 km. de longitud hasta el molino primario. Por este motivo se propone la sustitución de los equipos que transportan dicho material desde la cantera hasta el molino, siendo estos equipos pesados de 17 toneladas de capacidad, por un transportador de banda el cual significa un considerable ahorro de combustible ya que además de los camiones, se emplean actualmente montacargas y bulldozers, por otra parte la operación actual no es de manera continua (por problemas de capacidad) lo que obliga a un almacenamiento intermedio del material, antes de llegar al molino primario, ocurriendo la necesidad de utilizar allí de nuevo el buldózer, el montacarga y los camiones. Es importante resaltar que ya existen antecedentes de modificaciones en sistemas de carga similares desarrollados en Cuba específicamente en. el municipio de Moa,. provincia de Holguín. En la actualidad en nuestro país existen serios problemas relacionados con la vivienda, lo cual genera una demanda de materiales de la construcción muy elevada. Súmese a esto las tareas de la Batalla de Ideas. El abastecimiento de estos materiales debe realizarse por empresas especializadas que tengan como objeto social. la. producción y comercialización de los mismos. Dentro de los productos antes citados, juegan un papel importante los denominados áridos, que son los que acompañan al cemento en la construcción de obras. En Villa Clara un centro que juega un papel fundamental en la producción de este tipo de materiales es el Molino de Piedra “El Purio” del municipio de Encrucijada. El mismo fue inaugurado el 28 de mayo de 1989, después de realizar su montaje el Contingente Abel Santamaría. Dos años después de su inauguración (1991), esta instalación tuvo la misión de producir los materiales para los Juegos Panamericanos con sede en la Habana, lo cual quedó plasmado por su significación en la historia de este molino. En 1.

(6) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* el año 1992 debido al impacto del periodo especial y la crisis económica que atravesaba el país en aquellos momentos por el derrumbe del campo socialista se ve deprimida fuertemente la producción de áridos; la cual después de varios años sin logros significativos debido fundamentalmente a la falta de recursos se empieza a revitalizar alrededor del año 2002. En la actualidad esta UEB apoya infinidad de tareas como son la construcción de obras nuevas, reconstrucción de inmuebles importantes, aportes al sector de la vivienda, viales, así como lo referente a la Batalla de Ideas entre otras. Los productos que se obtienen en la instalación son: -Rajón. -Macada. -Base pétrea (desperdicio de cantera). -Hormigón. -Gravilla. -Granito. -Arena artificial. -Polvo de piedra. Teniendo en cuenta. las reservas de materia prima existentes en la zona, y la. necesidad de áridos en la región central y la capital del país, se montó un molino de gran capacidad de procesamiento,. la mayor hasta este momento en el país,. 3. equivalente a 1200 000 m anuales, con tecnología de la marca española Granier. Durante la década del 90 producto de la contracción que sufrió la economía por los efectos del periodo especial, las construcciones se deprimieron tanto, que el molino tuvo etapas en que las producciones eran tan pequeñas, que estas eran incosteables, influyendo en esto también, el deterioro tanto de la industria como del parque de equipos, y ni qué decir de la paralización durante años del desarrollo del frente de canteras. Con los problemas acumulados durante estos mas de 15 años, el cumplimiento de los compromisos productivos. generados. por la reanimación de la economía ha 2.

(7) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* estado preñado de dificultades, por una parte las instalaciones industriales ya envejecidas y carentes de mantenimiento técnico y reposición de piezas de repuesto; por otra el parque de equipos para la extracción y traslado de la materia prima, con muy poca disponibilidad técnica, ha hecho que en esta nueva etapa recuperativa, no sean pocos los escollos que se han tenido que salvar para mantener. un ritmo de. producción estable y en ascenso, en que se necesita que los índices de consumo disminuyan de forma progresiva en busca del aumento de la eficiencia, pues. los. aumentos de las producciones se han estado logrando con el alargamiento de la jornada de trabajo, ya sea para recuperar el tiempo de una rotura de la industria, o el desabastecimiento de materia prima por falta de equipos y poco desarrollo del frente de canteras. El ritmo productivo de la industria, lo fija el molino primario, pues es el de menor capacidad, los restantes, secundario y terciario son capaces de asimilar la materia prima que entrega el primario, este molino primario esta concebido con una tecnología alta consumidora de energía, además que su estado técnico ya requiere de una reparación capital o una sustitución. Una de las causas que ha estado afectando el ritmo de molida del molino primario, con una utilización productiva de no más de un 30 %, es la disponibilidad de materia prima, provocada por la falta de transporte, desde la cantera hasta la boca del molino. El medio tradicional para el traslado de la materia prima en las canteras, son los llamados camiones fuera de caminos (CFC) equipos diseñados para este trabajo que utiliza esta cantera, tienen una capacidad de 18 toneladas, pero de acuerdo a la distancia de la cantera, el tiempo de cargue y descargue y la capacidad de molida, se necesitaría una flota de. 10 equipos, y estos son altamente costosos y altos. consumidores de combustibles,. lubricantes, gomas y otros accesorios, por las. dificultades anteriores, se ha estado trabajando con un promedio de entre 2 y 5 equipos, haciendo que el proceso se encarezca por consumos adicionales de electricidad, pues solo en el molino primario hay una capacidad instalada de 527,85 KW, funcionando el 70 % del tiempo en vacío, con un consumo de 80 %, de su valor nominal, durante las 10 a 14 horas de trabajo diarias allí utilizadas, provocando el aumento de pérdidas tanto de energía activa como reactiva, así como el deterioro del factor de potencia, máxime si se tiene en cuenta que son motores antiguos que tienen una baja eficiencia.. 3.

(8) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* La aplicación de la Tecnología de Gestión Total eficiente de la Energía, arroja como resultado que tanto el molino Primario, como. la flota de camiones para la. transportación de la materia prima desde la cantera hasta el Molino, son dos áreas claves del consumo de energía, la primera del consumo de electricidad y la segunda del consumo de diesel. Planteamiento del problema: El alejamiento que se ha venido produciendo entre el molino primaria de la cantera de El Purio y las fuentes de abastecimiento de materia prima ha hecho necesaria la utilización de un sistema que hace ineficiente dicho abastecimiento desde el punto de vista tecnológico y energético, lo que plantea la necesidad de instrumentar cambios que mejoren la situación actual. El problema planteado se refleja en los aspectos siguientes: -Elevación de la capacidad de la empresa con la consiguiente necesidad de aumentar la producción de la misma. - Aumento de la distancia entre la cantera y el molino primario lo cual hace que no se garantice el funcionamiento estable del sistema dada la necesidad de transportación del material en camiones, por un camino en mal estado. - Deficiente estado técnico del molino primario (roturas frecuentes). - Empleo de camiones grandes, altos consumidores de diesel que a la vez producen un gran nivel de contaminación. - Elevado costo de mantenimiento en insumos, piezas y personal.. Hipótesis: Con un cambio de tecnología en el abastecimiento de materia prima al molino de piedra ubicado en la cantera de El Purio, utilizando los trituradores portátiles que se mueven en el frente de canteras, una cinta trasportadora para trasladar la materia prima, y una buena organización de la producción se puede aumentar la productividad, disminuir los consumos energéticos tanto por m3 de piedra transportado como de material molido, aumentando la eficiencia del proceso. Objetivo general:. 4.

