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Documentación Proyecto # 73 Premios Eureka 2011 Mención Innovatividad Técnica
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  • 1. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 1 INTRODUCCIÓN.Hoy en día en Venezuela, al igual que en otros países emergentes, es todavía incipiente elreconocimiento del tema de los desechos sólidos como un sector específico, para el cuales necesario establecer políticas de gestión, así como objetivos y metas a corto, medianoy largo plazo, para lograr un manejo integral de los desechos o residuos en general.Concretamente el envase de vidrio es 100% reciclable y posibilita un importante ahorro deenergía y de recursos naturales con relación a la producción a partir de la materia primavirgen, es decir, que a partir de un envase utilizado, puede fabricarse uno nuevo quepuede tener las mismas características del primero. El vidrio se elabora a partir de arena,carbonato sódico y piedra caliza. Estos compuestos son colocados en un horno ysometidos a temperaturas muy elevados para fabricar el vidrio. Aún cuando estos insumosson abundantes y económicos, el consumo de energía en el proceso de fabricación es muyalto. Es importante señalar que el reciclaje de vidrio necesita 26% menos energía que laproducción original, en la que para crear un kilo de vidrio se necesitan unas 4.200kilocalorías de energía (Extraído el 5 de Julio de 2010 desdehttp://waste.ideal.es/vidrio.htm).Owens Illinois de Venezuela C.A. (OIDV) es una empresa dedicada a la fabricación deenvases de vidrio, siendo uno de los productores de mayor importancia en el país y contecnología de vanguardia, está comprometida a satisfacer las necesidades y expectativasde sus clientes nacionales e internacionales, motivo por el cual constantemente buscaincorporar novedosas estrategias técnicas y herramientas cuya adaptación y aplicación alsistema de producción de vidrio en Venezuela, permitan lograr mejoras significativas parala Empresa y su entorno.Por otra parte la industria del vidrio en Venezuela está siendo afectada por la globalizacióny todos los elementos que ésta implica, entre ellos los avances tecnológicos. La tecnologíaaplicada por Owens Illinois, a pesar de ser la más actualizada a nivel latinoamericano,cuenta con más de 10 años de obsolescencia, adicionalmente existen una serie de factoresexternos debido a la situación político-económica del país, como lo son: restricciones conlas divisas, aranceles y contaminación de la materia prima, que han restringido la toma dedecisiones de la gerencia relacionadas con mejoras y actualizaciones, específicamente delárea de Formación, Silos y hornos.La solución planteada forma parte de uno de esos avances tecnológicos orientados a laoptimización continua en el manejo de materiales como una herramienta para mejorar laproductividad mediante la minimización de los costos por traslados dentro de todo elproceso productivo.Actualmente, en los departamentos en estudio se aplica un procedimiento de recoleccióndel vidrio de desperdicio muy poco técnico, que constituye no solo costos de alquiler,mantenimiento y operación de montacargas sino también costos adicionales pordescontaminación del material de desperdicio. Este proceso requiere de operadores fijos
  • 2. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 2laborando en ambientes inseguros, extremadamente húmedos y sometidos además a altosniveles de ruido y riesgos físicos, esto porque el material (caliente o frío) puede serproyectado en forma ya sólida hacia los operarios, es por ello que la empresa se ve en lanecesidad de solventar esta situación de manera eficaz y viable.Por estas razones surge la idea de diseñar un sistema automatizado que permita a laempresa OI- Los Guayos recopilar y transportar el vidrio remanente de su procesoproductivo, para lograr un adecuado manejo y reutilización de los materiales de desecho,así como también reducción de costos operativos y administrativos de vital importanciapara dicha empresa, que permita obtener un incremento de la productividad y calidad delos procesos productivos de dicha empresa.
  • 3. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 3 PROBLEMA Y OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN. 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.La industria día a día busca mejorar los procesos de producción, dichos sistemasproductivos pueden definirse como los procedimientos para originar insumos en bienes yservicios. Dicha industria a través de la producción demuestra la calidad del producto yeste se valora en términos de beneficios, ventas, cuotas de mercado y conducen a lasatisfacción del cliente. En Venezuela y en la mayoría de los países del mundo existe unaintensa incertidumbre en lo que concierne a los cambios políticos, sociales y culturales quese han venido experimentando, además la existente transformación científica, tecnológicay humanística por los diferentes cambios de época que se han venido desarrollando. Losdesafíos que enfrenta la industria están enmarcados dentro del paradigma económicoenvueltos en alto grado de consumismo por parte del ser humano. Esto quiere decir queuna industria logra sobrevivir siempre que consiga elaborar planes alternativos, idóneos ysi se producen cambios la industria debe adaptarse a ellos.La economía venezolana ha registrado nueve trimestres consecutivos de crecimiento, todoesto basado fundamentalmente en los datos provenientes del Producto Interno Bruto(PIB) que ha mostrado incrementos por varios periodos económicos consecutivos. Noobstante, en los últimos años la situación generalizada de desabastecimiento de productosen numerosas industrias del país, ha repercutido negativamente en las condicionesinstitucionales que impulsan las inversiones en la actividad económica privada, debido aque el estado venezolano para contrarrestar esta situación, optó por adoptar una políticamonetaria contradictoria para la política fiscal de la nación, lo cual dificulta la importaciónde maquinarias especializadas y repuestos. (Extraído el 12 de Julio de 2010 desdehttp://lahaine.org/b2-img/weisbrot1.pdf).La carestía de recursos es un conflicto que está atravesando la mayoría de las empresasen los distintos sectores industriales, producto del debilitamiento del proceso productivo yde la no adecuada relación de incremento que existe entre la población y el crecimientoindustrial, este último no se ha desarrollado lo suficiente para resguardar el déficit que hayen la producción. Por los factores ya mencionados, las empresas de la industriamanufacturera en general han tenido que buscar soluciones de diversa índole que lespermitan continuar el ejercicio de sus operaciones. Es por esto que la reducción de costosha jugado un papel fundamental en las iniciativas de dichas empresas por aumentar sucompetitividad en el mercado nacional.Owens Illinois de Venezuela, C.A., es una empresa destinada a la fabricación de envasesde vidrio, fue fundada el 13 de abril de 1956 y comenzó su producción en Julio de 1958.Es la principal empresa productora y comercializadora de envases de vidrio; posee unamplio número de clientes debido a la excelencia de sus productos, entre los cuales setiene empresas de alimentos como Albica, Heinz, Kraft, Plumrose, Indulac, Iberia, debebidas como Polar Centro, United Destillers, Anayansi, Ponche Crema, Licorerías Unidas,
  • 4. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 4entre otros. Su producción principal se caracteriza en envases de vidrio, tipo Flint(incoloro) y coloreado (ámbar, verde y azul), siendo la única filial de Owens Illinois queproduce 4 colores distintos de vidrio.En la actualidad OI-Los Guayos, C.A. cuenta con seis plantas totalmente identificadas;éstas cuentan con sus respectivos hornos, de los cuales tres son unitarios (A, B y F), yaque poseen una sola línea de producción por cada horno, y los restantes regenerativos (C,D y E), debido a que poseen entre dos y tres líneas de producción por horno(dependiendo cual sea el caso). En total la Empresa posee 11 líneas de producciónindependientes de envases de vidrio en operación (Véase Figura Nº1), estas líneas operansimultáneamente cada una con diferentes tipos de moldes según lo requieran lascondiciones del mercado. Dicha planta genera su propia energía eléctrica mediante laoperación de seis turbo-generadores, presentando una capacidad de fundir 750.000toneladas diarias equivalente a 2.500 botellas diarias aproximadamente. Figura No. 1 DISTRIBUCIÓN DE PLANTA. Fuente: Owens Illinois de Venezuela, C.A (2010).A toda empresa productora de vidrio se le presentan disyuntivas a la hora demanejar eficientemente el vidrio remanente del proceso, el vidrio interno (vidrioremanente) debería ser la principal y mejor forma de obtener el casco, mejor conocidocomo vidrio ecológico, el cual es reutilizable en el proceso productivo, sin embargo sueleestar contaminado por piezas metálicas, tales como tornillos, restos de moldes, entre Botros, los cuales causan problemas al proceso de producción originando defectos en losenvases de vidrio como burbujas y piedras, disminuyendo de ese modo la eficiencia del
  • 5. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 5proceso productivo. Debido a los altos niveles de contaminación que éste puede presentar,y las variables que inciden en el proceso, las cuales abarcan desde la cantidad de coloresque se producen, hasta el residuo generado que puede variar dependiendo del escenario(arranque de planta, inicios de corrida, cambios de trabajo, paradas programadas).Es por ello que Owens Illinois de Venezuela se ha visto en la necesidad de hacer unestudio de reciclo, para incorporar a su sistema de recolección de remanente, de talforma, que el material que presenta defecto y puede ser retrabajados en el proceso deproducción, sea aprovechado de manera beneficiosa para la reducción de costes. En laplanta OI- Los Guayos se generan aproximadamente el 76,9% de vidrio remanente deltotal del material fundido, el cual es considerado como pérdidas para la empresa, yproviene de distintas etapas del proceso (Véase gráfico Nº1), como lo son Zona Calienteárea inicial del proceso donde se forma el envase, atravesando por zona fría en la cual sele aplican diversos procedimientos de calidad y otras áreas de producto terminado, comolo son paletizado, almacén y despacho. En cada una de estas áreas se encuentran puntosde rechazo para los envases que no cumplan con las especificaciones del cliente, dichosproductos son posteriormente regresados a Silos y Hornos, y de ser tratadosadecuadamente evitando la contaminación de los mismos pueden ser nuevamenteincluidos en el proceso. GRÁFICO N° 1 Porcentaje promedio diario de pérdidas por área. % promedio diario de pérdidas por área. 46,94 28,55 1,5 Zona Caliente Zona Fria Otras Fuente: Owens Illinois de Venezuela, C.A (2010).En el 46,94% de las pérdidas provenientes de Zona Caliente existen condicionesespeciales que son recurrentes y de igual forma generan un porcentaje de desperdicioscomo son: en primer lugar el caso de los arranques de planta, los cuales ocurren cuandolas máquinas especializadas para la elaboración de envases de vidrio (Máquinas I. S) son
  • 6. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 6paradas temporalmente, pudiendo ser estas paradas programadas o inesperadas, ya seapor mantenimiento preventivo o por cambios en los moldes de envases corridos. De loanteriormente expuesto se puede determinar que existe un porcentaje promedio depérdidas mensual originados durante paradas programadas de la máquina, pudiendollegar a ser hasta de 34,49%, generándose costos aproximados de 1.553.594,12 $ anualespara la empresa. Esta situación podría evitarse si se logra que el material sea altamenteutilizado y reincorporado al proceso.Todos estos materiales remanentes del proceso productivo son dispensados a través de unsistema gravitacional desde el área de formación (Zona Caliente) hasta el área de sótano,posteriormente son transportadas con el uso de montacargas hasta el área de Silos yHornos, donde serán dispuestos en depósitos acondicionados especialmente para ellos.Por otro lado la empresa presenta otro problema adicional a las perdidas reportadas, yesto ocurre al momento de transportar estos remanentes de vidrio del área de sótanohasta el área de depósito. Actualmente se cuenta con un número de montacargas variableel cual puede ascender hasta 5 unidades por día dependiendo de los niveles deproducción, conllevando directamente a un costo en el alquiler de estas máquinas, dichosegresos diariamente equivalen actualmente a 900,00Bs/unidad, originándose gastos quellegan a ser hasta 232.500,00 Bs mensuales, los cuales ascienden a 592.500,00 Bs.Trimestrales (Véase tabla Nº 1.). Estos servicios son prestados por otra empresa(contratada), la cual garantiza el mantenimiento y alquiler de los equipos de transporte. Tabla Nº1. Costos mensuales originados por el uso de montacargas en el área de sótano. Año 2010. Cantidad de Costo Días TOTAL montacargas unitario laborados / día (Bs/día) mes ABR 5 900 30 135000,00 MAY 5 1500 31 232500,00 JUN 5 1500 30 225000,00 TOTALES 15 91 592500,00 Fuente: Owens Illinois de Venezuela, C.A. (2010).Sumado a estos elevados costos de operación de montacargas para la empresa, sepueden agregar situaciones que repercuten negativamente en la minimización de costos;tales como la poca maniobrabilidad de los montacargas dentro del sótano, los puntos dedesecho no están distribuidos de manera uniforme en el área de sótano, y el flujo de
  • 7. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 7vidrio proveniente de los mismos es variable, dificultando así que los recorridos realizadospor los montacarguistas sean estandarizados.Es importante hacer mención que debido a como se llevan a cabo las actividadesrealizadas en el área de sótano, se generan condiciones inseguras para cualquier operadorque labore en esta área, debido a las condiciones del vidrio que cae por gravedad a travésde los ductos lo cuales pueden provocar inconvenientes con leyes como la Ley Orgánicade Prevención, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo.Todas estas situaciones repercuten de forma no deseada en la filosofía de mejoramientocontinuo de la empresa, y cada día ello toma mayor importancia considerando el punto devista de la satisfacción del cliente, como los bajos costos y la capacidad competitiva de laempresa, pues desde luego esta situación no solo genera gastos administrativos, sinoadicionalmente se generan pérdidas de material que pudiese ser reciclable, que a su vez,reduciría los costos de energía, ya que se procesarían a una temperatura inferior a la dematerias primas vírgenes, fomentando así una nueva filosofía dentro de la empresa que sebasaría en la reducción de energía utilizada a lo largo del proceso productivo.Existen oportunidades de mejora en pro del mejoramiento continuo del procesoproductivo, pudiendo hacer mención de la incorporación de métodos de transportemecánicos, automatización de algunas partes del proceso productivo o la aplicación detécnicas de organización y mejora en la distribución de espacios, las cuales pueden serimplementadas y se estima proporcionarán grandes beneficios al proceso de producciónde vidrio en Owens Illinois de Venezuela.Por lo tanto, eso trae como consecuencia la generación de un proyecto de mejora quedisminuya los elevados costos que implica el traslado del vidrio remante a lo largo delproceso productivo, minimizando el uso de montacargas de tal forma de reducir los costosde mantenimiento de los mismos, garantizando además las condiciones necesarias deseguridad para los empleados que laboran en estas áreas.A partir de lo expresado anteriormente, se traza la siguiente interrogante: ¿Puedenreducirse los costos operativos de la empresa Owens Illinois de Venezuela,mediante la incorporación de un sistema automatizado mecánico de recopilación ytransporte interno de vidrio, reutilizando el vidrio remanente del proceso?Objetivo GeneralDiseñar un sistema mecánico automatizado que permita el transporte interno del vidrioremanente, mediante la aplicación de recursos informáticos y fundamentos teóricos, parala minimización de los costos, garantizando el aprovechamiento de los residuos generadosen el proceso de producción de envases de vidrio en la empresa Owens Illinois deVenezuela, Planta los Guayos.2.2. Objetivos Específicos
  • 8. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 8Diagnosticar la situación actual mediante la recopilación y análisis de informaciónrelacionada con el proceso de recolección y transporte de vidrio remanente, para ladefinición de una visión compartida del proyecto a desarrollar.Definir conceptual y operativamente las variables relacionadas con el proceso en estudio,para el establecimiento de los parámetros de funcionamiento del sistema mecánico detransporte.Diseñar el sistema mecánico de transporte de vidrio, a través de programas informáticosy fundamentos teóricos, creación de planos y cobertura de las especificaciones.Validar el nuevo sistema, mediante un panel de expertos, para la verificación de laefectividad del mismo.Realizar una estimación financiera para la implementación del sistema, mediante elanálisis costo-beneficio para la ejecución de la solución propuesta.Simular la solución, mediante la construcción de un prototipo virtual del sistemamecánico automatizado de transporte.Establecer los criterios de universalidad que garanticen el mejoramiento continuo, con elpropósito de que pueda ser aplicado en otras organizaciones.Justificación e impacto de la investigación.Para una empresa como Owens Illinois de Venezuela C.A. se hace necesario optimizar ymejorar contantemente su proceso productivo, para lograr mantener, aplicar y cumplir consus objetivos de calidad, y conseguir progresos en sus ventajas competitivas, además porla credibilidad y trayectoria que ha mantenido desde sus inicios. Es por ello que esindispensable para la empresa contar con excelentes criterios de calidad, que fortalezcanaún más con diversas técnicas.Algunas de estas estrategias pudiesen ser la implantación de sistemas de manejo,transportación, los cuales son aplicable durante todo el proceso en este caso específico ala etapa de formación (zona caliente), fase inicial donde se origina el envase y con granrelevancia dentro del proceso de producción de envases de vidrio, permitiendo lareutilización de vidrio para mejoramiento y aplicación de técnicas preventivas en cada unade las áreas que conforman a la organización.Con la realización de este trabajo especial de grado, se busca diseñar un sistemaautomatizado que pudiese ser aplicable a las 11 líneas de producción de la Planta OI-LosGuayos; de igual forma de aportar los beneficios esperados, los cuales se estiman puedenser:Incorporación de un sistema autónomo que avale el adecuado manejo y transporte delvidrio que posteriormente será reciclado garantizando la no contaminación del mismo.Reducir los costos operativos de todo equipo de manejo de manejo de materiales y deigual forma cumplir las expectativas de optimización en la utilización del vidrio remanente.Minimización de costos en cuanto a adquisición y mantenimiento de montacargas.Erradicación de riesgos de incidentes de seguridad al personal que labora en el áreadonde será implantado.Adicionalmente de los beneficios esperados con la implantación del sistema, se pretendebrindar esta oportunidad de mejora a otras sucursales de la empresa tanto dentro del
  • 9. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 9país, en OI-Valera, como en otros países que también poseen filiales de Owens Illinois, nosolo en Latinoamérica sino también Estados Unidos y en el continente europeo.No obstante la solución propuesta, es estandarizada de tal forma que puede aplicar encualquier otra empresa que se dedique al proceso de fabricación de vidrio, debido a queserá la única planta de esta filial a nivel mundial que produce cuatro (04) colores diversosde vidrio y poseerá un sistema de transporte y reutilización de vidrio remanente. Lograndomejoras con la realización de este trabajo, evolución y desarrollo de ventajas competitivasque lleven a la organización a mantenerse como una empresa confiable y calificada.Vale la pena resaltar que inicialmente es un proyecto de diseño puesto que la etapa deimplementación quedará pautada por la empresa en su debido momento, todo estoteniendo en cuenta que la empresa posee un presupuesto anual del cual dispone aconveniencia de prioridades. Sin embargo la utilización del sistema mecánico automatizadoquedará demostrada mediante una simulación donde se observarán, tanto aspectosfuncionales como estéticos.
  • 10. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 10 MARCO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN 1. CLASIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN (Tipo de Estudio)Uno de los aspectos más importantes en toda investigación, es la determinación oclasificación del tipo de trabajo que se va a realizar; en tal sentido, la Guía Práctica para eldesarrollo de Proyectos y Trabajos Especiales de Grado de la Universidad Tecnológica delCentro (UNITEC, 2004), enfatiza que “Lo importante es señalar el tipo de estudio y el porqué se identifica como tal” (p.45), se tiene que la investigación aquí presentada seclasifica de la siguiente forma:Según su propósito.Es considerado un proyecto factible ya que como explica la Universidad NacionalExperimental Simón Rodríguez (1995), mediante el cual se presenta una propuesta viableque atienda las necesidades de una institución u organización. Esta investigación esfactible ya que se desarrollará en la Owens Illinois de Venezuela, atendiendo unanecesidad de la misma de mejorar sus procesos, previendo la factibilidad económica parala aplicación de la solución diseñada.Según el nivel de conocimiento.Se caracterizó como una investigación de tipo descriptiva postulada por Hernández,Fernández y Baptista (2000), El estudio será descriptivo, si define a aquellos dirigidos adeterminar la frecuencia con que ocurre un fenómeno y en quiénes, dónde y cuándo sepresenta dicho fenómeno. El presente proyecto es descriptivo, ya que se caracterizaran losprocesos del área de recopilación de desechos de producción de la empresa caso estudio,permitiendo así enfocar las relaciones y el comportamiento de las diversas variables yelementos que intervienen en el mismo.Según la estrategia empleada por la investigación.UNITEC (2004). Se clasifica como una investigación de campo, debido a que gran cantidadde información se encuentra en el área de trabajo y requiere ser extraída mediantediferentes consultas como entrevistas y la observación de la ejecución de los procesos.