(9) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* Establecer una propuesta de modificación en el sistema de abastecimiento de materia prima para el molino de piedras de El Purio con el fin de aumentar la productividad y la eficiencia tecnológica y energética del sistema. Objetivos específicos: - Establecer una propuesta de modificación del sistema de abastecimiento de materia prima. -Entregar a la empresa la información necesaria de la instalación en general -Proponer y justificar una solución más eficiente al problema planteado. Objeto de estudio: El objeto de estudio de este trabajo es el sistema de abastecimiento de materia prima para el molino de piedras de El Purio del municipio de Encrucijada provincia de Villa Clara. Justificación: El trabajo se justifica por la gran batalla de ahorro de combustible en la que se encuentra enfrascada Cuba y el alto costo de equipos y camiones que transportan la piedra desde la cantera hasta el molino del centro. Marco teórico: Para la elaboración del actual proyecto se ha llevado a cabo una profunda investigación con los especialistas del molino de piedras de El Purio en cuanto a una propuesta de modificación del sistema de abastecimiento de materia prima de dicho centro,. también se realizó una revisión bibliográfica, con el objetivo de ampliar. conocimientos acerca de los transportadores de banda y de los trituradores portátiles, así como la eficiencia energética en las plantas procesadoras de áridos y el estudio de los sistemas logísticos. Tareas desarrolladas: ¾ Revisión bibliográfica. ¾ Entrevistas con personal capacitado para analizar las propuestas de modificación y funcionamiento. 5.

(10) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* ¾ Toma de datos de la instalación en cuestión. ¾ Análisis de la logística actual del sistema y de una propuesta futura. Aporte práctico: Con la aplicación de este trabajo se puede mejorar sustancialmente el funcionamiento y la eficiencia tecnológica y energética del sistema de abastecimiento de materia prima al molino de piedras de El Purio ubicado en el municipio de Encrucijada provincia Villa Clara. La aplicación de este sistema puede ser de gran utilidad en las empresas que laboran directamente con este tipo de sistema y permite a la directiva de la misma y a sus trabajadores adaptarse con mayor rapidez a las nuevas situaciones y prever el comportamiento del equipo ante los cambios previstos. Aporte teórico: Se ha desarrollado una propuesta de modificación en el sistema de abastecimiento a una empresa de materiales, que puede ser aplicada en casos donde se presenten problemas similares en un futuro.. 6.

(11) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* CAPÍTULO I Aspectos básicos de logística y selección de equipos trituradores. 1.1– Generalidades. La situación energética actual se torna muy complicada, por una parte el consumo cada vez mas acelerado de combustibles fósiles, los que pueden agotarse a corto y a mediano plazo, las emisiones de gases que envenenan cada vez mas nuestro planeta, y la reciente “solución” dada por el gobierno de los Estados Unidos para obtener combustible verde, hacen la situación energética y la existencia de la humanidad muy preocupante. En la civilización moderna, la disponibilidad de energía está fuertemente ligada al nivel de bienestar, a la salud y a la duración de la vida del ser humano, por lo que el control de la energía significa el control de los ciudadanos ello se evidencia en que muchas de las guerras de la era moderna son por el control de los recursos energéticos, también cuando ocurren golpes de estado, son tomados tanto los centros de poder militar, como los de producción y distribución de energía por eso merece especial consideración la definición de la política energética de un país. En estos momentos Cuba enfrenta una situación complicada.. Se han producido. sobreconsumos de combustible en el primer semestre, lo. que obliga a un. racionamiento sustancial en el consumo de los portadores energéticos. El molino de Piedra del Purio consume por sí solo tanta energía como el poblado de Encrucijada y es necesario que todas las empresas y en particular la que es objeto de estudio del trabajo de Diploma racionalicen el consumo en su funcionamiento, para hacer más eficiente la producción pero también para evitar los molestos apagones que tanto afectan a la población. [15].. 1.2 Aspecto de la logística aplicada al sistema de abastecimiento de materiales en el molino de piedras de El Purio. A continuación se expresan los elementos básicos y conceptos de la logística tomados de diversas bibliografías [2], [5],[6] La Logística Empresarial o Administración de la Cadena de Suministros, es un campo relativamente nuevo dentro de la dirección empresarial si se compara con otros como finanzas, ventas o producción. Sin embargo, desde hace muchos años se vienen realizando actividades logísticas. 7.

(12) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* (distribución, transporte, almacenaje). La novedad de este campo se centra en el tratamiento coordinado de estas actividades ya que en la práctica están estrechamente relacionadas [2].. GESTIÓN DE MATERIALES. LOGÍSTICA DE PRODUCCIÓN. P R O. Almacenaje de materias primas, partes y envases. V. Inventario en proceso. DISTRIBUCIÓN FÍSICA. LOGÍSTICA DE LA DISTRIBUCIÓN. Almacenaje de productos terminados. Inventario en transporte. de fabricación y línea de envase. Inventario en Puntos de ventas. C O N S. E. U. E. M. D O. ADMINISTRACION DE MATERIALES. DISTRIBUCION FISICA. I D. Figura 1.1: la concepción logística según el centro español de logística, tomado de [5] En resumen la Logística Empresarial o Administración de la Cadena de Suministros, es una forma de dirigir los procesos productivos bajo la óptica de que las cuatro partes fundamentales del proceso (aprovisionamiento-producción-distribución física-logística de los residuales), que deben funcionar fusionadas, integradas armónicamente, como única vía de lograr un adecuado nivel de servicio al cliente al menor costo posible, sin ocasionar daños al medio ambiente y con una alta flexibilidad. En [5] se define la logística como: Proceso de planificación, implementación y almacenaje eficiente y efectivo de materias primas, inventarios en proceso, productos acabados, servicios e información relacionadas con ello, desde el punto de origen al punto de consumo (incluyendo los movimientos de entrada, internos y externos) con el propósito de conformar los requerimientos del cliente. También como la acción del colectivo laboral dirigida a garantizar las actividades de diseño y dirección de los flujos de material, informativo y financiero, desde sus fuentes, 8.

(13) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* que deben ejecutarse de forma racional y coordinada con el objetivo de proveer al cliente los productos y servicios en la cantidad, calidad, plazos y lugar demandados con elevada competitividad y garantizando la preservación del medio ambiente. [6] Los Sistemas Logísticos Se define un sistema logístico como “el conjunto de elementos físicos e informativos, necesarios para la realización de cierto flujo material, a lo largo de múltiples filas de proveedores y clientes”. [7] . En tal sentido y tal como se aprecia en la figura 1.2, está compuesto por el Sistema Físico, compuesto por la fuentes, los almacenes, empresas y clientes, y el Sistema Informativo Logístico (SIL) que incluye todo el flujo informativo necesario para la planeación y el control del flujo material.. Fuentes de Materiales. Almacenes Intermedios. Empresa. Almacenes Intermedios. Clientes Finales. INFORMACIÓN DE PLANEACIÓN Y CONTROL. Figura 1.2: Sistema Logístico tomado de [7] En el sistema logístico mostrado en la figura, los nodos representan las componentes fundamentales, encargadas de enviar materiales a las empresas, donde se elabora el producto que será entregado al cliente. Este flujo material puede o no llevarse durante cierto tiempo a los almacenes intermedios, existiendo diferentes vías para la transportación. En este caso, el transporte por carretera se representa mediante flechas continuas, el transporte ferroviario con flechas discontinuas y el transporte aéreo mediante flechas discontinuas combinadas con puntos. De esta forma, estas flechas constituyen el nexo entre los nodos, mientras que la parte informativa se 9.