  • 11. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 11 2. DESARROLLO DE LAS FASES METODOLÓGICAS.A continuación se presenta el plan de acción para el desarrollo de esta investigación,detallando las fases a seguir, así como cada una de las actividades a realizar en cada fase.FASE I: DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL.Estrategia: Analizar detalladamente los procesos de recopilación y transporte de vidrioactual, para establecer las fallas que se generan en el proceso productivo.Con el desarrollo de esta fase consistirá en el estudio y análisis de información relacionadacon el proceso de recolección y desecho de vidrio remanente, con la finalidad de definiruna visión compartida (empresa-universidad) del proyecto a desarrollar.Actividad(es):1. Estudio del vidrio, generalidades y proceso de fabricación, por medio de bibliografías,manuales de procedimientos, y experiencias de los trabajadores.2. Elaboración de diagramas de operaciones de procesos y de recorrido para obtenerpatrones de movimientos, tiempos y distancias del proceso de recolección de vidrio.3. Realización de un análisis funcional de los equipos de transporte y recopilación devidrio, de las deficiencias más impactantes que generan las causas asociados aldepartamento en estudio por medio de un diagrama causa – efecto.4. Establecimiento y definición de los diversos puntos de desecho de vidrio que generanmateriales reciclables.5. Realización del Layout del espacio físico (sótano) donde se realizan todas lasactividades de recopilación de vidrio remanente.Producto: Establecimiento de las causas que generan deficiencias sobre el sistema derecopilación de vidrio actual.FASE II: DEFINICIÓN CONCEPTUAL Y OPERATIVA DE LAS VARIABLESRELACIONADAS CON EL PROCESO.Estrategia: Definir las variables que inciden directamente sobre el sistema.A lo largo de esta fase se pretende definir conceptualmente y operativamente las variablesque inciden sobre los procesos de recopilación de material remanente, la cual se realizaráa través de las siguientes actividades.Actividad(es):1. Estudio de todas las variables que inciden sobre el proceso de recopilación, clasificacióny transporte de material de desecho.2. Determinación de las necesidades de la empresa y los requerimientos básicos, a travésde una lista de chequeo.3. Definición de las características principales del sistema (especificaciones, técnicas demateria prima, restricciones del proceso de selección), por medio de bibliografías yexperiencias de los trabajadores.
  • 12. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 12Producto: Variables que inciden y restricciones en el proceso definidas.FASE III: DISEÑO DEL SISTEMA DE TRANSPORTE INTERNO DE VIDRIO.Estrategia: Diseñar del sistema de transporte interno de vidrio, bajo los parámetrosdefinidos durante la fase de diagnóstico.En el proceso de ejecución de esta fase se diseña el sistema de transporte de vidrio, através de recursos informáticos y fundamentos teóricos, creación de planos y cobertura delas especificaciones, tomando en cuenta los parámetros definidos durante la fase anterior.Actividad(es):1. Estudio de las diversas opciones de sistemas a diseñar, a través del análisis de suscomponentes.2. Selección de la opción que se acople con las necesidades de la empresa, con el fin dedeterminar cuál se satisface en mayor escala las necesidades de la empresa.3. Descripción de la solución seleccionada, mediante el uso de una memoria descriptiva dela misma.4. Selección de los materiales estructurales y elementos mecánicos, a través de la consultaa catálogos del mercado y cálculos mecánicos requeridos.5. Levantamiento de planos del sistema mecánico, acorde a los parámetros yaestablecidos.Producto: Diseño de sistema automatizado de reciclaje interno de vidrio, que pueda serimplementado en cada una de las líneas de producción.FASE IV: VALIDACIÓN DEL SISTEMA DE RECICLAJE INTERNO DE VIDRIO.Estrategia: Validar del sistema, a través de la consulta a un panel de expertos en elárea. En esta fase se realiza la validación del sistema propuesto, a través de un panel deexpertos, con la finalidad de lograr una retroalimentación efectiva y la evaluación de lafactibilidad del mismo.Actividad(es):1. Selección del panel de especialistas.2. Definición de criterios para la evaluación de especialistas.3. Elaboración el instrumento para evaluar el sistema propuesto.4. Aplicación el instrumento para validar el sistema propuesto.5. Propuesta de mejoras y conclusiones de las acciones desarrolladas por losinvestigadores sobre el sistema propuesto.Producto: Identificación de las oportunidades de mejoras del sistema e incorporación delas reformas propuestas al mismo.FASE V: REALIZACIÓN DE ESTIMACION FINANCIERA PARA IMPLEMENTAR ELSISTEMA DISEÑADO.
  • 13. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 13Estrategia: Determinar la inversión inicial para la implementación del sistema, por mediode un estudio costo – beneficio.La siguiente fase tiene como finalidad evaluar el diseño desarrollado, por medio delanálisis de diversas variables de índole económico, a fin de garantizar la viabilidad para sufutura aplicación.Actividad(es):1. Estimación de costos del sistema implementado en la actualidad, definiendo todos loselementos que en el intervienen (mano de obra, energía, mantenimiento)2. Determinación del costo de la alternativa propuesta.3. Análisis de la relación costo-beneficio de la implementación del sistema.Producto: Viabilidad financiera evaluada para la aplicación de la solución propuesta.FASE VI: SIMULACIÓN DE LA SOLUCIÓN MEDIANTE LA CONSTRUCCIÓN DE UNPROTOTIPO.Estrategia: Desarrollar un prototipo virtual de solución, mediante la simulación a travésde programas tecnológicos e informáticos.Con el desarrollo de esta fase se pretende mostrar el prototipo de la solución previamentediseñado, mediante la construcción de un prototipo virtual con la utilización de softwaredel sistema de reciclaje.Actividad(es):1. Estudiar los diferentes sistemas de software de simulación, para definir el másadecuado a las necesidades de la investigación.2. Elaborar el levantamiento de planos en el software seleccionado, acorde a lasespecificaciones del sistema.Producto: Simulación del prototipo del sistema mecánico de transporte de vidrio, deacuerdo al diseño de la solución.FASE VII: DEFINICIÓN DE LOS CRITERIOS DE UNIVERSALIDAD DEL SISTEMA DISEÑADO.Estrategia: Establecer los criterios de universalidad, por medio de la definición de estos.En esta fase se pretende establecer los criterios de universalidad que permitan laimplementación del sistema en cualquier ambiente y/o mercado.Actividad(es):1. Definición los criterios de universalidad que permitan al sistema ser aplicado encualquier organización.2. Evaluar y analizar los criterios de operatividad a través de la elaboración de uninstrumento de recolección de datos sobre las empresas seleccionadas.
  • 14. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 14Producto: Criterios de universalidad identificados para el sistema automatizado derecopilación y transporte de vidrio remanente.3. UNIDAD DE ESTUDIO (POBLACIÓN), UNIDAD DE ANÁLISIS (MUESTRA).3.1 Población."Una población es un conjunto de todos los elementos que estamos estudiando, acerca delos cuales intentamos sacar conclusiones". (Levin & Rubín, 1996).La población equivale a las 11 líneas de producción de la planta de OI-Los Guayos,distribuidas en 6 plantas.3.2. Muestra.En esta investigación la muestra está representada por tres (03) líneas de producción, delas 11 que forman la población, estas pertenecientes a la planta C, que es donde seenfocará específicamente el estudio.Se ha seleccionado como muestra, ya que dicha planta posee 3 máquinas con unacantidad de cambios programados de envases que realiza la planta mensualmente loscuales están comprendidos entre 28 y 35, siendo la planta con mayor cantidad de cambiosrealizados, por lo que las máquinas presentan mayor inestabilidad que las demás,presentando cifras de desperdicio de material reciclable que asciende aproximadamente80 toneladas por día, en condiciones desfavorables.4. TÉCNICAS DE RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN.4.1 Factores primarios.Observación directa.Una investigación directa es aquella en que el investigador observa directamente los casoso individuos en los cuales se produce el fenómeno, entrando en contacto con ellos; susresultados se consideran datos estadísticos originales, por esto se llama también a estainvestigación primaria". Durante la presente investigación, el contacto directo con loselementos o caracteres en los cuales se presenta el fenómeno que se pretende investigar,es un factor de suma importancia, por lo tanto la observación es una técnica que permitirátomar información y registrarla para su posterior análisis, con lo que se obtendrán losresultados como datos estadísticos.Entrevista.La observación por entrevistas es un intercambio convencional en forma oral, entre dospersonas, con la finalidad de obtener información, datos o hechos. El método de laentrevista puede ser informal, estructurado o no estructurado.
  • 15. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 15Las entrevistas no estructuradas se caracterizan por ser más flexibles y abiertas, aunquelas preguntas, su contenido, orden, profundidad y formulación se encuentran por enteroen manos del entrevistador, es primordial cumplir con los objetivos de la investigación.Para el desarrollo de esta investigación se implementara este método de recopilación deinformación, inicialmente en el diagnostico de la situación actual, y posteriormente en ladefinición conceptual de las variables relacionadas con el proceso, todo esto debido a quese consultara con trabajadores conocedores del proceso de elaboración de envases devidrio, para complementar la información documentada.4.2 Factores secundarios.Ante un trabajo de investigación, es necesario sustentar la información bajo criterios quepermitan una mejor visualización del caso, estos aportes se logran a través de diferentesfuentes como la revisión documental de trabajos e informes relacionados con el tema enestudio, así como data e información estadística previamente realizadas en base al sectory su comportamiento.Revisión documental.La observación de otras fuentes públicas o internas pueden usarse para proporcionarmedidas “objetivas” de las condiciones del entorno y de la organización, de los propósitosiníciales del cambio, de las actuaciones realizadas, de las variaciones en los resultados,etc., y proporcionan una referencia útil para construir una cronología de eventos clave. Labúsqueda de información documentada es necesaria en gran parte por el aporte quegeneran en cuanto a metodologías, estructuras de trabajo, plan de acciones, etc. que seutilizan para corroborar, estudiar y analizar ciertos aspectos que serán tomados en cuentadurante esta investigación.4.3 Diseño de instrumentos.Para el levantamiento de la información no se requieren instrumentos de recopilación deinformación, como entrevista estructurada o encuesta, por el contrario se la obtención dedicha información se basara en entrevistas no estructuradas del personal involucrado enlas áreas en estudio y especialista en el proceso de producción de envases de vidrio,adicionalmente para ello se utilizará un cuadro de observación directa (Ver anexo N°1) enel referencia a las actividades realizadas en el área de sótano, donde se pretende seainstalado el sistema mecánico a diseñar. Posteriormente se aplicará para la revisión delsistema mecánico de reciclaje interno de vidrio propuesto para la empresa caso estudio,yo cual se llevará a cabo mediante el diseño de un instrumento de valoración.5. TÉCNICAS DE ORGANIZACIÓN Y TRATAMIENTO DE DATOS.Cuadro FODA. UNITEC (2008).El análisis SWOT por sus siglas en ingles (Strength-Fortalezas, Weaknesses-Debilidades,Opportunities-Oportunidades, Threats-Amenazas) consiste en evaluar los puntos fuertes ydébiles internos de una compañía y sus oportunidades y amenazas externas.
  • 16. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 16En la investigación, el análisis FODA es una herramienta que permitirá conformar uncuadro de la situación actual de la empresa, contribuyendo de esta manera obtener undiagnóstico preciso que permita en función de ello tomar decisiones acordes con losobjetivos formulados.Layout. Burgos, F (1995).Es el arreglo y localización de equipos de producción, maquinarias, centros de trabajos,recursos auxiliares y actividades (inspección, manejo de materiales, almacenes ydespacho) con el propósito de lograr la máxima eficiencia en la producción de bienes o enel suministro de servicios al consumidor. Persigue la planificación del mejor arreglo de losrecursos físicos, cualquiera que sea el criterio escogido para su evaluación. En el presentetrabajo, el objetivo se vincula a la búsqueda de una mejora en la distribución yminimización del área ocupada por los recursos físicos (containers) y material remanentedel proceso, en todo caso el criterio óptimo es la minimización de los costos totales deproducción.Diagrama de operaciones de proceso. Burgos, F (1995).Es una representación gráfica de los pasos que se siguen en toda la secuencia deactividades, dentro de un proceso o un procedimiento, identificándolos mediante símbolosde acuerdo con su naturaleza; incluye, además, toda la información que se consideranecesaria para el análisis, tal como distancias recorridas, cantidad considerada y tiemporequerido. Con fines analíticos y de ayuda para descubrir y eliminar ineficiencias. Esconveniente clasificar las acciones que tienen lugar durante un proceso dado en cincoclasificaciones. Estas se conocen bajo los términos de operaciones, transportes,inspecciones, retrasos o demoras y almacenajes. En la organización, antes de que seaposible mejorar un proceso de manufactura conviene elaborar un diagrama deoperaciones que permita comprender perfectamente el problema, y determinar en quéáreas existen las mejores posibilidades de mejoramiento. El diagrama de operaciones deproceso permite exponer con claridad el problema, pues si no se plantea correctamente unproblema difícilmente podrá ser resuelto.Diagrama causa – efecto. UNITEC (2008).El diagrama de Ishikawa, o Diagrama Causa-Efecto, es una herramienta que ayuda aidentificar, clasificar y poner de manifiesto posibles causas, tanto de problemas específicoscomo de características de calidad. Ilustra gráficamente las relaciones existentes entre unresultado dado (efectos) y los factores (causas) que influyen en ese resultado. En eldesarrollo de la investigación, ayudará a identificar las causas-raíz, o causas principales,de un problema o efecto. Así cómo la clasificación y relación de las interacciones queguardan los factores que afectan al resultado del proceso.
  • 17. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 17 PRESENTACIÒN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN LA INVESTIGACIÓNFASE I: DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL.Durante esta fase se caracterizó la situación actual que se presenta en la planta OI- LosGuayos, para esto recopiló información que permitiera dar una visión del procesoproductivo en cuanto a las operaciones que se realizan, el flujo de trabajo presente en elproceso y las etapas que lo componen. Una vez obtenida suficiente información sedeterminó cuales eran las variables principales que incidían en la situación problemáticapresentada.1.1 Estudio del vidrio, generalidades y proceso de fabricación, por medio debibliografías, manuales de procedimientos, y experiencias de los trabajadores.La planta Owens Illinois de Venezuela, C.A., actualmente ocupa un área total de 365.000metros cuadrados, genera su propia energía eléctrica mediante la operación de seis turbo-generadores, los cuales producen aproximadamente 15.000 KWH. Su producción principalse caracteriza en envases de vidrio, tipo Flint (incoloro), azul, verde y ámbar (coloreado).En la actualidad cuenta con seis (6) plantas identificadas (desde la A hasta la F),subdivididas en once (11) líneas de producción y tiene una capacidad de fundir 750.000
  • 18. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 18toneladas diarias equivalente a 2.500.00 botellas de vidrio diarias. A continuación seintroducirá a los conceptos relacionados con el vidrio, así como también las etapasinvolucradas en el proceso de elaboración de envases de vidrio.Definición y Reseña Histórica del Vidrio.El vidrio es un material inorgánico formado por la solución de óxido de sílice, sodio, calcioy aluminio, siendo un líquido de viscosidad muy alta, no cristalino, el cual ha sidodefinido como una mezcla compleja de diferentes elementos y sílice, en estado amorfo,posiblemente debido a un enfriamiento rápido, que lo convierte en un líquido subenfriado,ya que permanece como líquido aun en temperaturas más bajas que la de solidificación.Características del vidrio son las siguientes:  Es inerte, no reacciona ante los productos envasados, el sabor, el color, olor, y la composición de su contenido se mantiene inalterable.  Es moldeable, ya que se pueden elaborar envases con una gran variedad de formas y tamaños.  Es cristalino, ya que su transparencia permite ver claramente su interior.  Es reciclable, los envases ya utilizados pueden fundirse para ligarse con otros compuestos y así fabricar nuevos envases, evitándose así el exceso de desechos de este tipo en el medio ambiente (Alonso, 2002).Características y Descripción del proceso productivo.O-I Planta Los Guayos, C. A., es una empresa que desde sus comienzos se ha dedicado ala fabricación de envases de vidrio, siendo suplidor número uno (1) a escala nacional, elproceso productivo que cumple es el que se describe a continuación, En la figura N°5, seejemplifica de manera esquematizadas las etapas involucradas en el proceso deproducción de envases de vidrio. Figura Nº 5. Etapas del proceso productivo de envases de vidrio.
  • 19. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 19 Fuente: Owen Illinois de Venezuela, C.A (2010)Mediante el siguiente cuadro descriptivo de pretende indagar en las variables deimportancia que inciden en cada una de las etapas de dicho proceso, las cuales semuestran a continuación: Cuadro Nº 3. Cuadro descriptivo del proceso de producción de envases de vidrio. Descripción escrita. Descripción gráfica.Materias Primas. Esta es la base primordial del procesoya que por medio de la misma se determina la calidad deproducción. Se le llama materia prima a los minerales
  • 20. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 20 necesarios para la obtención del vidrio como: Arena Caliza, Carbonato de Calcio, Alúmina, Soda ASH, Feldespato, Arena Sílice, Afinantes (Sulfato), Decolorantes (Selenio y CoO), Colorante para Vidrio Ámbar (Sulfuro férrico), Colorante para Vidrio Verde (Cromita de hierro). Otros componentes que intervienen en el proceso pero que no se identifican como materia prima son el B2O3 (óxido de bismuto), P2O3 (óxido de plomo), AL2O3 (óxido de aluminio), Zn0 (óxido de zinc), CaC (óxido de calcio), FeO (óxido férrico), entre otros. Casco o Cullet. El término “Cullet” o casco se emplea en la industria para denominar el vidrio proveniente de los diferentes procesos de inspección a lo largo del proceso productivo, el cual es reciclado e introducido posteriormente en la mezcla de materia prima. La proporción promedio de Cullet utilizado en la producción de vidrio varía mucho de una planta a otra. Normalmente, el uso promedio en los Estados Unidos es de aproximadamente un 35%. Actualmente, en la Planta OI- Los Guayos este porcentaje es aproximadamente de un 15%, debido a que el Cullet no cumple con las especificaciones básicas de calidad. Este puede tener dos denominaciones según su procedencia: interno o ecológico. En el caso del casco interno, el proceso de producción genera cierta cantidad de vidrio, proveniente de los drenajes de maquinas, botellas defectuosas o cambios de trabajo. Este material es enviado a través de cintas transportadoras hasta ciertos ductos de descarga hacia los sótanos de planta, tras lo cual es posteriormente llevado a los silos de almacenamiento. Preparación y Mezcla. Cada ingrediente se almacena en Componentes silos adecuados para su conservación correspondientes a secciones individuales, los cuales son mezclados por un principales del vidrio sistema totalmente computarizado, a este se le agrega el Arena Silice porcentaje de casco (vidrio reciclado) para acelerar la fusión y cumplir con el proceso ecológico natural. 14% 5% 4% Carbonato de 3% sodio 56% Fedespalto 11% 7% Sulfato de sodioFuente: González, R.; Novaihed, S. (2010) Cuadro Nº 3.
  • 21. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 21 Continuación. Cuadro descriptivo del proceso de producción de envases de vidrio. Descripción escrita. Descripción gráfica.Fundición. Al culminar el tiempo de mezclado, elsistema entrega automáticamente el material desdeel edificio de silos hasta la tolva de cada horno,usando para ello vibro alimentadores, elevadores ybandas transportadoras.La mezcla es alimentada a los hornos usandocargadores de mezcla, los cuales están provistos detornillos sin fin, palas empujadoras, para desplazarel material hasta el interior del horno; estos equipostrabajan automáticamente incrementando odisminuyendo la carga de mezcla dependiendo delcomportamiento de la variable nivel de vidrio en elhorno, estas variaciones son comandadas por elinstrumento controlador del nivel de vidrio.Se emplea energía con el propósito de fundir lasmaterias primas, llegando a operar el horno contemperaturas que están entre 1480 °C y 1535 °C, latemperatura usada depende de la cantidad de vidrioque estén produciendo las máquinas de formaciónde cada horno.Una vez que ocurre el proceso fusión, el vidrio enestado líquido, fluye por gravedad desde elrefinador a través del canal de acondicionamiento,en el cual es enfriado en forma controlada paraobtener una temperatura uniforme y una viscosidadapropiada.Formación. El envase se forma en una máquina IS(Individual Sección), la formación de la botella serealiza en dos etapas. La primera etapa es formarun parisón de un pre-molde virgen, esto es similar ala formación preliminar del envase que se deseahacer.
  • 22. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 22 El parisón se transfiere al molde final. Se inyecta aire comprimido dentro del parisón para llenar el recipiente y expandirlo hacia las paredes del molde formando así el envase. De este molde se desprende el nuevo envase y es llevado hacia la estación de recocido. Estas máquinas pueden formar desde 500 botellas por minuto si son pequeñas y por sobre las 100 botellas por minuto si son grandes y pesadas como las botellas de Champagne.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010) Cuadro Nº 3. Continuación. Cuadro descriptivo del proceso de producción de envases de vidrio. Descripción escrita. Descripción gráfica. Recocido. Mediante este proceso, se somete a los envases a un enfriamiento gradual, para eliminar o reducir al mínimo las tensiones térmicas haciéndoles así más resistentes. Su principal objetivo es disminuir gradualmente la temperatura de los envases después de haber salido del proceso de formación de las maquinas IS (Individual Sección); los envases entran al Archa de formación, que es donde se realiza este proceso de recocido en el cual las temperatura de la primera área del archa es similar a la que presenta el envase
  • 23. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 23 y estas van tornándose más bajas las temperaturas a medida que se va trasladando la producción por las diferentes áreas del archa, hasta llegar a tener una temperatura similar a la del ambiente donde alcanza su mínima de tensión y haciéndole más resistente, evitando así el efecto físico-químico llamado choque térmico. Inspección Visual y Automática. En el departamento de selección, los envases pasan por diferentes etapas de inspección electrónica, 100% automática para detectar fallas imperceptibles a simple vista, que operan bajo un principio de funcionamiento a base de la utilización e implementación de cámaras y censores programables para tal labor, esto se hace a partir de una máquina FP (Ferguson Portable). Las botellas rechazadas en este proceso por las máquinas FP (Ferguson Portable) pasan a un canal de transportador llamado transportador de Cullet, que es llevado a la primera etapa del proceso de casco o Cullet para su proceso de transformación de reciclaje. Inspección Visual. Este proceso consiste en inspeccionar visualmente botella por botella una serie de defectos como (ampolla, marca en el cuerpo etc.) antes de que pase al proceso de selección y empaque para que no lleguen con defectos a este proceso. Las botellas desechadas por este proceso pasan al mismo canal de Cullet donde se desechan o caen las botellas de inspección automática.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)
  • 24. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 24 Cuadro Nº 3. Continuación. Cuadro descriptivo del proceso de producción de envases de vidrio. Descripción escrita. Descripción gráfica.Selección y Empaque. Una vez que los envasesson seleccionados en inspección automática yvisual. Los envases son empacados en cajas decartón y/o paletas a granel, llevados enmontacargas a determinados depósitos para suadecuado almacenamiento y distribución por eltransporte terrestre a nivel nacional o marítimo anivel internacional. En esta área es en donde sepale tizan, flejan, forran y almacenan los productos,hasta su posterior venta y distribución.Almacén y Despacho. El producto terminado esalmacenado en los almacenes internos o externosde la empresa para posteriormente ser entregadosa los clientes a través de las unidades de transportede la empresa. Esta etapa operativa del proceso quese mostrara a continuación es opcional ya que serealizada por requerimientos de cliente y por el tipode producto que requiera este proceso.Decorado y Etiquetado. Este proceso consiste enaportarle al envase listo ciertas características quepermitan identificar cierta información relacionadacon el producto a envasar por el cliente.El proceso de decoración consiste en la impresiónde dicha información utilizando pinturas conpropiedades adherentes al vidrio donde es aplicadapor una máquina Strutz.
  • 25. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 25Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)1.2 Elaboración de diagramas flujo, operaciones de procesos y de recorridopara obtener patrones de movimientos, tiempos y distancias de cadaprocedimiento efectuado en las áreas que involucran recopilación de vidrioremanente.Con la finalidad de suministrar mayor detalle del proceso en estudio (Ver figura N°6), acontinuación se muestran los diagramas de operación correspondientes a las actividadesmencionadas en los flujogramas relacionados con la producción de envases de vidrio. Figura N°6 Flujograma de procesos. Sujeto: Proceso de producción de envases de vidrio.
  • 26. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 26
  • 27. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 27Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)El flujograma de procesos mostrado anteriormente permite evidenciar todos los procesosbases que son llevados a cabo en la planta OI-Los Guayos C.A., de tal forma que puedeobservarse todas las actividades necesarias para completar el proceso de producción deenvases de vidrio. El proceso de control de calidad no está expresado en diagramas,debido a que este depende del tipo de producto y del cliente, estas características son lasque determinan las pruebas que deben realizarse.
  • 28. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 28Sin embargo se puede apreciar las etapas que pueden considerarse puntos de control dedesecho para envases defectuosos, como lo son: una vez que son rechazados del procesoproductivo son llevados directamente a través de una banda transportadora hasta losdiferentes ductos gravitacionales, cuyo destino final serán el área de sótano de la empresaen estudio. A continuación en el diagrama N°1 se muestra el procedimiento mediante elcual vidrio remanente del proceso productivo es extraído hasta los puntos dealmacenamiento de Cullet una vez que este llega a sótano. Diagrama Nº 1. Diagrama de operaciones del proceso de recopilación y desecho de vidrio remanente. Flujograma: Operarios: Operadores Producto: Equipo: Maquina X montacargas. Envases C1 Diagrama No. 1 Actividad: Descripción del proceso de recopilación y desecho de envases de vidrio. Método: Actual: Sí Propuesto: Elaborado por: Actual Gonzalez, R. Novaihed, S. Resumen de operaciones. Actividad Actual Distancia Tiempo. Actividad Actual Distancia Tiempo 0m 0 min 0 0m 0 min Operación. Inspección. 2,18 4 221 m 34,9min 1 0m min Transporte. Almacenaje. 1 0m 15,45min 0 0m 0 min Actividad Espera. Combinada N Descripción. Distancia Tiempo Símbolo. Observación. Traslado a través de *La distancia y bandas transportadoras el tiempo varía a diferentes ductos de 70m 10min dependiendo 1 drenaje de desechos. del punto donde el vidrio sea rechazado. Caída gravitacional del 16,30m *Proceso vidrio a containers a in continuo. 2 través de los ductos. *Flujo y condiciones del vidrio variableFuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)
  • 29. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 29 Diagrama Nº 1. Continuación. Diagrama de operaciones del proceso de recopilación y desecho de vidrio remanente. N Descripción. Distancia Tiempo Símbolo. Observación. Espera de los 15,45 *Solo se containers ubicados en min traslada una sótano por traslado. vez que el 3 container está en su máxima capacidad Traslado de un 75,6m 4,45mi *Los containers container a Silos. n contienen el vidrio 4 desechado a través de los ductos. Almacenaje de vidrio 2,18mi *Dependiendo en Silo. n del color se 5 dispone en un área en particular. Colocación del 75,6m 4,15mi Proceso 6 container nuevamente n semiautomático en sótano.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)Una vez mostrado el diagrama de operaciones del área de sótano para la extracción delvidrio remanente del proceso productivo, se puede hacer referencia a lo siguiente enprimer lugar el proceso es completamente manual, es decir, a pesar que los operariosutilizan maquinarias denominadas montacargas para la extracción de los containers, noexiste ningún sistema de automatización en dicha área, de igual forma tampoco existenpatrones de tiempo estándares o definidos para llevar a cabo cada una de lasextracciones, por lo cual el procedimiento no es estandarizado, puede ser variado oajustado a conveniencia de la necesidad que se presente, sin embargo dichoprocedimiento se vuelve repetitivo, ya constantemente se están extrayendo containers desótano, para evitar el colapso del mismo por la acumulación excesiva de vidrio rechazado,ya sea fundido o en producto terminado.Aunado a esto, de acuerdo a como se lleva a cabo el procedimiento no se puedengarantizar condiciones ideales del entorno para el mejor desempeño de los trabajadores,todo esto por condiciones naturales del proceso de producción de envases de vidrio.
  • 30. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 301.3 Realización de un análisis funcional de los equipos de transporte yrecopilación de vidrio, de las deficiencias más impactantes que generan lascausas asociados al área en estudio por medio de un diagrama causa – efecto.Las actividades anteriores dieron una visión general de la situación actual del procesoproductivo de Owens Illinois de Venezuela, planta Los Guayos C.A, en base a estainformación recopilada se encontró que la empresa presenta variaciones en los niveles deproducción lo cual afecta negativamente las operaciones de recopilación de vidrioremanente. Para analizar esta situación se realizó el análisis causa – efecto (Ver cuadroN°4) y se encontraros deficiencias claves que generan la problemática. Cuadro Nº 4. Causa – efecto de la problemática. Efecto: Deficiencias en la ejecución de las operaciones de recopilación de vidrio remanente en sótano, generando pérdidas para la empresa. Variable. Nº Causales. 1 No existen manuales de procedimientos que respalden las operaciones que se llevan a cabo en el área de sótano. 2 No se emplean planes de mejoramiento continuo que permitan optimizar las tareas llevadas a cabo por el personal. 3 No posee ningún tipo de método mecánico o automatizado de transporte de materiales, el flujo de material es continuo las 24 horas en esta área. Métodos. 4 La maniobrabilidad de los montacargistas en cada uno de los hornos es reducida debido a que las distancias entre los ductos de desecho es reducida 5 No existe ninguna entidad ó persona en la empresa que realice algún tipo de planificación formal sobre el proceso de recopilación y las metas que deben cumplirse. 6 Carencia de mecanismos de retroalimentación que permitan conocer el desempeño de los distintos recursos que intervienen en el proceso. Materiales. 1 Los contenedores se encuentran en condiciones inadecuadas, por lo cual el vidrio cae disperso alrededor del mismo. 2 Se observan constantemente el desprendimiento de piezas de la máquina, así como también implementos de los trabajadores mezclados con el vidrio que cae a sótano. 3 Los depósitos utilizados para la colocación del remanente no garantizan la no contaminación (mezcla de colores) debido a que no se encuentran debidamente identificados, ni sellados. 1 La necesidad de limpieza o mantenimiento del área de sótano (abarca los 6 hornos) genera costos para la empresa. Aproximadamente de
  • 31. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 31 23320,00 bs mensuales. Monetario. 2 El uso de montacargas genera costos de mantenimiento, operación, y personal. Aproximadamente de 325500,00bs mensuales. 3 El proceso productivo de la empresa genera costos por desperdicios de materia prima los cuales ascienden a 1553594,12$ anuales. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010) Cuadro Nº 4. Continuación Causa – efecto de la problemática. Efecto: Deficiencias en la ejecución de las operaciones de recopilación de vidrio remanente en sótano, generando pérdidas para la empresa. Variable. Nº Causales. Mano de obra 1 La cantidad de montacargistas equivale a 2 montacargistas por turno, lo cual genera carga adicional a los trabajadores, ya que deben movilizar 4 contenedores por máquina para un total de 44 contenedores. 2 No existen normas formales que reglen las actividades que se realizan en dicha área. 3 Existen condiciones de riesgo para los trabajadores del área, debido a la cantidad de vidrio que cae gravitacionalmente a altas temperaturas (fundido) o en partículas fuera de los contenedores y por otras áreas de la máquina. 4 El personal no recibe ningún tipo de capacitación ni entrenamiento, para trabajo bajo esas condiciones. 5 Condiciones de ruido, desorden e iluminación deficiente dificultan la labor de los montacargistas. Medición. 1 La distribución de los ductos de desecho es irregular y varía dependiendo de cada horno. 2 Los puntos de recopilación del vidrio remanente en sótano no están especificados claramente. Maquinaria. 2 Se genera un desperdicio natural del proceso, que cae directamente a sótano cuyo flujo es variable. 3 Se producen paradas programadas de la planta a causa del mantenimiento que deben tener las maquinarías, o problemas con los
  • 32. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 32 hornos. 4 La reposición instantánea de repuestos para la maquinaria es difícil, debido a que la mayoría de los distribuidores nacionales no cuentan con un stock para maquinarias con tanto tiempo en funcionamiento. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)En la problemática identificada inciden factores relacionados con los métodos, maquinaria,mano de obra, materiales, mediciones empleados en el proceso de manufactura, al igualque factores monetarios internos y externos que originan variaciones en la eficiencia delproceso de recolección y extracción del vidrio remanente del proceso productivo. Esimportante resaltar, que el análisis de causas se llevo a cabo en el área de sótano, la cuala diferencia de la planta y todas las áreas que esta incluye posee característicasparticulares presentes únicamente en dicha zona, y las cuales se presentan acontinuación.Para iniciar se puede observar que las causas relacionadas con Métodos representan engran porción causas de incidencia en el problema, todo esto debido a que losprocedimientos llevados a cabo en el área de sótano no poseen manuales queestandaricen dichos procesos, con tiempos óptimos de desempeño o una planificación derutina, lo cual posiblemente no solo reduciría los tiempos sino que adicionalmenteproporcionaría cierta garantía de orden y cumplimiento con las normativas de seguridad yde inocuidad requeridas para garantizar el manejo adecuado de dicho vidrio.Adicionalmente, se debe hacer referencia a la carencia de sistemas automatizados quesecunden o agilicen los procesos llevados a cabo en el área en estudio, en la mayoría delos casos los sistemas automatizados son recomendados para instalaciones de espaciosreducidos como se presentan en el caso estudio, ya que las maquinarias IS, a través delas cuales se forman los envases una vez instaladas no pueden ser cambiadas de lugar osus ducterias modificadas, de igual forma la infraestructura del área de sótano seencuentra dividida por hornos con solo dos vías de acceso a la misma (rampas de acceso),lo cual además de representar un problema para el ingreso de los montacargistas al área,sino adicionalmente para la entrada de otras maquinarias de mayor tamaño, comopayloders ante la posibilidad de labores de mantenimiento o ampliaciones futuras.Como puede observarse, de igual forma existen condiciones de riesgo para lostrabajadores debido a la naturaleza del proceso, ya que existen factores como el ruido,vapores de las maquinarias, así como también el vidrio que puede llegar a temperaturasaproximadas de 1100°C. Por otra parte, en cuanto a lo económico se refiere la empresaacarrea con costos no solo de mano de obra, sino de mantenimiento de áreas y demaquinarias (montacargas) debido al alto índice de transito de los mismos durante todoslos días.La carencia de: manuales de procedimientos, planificación de las actividades, mecanismosde retroalimentación en el proceso, estándares, planes de mejoramiento continuo y laautomatización de los procedimientos de extracción del vidrio, representan elementos conuna alta incidencia en la situación actual que deben ser mejorados ó eliminados.
  • 33. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 33Tomando en cuenta que el proceso de desecho de vidrio remanente del procesoproductivo es generado naturalmente, constantemente las 24 horas del día, los 365 díasdel año, lo cual hace indispensable el manejo adecuado de dichos materiales por lo cualOwen Illinois de Venezuela Planta Los Guayos C.A., debe enfocarse en mejorar las laboresejecutadas en el área de sótano, debido a que esto tiene un alto impacto, no solo a niveleconómico sino adicionalmente a nivel de personal, gastos administrativos y demantenimiento, lo cual finalmente repercutirá no solo sobre el vidrio que puede serutilizado nuevamente como materia prima, reduciendo de manera significativa los gastosde materia prima y de producción actuales.Adicionalmente se deben tomar acciones que permitan contrarrestar la obsolescencia delas máquinas y equipos con los que cuenta el caso – estudio, esto incluye mejorar eldesempeño de los empleados (mano de obra) y las mediciones empleadas en el proceso.1.4 Establecimiento y definición de los diversos puntos de desecho de vidrio que generan materiales reciclables.Cada horno, con sus respectivas maquinas I.S posee una distribución distinta, sin embargocada máquina tiene cuatro (04) diversos puntos de desembocadura o desecho del materialremante del proceso productivo, a continuación se describirá las áreas que abarca dichospuntos:Alimentador o feeder: Una vez fundido el vidrio (gota) sale del alimentador con unamala formación es descartado por la garganta, lo cual genera un desperdicio que vadirectamente a las tolvas metálicas a una temperatura superior a 1100ºC. Figura Nº7 Alimentador o Feeder. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)
  • 34. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 34Máquina I.S: Al salir de la máquina de formación los envases a traviesan los sensores(rechazadores), cuya función principal es desechar cavidades que no poseen unaadecuada formación. De igual forma, una vez realizados los cambios de trabajo hastarealizarse la marca de envase la producción no es considerada optima por lo cual esdesechada. Es importante resaltar que estos envases aún se encuentran a unatemperatura aproximada de 400ºC. Figura Nº8 Máquina IS y rechazadores. Máquina IS Rechazadores Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)Estación de formación (operador): Una vez realizados los chequeos o inspeccionesrutinarias, como lo son: peso y otras variables visuales de los envases, efectuados almenos 2 veces por turno y el cuya muestra puede estar comprendida entre 24 y 36botellas, estas son desechados a través de un ducto directamente al sótano.
  • 35. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 35 Figura Nº9. Estacion de formacion. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)Cullet: Después de salir del archa (horno de recocido) por el cual toda la botella reciénformada debe atravesar por un sistema de rociado de estaño, el cual tiene como finalidadevitar que los envases se peguen mutuamente y ocasionen ralladuras entre sí. Estosenvases se encuentran ahora en el área de zona fría donde al realizar procedimientos deaseguramiento de la calidad como han de ser: distribución de vidrio, calibre pasa no pasa,entre otros; estos envases son desechados en el Cullet, o banda transportadora.De igual forma, todos aquellos envases pasan por máquinas de inspección automática,como las denominadas FP´s y CID, de igual forma de no cumplir con las especificacionesprogramadas en la máquina, estas automáticamente son desechadas al Cullet. Toda estarecolección se realiza a través de unas bandas transportadoras, que bordean cada una delas líneas de producción, destinados finalmente a llegar en un ducto en el área deformación.
  • 36. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 36 Figura Nº10. Banda transportadora Cullet. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)Todo este vidrio remanente cae mediante un sistema gravitacional hasta el área desótano, donde es colocado en tolvas ubicadas directamente en debajo de cada uno de losductos, y finalmente depositados en containers.1.5 Realización del Layout del espacio físico (sótano) donde se realizan todaslas actividades de recopilación de vidrio remanente.1.5.1 Distribución del área de sótano en planta OI-Los Guayos.Todas estas operaciones se realizan en el área de sótano de la planta de la empresaOwens Illinois de Venezuela C. A., la cual cuenta con un espacio aproximado de 365.000m², entre el área administrativa y el área productiva. El siguiente layout muestraespecíficamente la distribución existente en el área de sótano (Ver anexo N°2), la cualequivale a 3600 m² de la totalidad de la empresa, como se muestra en la siguiente figura:
  • 37. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 37 Figura Nº11. Layout de sótano.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)El sótano de la empresa denominado así por ser el área donde cae gravitacionalmente elmaterial desechado del proceso productivo, posee dos rampas de acceso, una ubicada enla parte central entre los hornos C y D, la cual posee dimensiones de 44mts de largo por3mts de ancho, y otra de menor tamaño ubicada en el horno A, es importante hacermención que estas son entradas permiten el acceso a todos los hornos, y se encuentrainterconectado a través de pasillos internos.