(14) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* observa en ambos sentidos, donde el flujo informativo hacia la izquierda representa los procesos de previsión y planeación, mientras que cuando apunta a la derecha, constituye los procesos de control de la ejecución del flujo material. Esta red logística debe ser proyectada minuciosamente cuando se comienza un nuevo negocio, debiendo ser revisada sistemáticamente o cambiada cuando se produzcan interrupciones en algunos de los nodos.. Tiempo de viaje cargado Tiempo de ubicación a la carga. Tiempo de viaje vacío. Tiempo detenido en estaciones. Tiempo de carga y descarga. CICLO OPERATIVO. Tiempo de procesamiento. Tiempo de servicio. Holgura en horarios. Figura 1.3. Principales tiempos que componen el ciclo operativo, tomado de [7] Si el servicio operativo se efectúa al mismo tiempo que la operación de carga y descarga, entonces el tiempo detenido en la estación es el máximo de ellos; si ocurre antes o después de la carga y la descarga, entonces el tiempo detenido en la estación es la suma de los dos. El tiempo total de movimiento, es un componente muy importante del ciclo vehicular. Es el tiempo durante el cual el vehículo efectúa un recorrido cargado o vacío; y el tiempo de viaje total, se define como la suma del tiempo de movimiento y el tiempo detenido temporalmente en una estación para carga, descarga o servicio.. 10.

(15) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. Cantera. Empresa. Figura 1.4 Red de Entrega Directa, tomado de [7] La mayor ventaja en la red de entrega directa es la eliminación de bodegas o almacenamiento. intermedias y la simplicidad de la operación y coordinación. La. decisión del envío es completamente local y la decisión tomada para una entrega no afecta a las restantes. El tiempo de transportación del proveedor a la empresa será corto, ya que el envío es directo. Sistemas de Gestión Logística. Conceptos generales Salvando las diferencias de opiniones [3], en este texto se defiende la tesis de que estos Sistemas de Gestión Logística se han desarrollado a partir de una fuerte influencia de los Sistemas de Gestión de la Producción/Operacional. Partiendo de esta tesis y de los conceptos expuestos en la Parte I, donde se defiende su enfoque integral involucrando a proveedores y clientes, se consideran tres grandes Sistemas de Gestión Logística que son: el Sistema Tradicional, basado en la Gestión del Punto de Pedido por cada eslabón de la cadena, el Sistema DRP (Distribution Requeriment Planning) cuyo enfoque es similar al del Sistema MRP (Material Requeriment Planning) empleado en la función de Producción/Operaciones, y el Sistema de Gestión de la Cadena de Suministros, que asume conceptos de los Sistemas JIT (Just in Time) y TOC (Theory of Contraints). En la tabla 1.1 aparece 11.

(16) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* expuesta esta tesis. Tabla 1.1: Relación entre los Sistemas de Gestión de la Producción y los de Gestión Logística Sistema de Gestión de la Producción. Sistema de Gestión Logística. •. Basado en el punto de reorden. •. Sistema Logístico Tradicional. •. Filosofía MRP. •. Sistema DRP. •. Filosofía JIT. •. Supply Chain Management. De esta forma, se define un Sistema de Gestión Logística o Estrategia Logística, como aquella filosofía para la Administración de una Cadena de Suministros que integra todas las actividades de la logística bajo un enfoque determinado. La logística es el proceso gerencial que involucra el control de los distintos elementos de la cadena de abastecimiento desde la producción hasta su entrega en el lugar de consumo en óptima calidad en el momento indicado, en el sitio requerido y a precio competitivo, incluido los flujos de información y control. Las ideas involucradas en la definición incluyen: OBJETIVO: Satisfacer la demanda al menor coste estratégico. COORDINACIÓN:. Planificación,. gestión. de. stock,. almacenamiento,. acondicionamiento, transporte, manutención, localización. FLUJO DE PRODUCTOS: Tratado globalmente de proveedores a clientes, con estructura lógica. LOCALIZACIÓN DE LOS PRODUCTOS: Es la cadena mediante un eficiente transporte, apoyado con las telecomunicaciones y la informática. Este conjunto de actividades que se administran para lograr la adquisición de la materia prima, la producción y la distribución o entrega del producto final al cliente apoyado por un conjunto de medios interconectados, se denomina el SISTEMA LOGÍSTICO. Entonces puede plantearse que dentro el proceso de la administración de la cadena, la entrega de materia prima y el producto terminado se realizan mediante el traslado físico de la mercancía, utilizando el transporte. La logística del transporte La logística del Transporte, como un servicio, debe facilitar y mantener controles sobre. los. flujos. de. comercio, componentes. y. productos,. mientras,. que 12.

(17) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* simultáneamente, propicia suficiente flexibilidad para reaccionar a los rápidos cambios en la demanda del mercado. Factores tales como flexibilidad, rapidez y fiabilidad son de primera importancia: •. Flexibilidad, debido a que la logística del transporte debe ser. adaptable a las variaciones en las demandas del consumidor y a las circunstancias imprevistas. •. Rapidez, debido a la posibilidad que existe para reducir el tiempo. durante el cual los productos y por tanto el capital está inmovilizado en dependencia de la rapidez conque sean llevadas a cabo las operaciones de transporte. •. Fiabilidad, debido a que se reducen los riesgos de una interrupción. del suministro y la distribución de las mercancías y por consiguiente, se hace menor la necesidad de mantener stocks de seguridad. La logística del transporte también depende de los servicios como resultado de los costos totales más bajos en la entrega de los productos. El transporte como elemento común de los procesos de aprovisionamiento y distribución física Los procesos de producción tienen relaciones directas con los procesos de aprovisionamiento y distribución física, ya que los primeros garantizan las materias primas necesarias para llevar a cabo la producción y los segundos garantizan que los productos terminados sean entregados a los que los requieren, es decir, los clientes finales o consumidores. El manejo del transporte es común a los dos procesos mencionados anteriormente, ya que, a través de ellos se efectúa el traslado físico, ya sea de materias primas, productos semielaborados o productos terminados. La logística del transporte tiene. tres. subprocesos. que. son. el. transporte,. propiamente. dicho,. las. manipulaciones y transbordos y el almacenamiento. La unión del transporte, el almacenamiento y la manipulación de las cargas constituyen un proceso dinámicamente engranado en sí mismo. En este sentido se puede decir que cuando se originan cambios en cualquiera de los tres subprocesos mencionados, seguramente se producirán variaciones en los dos procesos restantes asociados al primero. Un proceso de transporte se evalúa como satisfactorio en cuanto a calidad, cuando el mismo se ha efectuado sin ningún detrimento cualitativo y cuantitativo para las cargas y en el plazo de tiempo estipulado; de igual manera se evalúan en la cadena 13.