  • 38. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 381.5.2 Distribución de las ducterias de derecho en el área de sótano.El sótano de la empresa en estudio consta de 6 hornos, el número de líneas por hornovaria, cada una de ellas posee 4 ductos de desecho de vidrio remanente, para efecto de lainvestigación se presenta en la figura mostrada a continuación la distribución de dichosductos específicamente en la planta C (Ver figura N°12), acorde a la temperatura que elvidrio posee al caer gravitacionalmente por el mismo, para la cual se adaptara el sistemadiseñado. Figura Nº12. Distribución de ducteria en el área de sótano. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)De la figura mostrada anteriormente (Ver anexo N°3), se muestran las tres (03) líneas deproducción de la planta C (C1, C2, C3), cada una de ellas posee 4 ductos de desecho, unode vidrio fundido proveniente directamente de la maquina, uno de vidrio formado aun aaltas temperaturas los cuales son rechazados por los sensores, un ducto de caliente semi-formado rechazado por el operador del área de formación, finalizando con un ducto devidrio ya formado a temperatura ambiente proveniente de la línea de producción el cual hasido rechazado al pasar por los diversos puntos de desecho, ya sean estos automatizados(máquinas FP´s y CID) o por procesos de chequeos realizados por los operadores.
  • 39. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 39La distribución de dichos ductos es irregular y depende netamente de la posición ycaracterísticas de la máquina, la salida de estas ducterias pueden ser modificadas si y solosi se modifican una vez que pasan al área de sótano, es decir el excedente de la tubería,sin embargo no pueden ser cambiados de lugar o modificados en el inicio de los mismos,ya que la maquina una vez instalada, no puede ser reposicionada.5.3 Definición de la trayectoria del sistema a diseñar.A continuación se muestra la trayectoria que debe cubrir el sistema a diseñar,adicionalmente de los sistemas de transportes propuestos para la conformación de dichosistema. Figura Nº13. Definición de la trayectoria del sistema.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)
  • 40. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 40Dicha trayectoria fue seleccionada basándose en varios criterios de importancia para laempresa en cuestión, como lo fueron: cercanía al depósito final, obstaculización de lasentradas y/o salidas, modificación de las estructuras existente y disponibilidad deespacios, una vez evaluadas se definió como trayectoria óptima la salida del material através de la rampa central dispuesta entre las plantas C y D.FASE II: DEFINICIÓN CONCEPTUAL Y OPERATIVA DE LAS VARIABLESRELACIONADAS CON EL PROCESO.Esta fase tiene como finalidad estudiar el impacto de las variables que inciden en elproceso de recopilación y desecho de envases de vidrio, de tal forma de conocer losdetalles de la situación de la empresa y su repercusión sobre la eficiencia del procesoproductivo. Es por esto que se realizó un levantamiento de información relacionado con elmaterial característico de este proceso el vidrio en sus diferentes formas y composiciones.2.1 Estudio de todas las variables que inciden sobre el proceso de recopilación,clasificación y transporte de material de desecho.Las variables que inciden en el manejo y transporte del vidrio para su reciclaje seencuentran divididas en tres grandes vertientes, las cuales se especifican a continuación: Cuadro Nº5. Resumen de variables. Variables Consideraciones *Características del material. 1. Condiciones del *Temperatura vidrio *Tamaño del material transportado. *Agua *Arranque de planta 2. Flujo de material *Contaminación de horno. *Cambio de trabajo 3. Riesgo de *Inclusiones contaminación *Mezcla de color Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)
  • 41. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 411 . C o n d i c i o n e sd e l v i d r i o .1 . 1 C a r a c t e r í s t i c a s d e l m a t e r i a l t r a n s p o r t a d o :E l m a t e r i a l at r a n s p o r t a r e sd e n o m i n a d o C u l l e t( C a s c o ) d ev i d r i o ,c o n s i d e r a d o m u ya b r a s i v o y e lc u a l p o s e e u np e s o e s p e c i f i c ov a r i a b l e c o nv a l o r e sc o m p r e n d i d o se n t r e 1280 - 2460 kg/m³. Adicionalmente,ex i s t e n v a l o r e se s t a n d a r i z a d o sa c e r c a d e l ac l a s i f i c a c i ó n ,d e s c r i p c i ó n d el o s d i v e r s o st i p o s d em a t e r i a l e s ,d i v i d i d o a c o r d ea l t a m a ñ o ,á n g u l o s d eF L O W I N G ,a b r a s i v i d a d yo t r a sc a r a c t e r í s t i c a s ,l o s v a l o r e sr e f e r e n t e s a lm a t e r i a l at r a n s p o r t a r e ne s t e c a s o e s t u d i os e e n c u e n t r a ne s q u e m a t i z a d o s e nl a s i g u i e n t et a b l a : T a b l a N º 2 .
  • 42. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 42 R e s u m e n p r o p i e d a d e s d e l m a t e r i a l t r a n s p o r t a d o . PROPIEDADES MECANICAS / QUIMICAS Propiedad Valor Unidad Observación Fuente Gilard & Densidad 2,5 g/cm³ Dubrul Son más duros cuan más silicio Dureza MOHS 5-6,5 tenga Coeficiente de Wilkelman & POISSON o,22 Schott Resistencia de 5000- Wilkelman & compresión 10000 Kg/cm² Elevada Schott Resistencia a tracción 450-500 Kp/cm² Ordinario 1500- Wilkelman & 2000 Kp/cm² Templado Schott Resistencia de flexión 400 Kp/cm² Recocido 1000- Wilkelman & 1500 Kp/cm² Templado Schott Appen & Dilatación térmica 0,7 Bresker Conductividad térmica 0,002 cal/cm(s)(°C) Baja R. Cuartas Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)1 . 2 T e m p e r a t u r a :Debido a que el vidrio remanente del proceso que cae gravitacionalmente al sótano,proviene de dos principales áreas en primer lugar zona fría, donde regresa en forma deenvases (defectos o utilizados para previos ensayos) ó en forma de partículas, en loparticular en este caso no existen restricciones, ya que la temperatura es igual a la delambiente, esto ocurre porque el envase ha sido rechazado a lo largo de la línea.Por otro lado el vidrio proveniente de zona caliente, donde nace la gota de vidrio fundido,si presenta algunas restricciones debido a las altas temperaturas de fusión las materias
  • 43. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 43primas previamente mezcladas y en las proporciones adecuadas que se introducen en elhorno, flotan sobre un vidrio líquido contenido en la cuba del horno a temperaturas quepueden oscilar entre los 1.000ºC y los 1.100ºC.Sin embargo las temperaturas en esta área pueden variar bajo condiciones especiales, enel caso de la toma de muestras oscila entre los 300-400ºC, y al pasar por los rechazadores(sensores) se encuentran aproximadamente entre 400-900ºC, todos esos envases o vidriofundido caen directamente al área de sótano. Lo que quiere decir, que la temperatura delvidrio variará dependiendo del punto en el proceso que sea desechado, por lo cual semuestra el siguiente cuadro referencial: T a b l a N º 3 . T e m p e r a t u r a s a p r o x i m a d a s d e l v i d r i o d e s e c h a d o . Temperatura Desecho Mínima (° C ) Máxima (° C ) Alimentador 1000 1100 Maquina IS 400 900 Operador 300 400 Cullet Ambiente 100 Fuente: Owen Illinois de Venezuela C, A (2010)Es importante resaltar que de no existir un adecuado sistema que mantenga flujo de aguapara garantizar el enfriamiento del vidrio fundido antes de ser colocado en cualquiermétodo de transporte, se formará sedimentación del vidrio, originando grandes masas, lascuales posteriormente traerán otras consecuencias al proceso.A c o r d e a l om e n c i o n a d oa n t e r i o r m e n t e ,p a r a e f e c t o s d e lp r e s e n t e t r a b a j od e g r a d o s ec l a s i f i c a r á n l a st e m p e r a t u r a sp r e s e n t e s a l ol a r g o d e l p r o c e s od e a c u e r d o c o n l as i g u i e n t e e s c a l a :
  • 44. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 44 T a b l a N º 4 . C l a s i f i c a c i ó n d e l a t e m p e r a t u r a . T e m p e r V A L O a t u r a R E S T i p o A ≥ 1 1 0 0 ° C T i p o B 4 0 0 ° C – 9 0 0 ° C T i p o C ≤ 4 0 0 ° C Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)1 . 3 T a m a ñ o d el a s p a r t í c u l a s :E s t a v a r i a b l ea p l i c a n e t a m e n t ea l v i d r i or e m a n e n t e d e z o n af r í a , y e l c u a lp u e d e p r e s e n t a r s ee n l a s s i g u i e n t e sf o r m a s : a . E n v a s e : S e r e f i e r e a l o s e n v a s se d e s e c h a d o s p o r d e f e c o t s o e n s a y so r e a l i z a d o s a l o s m i s m o s , e s t o s g e n e r a l m e n t e n o s e e n c u e n t r a n f r a c t u r a d o s o d e s i n t e g r a d o s , y s u t a m a ñ o v a r í a d e p e n d i e n d o d e
  • 45. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 45 l a e s p e c i f i c a c i ó n d e c a d a u n o d e e l l o s , e n e l c a s o d e b o t e l l a s p e q u e ñ a s ( r e c i p i e n t e s p a r a c o l a d o s ) p e s a n a p r o x i m a d a m e n t e 7 0 g r y s u m a g n i t u d e s s o n 5 c m ³ , p o r o t r o l a d o e n o t r o s c o m o l o s l i c o r e r o s s u p e s o v a r í a e n t r e 3 1 8 g r y 5 0 0 g r , y s u s d i m e n s i o n e s s o n 3 0 c m ³ a p r o x i m a d a m e n t e . b . P a r t í c u l a s : E l t a m a ñ o d e l a s p a r t í c u l a s d e v i d r i o ó p t i m o e s t á e n e l r a n g o d e 2 - 5 c m ( t a m a ñ o d e d e s p e r d i c i o s d e v i d r i o d e m a s i a d o g r a n d e c a u s a n p r o b l e m a s d e h o m o g e n e i d a d , l a a b r a s i ó n y l a o b s t r u c c i ó n e n l o s m e d i o s d e t r a n s p o r t e p o r l o t e s . P e r o e n e l p r o c e s a m i e n t o d e d e s p e r d i c i o s d e v i d r i o s i e m p r e h a y u n a p a r t e d e l a s t o l e r a n c i a s , q u e
  • 46. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 46 a q u í s e d e f i n e c o m o p a r t í c u l a s < 5 m m . P o r o t r o l a d o , t a m b i é n s e e n c u e n t r a e l v i d r i o e n p o l v o n o s e e n c u e n t r a n e n e l p l i e o g d e c o n d i c i o n s e e x i g i d o ( t o d a s l a s p a r t í c u l a s < 1 m m , m á x . 2 0 % < 0 , 1 m m ) t o d a v í a a l g u n a s i n c l u s i o n e s d e 1 - 2 m m d e t a m a ñ o s e p u e d e p r o d u c i r . c . S e d i m e n t o s : E n e s t e c a s o l l a m a m o s s e d i m e n t o s a l o s g r a n d e s c ú m u l o s d e v i d r i o , f o r m a d o s u n a v e z q u e c a e e n l o s c o n t e n e d o r e s , y n o r e c i b e e l d e b i d o i m p a c t o d e a g u a p a r a d e s i n t e g r a r l o e n p a r t í c u l a s m á s p e q u e ñ a s .2 . F l u j o d em a t e r i a l .E l f l u j o d em a t e r i a ld e p e n d e r á d e l a sc a p a c i d a d e sm á x i m a s q u et e n g a c a d a u n o d el o s h o r n o s , l a sc u a l e s s eu t i l i z a r á n p a r a
  • 47. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 47a s e g u r a r q u e l o am e c a n i s m o s d e ls i s t e m a t r a b a j e nb a j o l a sc o n d i c i o n e sr e q u e r i d a s . V a l el a p e n a r e s a l t a rq u ei n d e p e n d i e n t e m e n te d e l a sc o n d i c i o n e s d el a s m á q u i n a s , n oe x i s t i r á n f l u j o sm a y o r e s a l o se x p u e s t o s ac o n t i n u a c i ó n : T a b l a N º 5 . C a p a c i d a d e s d e l o s h o r n o s . Ton. Ton. Ton. Planta Metricas Metricas americanas/día /día /Hora A 85 77,11 3,21 B 70 63,50 2,65 C 250 226,80 9,45 D 220 199,58 8,32 E 270 244,94 10,21 F 110 99,79 4,16 Fuente: Owen Illinois de Venezuela C. A (2010)
  • 48. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 48S i n e m b a r g o l ae m p r e s a , e s t i m ae l f l u j ov o l u m é t r i c om e n s u a la p r o x i m a d o . L ar a z ó n p a r a q u e s et o m e u n d a t op r o m e d i o e sp o r q u e e x i s t e no p e r a c i o n e s c o m op a r a d a s t o t a l e sp o rm a n t e n i m i e n t o ,a r r a n q u e s d ep l a n t a ¹ , i n i c i o sd e c o r r i d a ² oc o n d i c i o n e sn o r m a l e s , q u eh a c e q u e e lp r o c e s o s ei n t e r r u m p a y e lf l u j o d e m a t e r i a lv a r i é .E n l a a c t u a l i d a d ,l a e m p r e s a l a b o r a2 4 h o r a s d i a r i a s ,e l f l u j om e n c i o n a d oa n t e r i o r m e n t es e r á d i f e r e n t ed e p e n d i e n d o d e lh o r n o , y a q u ee x i s t e n f a c t o r e sc o m o l a c a n t i d a dd e m á q u i n a s y l a st o n e l a d a sf u n d i d a s , q u ev a r í a n e n c a d au n a d e e l l a s .
  • 49. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 49 T a b l a N º 6 . C a p a c i d a d e s d e d e s p e r d i c i o m á x i m o b a j o c o n d i c i o n e s e s p e c i a l e s . Desperdicio máximo estimado Planta Condiciones Ton/Día Ton/hr Arranque de planta 20 0,83 A Condiciones normales 10 0,42 Inicio de corrida 28 1,17 Arranque de planta 16 0,66 B Condiciones normales 8 0,33 Inicio de corrida 20 0,83 Arranque de planta 200 8,33 C Condiciones normales 20 0,83 Inicio de corrida 70 2,92 Arranque de planta 76 3,16 D Condiciones normales 25 1,04 Inicio de corrida 80 3,33 Arranque de planta 66 2,74 E Condiciones normales 12 0,50 Inicio de corrida 13 0,54 Arranque de planta 90 3,73 F Condiciones normales 10 0,42 Inicio de corrida 20 0,83Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)P a r a t e n e r e nc o n s i d e r a c i ó n l a
  • 50. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 50p l a n t a d u r a e nl a s p a r a d a s d ea r r a n q u e d ep l a n t aa p r o x i m a d a m e n t ed e 3 a 4 d í a s e ne s t a b i l i z a r l ap r o d u c c i ó n yc o m e n z a r ae m p a c a r e lp r o d u c t ot e r m i n a d o , d i c h op e r i o d o t o d o l am a t e r i a p r i m af u n d i d a e sd e s e c h a d a as ó t a n o .T o m a n d o e nc o n s i d e r a c i ó n l oa n t e s e x p u e s t o ,t o d o s l o sc á l c u l o s ar e a l i z a r p a r a l ai n c o r p o r a c i ó n d e ls i s t e m a s ec e n t r a l i z a r á n e nl a p l a n t a C ,d e b i d o a q u ep o s e e 3 m á q u i n a sc o n u n a c a n t i d a dd e c a m b i o s d et r a b a j o q u er e a l i z a l a p l a n t am e n s u a l m e n t e l o sc u a l e s e s t á nc o m p r e n d i d o se n t r e 2 8 y 3 5 ,p o r l o q u e l a sm á q u i n a sp r e s e n t a n m a y o ri n e s t a b i l i d a d q u el a s d e m á s , m o t i v op o r l o q u e p a r al a e m p r e s a e sp r i o r i t a r i o l ai n s t a l a c i ó n d e l
  • 51. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 51s i s t e m a e n d i c h ap l a n t a .3 . R i e s g o s d ec o n t a m i n a c i ó n .E n c u a n t o a l o sc o n t a m i n a n t e sp r e s e n t e s e n l o sr e s i d u o s d ev i d r i o ( V e rc u a d r o N ° 6 ) , e l nivel decontaminación en el Cullet está directamente relacionado con la salubridad del mismo, ypuede ser afectado mientras este es transportado y almacenado. Durante la recoleccióndel vidrio a través del llamado Cullet, otro tipo de materiales inorgánicos son mezcladoscon el vidrio. Para garantizar, mantener y mejorar la calidad del vidrio a reutilizar, estosolo puede hacerse garantizando la efectividad de la recolección del vidrio con la finalidadde minimizar las inclusiones, asegurar la adecuada separación por colores, y reducir lasroturas. Cuadro Nº6. Contaminantes presentes en el vidrio remanente. Tipo de Naturaleza de la contaminación Principales fuentes Cullet de contaminación Inclusiones Color Roturas *Piedras. Mezcla Problemas *Contacto con el suelo. *Cerámica, simultanea por *Concreto. *Materiales de colores separación *Depósitos donde se ferrosos: ámbar, Flint, del color en almacena el vidrio tornillos, pernos, azul y verde alguna remanente (Silos). alambre, piezas etapa del *Manejo. desprendidas de proceso. *Transporte. Envases la máquina.provenientes *Materiales no del proceso ferrosos: tapas de botellas, equipos de seguridad, papel. *Materiales orgánicos: grasa, aceite.Fuente: Owen Illinois de Venezuela C. A (2011)L a s i m p u r e z a s m á si m p o r t a n t e s e n e lv i d r i o s o n l o s
  • 52. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 52r e s i d u o s d em e t a l e s r e c o g i d o sa t r a v é s d e lC u l l e t , c e r á m i c a ,y m a t e r i a l e so r g á n i c o s . L o sc o n t a m i n a n t e s m á si m p o r t a n t e s s ed a n e n l a ss i g u i e n t e ss e c c i o n e s .a . C e r á m i c a .E l p r i m e rp r o b l e m a a la p l i c a r a l t o sn i v e l e s d e v i d r i or e c i c l a d o , e n l o sh o r n o s s e o b s e r v óq u e e l v i d r i op o s e e p a r t í c u l a sd e c e r á m i c a ,c a u s a n d o d e f e c t o se n l o s e n v a s e sc o m o p i e d r a s( a b r e v i a d o e nE u r o p a c o m o K S Po C S P ) e n e lc a s c o d e v i d r i o .L a ú n i c a m a n e r ad e e v i t a r l ap r e s e n c i a d eg r a n d e sc a n t i d a d e s d e K S Ph a d e s e r l as e l e c c i ó n ys e p a r a c i ó nm a n u a l , p a r ag a r a n t i z a r l ap u r i f i c a c i ó nd e s p e r d i c i o s d ev i d r i o e n e lc a s c o d e v i d r i o .b . M e t a l e s .