(18) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* del transporte. El incumplimiento de algunos de estos dos requisitos trae como consecuencia sanciones al transportista, a menos que las causales de las pérdidas en las cargas o de tiempo fuesen provocadas por otros participantes del proceso o por causas de fuerza mayor. Para lograr que los flujos de materiales sean racionales deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos: •. Una coordinación completa de las actividades de suministro,. producción, venta y transporte; para ello necesitan aplicarse los correspondientes métodos de planificación y dirección de estas relaciones entre sí. •. Un análisis completo del flujo orientado por el aprovisionamiento,. producción, distribución, transporte y consumo, asociado con la conformación de una red eficiente de técnicas de información que lo abarca en su conjunto. •. Elaboración y obtención de los costos exactos de manipulación,. almacenamiento y transporte para la evaluación económica del flujo. Resulta necesario destacar que el costo de cualquier producto, se incrementa en la medida que sea mayor el componente de transporte. Los parámetros más importantes de un flujo de transporte son, entre otros, la dirección, el volumen y la periodicidad. La calidad en el transporte terrestre El concepto de Calidad implica la satisfacción de las necesidades del cliente y para ello debe lograrse que las actividades que conforman una producción o servicio dado se hagan tal y como hayan quedado establecidas, disminuyendo considerablemente el margen de error. Las empresas transportadoras tienen por lo tanto que ingresar a la certificación de normas de calidad ISO 9000, para que el generador de carga pueda ingresar a competir con calidad en el destino final. Para que todo lo anterior se cumpla, es necesario que cada uno de los encargados de ese traslado trabajen con calidad, es decir, satisfagan los requerimientos del cliente en todo momento, sin embargo, no es una tarea fácil, ya que el transporte de la carga, por ejemplo, a nivel internacional, implica múltiples operaciones. 14.

(19) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* (manipulación, almacenamiento y transporte) y participantes (transportistas terrestres, navieros, aseguradores, etc.). Elementos básicos en la logística del transporte por carretera Un aspecto importante en el manejo de la carga es lograr una efectiva planeación de los embarques por lo cual se debe contar con aspectos tales como: •. En el preembarque, se debe analizar el empaque y embalaje, el. medio de transporte, para lograr que los tiempos de cargue y descargue sean mínimos y se pueda hacer transferencia de carga de un medio a otro. •. Cuando se reciban contenedores se deben tener en cuenta las. instrucciones recibidas por la empresa transportadora, las normas técnicas y el generador de la carga. •. En el embarque se debe asegurar la carga, teniendo en cuenta los. riesgos y tomar los seguros y amparos que los cubran. •. Se debe cumplir con los tiempos de entrega y recibo de carga ya que. el cliente necesita contar con una frecuencia para que los despachos lleguen en el tiempo establecido. •. Establecer los volúmenes a transportar.. •. La clase de vehículo a utilizar.. •. Realizar contratos a largo plazo que garanticen la estabilidad de las. tarifas, calidad y cumplimiento en el nivel de servicio. •. En la postventa, se deben conformar comités de vigilancia y control. logístico, en los cuales participen el productor, el transportador y el consumidor para que en forma conjunta determinen cómo optimizar la operación, cuáles son los problemas que se están presentando, y cómo se pueden mejorar. [22] En cuanto a la particularidad de esta instalación en lo que se refiere a los principios de la logística puede afirmarse que en la empresa se ha tratado de aplicar con eficiencia estos principios ya que se comienza con la extracción de la piedra mediante explosivos, la manipulación posterior es mediante un buldózer y un montacargas que alimenta los camiones. Se posee un parque de 15 camiones y estos trasladan el material hasta la entrada de alimentación al molino primario. En la situación actual estos principios no pueden ser aplicados con eficacia ya que la extracción desde la cantera no alcanza para una operación continua del molino. 15.

(20) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* primario lo que obliga a almacenar grandes cantidades de piedra, con tamaños promedio de hasta 300 mm en esa zona y en el momento en que se comienza a moler, el montacargas, el buldózer y algunos camiones deben trasladarse de nuevo hasta la boca del molino para poder alimentarlo. Este sistema trae consigo dos gastos de petróleo adicionales importantes: -. El que se emplea por los camiones en su regreso hasta la cantera, sin un trabajo útil.. -. El que se invierte en el segundo movimiento del material a la boca del molino.. Estos dos elementos de consumo se añaden a los ya existentes desde el momento en que se comienza a manipular el material desde la cantera. y que son bastante. significativos. Todos estos gastos en la tabla 2.5 Entonces puede plantearse que la logística de abastecimiento primario debe ser objeto de un análisis minucioso con vistas a optimizar el sistema. 1.3 Incidencia de los medios de transporte en la eficiencia de una cantera. Las plantas procesadoras de áridos para la construcción, constan de dos áreas bien definidas, la cantera y los equipos industriales, en la primera se extrae la materia prima, en la segunda se procesa la materia prima que alimenta la industria se traslada desde la cantera. mediante camiones especialmente diseñados para este fin, los. conocidos como camiones fuera de camino, equipos muy complejos, costosos, y altos consumidores de portadores energéticos. Los altos precios. de estos equipo en el mercado, en que marcas como Belaz. (Federación Rusa), que son de los más asequibles está por encima de los 200 mil pesos convertibles, unido. a la poca disponibilidad en el mercado de piezas y. accesorios como neumáticos, en que la carencia de estos ha disparado los precios, de tal modo que la canteras con una alta capacidad de procesamiento instalado, se hallan mantenido trabajando con una reducida flota de estos equipos. El triturador primario del Molino El Purio es capaz de procesar 400 m3/h, con camiones como los existentes, con capacidad de poco más de 11 m3, a la distancia de 1,2 Km., con el 22 % de estéril que trae la materia prima, hace que se necesiten alrededor de 10 de estos camiones para mantener alimentado el molino primario. 16.

(21) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. 1.4- Impacto ambiental en las canteras de áridos. Los problemas energéticos actuales no escapan a lo que sucede en la explotación de canteras de áridos, donde las tecnologías también han ido evolucionando, desde el caso de los propios motores, que ahora son más eficientes con un mejor factor de potencia, con menor deslizamiento, menor temperatura de trabajo etc., tecnologías de trituración, clasificado y lavado con menor consumo especifico de portadores energéticos, y nuevos sistemas de transportación de la materia prima. Un problema que adicionalmente se presenta en las actividades de explotación minera de acuerdo a las normativas ambientales existentes son las fuentes dispersas o difusas, que son aquellos focos de emisión dispersos en un área, en este caso es el provocado por el movimiento del transporte pesado por caminos sin pavimentar. Ver fotografía 6 en el anexo 2. Se definen las áreas-fuente como determinadas zonas o regiones urbanas, suburbanas o rurales, que por albergar múltiples fuentes fijas de emisión, son consideradas como áreas especialmente generadoras de sustancias contaminantes del aire; como ejemplos de estas zonas se podría mencionar los sectores urbanos donde se encuentran localizadas las estaciones de servicio (gasolineras), o sectores de la ciudad donde se encuentran ubicadas industrias pequeñas relacionadas con la aplicación de recubrimientos, carpinterías, zapaterías, etc., un ejemplo de área-fuente rural sería las regiones en donde se encuentran concentrados áreas de explotación minera donde se procesa material particulado. Por otra parte, se clasifica las áreas-fuente de acuerdo a la velocidad de emisión y concentración de contaminantes, en cuatro niveles que van desde áreas de contaminación alta hasta áreas de contaminación marginal (donde la concentración de contaminantes, teniendo en cuenta todas las condiciones naturales, de ventilación y dispersión excede con una frecuencia superior al 10% e inferior del 25% de los casos, la norma de calidad anual). .En las explotaciones de áridos, la emisión de efluentes está cada vez más restringida, y se priman las actividades en que los residuos son producidos en fase sólida, gracias a etapas finales de clarificación y filtración. La industria minera incluye hoy día la protección al medio ambiente como uno de sus principales objetivos, y es de esperar que en un futuro cercano, una vez extraídos los elementos útiles, los estériles se depositan definitivamente en el mismo lugar de donde salieron, gracias a un nuevo tipo de plantas que bien podríamos llamarse Ecológicas.. 17.