  • 53. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 53C o m o e l h i e r r o ,p o r e j e m p l o ,e s t o s m e t a l e sp a r e c e n s e r m e n o sp e l i g r o s o s p a r ae l h o r n o o l ar i g i d e z d ev i d r i o , a u n q u et a m b i é n c a u s a ni n c l u s i o n e s yc o r d o n e s d e c o l o re n l o s p r o d u c t o sd e v i d r i o . E lc o b r e p u e d ef o r m a r s u l f u r o sd e c o b r e y e lp l o m o i n c l u s i o n e sp u e d e o c u r r i r e np r o d u c t o s d ev i d r i o f u n d i d o d ed e s p e r d i c i o s d ev i d r i oc o n t a m i n a d o s .c . I m p u r e z a so r g á n i c a s e n e lc a s c o d e v i d r i o .La contaminación por color ocurre cuando los colores son mezclados en el punto derecolección, estos niveles de contaminación varían. El vidrio de color mezclado del Culletcontiene hierro y oxido de cromo usado en la coloración de los contenedores de vidrioámbar y verde. Los límites a usar para la cantidad de vidrio que se puede mezclar soncalculados basados en las concentraciones de hierro y oxido de cromo en el Cullet encuanto a las tolerancias para estos químicos en los containers de vidrio (Ver tabla N°7).Sin embargo, en proporciones muy pequeñas ciertos colores de vidrio pueden sermezclados en la fórmula original, se recomienda las siguientes proporciones dependiendodel caso en la que se refiera. Tabla Nº7. Niveles de contaminación permitidos. Aleatorio Niveles de contaminación permitidosColor del Flint Verde Azul ÁmbarVidrio
  • 54. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 54Flint 0,5 - 1% 0 - 0,04% 0,5 - 1%Ámbar 10 - 20% mix*Azul 10 - 20% mix*Verde 10 - 20% mix 0%Fuente: Owen Illinois de Venezuela C. A (2011)M i x * : h a c er e f e r e n c i a a l am e z c l a d e l o sc o l o r e s , c u y as u m a t o r i a n oe x c e d a e l l í m i t ed e l 2 0 % .2.2 Definición de los factores internos y externos que intervienen en el estudio a través de un cuadro de factores internos.Una vez evaluadas las variables que inciden en el proceso y la situación actual de laempresa caso – estudio, se procedió a caracterizar y definir cuáles son los factorespositivos y negativos que posee la empresa (Ver cuadro N°7), estos factores internospueden representar fortalezas para la organización caso estudio ó debilidades que afectanel desempeño de Owens Illinois de Venezuela, Planta Los Guayos. Cuadro Nº7. Definición de Factores InternosCaso estudio: Proceso de recolección de vidrio remanente del proceso productivo. Fortalezas Debilidades1. El proceso base de la empresa está basado 1. No se cuenta con un plan de en la producción de envases de vidrio. Estos mantenimiento de los sótanos donde se han generado un gran conocimiento en los presente las modificaciones, reparaciones y empleados debido a la cantidad de años a actividades de sostenimientos lo cual puede través del cual se han desarrollado. generar paradas de planta inesperadas.2. Los trabajadores cuentan con mucha 2. Carencia de estándares de trabajo que experiencia en los procesos de la empresa lo normen las actividades que deben realizar que permite resolver los problemas los trabajadores del área de sótano. presentados por la maquinaria. 3. La definición de objetivos, límites, misión y3. Toda la maquinaria usada en los procesos alcance del proceso de recolección de vidrio productivos tiene sus manuales de uso y remanente no se encuentra definida procedimientos. formalmente.4. La empresa cuenta con un taller mecánico 4. No existen instrumentos de medición que donde se podrían fabricar las piezas para las permitan definir el grado de contaminación maquinarias, moldes, entre otras piezas del vidrio remanente del proceso que se encuentran en el mercado con costos productivo. elevados. 5. La empresa no cuenta con un sistema de
  • 55. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 555. Se posee información contable y actualizada costos y pérdidas con retroalimentación del sobre la capacidad de producción de la proceso llevado a cabo en sótano, lo que no planta, por lo que es posible iniciar el permite establecer acciones para la mejora establecimiento de diversos escenarios para continua del área. determinar las capacidades de las máquinas. 6. Ninguno de los procesos llevados a cabo1. La empresa cuenta con manuales de en el área de sótano poseen un sistema procedimientos y descripciones de cargo lo automatizado. cual facilita a los empleados la realización de 7. El área de sótano no se encuentra en sus actividades. condiciones de espacio adecuadas para la2. La empresa cuenta con indicadores de implementación de sistemas automatizados. gestión que permitan medir el desempeño y 8. Existen variables (flujo de material) que la productividad de la empresa. inciden en el proceso de recolección del6. El área de sótano posee gran amplitud, lo vidrio que no pueden ser controladas, bajo cual favorece la incorporación de nuevas ciertas circunstancias (arranque de planta). tecnologías. 9. Las máquinas presentan diferentes7. La empresa cuenta con 6 hornos diferentes, condiciones entre sí, dándole prioridad a las cada uno de ellos independientes del otro, menos estables. factor positivo para la modificación y/o reparación de los mismos.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)2.3 Determinación de las necesidades de la empresa y los requerimientosbásicos, a través de una lista de chequeo.Como primera actividad se aplicó una lista de chequeo en la organización caso – estudioen base a las posibles características que debe poseer el sistema a ser diseñado de talforma de tener una visión común con la empresa (Ver anexo N° 4), para determinar loselementos que deben ser mejorados y tomados en consideración al momento de unafutura implementación de la solución.A continuación se presenta el instrumento utilizado para la elaboración de losrequerimientos básicos del sistema a diseñar, en donde se pregunta ciertos criterios a lagerencia de la empresa caso estudio, este instrumento se encuentra dividido en 3 etapas,la primera de ellas destinada a lo que sería el funcionamiento del sistema(Ver cuadroN°8), la segunda destinada a los elementos surgidos a conformar el sistema (Ver cuadroN°9), y la última de ellas a los aspectos de estructura general del sistema y materiales autilizar para su diseño (Ver cuadro N°10). Cuadro Nº8. Preguntas por cada etapa requerida para el diseño. Funcionamiento del sistema a diseñar. CARACTERISTICAS APLICABILIDADETAPA I: METODO SI NO COMENTARIOS
  • 56. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 56¿Debe existir un sistema de recopilación y Cada horno debe tener unextracción de vidrio independiente para cada sistema especial, estohorno? X debido a su distribución.¿El sistema debe ser automatizado? X¿El sistema diseñar solo debe requerirmantenimiento y/o supervisión preventiva? X¿El sistema debe operar autónomamente? XAún cuando se interrumpa el flujo de material,¿el sistema debe seguir operando? X¿Deben existir estándares y procedimientosde trabajo que normen las actividades,procedimientos y usos del sistema a diseñar? X¿Debe existir un sistema alterno, ante Un sistema manual de fácilsituaciones imprevistas? X operación.¿Se requieren cursos y talleres decapacitación acerca del uso adecuado delsistema a diseñar? XFuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)Como se observa, la empresa posee determinadas funciones que consideran debe tener elsistema a diseñar, como han de ser que el sistema debe funcionar automática yautónomamente de tal forma de garantizar el pleno funcionamiento las 24horas del día,tomando en consideración que el proceso productivo llevado a cabo en la empresa escontinuo, así como también el desecho natural producido por el mismo. De igual forma,debe contar con un sistema de emergente el cual garantice que aun siendo interrumpidoel flujo de material o producidas averías en alguno de los mecanismos el sistema continúeoperativo.La posible instalación a futuro del sistema a diseñar deberá comprender una etapa decapacitación al personal encargado de supervisar dicha área, para velar por el usoadecuado de dichos instrumentos así como también garantizar la seguridad de losoperarios o demás trabajadores de la empresa, todo lo anteriormente planteado deben sertomados en cuenta para que la solución tenga un mayor impacto en OI- Los Guayos.A continuación se presenta el instrumento utilizado para la elaboración de losrequerimientos básicos del sistema a diseñar, con referencia a los elementos surgidos aconformar el sistema. Cuadro Nº9. Preguntas por cada etapa requerida para el diseño. Elementos del sistema a diseñar.
  • 57. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 57 CARACTERISTICAS APLICABILIDADETAPA II: ELEMENTOS DEL SISTEMA SI NO COMENTARIOS¿El sistema a diseñar debe tener mecanismosde transporte, ya sea, por cadenas o bandastransportadoras? X¿El sistema debe tener una estación condispositivos magnéticos para descartarmateriales ferrosos? X¿Debe tener una estación de inspecciónvisual? X¿Colocar un sistema de mallas para laremoción de cuerpos extraños? XEl sistema a diseñar debe tener un mecanismode sistema de engranaje o rodillo que evite lasedimentación (formación de grandes masas)del vidrio al caer en el agua. X¿Todas las bandas deben conducir a un únicocentro de manejo de desperdicios (inspeccióny trituración) para cada planta? X Se recomienda definir¿Debe existir un sistema automático de distintos tipos deregulación y drenaje de agua, para reducir la sistemas detemperatura del vidrio fundido? X enfriamiento.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)Una vez visto el cuadro anterior, se puede concluir que OI- Los Guayos, tiene restriccionesoriginadas por el proceso productivo y las materias primas involucradas en el mismo, esimportante tener en cuenta que en vista de las condiciones físicas y químicas del vidrio,deben utilizarse materiales especiales, como se hace referencia al uso de elementos comobandas transportadoras en algunos casos metálicas (especiales para altas temperaturas) yde goma (para materias primas a temperaturas no superiores a los 700°C).Es recomendado también el uso de estaciones de inspección visual y el uso de estacionesmagnetizadas de tal forma de garantizar que el vidrio que viene contaminado, sealimpiado garantizando la inocuidad del producto final.A continuación se presenta el instrumento utilizado para la elaboración de losrequerimientos básicos del sistema a diseñar, con respecto a la estructura y materiales delsistema a diseñar. Cuadro Nº10. Preguntas por cada etapa requerida para el diseño.
  • 58. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 58 Estructura y materiales del sistema a diseñar. CARACTERISTICAS APLICABILIDADETAPA III:ESTRUCTURA YMATERIALES SI NO COMENTARIOS¿El sistema a diseñar debe ser una estructura La forma debe ser lacerrada, con puntos acceso, para inspección que garantice facilidady/o mantenimiento definidos? X de mantenimiento.¿Debe ser de estructura de dimensión yextensión amplia, tipo canal? X¿Debe ser adaptable a la disposición deespacio, dimensiones del sótano, modificablea futuros requerimientos? X¿Debe mover con gran eficiencia granel ovidrio fundido, sin importar la forma(sedimento, envase formado, o partículas) decada uno de estos? X¿Las dimensiones del sistema deben ser enfunción de la carga prevista y la posición decaídas (ducto)? X¿Se deben incorporar al sistema a diseñarsensores de aproximación a niveles máximosde flujo de vidrio? X¿Debe existir un estación de trituración(molino de impacto) para reducir algunaspiezas de vidrio a dimensiones por debajo de1 pulg? (2.54cm)? X¿Debe mantener flujo y temperaturaadecuada de agua para garantizar elenfriamiento del vidrio fundido antes de sercolocado en la banda transportadora? XFuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)Debido a la infraestructura del área de sótano, es importante que el sistema a diseñar unsistema que sea adaptable a futuras modificaciones, al igual que garantizar laadaptabilidad del sistema a los seis (06) hornos de producción. Aunado a esto esimprescindible que el sistema funcione aun y cuando el flujo sea diferente por estar enpresencia de situaciones rutinarias o imprevistas, que pueden traer consigo la variación enel mismo. Todo lo enteramente mencionado teniendo en consideración los requerimientosde agua para velar por las condiciones adecuadas del vidrio para su posterior transporte.2.4 Definición de las características principales del sistema (especificaciones,técnicas de materia prima, restricciones del proceso), por medio debibliografías y experiencias de los trabajadores.
  • 59. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 59Una vez observados los cuadros anteriores en donde se explicaba a nivel general elimpacto de los elementos más importantes que deben tenerse en consideración almomento de diseñar el sistema de reciclaje interno de vidrio, los cuales se plantean acontinuación:2.4.1 Restricciones:  Los elementos del sistema a diseñar deben ser adaptables a cualquiera de las seis (06) horno existentes en planta.  El proceso de producción de envases de vidrio, es continuo las 24 horas del día, incluso en paradas de planta, por lo cual el sistema a diseñar debe funcionar continuamente durante todo el día, los 365 días del año.  El sistema a diseñar debe funcionar autónoma y automatizada mente.  El sistema a diseñar debe permitir el acceso con montacargas y otras maquinarias al sótano, por lo cual debe ubicarse de forma tal que permita el libre acceso de dichas maquinarias, así como también el transito a lo largo de toda la extensión del área de sótano.  Debido a la altura de las ducterias, las cuales no pueden ser modificadas, existen restricciones de altura para el sistema a diseñar el cual no puede exceder de los 2.40mts.  Debido a las condiciones presentes en el vidrio, como elevadas temperaturas el vidrio está en constante contacto con agua, para evitar que el material se adhiera a las tuberías por lo cual el sistema a diseñar debe ser resistente al agua.  Las desembocaduras de los ductos no pueden ser cambiadas de posición, debido a condiciones de las maquinarias IS.  El sistema a diseñar debe estar en capacidad de transportar el vidrio desde el área de sótano hasta los depósitos de Cullet previamente establecidos por la empresa.2.4.2 Elementos básicos del sistema:De la información recopilada a traves de la revisión de fuentes bibliográficas y manualesreferenciales de determinaron los componentes básicos del sistema a diseñar (Ver cuadroN°11), sin ningún origen especifico se presentan a continuación.
  • 60. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 60 Cuadro Nº11. Cuadro descriptivo de los elementos básicos del sistema a diseñar. Componente Descripción Representación graficaBanda de Esta banda pasará por cadatransporte de punto de desecho (ducto), y sugoma y/o función será transportar el vidriometálica. a través de todos los componentes del sistema. Dependiendo de las condiciones del vidrio (temperatura, estructura, dimensiones, entre otros) será de goma o metálica.Cangilón Sistema que constara de unrectangular, con tanque de agua, el cualcadena metálica contendrá una cadena giratoria,de paleta de tal forma de velar por que elraspadora. vidrio una vez caiga en el tanque no se sedimente y adicionalmente baje la temperatura del material.
  • 61. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 61Elevadores. Ubicados estratégicamente para transportar el vidrio, velando por no obstaculizar el paso de los operadores o las maquinarias que transitan continuamente en el área. Y finalmente disponerlo en la tolva giratoria.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)
  • 62. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 62FASE III: DISEÑO DEL SISTEMA DE TRANSPORTE INTERNO DE VIDRIO.3.1 Estudio de las diversas opciones de sistemas a diseñar, a través del análisisde sus componentes.A continuación se propondrán tres (03) posibles sistemas a diseñar, los cuales estánbasados en los resultados obtenidos de las etapas anteriores, y cuyo principal objetivodebe ser manejar y transportar adecuadamente el vidrio remanente del procesoproductivo de forma tal de poder garantizar solventar las necesidades de la empresa. Lossistemas propuestos son:3.1.1. Sistema propuesto N°1Existen diversas formas de manejar el vidrio dependiendo las condiciones que estépresente, en el primer caso se trabajará el vidrio de manera separada acorde a latemperatura presentada, se clasificara como vidrio caliente (temperaturas superiores a los400°C) y vidrio frio (temperaturas inferiores a 400°C), como se muestra en la figura N°14. Figura N°14. Sistema propuesto N°1Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)
  • 63. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 63El sistema mostrado anteriormente describe el siguiente procedimiento: el vidrio frio caegravitacionalmente a sótano mediante los ductos dispuestos para ellos, a través debandejas tipo Chutter*, las cuales estarán ubicadas justo en la salida de dichos ductos,estableciendo un recorrido a lo largo del sótano, y finalmente uniendo todos los ductos auna banda central.En cuanto al vidrio caliente se refiere, mediante el uso de las mismas bandejas se unentodos los ductos a un cajón central (01), dicho cajón, mejor denominado conveyor, estácaracterizado por poseer una banda metálica de eslabones en su interior, la cual recoge elvidrio, y lo coloca en una banda metálica, a temperaturas aproximadas de 600°C omenores a la misma, lo cual garantiza un nivel superior de facilidad para la manipulacióndel vidrio.Posteriormente, una vez que ambos tipos de vidrio (frio y caliente) son segregados en labanda central constituida por un conveyor de banda de metálica. Al final de la bandametálica (02) se encuentra una banda tipo malla, donde el agua se filtrará y serádesviada a través de ducteria al drenaje.La banda se dirige a una estación de triturado (03), para luego a través de la banda degoma (04) el vidrio sea desplazado hasta el depósito, Utilización de elevadores(05),conectados a través de una banda horizontal de goma(06) a una tolva gravitacionalgiratoria (07) que distribuye a cada deposito.3.1.2. Sistema propuesto N°2.A diferencia del sistema anterior, el sistema que se presenta a continuación (ver figuraN°15) trabaja con el principio de trabajar el vidrio bajo los mismos parámetros de manejoaun y cuando posee condiciones de temperatura distintas.El sistema se caracteriza por la recolección del vidrio a través de bandejas tipo Chutter oescalonada, las cuales caen directamente a un cajón central (01), dicho cajóncaracterizado por poseer una banda metálica de paletas en su interior, la cual recoge elvidrio, y lo coloca en una banda goma (02).A través de dicha banda de goma, el vidrio es extraído desde el sótano a través de larampa central hasta el extrema exterior de la misma, posteriormente mediante lautilización de un sistema de elevación inclinado(03) se desplaza el material hasta eldeposito final dispuesto para su uso.
  • 64. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 64 Figura N°15. Sistema propuesto N°2Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)3.1.3. Sistema propuesto N°3.Para el planteamiento del sistema propuesto N°3, mostrado en la figura N°16, se utilizarael mismo principio de la solución anterior, el cual consta del manejo del vidrio a acorde alas diferentes temperaturas. Inicialmente el vidrio caliente caerá gravitacionalmente alsótano, se colocara en el final del ducto unos aspersores (01), dichos aspersores poseeránsensores de proximidad los cuales se activaran con la caída el vidrio, el cual atravesaráunos rodillos laminadores (02) los cuales fragmentaran el vidrio.Una vez ocurrido esto, el vidrio cae a un cajón central (03), dicho cajón caracterizado porposeer una banda metálica de eslabones en su interior, la cual recoge el vidrio, y lo colocaen una banda goma (04). Dicha banda de goma, recorrerá el sótano estableciendo unaruta que incluye los ductos restantes. Finalmente, luego a través de la banda de goma elvidrio sea desplazado hasta el depósito, Utilización de elevadores (05), conectados através de una banda de goma (06) que distribuye a cada depósito.
  • 65. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 65 Figura N°16. Sistema propuesto N°3 Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)3.2 Selección de la opción que se acople con las necesidades de la empresa, conel fin de determinar cual se satisface en mayor escala las necesidades de laempresa.A través de esta etapa se pretende determinar cuál de las posibles soluciones cumplirácon todos los parámetros especificados, de tal forma de adaptarse mejor tanto para losinvestigadores como para la empresa en estudio. Se procederá a aplicar el método deponderación de criterios y soluciones para determinarán cual deberá desarrollarse.3.2.1 Aplicación de las restricciones a las probables soluciones.Se aplican las restricciones a todas las probables soluciones (Ver cuadro N°12), teniendoen cuenta que las restricciones permiten descartar posibilidades, sin necesidad decompáralas entre sí. En la siguiente tabla se sistematizara la aplicación de lasrestricciones. A continuación se procede a verificar cual de las probables soluciones,cumplen con todas las restricciones establecidas previamente, la nomenclatura a utilizar esla siguiente: PS: Posible sistema.