(22) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* En estas condiciones, la extracción de minerales, absolutamente legítima y necesaria para la sociedad, provocará un mínimo daño a la naturaleza. Beneficio de piedra triturada y arena Los materiales granulares sin consolidar que resultan de la desintegración natural de roca o la piedra, son generalmente encontrados en depósitos aluviales cerca de superficie y en lechos subterráneos y subacuáticos. La arena y la grava son productos silíceos y calcáreos del desgaste de rocas y materiales sin consolidar o débilmente consolidados. Las emisiones de la producción de arena y la grava constan primordialmente de material del particulado PM10 en el diámetro aerodinámico, los cuáles son emitidos por muchas operaciones en plantas de procesamiento de arena y grava. Vías sin pavimentar Cuando un vehículo viaja en una carretera sin pavimentar la fuerza de las llantas contra la superficie del camino causa pulverización del material en la superficie. Las partículas son levantadas y lanzadas de las ruedas y la superficie del camino es expuesta a fuertes corrientes de aire. La turbulencia levantada detrás del vehículo continúa en la superficie del camino después de que el vehículo ha pasado. Ver fotografía 6 en anexo. Se ha encontrado que las emisiones de polvo de carreteras sin pavimentar cambian directamente con la fracción de limo (partículas más pequeñas de 0.75 mm de diámetro) en los materiales de la superficie del camino.. 1.5 – Evolución de los sistemas de transportación. En el mundo moderno, existe la tendencia a la sustitución de los medios tradicionales de transporte de la materia prima de las canteras para la extracción de áridos para la construcción, la industria cementera,. así como en la explotación minera, por lo. agresivo del medio, para los costosos equipos que es necesario usar allí, obligados a transitar por senderos con importantes pendientes, realizando largos recorridos para poder vencer los obstáculos, encareciendo los costos de transportación de la materia prima, en su lugar se está generalizando el uso de máquinas de transporte continuo (MTC),. en sus diferentes modalidades, un caso de estas son los denominados. transportadores de banda . Ver fotografías 9 en el anexo 2.. 18.

(23) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. 1.6- Trituradores portátiles. Con el paso del tiempo las tecnologías van evolucionando, haciéndose más eficientes, más productivas, en las canteras de áridos la situación no es diferente, por una parte existe la tendencia a diseñar plantas de mediana capacidad, mas flexibles, portátiles en el caso de los molinos de áridos, el molino primario se sitúa en las inmediaciones del frente de canteras, con una primera gran ventaja, que es, que se evita transportar el estéril, desecho de la cantera, que es extraído por este pre triturador y se retorna a la zona donde terminó la explotación minera para mejorar el suelo y devolverle sus propiedades.(Ver fotografía 10 en el anexo 2). El hecho de tener un pre triturador en el propio frente de canteras, ha modificado el modo de transportación de la materia prima, pues actualmente el modo más eficiente de transportar cargas, son la cintas transportadoras, en lugar de los tradicionales camiones fuera de camino, con un mayor consumo de energía. y mayores. contaminadores del medio ambiente por emisiones de co2 y generación de polvo producto de su propio modo de locomoción. 1.6.1-. Características de algunas trituradoras que existen en el mercado. - Referencia del fabricante [23] T1315 y LT1415 – Lokotracks del nueva generación. Partiendo de toda la experiencia de 20 años con el concepto de trituración móvil original Lokotrack, Mesto Minerales presenta ahora una generación totalmente nueva de plantas móviles de trituración por impacto. Las Lokotrack LT1315 y LT1415 combinan una capacidad de trituración elevada y constante, una amplia gama de opciones de procesamiento y una excelente facilidad de uso con las más recientes innovaciones en reducción de polvo y ruido. La Lokotrack LT1315 es la máquina ideal para trabajos de alta capacidad bajo contrato gracias a su reducido peso de transporte, que permite trasladarla fácilmente sobre un tráiler convencional. Con el separador magnético opcional de cinta superior y el alimentador de artesa situado debajo de la trituradora, permite el procesamiento sin problemas de material reciclado armado. La Lokotrack LT1415 ha sido diseñada para responder a los retos planteados por las aplicaciones más exigentes de explotación de canteras y trituración dentro de la excavación. Con su rango de capacidades, su fácil transporte y su rápida 19.

(24) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* preparación, es una excelente opción para cualquier proceso de trituración primaria o secundaria de una sola etapa o de dos etapas. Potentes trituradoras por Impacto NP1315 y NP1415 Las LT se basan en la potente y probada trituradora por impacto Nordberg de la serie NP, capaz de triturar todo tipo de roca, así como materiales de reciclaje. Las trituradoras NP disponen de una gran abertura de alimentación para evitar la formación de puentes, un exclusivo sistema de retención de martillo de triple cuña para un bloqueo sencillo y rápido de las cuñas y una construcción de alta resistencia para una vida útil larga y fiable. Referencia del fabricante [28] Planta Trituradora Portátil (YG938E69) La MAQUINARIA SHANGAI SHIBANG CO., LTD, una de las más famosas manufactureras de equipos para la industria minera y de la construcción en el mundo, está lanzando una nueva Planta Trituradora Portátil. El concepto de Trituradora Móvil (YG938E69) es completamente adaptable a todas las necesidades de los Trituradoras Móviles. Puntos esenciales de la Trituradora Móvil (YG938E69): -Trituradoras de mandíbula de alto rendimiento de la serie del PE. -Incorporó el alimentador y la criba vibratoria a la trituradora. -El equipamiento está compuesto por: trituradoras, alimentadores, cribas, cintas transportes e instalaciones de la energía. -Tiene facilidad de transporte por tierra y puede acceder a sitios en mal estado con el carro. Se puede fijar e instalar más rápido en el sitio, con los gatos de apoyo. -El motor eléctrico y el gabinete de control están en el mismo carro. Alta eficacia y funcionamiento directo La Planta Trituradora Portátil (YG938E69) se puede utilizar independientemente, puede también suministrar usos más flexibles para adaptarse a los requisitos especiales de los contratistas del negocio según el tipo material y los tamaños requeridos del producto. Puede alcanzar el transporte más eficiente y el más barato.. 20.

(25) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* Una mejor adaptabilidad y disposición flexible. La Planta Trituradora Portátil (YG938E69) puede trabajar independientemente o combinada en el sistema según las necesidades del cliente. Los generadores diesel de la planta incorporados a la misma, pueden no sólo suministrar la energía para esta, sino también suministrar la energía para otras plantas del flujo de proceso. Tabla 1.2 Principales parámetros de la Planta Trituradora Portátil (YG938E69). Estructura Trituradora PE600X900 Alimentador vibratorio -Longitud:3800mm -Anchura :960mm Cinta transportador -Longitud estándar: 9500mm -Longitud alargado: 11600mm -Anchura :650mm. Parámetro de transporte. Parámetro de trabajo. Longitud L1：12500mm. Potencia de motor：91.5KW. Anchura B1：2450mm. Capacidad：. Altura H1：4000mm. Altura del alimentador H3：4500mm. Altura del chasis H4：1720mm Diferencia de altura chasis de la rueda H5: 380mm Doble eje paralelo Doble rueda de cada lado especificación 11.00-20 Peso total Planta estándar 37650kg Planta del longitud alargado 38000kg. Planta estándar Longitud L2：13150mm Altura de la cinta transporte H2：2700mm Planta del longitud alargado Longitud L2：15050mm Altura de la cinta transporte H2：3100mm. Tabla 1.3 Principales parámetros de la Planta Trituradora Portátil (YG938E69) con Motor Diesel. Estructura Trituradora PE600X900 Alimentador vibratorio -Longitud:3800mm -Anchura :960mm Generador de diesel -Modelo：MP-180-4 -Potencia：225KVA 180kw -Peso：2400KG Cinta transportador -Longitud: 12600mm -Anchura : 650mm. Parámetro de transporte. Parámetro de trabajo. Longitud L1：14000mm Anchura B1：2450mm Altura H1：4000mm Diferencia de altura chasis de la rueda H5: 380mm Altura del chasis H4：1720mm Doble eje paralelo Doble rueda de cada lado especificación 11.00-20 Peso total : 38700kg. Potencia de motor：93.5KW Capacidad： Altura del alimentador H3：4500mm Longitud L2：16300mm Altura de la cinta transporte H2 H2：3300mm. 21.

(26) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* En este caso se seleccionó la Planta Trituradora Portátil (YG938E69) para la modificación del sistema de transportación, debido a que la misma presenta una capacidad potencial de 500 t/h, mientras que la capacidad real requerida es 480t/h. 1.7 Conclusiones Parciales En el capítulo recién finalizado se arribaron a las siguientes conclusiones: -Se realizo una revisión bibliografica acerca de la situación energética actual en el mundo, vinculando el tema al estudio actual. -Se abordó como aspecto fundamental la. logística de suministros de la materia,. aplicando el tema de forma general al desarrollo del trabajo. -Se realizo un análisis del sistema de transportación de la entidad donde se realiza el actual trabajo, brindando una serie de información acerca de los trituradores portátiles, equipos estos seleccionados para la modificación de dicho sistema. -Se hizo referencia. al impacto medio ambiental en las canteras de áridos,. demostrando el alto nivel de contaminación (incremento de CO2. y material. particulado) que emiten los Camiones Fuera de Camino (CFC) encargados de transportar la materia prima.. 22.

(27) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* CAPÍTULO II Análisis de variantes de solución más eficientes. Situación energética de la Unidad Empresarial de Base (UEB) cantera El Purio. Los problemas de ineficiencia detectados alrededor del molino primario, son provocados tanto por el propio molino, como por las áreas que interrelacionan con él. En el caso del molino, fue diseñado para moler 400 m3/h, actualmente se trabaja con 300 m3 para lo cual se necesita una flota de alrededor de 10 camiones transportando la. materia. prima. molino. que. además. por. sus. características. no. admite. redimensionamiento, ni disminuir la potencia instalada con el equipamiento actual, puesto que cuando está con carga, demanda la totalidad de la potencia, tampoco admite un régimen de trabajo intermitente, puesto que los intervalos de arranque parada son demasiado cortos y la carga tienen gran inercia. Las nuevas tecnologías existentes para la explotación de canteras han desarrollado molinos. pre trituradores portátiles, que ya no están unidos a la industria, sino. que. se mueven por el frente de canteras, con la primera gran ventaja que todo el estéril que se extrae de la materia prima, se queda en la propia cantera, para ser vertido en las zonas que concluyó la explotación minera, evitando mover miles de metros cúbicos de estéril por varios kilómetros de ida y regreso sin utilidad alguna. Otra de las ventajas es que utiliza nuevas tecnologías, que hacen la misma función con menor potencia como lo hacía el modelo anterior. También la trituración del material en el propio frente de canteras, propicia que este pueda ser trasladado mediante cintas transportadoras, que es el método más económico de transportación. Por todo lo anterior se va ha estudiar la variante de sustituir el molino primario ya obsoleto y descapitalizado, por un triturador portátil a montarse en la zona del frente de canteras, y sustituir el 70 % del parque de transporte por un transportador de bandas para trasladar la materia prima.. 23.

(28) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. 2.1 Cálculo de la Banda Transportadora. Para el caso de proponer sustituir el parque de camiones fuera de camino (CFC) por una banda transportadora para trasladar la materia prima (Roca Caliza) desde el área de la cantera hasta el molino secundario , se necesita utilizar una metodología de cálculo para ello se realizaron varios escenarios en Microsoft Office Excel, variando diferentes parámetros para cada variante, manteniendo constante en cada uno de estos el ancho de banda (1200mm) puesto que la empresa cuenta en su almacén con dicha banda, siendo este el componente más caro de estos equipos. La selección de los rodillos que conforman dicho transportador de banda se seleccionaron por la misma razón anterior. A continuación se brindan una serie de resultados obtenidos en el programa para cada variante planteada. Nota El cálculo del diseño de la cinta transportadora en Microsoft Office Excel con sus diferentes escenarios. se realizó según la metodología recomendada para. transportadores de Banda de tres rodillos, desarrollada en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la UCLV. [16] A continuación se enumeran los pasos, así como los datos necesarios para la realización del diseño. Propiedades del material.. Tomado de la tabla 2.2 Pág. 10 de [14].. Entre estas propiedades se tiene: a) Grado de abrasividad. b) Peso del granel (γ) en kN/m3.El valor de esta variable dividido por 9,81 establece la densidad en m3 (ρ). c) Angulo de reposo estático ( ϕ ). d) Coeficiente de fricción estático (μg) entre el material y la goma, tomados de la tabla 2.2 Pág. 10 de [14], pero fueron comprobados a pie de obra.. 24.

(29) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. Explicación de los pasos y expresiones empleados en las hojas de cálculo desarrolladas en Excel. 2-Comprobación de la posibilidad de transportación. Debe cumplirse que βmax. > βmayor, donde. β max = [arc tg μ g ] − (7 a 10 0 ) βmayor es el mayor ángulo de inclinación a lo largo de la traza. 3-Selección del tipo de rodillos superiores. Como la capacidad es 300 m3/hora, se tomarán rodillos. acanalados. En la rama. inferior se emplearán siempre rodillos planos. Para este caso se escogieron los rodillos con que actualmente cuenta la empresa. -La capacidad puede ser calculada como la capacidad volumétrica (m3) por hora multiplicada por la densidad del material. QV = Q * ρ 4-Determinación del ancho de banda necesario y la resistencia de la misma. Para la seleccion del ancho de banda no será necesario utilizar la metodologia de cálculo, pues en este caso se utilizará como base la encontrada en el almacen de la UEB cantera El Purio (1200mm), la cual posee una resistencia de 800 kN/m, . Para esto se observaron las características de la banda existente en la planta y se compararon con la que aparece en el catálogo de [1] 5-Comprobar la banda para los valores del tamaño representativo de partículas. : B > 2. a' + 200 B > 3,3. a' + 200. (mm) ⇒ para materiales NO CLASIFICADOS. (mm) ⇒ para materiales CLASIFICADOS. 3.3*100+200=530<1200 mm. 25.

(30) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* No hay dificultades para seleccionar este ancho de banda con los tamaños de partículas existentes. 6- Normalizar el valor del ancho de banda. Una banda similar a la seleccionada (1200mm) se encuentra normalizada en la Pág. 14 del Catálogo de bandas transportadoras, encontrado en [1]. 7- Re calcular la velocidad por las expresiones siguientes:. V =. Q 160 B .ρ [3,6.C1.tg (0,35ϕ + 1)] 2. Según la Metodología.. Para rodillos acanalados. 8-Determinación de los pesos lineales. a) De la carga.. q=. Q.g 3,6V. Donde: q - peso lineal de la carga en N/m. Q - capacidad en tn/hora. V- velocidad real en m/s. b) De la banda. qb - peso lineal de la banda en N/m, si el catálogo brinda el peso por metro cuadrado de banda se multiplicará el valor del catálogo por el ancho de banda en metros. En este caso la banda tiene un peso de 28.4 kg/m2. c) De los rodillos superiores. qrs = Grs/lrs en (N/m) Donde: Grs - peso de una estación de rodillos en N, para ello se necesita la clasificación del material en ligero, medio o pesado de acuerdo con su peso específico, encontrándose estos datasen la tabla 2.3 Pág. 14 de [14]. Lrs - distancia entre dos estaciones de rodillos contiguas en metros, que puede buscarse en la tabla 5.4 Pág.108 de [14].. 26.