  • 66. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 66 R: Restricciones. Cuadro N°12. Aplicación de restricciones a los sistemas propuestos. Posibles sistemas PS1 PS2 PS3 R1 SI SI SI R2 SI SI SI R3 SI SI SI Restricciones R4 SI SI SI R5 SI SI SI R6 SI SI SI R7 SI SI SI R8 SI SI SI Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010) Como se puede observar todas las soluciones satisfacen las restricciones establecidas previamente, por lo cual se procede a ponderar los criterios existentes con respecto a cada uno de los sistemas propuestos. 3.2.2 Selección del sistema a diseñar. Los criterios se encuentran desglosados en tres (03) grandes ramas, las cuales son: conveniencia, mantenimiento y seguridad y calidad, criterios los cuales se ponderaran en escala del 1 al 5, con la ponderación mostrada a continuación: Cuadro N°13. Ponderación y escala de los criterios para la selección del sistema. Escala de evaluación de los criterios. Nombre del Concepto del criterio. criterio. 1 2 3 4 5CONVENIENCIA Es la capacidad que tienen los sistemas Muy baja Baja Medianamente Altamente Muy altaAplicabilidad propuestos de ser aplicabilidad aplicabilidad aplicable aplicable aplicabilidad implantados en la empresa caso estudio.Facilidad de Se desea que el sistema Medianamente Muy fácil de Muy poca Poca facilidad Altamenteinstalación sea instalado por la fácil de instalar. instalar. facilidad de de instalación fácil de empresa caso estudio
  • 67. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 67 por lo cual es instalación. innovación. instalar. imprescindible que dicho sistema posea un margen de complejidad reducido. Debe ser menor espacio Muy poco Altamente Bajo espacio Medianamente Mucho espacioDisponibilidad requerido para su espacio espacio disponible espacio disponible parade espacio instalación, ya que el disponible disponible para su disponible para supara su espacio disponible en el para su para su implementació su implementaciónaplicación área de sótano es implementació implementa n. implementación . escaso. n. ción Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010) Cuadro N°13. Continuacion. Ponderación y escala de los criterios para la selección del sistema. Escala de evaluación de los criterios.Nombre del Concepto del criterio. criterio. 1 2 3 4 5 MANTENIMIENTO La empresa trabaja bajo un sistema casi en su totalidad automatizado por lo Muy poca Altamente cual se requieren la Poca facilidad Medianamente Muy fácil de Facilidad de facilidad de fácil de menor cantidad de de realizar el fácil de realizar realizar elmantenimiento realizar el realizar el revisiones periódicas, mtto el mtto mtto mtto mttoo garantizando así el funcionamiento autónomo del dispositivo. Debido a que el sistema será inicialmente diseñado para una sola Muy poca Poca Medianamente Altamente Muy fácil Capacidad de planta, debe ser capacidad de capacidad de capaz de capaz de capacidad de ampliaciones aplicable a todas las ampliación a ampliación a ampliaciones a ampliacione ampliación a futuras demás. De igual forma, futuro. futuro. futuro. s a futuro futuro. en caso de que requiera modificar el sistema debe ser posible SEGURIDAD Y CALIDAD Mayor facilidad de operación, debido a que todo el personal que labore en el departamento de Silos y Muy poca Altamente Facilidad de Poca facilidad Medianamente Muy fácil de Hornos y el facilidad de fácil de operación de operación fácil de operar operar departamento de operación operar Mantenimiento debe dominar y conocer el funcionamiento del dispositivo. Seguridad del El sistema a diseñar Poco seguro Muy seguro Muy poco Medianamente Altamente equipo a debe garantizar
  • 68. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 68diseñar condiciones seguras seguro seguro seguro para todos los trabajadores que laboran en la planta, así como también a las instalaciones de la empresa en estudio.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)Una vez ponderados los criterios se procede a aplicar la matriz de selección a los sistemaspropuestos para posteriormente definir cuál de los sistemas planteados, se acopla a mayorescala a las necesidades presentes en la empresa. Tabla Nº8. Matriz de selección del sistema a diseñar. SISTEMAS SISTEMA 1 SISTEMA 2 SISTEMA 3 CRITERIO Aplicabilidad 4*0.17 = 0.68 4*0.17 = 0.68 3*0.17 = 0.51 17% Instalación 3*0.20 = 0.60 4*0.20 = 0.80 2*0.20 =0.40 20% Espacio Disponible 4*0.13 = 0.52 4*0.13 = 0.52 3*0.13 = 0.39 13% Mantenimiento 3*0.10 = 0.30 3*0.10 = 0.30 2*0.10 = 0.20 10% Ampliaciones futuras 4*0.30 = 1.20 4*0.30 = 1.20 2*0.30 = 0.60 30% Operación 4*0.25 = 1.00 4*0.25 = 1.00 3*0.25 = 0.75 25% Seguridad 3*0.05 = 0.15 4*0.05 = 0.20 3*0.05 = 0.15 5% TOTAL 4.45 / 89% 4.70 / 94% 3.00 / 60% Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)
  • 69. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 69De la matriz de selección aplicada anteriormente se puede concluir que el sistema adiseñar ha de ser el sistema 2, el cual trabajara el vidrio a corde a las condiciones quepresenta (frio o caliente), por lo cual se procederá a realizara los cálculos pertinentes paradefinir las especificaciones y materiales requeridos para abarcar todos los aspectos derelevancia de la empresa caso estudio.3.3 Descripción de la solución seleccionada, mediante el uso de una memoriadescriptiva de la misma.El problema originalmente planteado consiste en retirar del área de sótano los residuosprovenientes de los distintos procesos involucrados en la producción de envases de vidrio.Estos residuos caen gravitacionalmente a través de once puntos de descarga, algunos delos cuales traen material fundido a una temperatura aproximada de 1200 Celsius (Verfigura N°16), otros traen material ya formado a una temperatura aproximada de 600 °Celsius, y otros a temperatura ambiente, ya por supuesto en estado sólido.El sistema a diseñar, estará compuesto a su vez por tres (03) subsistemas de transporte ymanejo de materiales, cada uno de los cuales plantea la manera más idónea parasolventar la problemática, posteriormente se unirán los subsistemas hasta lograrensamblar una solución final conjunta. Figura N°17 Vidrio a altas temperaturas. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)
  • 70. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 70El primer sistema constituye el diseño de un tanque de enfriamiento de agua que permitabajar la temperatura de los residuos que vengan con temperaturas iguales o superiores400 ° Celsius. Dado que existen diferentes puntos de descarga y que estos se encuentranubicados a distintas distancias del tanque para enfriamiento, se plantea la construcción detobaganes, cuya principal función ha de ser la unión entre la salida de los puntos dedescarga y el tanque contentivo del agua para enfriamiento. Estos toboganes deben sertipo bandeja con inclinación mayor al ángulo de reposo del vidrio (20°), o incluso sepueden usar tramos similares del tubo de descarga dándoles la inclinación adecuada yrealizando el corte y proceso de soldadura necesario para tal fin. Los residuos caerán en eltanque de enfriamiento por diferentes puntos, esto para minimizar el recorrido por lostoboganes y para evitar la aglomeración de estos en una sola área del tanque.Es importante mencionar que continúa siendo importante mantener o incluso aumentar elflujo de agua para facilitar el movimiento de los residuos, esta agua caerá totalmentedentro del tanque para enfriamiento, el cual estará provisto de cuatro puntos de descargalaterales que actuarán como puntos de drenaje automático para evitar el rebose del agua.Estos puntos de drenaje serán de 2 ½”, y serán roscados al tanque previa instalaciónsoldada de un anillo con rosca NPT (designación de una rosca convencional de tubería) deldiámetro mencionad.Para la extracción de los residuos del tanque de enfriamiento se plantea un sistema detransporte y raspado, este recogerá los residuos del fondo del tanque recorriendo untramo aproximado de 22metros garantizando la reducción de temperatura del material,posteriormente los conducirá hacia otro sistema de transporte ubicado fuera del tanque.Como dispositivo opcional, el tanque para enfriamiento este puede dotarse de un sistemade llenado convencional controlado por flotante manual, así se garantizará un nivelmínimo del agua de enfriamiento en todo momento, teniendo además la ventaja de ladescarga automática (por los puntos de drenaje) del agua a mayor temperatura, debido alflujo por convección natural y por el cambio de densidad por calentamiento.Este primer sistema de transporte y raspado descarga en un segundo sistema detransporte, el diseño de este contempla una cinta transportadora para material a granelcon alta fricción y resistente a impactos, alineada sobre un sistema de rodillos de acerocompuesto por un rodillo horizontal y dos rodillos inclinados con pendiente de 35 °respecto a la horizontal (Véase figura N° 17). Todo este equipamiento será soportado poruna estructura mecánica convencional capaz de soportar las condiciones de trabajorequeridas. Este sistema de transporte será impulsado por una polea motriz en el extremofinal del recorrido y una polea conducida en el punto de congruencia de los dos sistemas.
  • 71. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 71 Figura N°18 Ángulos propuestos para el diseño de rodillos en bandas transportadoras. Fuente: Catalogo Rexnord. Belt Conveyor Components (2005).La ubicación física de ambos sistemas será tal que el primero (tanque) descargue sobre elsegundo (banda transportadora) sin ninguna interferencia, garantizando de este modo lacontinuidad del proceso. Es importante señalar que no es necesario efectuar unasincronización de las velocidades individuales de cada sistema. Esto porque el movimientode ambos, como ya se mencionó, es continúo.El transportador de banda que constituye este segundo sistema llevará los residuos enmovimiento ascendente hasta sacarlos completamente del sótano, el recorrido aproximadode este movimiento lineal es de 65 metros, y corresponde a la rampa de acceso delmontacargas. Al final de este recorrido se llevará a cabo la descarga del material en untercer y último sistema de transporte, esta vez constituido básicamente por untransportador de cadenas y ruedas dentadas que plantean un dispositivo tipo bandejapara la recolección del residuo transportado y vertido por la cinta transportadora. Aquí esde extrema importancia tener en cuenta que este tercer sistema deberá colocarseinclinado con respecto a la vertical, esta inclinación debe ser aproximadamente de 34° ytiene como razón primordial el ocupar el menor espacio posible de la rampa de accesopor donde se desplaza el montacargas y garantizar una altura libre de esta área de almenos 4 metros.Este sistema está caracterizado por una serie de bandejas solidarias a través de dos asasa una cadena central, dichas bandejas se dispondrán una consecutiva de la otra con unadistancia entre ellas variable, de tal forma de garantizar el flujo continuo y sin desperdiciodel material proveniente del elemento anterior (banda de goma). La longitud aproximadade la sección inclinada de este tercer sistema será de 4,72 metros, luego de los cuales lascadenas y las bandejas solidarias a estas, viajarán en dirección vertical hasta el punto dedescarga final, el cual se encuentra a una distancia aproximada de 5 metros.
  • 72. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 72Estos tres sistemas de transporte son la solución planteada al problema de extracción deresiduos, y toma en cuenta las limitaciones del espacio físico disponible y la ubicaciónprevia de dispositivos y equipos afines al proceso productivo, la única condición de cambioque se requiere para su implementación consiste en mover el pasamanos existentes a lolargo de toda la rampa central de desplazamiento de los montacargas (Ver figura N°18),donde será ubicado el segundo sistema en una distancia aproximada de un metro, parainstalar allí dicho sistema. Figura N°19 Rampa central de acceso a sótano. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Es importante resaltar que se utilizara Acero al Carbono para el diseño de loscomponentes de los sistemas debido a que dicho material, es más accesible que el Aceroinoxidable en cuanto a costos se refiere, adicionalmente las ducterias de desechos delvidrio remanente de la empresa se encuentran elaboradas con dicho material (tuberías de12” acero al carbono, catalogo 40), lo cual hace referencia a que el material es resistentea las condiciones del vidrio en dicho proceso. Por otra parte es importante mencionar quedadas las condiciones reales del piso en el área, exposición a lubricantes y al vidriofundido como tal no es necesaria la utilización de un material tan estético como lo puederesultar ser el acero inoxidable motivo por el cual de utilizará el Acero al Carbono comomaterial para el desarrollo de los componentes del sistema.
  • 73. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 733.4 Selección de los materiales estructurales y elementos mecánicos, a travésde la consulta a catálogos del mercado y cálculos de dichos elementos.El sistema a diseñar, estará compuesto a su vez por tres (03) subsistemas de transporte ymanejo de materiales, es por ello que para tener una noción más clara del sistemadiseñado, a continuación se presenta una descripción detallada de cada uno de loselementos que lo componen:3.4.1 Sistema 1: Tanque de enfriamiento con paleta rascadora.Antes de describir y seleccionar los parámetros fundamentales para el diseño de lasolución al problema planteado en el presente trabajo de grado, se hace imperativo tratarprimero las consideraciones que dieron como resultado la implementación de un tanquede enfriamiento.Entre los distintos puntos de descarga al menos tres de ellos traen material que esrechazado en la primera parte del proceso de fabricación del envase de vidrio, en estepunto el material rechazado cae en los contenedores a una temperatura aproximada de1100°C, este valor de temperatura debe reducirse para evitar que el producto calientedañe la banda transportadora del segundo sistema de transporte, cuyo material defabricación es goma la cual tiene un soporte de temperatura máxima del material atransportar es de 400°C. En base a este criterio se decide incluir un tanque que contendráagua, la cual actuará como fluido de enfriamiento del producto de la descarga que viene aesta temperatura y a cualquier temperatura superior a 400°C.La selección de agua es básicamente porque es el líquido que no origina contaminación enlos productos de descarga y es a su vez el lubricante usado para mover el vidrio en lasdistintas superficies dentro de las instalaciones de la planta, esto debido a su versatilidadde uso y facilidad de reutilización. En base a lo anterior expuesto la longitud de dichotanque de enfriamiento debe ser tal que permita la recolección de todos y cada uno de lospuntos de descarga, e inicialmente se establece en 22 metros debido a la dispersión deestos.Para que este enfriamiento se lleve a cabo bajo la condición de temperatura requerida conel fin de evitar el daño de la banda de goma, para ello deben cumplirse ciertas condicionesde diseño que estén basadas en los parámetros de enfriamiento del material,básicamente, la velocidad de transporte de la cadena dentro del tanque de enfriamientodebe ser tal que garantice el tiempo mínimo necesario para lograr esa disminución de latemperatura. Dado que se calcula para la mayor temperatura, al cubrir los requerimientosde velocidad de transporte para este valor, quedarán cubiertos los requerimientos paravalores de temperaturas menores.Los métodos de cálculo para determinar este tiempo mínimo de permanencia del materialdescargado dentro del tanque requieren conocimientos en el área de transferencia decalor, el nivel de información mínima necesaria en este campo puede consultarse en elanexo N°5. Dando continuidad a las ideas, se presentan algunos principios básicos y losresultados obtenidos, los cuales constituyen el punto de partida para la selección de losdistintos parámetros de funcionamiento del sistema a diseñar.
  • 74. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 74Cálculo del tiempo mínimo de permanencia dentro del tanque de enfriamiento.Para ello se emplea el modelo de la capacidad térmica global (Ver anexo N°5). La basede este modelo es considerar que la temperatura dentro del vidrio se mantiene sincambios importantes, es decir, que no hay transferencia de calor por conducción dentrodel vidrio a alta temperatura. Esto se debe a su elevada conductividad térmica, lo queconvierte en un sistema de resistencia térmica interna despreciable. Recordando elcriterio base del modelo, la pieza constituye un sistema cerrado, de modo que podemosaplicar el principio de conservación de la energía (Ver figura N°20), la cual se puedesimplificar a través de la expresión mostrada en la siguiente figura. Figura N°20 Principio de conservación de energía Calor Variación de Calor transferido energía generado hacia el interna dentro del interior del dentro del sistema sistema sistema Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Lo cual matemáticamente se expresa de la siguiente manera: ∆U =  ∆t + v∆t,dividiendo en ∆t y haciendo ∆t tienda a 0 (cero), se tiene que: dU =  + v (Ecuacion 1)El sistema contiene una masa fija ( p V), por lo tanto se define dU de la siguientemanera dU = p V du, donde u es la energía interna especifica (J/ Kg).Es importante resaltar que para un sólido incompresible, la ecuación a emplear ha de serdu = Cv dT, donde Cv (J/Kg K) es el calor especifico a volumen constante y T (K) es latemperatura, como se ha propuesto que el sistema es incompresible, el calor especifico avolumen constante es igual al calor especifico a presión contante y para efectos de estainvestigación se designa simplemente como C por lo que se define du = C dT paraposteriormente concluir. p V C dT =  + dt (Ecuacion 2)Como se está despreciando la transferencia de calor interna por conducción, ya que todaslas partes del sistema tienen la misma temperatura, es decir al no existir variación, latransferencia de calor hacia el exterior del sistema es por convección. La expresiónrepresentativa de este método de transferencia de calor es  = hc A (T –Te), dondehc es el coeficiente convectivo de transferencia de calor medio de la superficie A del
  • 75. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 75sistema y T es su temperatura. Dado que el sistema no genera calor,  v = 0, alsustituir se obtiene la siguiente ecuación: p V C dT = -hcA(T-Te) (Ecuacion 3) dtEl signo negativo se debe a la conservación de energía interna, recordando que no segenera calor dentro del sistema. Podemos escribir entonces:Que es una ecuación diferencial ordinaria de primer orden para la temperatura, T, delsistema en función del tiempo. Las condiciones de borde necesarias son: para t=0, T=To.La expresión solución de la ecuación diferencial se presenta a continuación: (Ecuacion 4)Donde:T= la temperatura a la que se desea llegar en el tiempo “t” (400 ° C).Te= la temperatura del agua que servirá de fluido de enfriamiento (40 ° C).To= la temperatura de salida del vidrio en la descarga (1.200 ° C).t = Tiempo requerido para alcanzar la temperatura “T”.e = base del logaritmo neperiano.tc= constante de tiempo del proceso, tc= (ecuación 5) con p=densidad deproducto descargado.V= Volumen de la superficie de control supuesta*C= Calor especifico del producto descargadohc= Coeficiente convectivo de transmisión de calor (del agua)A= Área de transferencia de calor de la superficie de control *
  • 76. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 76 Luego de resolver numéricamente la parte izquierda de la ecuación solución y de evaluar el factor “tc”, tomando logaritmo neperiano a ambos lados de la igual y despejando nuestra incógnita de tiempo “t” obtenemos como tiempo mínimo de permanencia dentro del tanque de enfriamiento igual a 373s lo que equivale a 6,1min. Valores empleados:  Densidad del vidrio = 2.400 Kg/m3 (Dato suministrado por la empresa Owen Illinois)  Relación de la superficie de control = 0,00635 m  Cv = 418 J/Kg K (Dato suministrado por la empresa caso estudio )  hc = Valor muy variable y con dependencia de la temperatura. Para efectos de este trabajo se toma en base los criterios de agitación mínima (convección natural) y temperatura del agua provista por la planta. Su valor numérico es de 20Wm²K. Con la estimación del tiempo mínimo de permanencia del material descargado a mayor temperatura, se continúa con el estudio de la solución planteada y establecer y/o calcular los parámetros de diseño de todas las partes del sistema. Longitud de la cadena. Antes de iniciar con los cálculos mecánicos para la elaboración del sistema, es importante resaltar que para poder diseñar este sistema de transporte se procede a consultar con el catalogo ofrecido por la empresa CICSA, donde se mencionan una serie de elementos específicamente planteados para la elaboración de este tipo de diseño, para efectos de este trabajo de investigación se selecciono la cadena tipo LH26 (Ver anexo N°6). El término longitud de la cadena se refiere a la longitud efectiva de la cadena que contiene los elementos raspadores (paletas), cuya función principal es la de arrastrar el material desde los distintos puntos de caída hasta fuera del tanque en el segundo sistema de transporte. Esta longitud se determina como la sumatoria de los distintos tramos de la cadena dentro y fuera del tanque (ver figura N°21), la razón de esto es que no todos los tramos están dirigidos en la misma dirección. Así pues, la longitud de la cadena se obtiene según la siguiente ecuación: (Ecuacion 6) Donde: L1= Longitud del tramo horizontal, comprendida desde el centro del eje de la Catarina del comienzo del tanque hasta el centro del eje de la Catarina ubicada justo antes del cambio de dirección del recorrido (de horizontal a inclinado).*Se toma como superficie de control una esfera maciza de de diámetro. Aproximación dada por Owen Illinois deVenezuela y que es válida debido a la continua fragmentación de la masa de vidrio (a alta temperatura) rechazadadurante el recorrido por el ducto de descarga, cuando hay cambo de dirección y el material entra en contacto con realmedio que servirá de transporte y que continua inclusive unos segundos luego que el material dentro del agua.
  • 77. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 77L2= Longitud del centro de la Catarina donde se inicia el plano inclinado hasta el centrodel eje de la Catarina motriz.L3= Longitud desde el centro del eje de la Catarina motriz hasta el centro del eje de laCatarina más alejada, es decir, la que se encuentra más cercana al extrema no inclinadodel tanque de enfriamiento.L4= Es la longitud del arco de apoyo de la cadena en las catarinas motriz y primera,corresponde a un perímetro completo de la Catarina dado que existen dos áreas decontacto constantes dentro del sistema motriz. Figura 21 Longitud de la cadena Sistema 1.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)Sustituyendo los valores correspondientes obtenemos:Con el valor obtenido para la longitud de la cadena, se puede hacer una estimación inicialteórica de un número de paletas a distribuir en esa longitud. Aquí es importante señalarque este cálculo no necesariamente es acertado dado que, el número real de raspadoresobedece más a los valores de material a mover que a una separación determinadamediante fórmulas.La única condición que debe mantenerse es que la separación mínima entre paletas nodebe ser menor al diámetro de las tuberías de descarga que, en este caso, es de 12 plg.Se hace sencillo entender de la afirmación anterior, que solo existe una cota mínima parala separación de las paletas raspadoras pero que no existe una distancia máxima, lo cualobedece a que sea cual fuese esta distancia, el sistema debe arrastrar una cantidad dematerial determinada por las condiciones más desfavorables del proceso, es decir, uncantidad que en el tiempo represente un total no menor a 9,45 ton/hr., de material.
  • 78. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 78También es importante señalar que para efectos de costo, mientras menor sea el númerode paletas de arrastre menor será el costo del sistema general. Esta reducción de costo sehace evidente tanto la compra de materiales como en el ensamble del sistema, sin olvidarque a menor número de paletas se obtiene un menor peso total del sistema transportadorlo que a su vez lleva a la selección de un motor y un reductor de velocidad de menortamaño y potencia.Sea cual sea la separación de las paletas el valor de material a arrastrar será el mismo, enbase a una descarga total del proceso en la condición más desfavorable de 9,45 Ton/hr. Elnúmero de paletas deberá mover el equivalente de material que se obtenga de este valorluego de ser llevado a parámetros que permitan una comparación efectiva con losparámetros de diseño del dispositivo. El cálculo teórico inicial del número de paletas puedeobtenerse mediante la expresión: (Ecuacion 7)Esta expresión teórica es validad para toda separación de paletas mayor a 12 plg, lo cualda un amplio espectro de soluciones numéricas donde la solución ideal quedacompletamente bajo la discreción del diseñador del equipo. Tiene sin embargo elinconveniente que no relación el equipo con la capacidad de carga mínima necesaria y queconstituye una condición del proceso que debe ser tomada muy en cuenta. Unaconsideración adicional importante lo constituye el que mientras mayor sea la separaciónentre las paletas de arrastre se hace más sencillo el acceso al tanque enfriador paraefectuar labores de mantenimiento, Lo cual también representa una disminución en loscostos totales involucrados para el proyecto.Velocidad lineal de la cadena.Partiendo del valor reportado por la empresa caso estudio para el máximo caudal dedesperdicio (9,45 Ton/hr), expresamos ese valor en parámetros equivalentes, a 2,625Kg/s de material y definido como ya se ha hecho el largo del tanque de enfriamiento, ycon el valor calculado del tiempo mínimo de permanencia del vidrio dentro del tanque paragarantizar la temperatura adecuada de salida de este, podemos ahora estimar la velocidadnecesaria de la cadena y las paletas para ambas condiciones.Este valor representa el valor mínimo de flujo de material a arrastras por las paletas a lolargo de todo el recorrido dentro del tanque de enfriamiento (siempre habrá la mitad de lalongitud de la cadena dentro del tanque y la otra mitad fuera de él.De la expresión del movimiento uniforme y mediante la expresión (ecuación 8),donde V representa la velocidad lineal de la cadena, d representa la distancia a recorrer, lacual corresponde a la longitud del tanque y t se refiere al tiempo mínimo depermanencia, se obtiene:
  • 79. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 79La capacidad de arrastre real de la cadena y de las paletas debe ser mayor al valormáximo de descarga reportado por la planta (9,45 Ton/hr = 2,625 Kg/ s). Este valorpuede obtenerse y verificarse al dimensionar la paleta de arrastre incluso sin definir lacantidad de paletas requeridas ni el distanciamiento entre ellas. Así pues, en base aldiámetro de las tuberías de descarga (12 plg.), podríamos tomar una altura mínima de lapaleta de 12 plg, esto para el sistema fuera capaz de mover cualquier tamaño de descargaque caiga al sótano, sin embargo, partiendo de la información de la empresa, el tamañomáximo de las descargas es el equivalente a 1,5kg de material, que corresponde al pesomáximo de la esfera modelo empleada para el cálculo térmico.Bajo esta premisa calcula el diámetro máximo que puede tener esa esfera, partiendo de laexpresión de densidad, obtenida de la ecuación 8 y conocida esta para el vidrio, se tieneque:Es importante resaltar, que en la empresa caso estudio el valor definido para la densidaddel vidrio es igual a 2.400 Kg/m³. Siendo la masa de la máxima esfera es igual a 1,5 Kg.Despejando de la ecuación de densidad la variable volumen se obtiene que: (Ecuacion 9)De lo cual sustituyendo los valores mencionados anteriormente, se calcula el valor delmismo.Recordando que la expresión para obtener el volumen de una esfera viene dada por lasiguiente ecuación: (ecuación 10), se puede obtener el radio de esa esfera máximaequivalente a la misma de descarga. Asumiendo el radio de la esfera igual a 0,053 m, seobtiene que el diámetro de la esfera máxima sea igual a 10,6 cm.Este valor del diámetro de la máxima esfera nos da una medida base para la altura de lapaleta de raspado. Como se mencionó con anterioridad, la masa de vidrio a altatemperatura se fragmenta durante el recorrido al contenedor con agua, también ocurreque esta esfera de masa a alta temperatura no puede soportar los esfuerzos de corte aque está sometida y se origina un desplazamiento de las capas superiores hasta las capasmás bajas, disminuyéndose de esta manera y de forma natural y de forma natural lamedida inicial del diámetro de la esfera máxima. A pesar de lo anteriormente expuesto yen base a las recomendaciones del personal de Owen Illinois, se considera apropiada unaaltura de la paleta de raspado de 5 plg (12,7 cm).
  • 80. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 80Para fijar la dimensión correspondiente al ancho de la paleta, la cual a su vez da unamedida inicial para el ancho del tanque, se toma en cuenta la siguiente premisa:Los puntos finales de descarga al tanque de enfriamiento se ubicaran a ambos lados deeste. En base a esto, se selecciona un valor de 24 plg (60,96 cm) como ancho ideal de laspaletas, dejando un espacio igual de 12 plg desde los puntos donde se descarga hasta elcentro del tanque de enfriamiento.Con estas dimensiones ya establecidas para las paletas de raspado, podemos calcular lacapacidad de arrastre unitaria de cada paleta considerando inicialmente una distanciaefectiva de arrastre individual de un metro (1 m). Así pues el volumen contenido en eseespacio se calcula a través de la siguiente expresión: (Ecuacion 11)Donde:Vua = Volumen unitario de arrastre ( )Ap = Altura de la paleta (m)An = Ancho de la paleta (m)Distancia unitaria de arrastre = 1m.Si se sustituye en la ecuación anterior se obtiene un valor de Vua igual a 0,07742 .Para que este valor nos indique algo, se debe establecer una comparación en función delmaterial vertido en las condiciones más desfavorables, es decir, cuando el material cae altanque a una razón de 2,625 Kg/s. Para esto se multiplica el tiempo de permanenciamínimo obteniendo el valor de másico, obteniéndose así la cantidad de masa máximavertida en el tanque en ese tiempo, sustituyendo tenemosAhora, teniendo el valor de Vua igual a 0,07742 y el valor de densidad (2.400 Kg/ ),se procede a estimar la capacidad unitaria por paleta (Cua). Sustituyendo y resolviendo seobtiene:Para que el sistema funcione, debe ser capaz de mover el valor de masa máxima (Mm),durante cada ciclo completo de recorrido, entonces al dividir los valores obtenidos para Mny Cua, se obtiene el mínimo número de volúmenes unitarios de arrastre, lo que nos da unnúmero mínimo de paletas raspadoras separadas un metro entre ellas, resolviendo esto seobtiene:
  • 81. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 81 (Ecuacion 12)Donde se obtiene el número mínimo de paletas distanciadas un metro entre si igual a5,27, número que se corrige por exceso considerándose entonces igual a 6, lo quecorresponde al numero minimo de paletas en toda la longitud del arrastre del tanque.De nuevo se puede observar que el valor obtenido corresponde solo a un mínimo depaletas, lo que significa que queda a discreción del presente proyecto, a partir de esenúmero, el aumentarlo en base a cualquier criterio debidamente justificado. Situación quecoincide con la apreciación inicial acerca de la expresión para la estimación del número depaletas dada con anterioridad.En base a lo planteado anteriormente y tomando como justificación la minimización de lacarga distribuida por paleta, suponiendo así menor esfuerzo requerido por cada una,adicionalmente se facilitará el mantenimiento y accesibilidad al sistema, por lo cual setoma como cantidad básica un número óptimo de 24 paletas comprendidas a lo largo de lacadena.Calculo para el motor del sistema.Parametros dinámicos.Definidos ya los valores cinemáticos del sistema compuesto por las dos cadenas, elconjunto de las paletas raspadoras y las catarinas, nos queda ahora cuantificar losparámetros dinámicos, es decir, aquellos relacionados con las fuerzas internas y externasa que estarán sometidos los distintos componentes del conjunto.Selección de las cadenas de transporte de las paletas.La selección de este elemento requiere cálculos que a su vez se relacionan directamenteconsigo mismo, debido a esto, el método mas común consiste en la selección de unacadena en base a un dato de carga máxima del proceso (o a la experiencia) y a unaposterior comprobación de funcionabilidad en base a un criterio de resistencia. Unconcepto básico que se emplea para una comprobación inicial lo constituye el estimar elesfuerzo máximo en la cadena para un transportador horizontal, esto porque ya se haestablecido que la capacidad de un transportador inclinado (y las fuerzas presentes en él)se encuentran multiplicando las capacidades de transportadores similares perohorizontales por factores que dependen de los angulos de inclinación. Para completar estainformación presentamos los valores de los factores de multiplicaicon mas empleados enfunción del angulo de inclinación (Ver cuadro N°14).
  • 82. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 82 Cuadro N°14 Factores de multiplicación en base a los angulos de inclinación. Inclinación 20 25 30 35 (grados) Factor 0,9 0,8 0,7 0,6 Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Para la cadena solución del primer sistema de transporte y en base a que el caudalmáximo a mover (en las condiciones más desfavorables) es pequeño por tratarse dematerial de desperdicio (9,45 TON/HR), seleccionamos inicialmente la cadena identificadacomo LH 26, cuyas características pueden verse en el anexo N°6.Empleando la expresión para estimar el esfuerzo máximo de giro en la línea de paso de laCatarina del cabezal para un transportador inclinado (dado que este punto se considerasometido a mayor esfuerzo), podemos obtener un valor de esfuerzo que luegocompararemos con el valor de carga de rotura reportada por el fabricante para estemodelo de correo. Para ello se emplea la siguiente expresión: (ecuación 13) Donde:W = peso por pie del elemento (Lb)L = Longitud del transportador (Pie)F = Coeficiente de friccion del elemento = Peso del material por pie del transportador (Lb) = Coeficiente de friccion del material = Angulo de inclinación respecto a la horizontalLos términos “W” y “ ” son valores compuestos, es decir, son el resultado de la sumade valores individuales. El termino “W” aquí representa la suma de los pesos por pie delongitud de la cadena mas el peso por pie de la paleta raspadora más el peso por pie delas asas de sujeción de las paletas. Y el termino “ ” aquí es la suma (por pie deltransporta) del peso del material arrastrado más el peso del agua desplazada por lapaleta.
  • 83. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 83Como ya esta definida la longitud de la cadena, el numero de paletas raspadoras y elnumero de asas de sujeción de las paletas, podemos calcular el peso de todo el conjunto ydividirlo entre la longitud total de la cadena (en pies) para obtener el valor de “W”. Delcatalogo se obtienen los valores de peso de la cadena por metro lineal (13,3 Kg), de lasasas de sujeción ( 3,3 Kg), de los eslabones de unión que van cada 16 m ( 2 Kg) . Paraestimar el peso de las paletas fijamos primero su espesor. Dado que el material a arrastrares poco, se toma como espesor para las paletas raspadoras el valor 7 mm, estas paletasserán fabricadas con acero al carbono de densidad 8.000 Kg/m³ (499,42 lb/pie³).Recopilando datos, se muestra la siguiente tabla: Tabla N°9 Resumen de datos obtenidos ELEMENTO CALCULO PESO CADENA 45,34 m x 13,3 603 Kg Kg/m ( 1.329,4 lb) ASAS DE 46 x 3,3 kg 151,8 Kg SUJECION (334,65 lb) ESLABONES DE 3 x 2 Kg 6 Kg UNIÓN (13,23 lb) Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Para el peso de las paletas necesitamos calcular primero el volumen del material que lasconstituye: (ecuación 14)Sustituyendo los valores respectivos tenemos:Volúmen de la paleta = 16, 52 plg³ que equivalen a 0,0096 pie³. Este valor lomultiplicamos por la densidad del material y obtenemos el peso de cada paleta. (Ecuacion 15)
  • 84. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 84Para el peso total de las paletas multiplicamos el peso unitario por el numero de paletas,tenemos entonces: (Ecuacion 16)El peso total de todo el sistema es entonces de 1787,5lb. Ahora obtenemos el termino“W” efectuando la división entre el peso total obtenido y la longitud total de la cadena,sustituyendo y calculando obtenemos: W = 11,98 lb por pie de cadena.El valor numero de “ L” ES DE 22 m ( 72,38 pies),El valor de “F” se toma bajo el criterio que las paletas de raspado se mueven entre guiasy no sobre rodillos. Este valor es de 0,33**Para calcular el factor a sumar que corresponde al peso del material arrastrado por pie delongitud y que forma parte del valor de “ ”, se debe calcular primero el volumen dearrastre en un pie de longitud. Para ello y manera similar al calculo empleado para laestimación del volumen unitario de arrastre (Vua), se tiene: (Ecuacion 17)Resolviendo obtenemos el valor de 0,83 pie³. Este valor lo multiplicamos por la densidaddel material arrastrado de 2.400 Kg/ m³ (148,6 Lb/pie³) y obtenemos el peso del materialarrastrado por pie del transportador. El valor obtenido es de 123,32 Lb.Para calcular el peso del agua desplazada por la paleta, efectuamos el producto entre elvolumen de la paleta por pie de longitud y la densidad del agua de 1000 Kg/m³ ( 61,93Lb/pie³), obteniendo un valor para el peso del agua desplazada de 51,40 Lb. Sumandoambos valores obtenemos el valor “ ”. W1 = 174,72 Lb por pie del transportador El valor de “F1” se puede tomar en 0,4, valor que se ajusta como coeficiente de fricciondinamico de este tipo de desperdicio a base de videio.El valor del angulo “α” es de 38,94 °Con todos estos datos calculamos el valor del esfuerzo máximo:  W L = 867, 11 Lb  W1 L = 12.646,23 Lb  F COS α = 0, 26  SEN α = 0, 63Sustituyendo y efectuando obtenemos:
  • 85. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 85 ESFUERZO MÁXIMO = 12.339 Lb (54.920,64 N)Este valor constituye a su vez el valor de la tensión máxima (T) a que estará sometidoel punto de la cadena en el momento en que se acopla y es jalado por la Catarina.Del catalogo (Ver anexo N°6) leemos que la carga minima de rotura para esta cadenaequivale a 370 KN, valor que esta muy por encima del esfuerzo máximo a que estasometida la cadena. En base a esto, podemos concluir que la cadena seleccionadainicialmente soportará de manera confiable las condiciones de carga a las cuales serásometida durante el funcionamiento del sistema.Para la selección de las catarinas, el manual del fabricante (Ver anexo N° 7) darecomendaciones de uso en base a la cadena seleccionada. De las opciones planteadaspor el fabricante seleccionamos las catarinas correspondientes a la siguientedenominación: CATARINA RD 26-Z 11.El resto de los dispositivos de acople para este sistema de raspado por cadena como lasuniones (Ver anexo N°8), y las asas para las paletas (Ver anexo N° 9) serán seleccionadosdirectamente del catalogo, siguiendo, como en el caso de las catarinas, una de lasopciones recomendadas por el fabricante.Potencia del motor.Otro parámetro dinamico importante lo constituye la selección del sistema motriz para elsistema de transporte. En este sentido podemos obtener la potencia del motor mediante laexpresión. (ecuación 18), Donde:T = Tension máxima (lb)V = Velocidad del sistema (0,05837 que equivale a 11,52Sustituyendo los valores, se tiene:* Volumen II del MANUAL DEL INGENIERO MECÁNICO, MARKS, OCTAVA EDICIÓN. Pág.10-47AL
  • 86. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 86De donde obtenemos que la potencia teorica requerida es de 4,307 HP. El valor obtenidopara la potencia del motor deber ser corregido en base a varios factores. Es de normalconsideración tomar el incremento del 10% en la potencia del motor para compensar lafriccion en los cojinetes terminales, más un 10% por las perdidas en los engranajes delreductor de velocidad, más 10% para compensar las cargas de arrasque o súbitas. Enbase a esta consideraciones tenemo una potencia del motor de: POT. MOTOR = 6 HP.Selección del motor comercialPara la selección de un motor comercial debemos calcular el momento torsor. (Ecuacion 19) MT = T x RDonde:T = Tension máxima (Expresada en N)R = Radio de la CatarinaSustituyendo tenemos:MT = 54.920,64 N x 0,3515 m = 54.920,64 Kg m/s² x 0,3515 mResolviendo nos quedaMT = 1.967,85 Kg m (19.304,61 N m)Con el momento torsor y el equivalente en KW de los 6 HP para la potencia del motor(4,47 KW) se procede a seleccionar el motor Serie K EURODRIVE modeloK187R97DV13254 (Ver anexo N°10).Toboganes de descarga.Estos toboganes dispuestos a la salida de los ductos de descarga tienen como principalfunción garantizar que el vidrio será vertido en el tanque de enfriamiento, de tal formaque todo vidrio que caiga gravitacionalmente al sótano, tendrá como destino final dichosistema. Cabe resaltar que los toboganes por los cuales el vidrio posea temperaturamayores o iguales a los 1100°C, estarán ubicados a mayor distancia del extremo o puntode culminación del tanque, para garantizar que cumpla con el tiempo mínimo deenfriamiento, para evitar perjudicar al segundo sistema. Las características estandarizadasde los toboganes de descarga, corresponden a los de un tubo de 12 plg de diámetro deAcero al Carbono, catalogo 40.En vista que dichos toboganes serán los enlaces entre los puntos de descarga y el tanquede enfriamiento, y debido a su distribución irregular y altura variable que presentanactualmente, las longitudes de estos toboganes de descarga serán seleccionadas almomento de una evaluación real para construcción. En cuanto al ángulo dedesplazamiento del vidrio a través de los toboganes de descarga, se tiene que para el