(31) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* d) De los rodillos inferiores. qri = Gri/lri. en N/m. Donde: lri - distancia entre dos estaciones de rodillos de apoyo en la rama inferior en metros. Puede tomarse el doble de lrs. Gri - Peso de una estación de rodillos en la rama inferior cuya referencia puede localizarse en la tabla 5.3, Pág. 107 de [14]. . Siempre rodillos planos. 9- Determinación de las resistencias. a) Distribuidas. ΔS i a i +1 = (∑ q des. + qf ) L.W '. cos β ± qdes. L.sen β Donde: ΔS diferencia de tensiones entre los puntos inicial y final de un tramo recto. Σqdes – sumatoria de los pesos por unidad de longitud de los elementos que se desplazan a lo largo del tramo. En la rama inferior será la banda y en la rama superior será la banda más la carga. qf – peso de las partes fijas (que no se desplazan) en el transportador y que influyen en el aumento de las tensiones. Este será el peso por unidad de longitud de los rodillos en cada rama. L - Longitud del tramo en metros. β - ángulo de inclinación del tramo en grados. W’ - Factor de resistencia al movimiento, el cual aparece en la tabla 5.15 Pág. 143 de [14] (depende de las condiciones ambientales y del tipo de rodillos de apoyo) b) En la tolva de carga. ( No se puso en las hojas de cálculo por considerarlo despreciable para estas longitudes.). ΔS C =. C C .Q (V − V0 ) 3,6. Donde: Cc - Coeficiente que toma en cuenta la fricción de la banda con el sello de la tolva. Puede tomarse Cc = 1,4. V - Velocidad real del transportador en m/s. Vo - Componente de la velocidad del material sobre la línea de transportación. 27.

(32) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* c) Concentradas en las tamboras de retorno y de desvío. S (i+1) = Si .k Donde: S (i+1) - Tensión a la salida de la tambora en Newton. Si - tensión a la entrada de la tambora. k - Factor que depende del ángulo de contacto entre la tambora y la banda. Puede tomarse entre 1,05 y 1,10 Las Tamboras de desvio se colocaran en los atesadores de contrapeso (Tres en cada uno) d) Concentradas en los bancos de rodillos. S(i+1) = eW`’. Δ β . Si donde: W '- Factor de resistencia al movimiento en la rama de que se trate. β - Diferencia modular entre el ángulo de inclinación de las ramas de entrada y de salida. al banco de rodillos en radianes.. 10-Distribución de tensiones. Para realizar esta distribución se desarrollan los siguientes pasos: a) Se numeran los puntos desde 1 hasta n (1 a la salida, y n a la entrada de la tambora motriz). b) Se expresa S1 como un valor desconocido. c) Se establece un sistema de ecuaciones que relaciona a S2 con S1 a través de las resistencias distribuidas o concentradas que existan entre ellos y así para todos los puntos hasta llegar a Sn. Este paso arrojará un total de n-1 ecuaciones. d) Se obtiene la enésima ecuación aplicando la relación de Euler a las tensiones a la entrada y a la salida de la tambora motriz: Sn = S1 . eμ .α Donde: Sn: Tensión a la entrada de la tambora motriz en Newton. S1: Tensión a la salida de la tambora motriz en Newton. μ : Coeficiente de fricción entre la tambora y la banda. α : Angulo de contacto entre la banda y la tambora en radianes. El valor de eμ . α Puede ser encontrado en la tabla 5.12 de la página 129 de [14] y se denomina coeficiente de tracción. 28.

(33) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* e) Se comparan todos los valores de tensiones en la traza con el valor de 500 N, y si varios de ellos son menores, se tomará el menor de todos y se le asignará el valor de 500 N. A partir de allí se despejarán todos los demás valores recalculándolos en el sistema de ecuaciones establecido en el paso c). f) Se comprobará el valor de tensión mínima en la rama cargada mediante la expresión: Smin. car ≥ 5 .* (q + qb)*lrs Donde: Smin car: tensión mínima en la rama cargada en Newton. Los significados y las unidades de q, qb y lrs han sido explicados anteriormente. Si no se cumple esta expresión se le asignará a la tensión mínima en la rama cargada el valor calculado a la derecha de la desigualdad y se re calcularán todos los demás valores de tensiones despejándolos del sistema de ecuaciones establecido anteriormente. g) Determinación de la capacidad de tiraje. Debe cumplirse que:. Sn/Si ≥ eμ . α. Todos los valores de esta ecuación y sus unidades respectivas han sido definidos anteriormente. Si esta ecuación no se cumple, significa que el contacto entre la banda y la tambora no es capaz de trasmitir el torque necesario. En este caso se recomienda aumentar el coeficiente de fricción lo cual puede lograrse recubriendo la tambora con goma, o bien aumentando el ángulo de contacto mediante la colocación de tensores a la salida de la tambora motriz. En caso de transportadores muy largos a veces es necesario colocar dos tamboras motrices y dos motores. 11- Cálculo de la fuerza necesaria en el atesador. Para atesadores de contrapeso y de contrapeso y carrito.. WC = (S 2 + S 3 ) * 1.1 Wc significa en este caso el peso que hay que colocar en el contrapeso y las tensiones se miden a la entrada y a la salida de la tambora donde va acoplado el contrapeso. 12- Determinación del tiraje efectivo y la potencia. a) Tiraje efectivo. Se aplica la expresión Wo = Sn - S1 Donde 29.

(34) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* Wo es el tiraje efectivo en Newton, y Sn y. S1 son las tensiones respectivas a la. entrada y a la salida de la tambora motriz. b) Potencia. Se determina por la siguiente expresión:. N=. W0 .V .k S 1000ηt. Donde N - Potencia a seleccionar en el motor en kW. Wo - Tiraje efectivo en Newton. V - Velocidad de transportación en m/s. Ver tabla 5.14 Pág.140 de [14]. ks - Factor de sobrecarga del motor. Este factor se recomienda tomar entre 1,2 y 2. ηt - Eficiencia general de la transmisión. 13- Seleccionar el motor. El motor puede ser elegido entre los que se posee en el almacén o solicitarse por catálogo, pero siempre debe cumplir que su potencia sea igual o algo mayor que la calculada en el paso anterior. En cualquier caso se obtendrán los valores de Ns, nm y ka, que significan respectivamente el valor de la potencia de chapa del motor, su velocidad angular en rev/min y el factor de arranque, que es la relación entre el torque de arranque y el torque nominal. Para la selección de motores puede consultase el catálogo encontrado en [11]. Es recomendable seleccionar dos o tres motores que cumplan la condición de potencia necesaria, pero que tengan velocidades angulares distintas. 14-Dimensiones de las tamboras. Como primera aproximación puede tomarse la siguiente recomendación: Deben elegirse los diámetros adecuados de las tamboras motrices, de retorno y de desvío, si fuera necesario utilizar esta última. Dt = K. i Donde: i - Número de capas de la banda. K - Factor que depende del tipo de tambora y que aparece en la tabla 5.8 Pág.112 de [14]. Otras dimensiones para los distintos tipos de tamboras aparecen también en la tabla5.9 Pág.114 de [14]. 30.

(35) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* . 15-Selección de la transmisión. La selección de la transmisión consiste en determinar la relación total de transmisión con vistas a su distribución en los distintos pasos. de la misma para los futuros. cálculos de diseño. Esta selección se divide en los siguientes pasos: a) Determinación de la velocidad angular de la tambora motriz. Se determina por la expresión:. ntm =. 60 000.V π .dtm. Donde: ntm : Velocidad angular de la tambora motriz en rev/min. V: Velocidad de transportación en m/s. dtm : Diámetro de la tambora motriz en mm. b) Determinación de la relación total de transmisión (Ut). La relación total de transmisión, como ya se ha expresado, sirve como elemento primario en el cálculo de proyección de la transmisión. Puede ser calculada por la expresión: Ut = nm / ntm Donde nm es la velocidad del motor en rev./min. El tipo de redctor y sus características se tomó del catálogo encontrado [20]. 16- Comprobación de la resistencia de la banda. Esta comprobación se desarrolla a través de la expresión: Srot –N/mm ( de ancho de banda) Entonces debe cumplirse que: Smax *k ≤ B*Srot *Ku Donde: k - Factor de seguridad que depende del número de capas y que aparece en la tabla 4.12 Pág.77 de [14]. B - Ancho de la banda en mm. Srot - Resistencia de la banda a la tracción en N/mm este valor aparece en los catálogos de las bandas. En algunos catálogos aparece la resistencia a la rotura en N / (mm.capa) Ver tabla 4.11 Pág.76 de [14].. 31.

(36) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* Ku: Factor de resistencia de la unión que aparece en la tabla 4.13 Pág. 78 de [14]. Recomienda Ku=8 b) Comprobación en el momento de arranque. Esta comprobación se hace para evitar que la banda falle por el tironazo que le produce el motor en el momento de la arrancada. Consta de los siguientes pasos: 1) Determinación de la fuerza dinámica. Esta fuerza se determina por la expresión: Sdin. = Simp. - Wo Donde: Sdin - Fuerza dinámica sobre la banda en Newton. Simp - Fuerza de impulso que le imprime el motor en la arrancada en Newton. Wo - Tiraje efectivo en Newton. La fuerza de impulso puede ser calculada por la expresión:. S imp =. 1000 k a . N s . .ηt V. Donde: Simp. y V se conocen, mientras ka es el factor de arranque del motor eléctrico. ηt : Eficiencia total de la transmisión. Ns: Potencia de selección del motor en kW. km : Factor que depende del tipo de acoplamiento a emplear, en este caso Km = 1.3 2) Comprobación al arranque. Debe cumplirse que:. 32.

(37) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. B . Srot . ku ≥ 1,5 S max + S din Donde: Los valores de i, B, Srot, ku y Sdin acaban de ser tratados. Smáx: Tensión máxima sobre la banda en Newton.. 17- Comprobación de la tambora motriz a la presión específica de la banda. Como se produce una alta presión entre la banda y la tambora motriz para que el movimiento pueda ser trasmitido, es necesario comprobar que la tambora resiste esta presión. Debe cumplirse que:. Dtm ≥. 2 W0 μ . padm . B .α. Donde: Dtm - Diámetro de la tambora motriz en metros. Wo - Tiraje efectivo en Newton. μ - Coeficiente de fricción entre la tambora y la banda. Este coeficiente aparece en la tabla 5.12 Pág. 129 de [14].. Padm.- Presión admisible entre la banda y la tambora. Se recomiendan valores de 0,1 MPa = 100 000 N/m². B: Ancho de la banda en metros. α - Angulo de contacto entre la banda y la tambora en radianes. 18- Radios de curvatura en los cambios de dirección de la banda. 33.

(38) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* Para que la banda no sufra con cambios bruscos en su dirección se establecen radios de curvaturas en estos puntos. Estos radios de curvatura dependen de si los cambios de dirección son cóncavos o convexos, y se toma siempre como referencia la rama cargada. a) Cambios de dirección convexos en la rama cargada. En este caso debe colocarse un banco de rodillos y se establece el radio de curvatura por la expresión:. Rcx ≥. 5B S 1− s S adm. Donde: Rcx - Radio de curvatura en un cambio de dirección convexo en metros. B - Ancho de la banda en metros. Ss - Tensión a la salida del banco de rodillos en Newton Sadm - Tensión admisible en la banda en Newton. La tensión admisible puede ser calculada por la expresión:. S adm =. S rot . B k. Aquí la Srot es el coeficiente de resistencia de la banda en N / cm; B, el ancho de la banda en cm y. k, el factor de seguridad. De todos ellos se ha hablado ya. anteriormente.. b) Cambios de dirección cóncavos. Aquí se produce el pandeo libre de la banda sin la necesidad de bancos de rodillos. En este caso el radio de curvatura puede ser calculado por la expresión:. 34.

(39) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio*. RCV =. Si . k a 2 qb. Donde: Rcv - Radio de curvatura en el cambio de dirección cóncavo en metros. Si -Tensión que está actuando en ese punto en Newton. Ka Factor que depende del cambio de pendiente. Qb Peso por unidad de longitud. Nota: A continuación se darán a conocer los resultados de las ecuaciones plasmadas anteriormente. 2.2 -Resultados obtenidos de los cálculos realizados para cada variante. Primer escenario: Para este caso se supuso un único transportador de banda de aproximadamente 414 metros de largo y 2.4° de inclinación, para este escenario se supuso que el material se carga directamente en la cantera y con un solo tramo recto llega hasta el molino secundario, obviando el molino primario. Las invariantes del sistema están dadas sobre todo en lo que se refiere a la banda y los rodillos a emplear ya que la planta posee una buen cantidad de banda de 1200 mm de ancho, encontrándose la misma normalizada en la Pág.14 del Catálogo de bandas transportadoras [1] .Seguidamente se ofrece una serie de información brindada por el centro en cuanto al tema. Banda transportadora: -1200 mm - Precio (80 CUC el metro). -3 capas de hilo. -Con recubrimiento de 7 mm el lado de uso, y 4 mm interior. En el caso particular de los rodillos, los mismos fueron seleccionados similares al ancho de banda, es decir para el cálculo se tomaron los rodillos que se encuentran en. 35.

(40) “Propuesta de modificación en el sistema de. abastecimiento de materia prima para el. molino de piedras de la UEB cantera El Purio* el almacén de la UEB cantera El Purio. A continuación se brinda una serie de información dada por la empresa acerca de los mismos. Rodillos: -Para cinta de 1200 mm - (Se utilizan tres rodillos) -De carga Dext -133 mm D int.- 30 mm Largo 465mm -Retorno, (Se utiliza un rodillo) D ext- 133 mm D int - 30 mm Largo 1400 mm -Precio, 27 CUC cada rodillo. Según la tabla 5.3 Pág. 107de [14]. Los rodillos presentan un peso de 320N para la rama inferior y 205N para la rama superior, según el ancho de banda. (1200 mm). A continuación se brindan los resultados del primer escenario planteado en Microsoft Office Excel. Resultados del Primer Escenario planteado en Microsoft Office Excel. Tramo 1 Toma de datos Capacidad real proyectada(Qr), en m3/h. 300. Propiedades del material: Nombre: Roca caliza Tamaño de partícula (a´), en mm. 100. 3. Densidad del material (r) t/m. 1.6. 36.