  • 87. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 87vidrio fundido debe existir un ángulo mínimo de inclinación del tobogan de 13° conrespecto a la horizontal, adicionalmente de requerir un flujo de agua constante a través delas mismos, mientras que para vidrio formado o en partículas esta debe ser de 5° conrespecto a la horizontal. De lo cual se puede inferir que para temperaturas comprendidasentre 32 y 400°C una inclinación de 8%, equivale a 0.08m por cada metro de distanciahorizontal, mientras que si la temperatura es igual a 1200°C la inclinación aproximadadebe ser igual a 13%.Cabe destacar que para facilitar la transferencia del material de un sistema a otro serecomienda la colocación de una bandeja como coneccion entre los sistemas 1-2 y 2-3.Estas bandejas deberán ser convergentes en su extremo final y su diseño se hará luego deque se tenga una ubicación más precisa de los tres sistemas a implementar.3.4.2 Sistema 2: Banda de goma.La banda de goma posee como principal función la extracción del vidrio de sótano, unavez que este ha salido del tanque, esta trayectoria será a través de la rampa centralinclinada de 46mts de largo que conduce al exterior del sótano. Para finalmente serdispuesto en el tercer sistema de transporte.Para el cálculo y selección de los diferentes componentes que contendrá este sistema sedeben considerar ciertas condiciones, entre las cuales se encuentra la temperatura delmaterial de entrada (<400 °C), el cual será provisto por el primer sistema (tanque deenfriamiento y paleta de raspado), este dato resulta primordial para la selección de labanda transportadora la cual debe ser capaz de soportar dicha temperatura, ya que estáserá la que tendrá contacto directo con el material en cuestión. También debeconsiderarse el tipo de trayecto a recorrer dado que este se dividirá en dos tramos, elprimer tramo se desarrollara en sentido horizontal con una distancia de 5 metros delongitud, el cual será el punto de inicio del sistema hasta un siguiente tramo el cual seráun plano inclinado de 65 metros que seguirá hasta el área de Silos, ubicada en el exteriordel sótano, es importante resaltar que la banda de transporte no debe poseer un grado deinclinación mayor al ángulo de reposo del vidrio (20°), lo cual nos deja la opción deaumentar gradualmente el angulo de inclinación, dado que este al comienzo del planoinclinado es de 10°.Antes de poder realizar los cálculos necesarios para determinar las capacidades máximas asoportar por el sistema, ancho de la correa, velocidad de transporte y tensiones, se debenestablecer las características del material tales como, tamaño de trozos, fluidez, ángulo dereposo, abrasividad, entre otras. De acuerdo al Manual Rexnord “Rex Idlers” (Anexo N°11)dado por el proveedor, se establece que el material identificado como “cullet” (vidrio dedesperdicio) se clasifica bajo el siguiente código “D37Z” y de acuerdo a estadenominación, el material cumple con las siguientes características:  Peso específico: 80 – 120 libras/pie3  Angulo de reposo: 30° - 44°  Angulo de sobrecarga: 15° - 25°  Máxima inclinación recomendada: 20°  Clasificación y tamaño de trozos: grumoso - mas ½ pulgada de alto  Capacidad de flujo (fluidez): flujo promedio – ángulo de reposo desde 30° a 45°  Abrasividad: muy abrasivo
  • 88. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 88Se hace saber que cotejando las características presentadas anteriormente con los datossuministrados por la empresa caso estudio, los valores a utilizar para la realización de loscálculos serán los siguientes:  Peso específico: 2400 kg/m³  Angulo de reposo: 30°  Angulo de sobrecarga: 20°  Tamaño de trozos: 5plgEn base a lo anteriormente expuesto a continuación se indica la metodología a seguir paradeterminar todas las características del sistema a diseñar, además de la elección de losdiferentes dispositivos como rodillos (impacto, carga, retorno entre otros), poleas(conductora y conducida) y banda.Ancho mínimo de la banda.Luego de haber obtenido las características generales del material se procede adeterminar el ancho mínimo de la correa, para esto es necesario hacer la conocer cargasmáxima actuales del material que deberá soportar nuestro sistema unidades que manejeel proveedor como son: toneladas cortas por hora, toneladas cortas por minuto, libras porhora y libras por minuto, como se muestra a continuación: Tabla N°10. Conversión de las capacidades máximas del sistema. Capacidad Unidades máxima 9,45 Toneladas métricas/hr 10,416 toneladas cortas/hr 0,1575 toneladas cortas/min 20832 libras/hr 0,1735 libras/min Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Se hace notar que estas cargas en sus diferentes unidades no solo se emplearan para elcálculo del ancho de la banda, sino para diversos cálculos a lo largo de esta parte. Una vezconocidas las cargas máximas actuales en las unidades manejadas por el proveedor, seprocede a la elección del ancho mínimo de la banda necesario a través de la utilización detablas. Para efectuar un buen uso de las tablas, los pasos siguientes deben seguirse:a. Para obtener la velocidad optima de la banda y su ancho, nos basamos en los catalogosdel fabricante (Ver anexo N°12). Según las características del tipo de materialtransportado, recomiendan un rango de velocidades que oscila entre 50 y 200 pies porminuto para un ancho cualquiera de la banda. Para el presente trabajo de investigación se
  • 89. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 89utilizará 50 pies por minutos, debido a que el proceso es continuo y con ese valor segarantiza que el sistema este en capacidad de transportar la carga máxima requerida.b. Una vez seleccionada la velocidad de la banda y basándonos en el catalogo delfabricante (Ver anexo N°13), que recomienda tomar en consideración adicional el angulode sobrecarga, y el tamaño del material para la selección del ancho de la banda. En basea estas recomendaciones se elige un ancho de banda de 24 plg.En resumen los datos que serán utilizados en el diseño del sistema son los siguientes:Utilizando un ángulo de rodillos: de 35°Ancho de banda: 24plgVelocidad recomendada: 50 pies/minSe debe notar que para este paso se utilizaron rodillos con inclinaciones de 35° conrespecto a la horizontal para lograr que el material se acumule en el centro de la cinta.Procedimiento de selección de rodillos de carga y rodillo de retorno.Para la selección de los rodillos se procede a calcular las fuerzas sobre los rodillos de cargay de retorno y luego compararlo con los valores estándares de carga ofrecidos por elfabricante, para así decidir qué tipo de rodillo utilizar.Paso 1: Determinación del rodillo de carga. En este paso se utiliza la siguienteecuación: (Ecuacion 20)Donde:CIL = carga en el rodillo (lb)Wb = peso de la cinta (tabla 5 pagina 77 Rexnord stimated avergae belt weights) (lb/pie)Wm = peso del material (lb/pie)K1 = factor de tamaño de trozos (tabla 6 pagina 78 Rexnord)SI = espacio entre rodillos (tablas7 página 78) (pie)IML = carga de desalineamiento de rodillosDebido a que no se posee el valor numérico de todas las variables que son necesariaspara resolver dicha ecuación, es necesario realizar los diferentes cálculos para conseguircada uno de ellos como se muestra a continuación:
  • 90. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 90Determinación del peso del material.Siendo la ecuación definida para determinar el peso del material, la que se presenta acontinuacion: (Ecuacion 21)Donde:TPH= capacidad del sistema en toneladas cortas por horaFPM= velocidad de la cinta expresada en libras/pies (seleccionado en pasos anteriores)El peso del material se puede obtener mediante la siguiente ecuación ofrecida por elproveedor Rexnord (Ver anexo N°14)Luego de sustituir se obtiene:Calculo de tensión efectiva de la polea motriz.En este tipo de sistema de transporte por banda existen dos tipos de polea, la poleamotriz o conductora y la polea conducida. Asi mismo aparecen en la polea conductora dosvalores de tension que son importante para el cálculo de las propiedades dinámicas delsistema, estas tensiones son tensión máxima (TM) y tensión efectiva (TE). La tensiónefectiva se define como la suma de la tensión originada por la carga a transportar y latensión originada por el sistema de transporte, y la tensión máxima es aquel valor detensión relacionado directamente con la tensión que soporta la banda reportada por elfabricante.Para poder obtener el valor de la tensión máxima es necesario obtener el valor de latensión efectiva mediante la ecuación: (Ecuacion 22)Donde:C= factor de fricción = 0.022 dato suministrado por proveedor en el manual de Gleason(Ver anexo N°15)L= distancia entre centros de las poleas motriz y conducida (65 metros o 213,25 pies)Lo= factor de longitud = 200 según manual de Gleason (Ver anexo N°15)Fw= factor de peso = 29 lbs/pies
  • 91. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 91Cch= Carga de la correa en horizontal = 100*TPH /3FPM = 100*10.416 / 3 * 50= 6.94Lbs/piesCcv= Carga de la correa en vertical = 100*TPH*h/3FPM = 100*10.416*30.26 / 3 * 50 =210, 125 lbsh= distancia en vertical que se desplaza el materialPara efectos del presente proyecto se toma el valor de Ccv positivo debido a que elsistema se encuentra en sentido ascendente (subida), de caso contrario se tomaría ensentido negativo. De lo cual sustituyendo en la ecuación anterior se determina:Calculo de la tensión máxima de trabajo.Según el manual del proveedor Gleason se toman los siguientes datos:To = Tensión mínima = 625 lb (Ver anexo N°16)Como To es mayor que Te, los cálculos se hacen suponiendo To = TeSe sustituyen los datos obtenidos en la ecuación presentada a continuación: (Ecuacion 23)Del manual del fabricante se obtiene otra expresión para calcular la tensión máxima (Veranexo N°17) con K igual 0,66 valor que corresponde al factor motriz para polea recubierta(Ver anexo N° 18) (Ecuacion 24)En base a los resultados obtenidos se toma el valor mayor, debido a que en este sentidosoportara cargas inferiores permitiendo al sistema funcionar adecuadamente.Determinación de la carga de desalineamiento.La diferencia de altura entre rodillos debe ser tomada en cuenta para la elección del tipode rodillo o bien para el diseño del transportador como tal. Cuando un rodillo es más altoque los rodillos adyacentes, un componente de la tensión de banda será agregado a eserodillo.Conociendo los siguientes datos:La carga de deslizamiento será determinada mediante la siguiente formula:
  • 92. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 92 (Ecuacion 25)IML: Carga de desalineamientod= desalineamiento del rodillo 1/4plg = 0.25plg (Ver anexo N°19)t= tensión de la correa, esta tensión será la máxima obtenida del manual Rexnord BeltConveyor for Bulk Materials (Ver anexo N°20).SI= espaciado entre rodillos = 4 pies (Ver anexo N°21).TM= tensión máxima de trabajo = 1186,31 lb.Sustituyendo valores se obtiene:Finalmente luego de obtenidos los valores de peso del material (Wm) y carga dedeslizamiento (IML), se sustituye en la siguiente ecuación y se obtiene:Cabe destacar que el cálculo de la tensión de la correa para esta etapa será tomada comola tensión máxima requerida por el sistema, debido a que si el sistema puede soportar lamáxima tensión funcionará adecuadamente con tensiones inferiores.Calculo de la tensión del lado flojo de la polea motrizSustituyendo se obtiene que: (Ecuacion 26)Paso 2. Determinación del rodillo de retorno.A continuación se muestra la expresión a través de la cual se determinará el CILr (Cargadel rodillo de retorno): (Ecuacion 27)Para resolver la ecuación mostrada anteriormente de los requerimientos para el rodillo deretorno es necesario previamente calcular el IML (carga de desalineamiento de retorno).Partiendo de los siguientes datos:
  • 93. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 93d= desalineamiento del rodillo 1/4plg, dato suministrado por el manual Rexnord BeltConveyor for Bulk Materials (Ver anexo N°19)T= tensión de la correa = T2= 600,56lb (pag 118 BCBM)SI= espaciado entre rodillos = 10pies (Ver anexo N° 21).El cálculo del factor de desalineamiento de los rodillos de retorno se determina a través dela siguiente formula:Una vez obtenido dicho parámetro se procede a calcular el CILr, sustituyendo los valoresen la expresión original (ecuación 27).Selección final de la clase y tipo de rodillo.Ya habiendo obtenido los datos anteriores se procede a comparar tanto CIL como CILr conlos valores de las cargas estándares ofrecidas por el fabricante según el manual Rexnord(Ver anexo N°22), y así elegir la clase de rodillo más conveniente. Los rodillos seespecifican de la siguiente manera: Tabla N°11 Características de los rodillos. Ancho de Serie de Diámetro Angulo de Estilo del Sellado de banda rodillos (pulgadas) rodillos rodillo fábrica o reengrasable 24 B 4 3 00 Fs Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)La elección del diámetro del rodillo a 4 plg se debe a que a menor diámetro, menorcantidad material dando como resultados costos más bajos. En el manual del proveedorRexnord (Ver anexo N°23) se detalla todas las dimensiones de cada uno de los rodillos decarga, impacto y retorno.Selección de la banda transportadoraComo se mencionó anteriormente la selección de la banda se basará en dos valoresprimordionales estos son: la resistencia a temperaturas cercanas a los 400°C y laresisitencia a las cargas originadas por el material a transportar.
  • 94. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 94En este caso el fabricante Goodyear ha desarrollado un tipo banda especial llamada “SolarShield” (Ver anexo N°24), con una mayor capacidad de resistencia a la temperatura. Estetipo de correa se fabrica en diferentes tipos de materiales como lo son: nylon/nylon,polyester/nylon y fibra de vidrio.Actualmente existen dos modelos de esta los cuales son:SOLAR-SHIELD 400: la cual es capaz de soportar de forma prolongada materiales atemperaturas no mayores a 204,4 °C.SOLAR –SHIELD XL 750: la cual es capaz de soportar de forma prolongada materiales aTemperaturas no mayores a 398,88 °C.En nuestro caso se elegirá el segundo modelo debido a que su resistencia a latemperatura es la deseada para nuestro propósito. Debido a que existen diversos tipos deeste modelo de banda (SOLAR-SHIELD XL 750) a continuación se seleccionara lascaracterísticas que debe cumplir la cinta para poder trabajar eficientemente en estesistema:Selección del modelo más convenienteEsta selección se hace en primera instancia comparando la tensión de diseño por pulgadade ancho de la banda ofrecida por el fabricante (Ver anexo N°25) la cual se encuentra enun rango de entre 200 PIW Y 1200 PIW y la tensión ofrecida por el sistema que se diseña.La tensión de diseño por pulgada de ancho dada por el sistema se expresa mediante lasiguiente ecuación: (Ecuacion 28)Donde:PIW= tensión de diseño por pulgada de anchoTM= tensión máxima del sistemaW= ancho de la cintaAl sustituir en la ecuación anterior:Como se puede notar los valores arrojados por el sistema para la tensión de diseño porpulgada de ancho se encuentran muy por debajo de los valores minimos aportados por elfabricante (PIW = 220), con lo que se puede decir que nuestro sistema puede trabajarcon este tipo de banda sin mayor problema. Debido a estos valores también se puedepensar en un cambio en los parámetros de diseño, primordialmente en el ancho de labanda debido a que incluso con un menor ancho de banda la tensión de diseño porpulgada ancho estaría dentro de los parámetros ofrecidos por el fabricante. Sin embargo,este valor no será modificado debido a que se desea que el sistema pueda satisfacer
  • 95. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 95futuras ampliaciones o incorporaciones de sistemas similares en áreas (plantas) muycercanas al área en estudio.Una vez verificado que cualquiera de las bandas que son ofertadas por el fabricantecumplen con los parámetros de resistencia a las tensiones, nos basaremos en losparámetros de resistencia a la temperatura por lo cual se procede a seleccionar la bandaSOLAR-SHIELD 220/2 GL, debido a que esta provista de un compuesto de fibra de vidrioresistente a los mas altos grados de temperatura a lo largo del tiempo, lo cual reduciríaconsiderablemente las paradas para mantenimiento de la misma, ahorrando en costos.Selección del diámetro de poleas de acuerdo a la cinta.Basándose en el tipo de cinta SOLAR-SHIELD 220/2 GL, y en el porcentaje de tensión seselecciona el diámetro recomendado para las poleas según el proveedor Goodyear, en elmanual Solar Shield (Ver anexo N°26) y se obtiene lo siguiente:Con una tensión de más del 80% se tiene que el diámetro de la polea motriz será de 30pulgadas, y el diámetro de la polea conducida y de contacto de 18plg, se elige la tensiónmás alta para la elección de la polea motriz.Calculo de la potencia requerida para trabajar la correa: (Ecuacion 29)Al igual que en el sistema anterior (transportador de paletas), este valor debe sercorregido aumentándolo en un 30%, los cuales están divididos en un 10% en la potenciadel motor para compensar la friccion en los cojinetes, 10% para compensar las cargas dearranque o súbitas, las cuales representan consideraciones normales para el cálculo de lapotencia del motor. En base a estas consideraciones la potencia requerda para trabajar lacorrea es de: BHP = 2.4128 hp = 1,79922465Selección del motor comercialPara la selección de un motor comercial debemos calcular el momento torsor. MT = T x RDonde:T = Tension máxima (Expresada en N)R = Radio de la polea motriz = 15plg = 0,381 mSustituyendo tenemos:
  • 96. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 96MT = 5451, 60 N x 0,381 m = 5451, 60 Kg m/s² x 0, 381 mResolviendo nos queda:MT = 211,801 Kg m (2077.061 N m)Una vez determinados todos los valores se procede a seleccionar el motor que se acople alas necesidades del sistema, para ello se emplea el catalogo SEW EURODRIVE serie Kmodelo KA97DV100M4 (Ver anexo N°10).3.4.3 Sistema 3: Elevador de cadena con bandejas.Este sistema estará compuesto por un transportador que incluirá dos direcciones distintasen el recorrido, una inclinada (para subir el material hasta una altura recomendada) y untramo horizontal (a partir del cual se hará la descarga), ese tramo horizontal deberá teneruna altura minima de 4 mts, para garantizar el paso de los montacargas por la rampa. Esimportante mencionar que el punto de descarga del sistema 2 esta en el recorrido delsistema 3, el punto de encuentro lo constituye el plano inclinado que elevara la descargafinal hacia un plano de recorrido horizontal.Este sistema estará caracterizado por una serie de bandejas sujetadas a dos (02) cadenasen paralelo de forma que permita un movimiento de las mismas, dichas bandejas tendránuna profundidad que inicialmente se adopta como 30cm para evitar que el material secaiga, y se dispondrán una consecutiva de la otra con una distancia muy minima entreellas.Para efectos del presente trabajo de grado es importante resaltar que se desea garantizara la empresa la estandarización de los componentes de los tres sistemas con la finalidadde facilitar la adquisición de los mismos una vez que estos se requieran, ya sea por averíao mantenimiento. En base a lo anteriormente mencionado, se elige la cadena de estesistema como la cadena a emplear en el primer sistema, está ha de ser CICSA LH26 (Veranexo N°6).A continuacion se presentan todos los cálculos relacionados con el diseño de este sistema:Calculo del peso máximo del sistema.Para calcular el peso máximo del sistema se debe realizar la sumatoria de todos suscomponentes, adicionalmente de la carga del sistema para las condiciones masdesfavorables, por lo que se iniciarán los cálculos partiendo de la dimensiones de lasbandejas (Ver figura 22).
  • 97. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 97 Figura N°22 Dimensiones de Bandeja Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Partiendo de que el peso de la bandeja, se calcula tomando en consideracion el peso delmaterial que la compone, se calcula cada una de las variables incluidas en la formula quese presenta a continuacion:De lo cual se tiene:
  • 98. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 98Resolviendo, se obtiene:Al obtener como área total del material que compone la bandeja igual a 0,91m², seprocede a multiplicar por el espesor de las láminas el cual es igual 3mm lo que es igual a 3metros para obtener el peso del volumen total del material que compone las bandejas, delo cual obtenemos lo siguiente: (Ecuacion 31)Una vez que se obtiene el volumen total del material que compone la bandeja el cual esigual a 2,7 x m³, se multiplica por la densidad para obtener el peso total de cadabandeja de transporte vacia, como se muestra acontinuacion: (Ecuacion 32)Para determinar la capacidad máxima de cada bandeja (ecuación 33) debemos multiplicarlos valores de ancho, alto y profundidad, por la densidad del vidrio de tal formaobtendremos el peso máximo de vidrio por cada bandeja del sistema. De la siguienteforma:Como ocurrio en el calculo del primer sistema el numero anteriormente obtenido norepresenta las exigencias o las condiciones del sistema. No referimos a que la cantidadreal que será transportado por cada bandeja depende del material vertido en la situaciónmas desfavorable (9,45 ton/h). Más adelante, luego de establecer ciertos parámetroscinemáticos calcularemos un cantidad de material a transportar por bandeja en función delproceso.Como paso inicial se procede a calcular la logitud de la cadena, la cual se determinará através de la siguiente ecuación:Donde:L1: Longitud del tramo inclinado, comprendida entre el centro de la Catarina ubicada en elinicio del sistema, hasta el centro del eje de la Catarina donde inicia el plano horizontal.L2: Longitud del tramo horizontal, comprendida desde el centro del eje de la Catarinaintermedia hasta el centro del eje de la Catarina ubicada justo antes del cambio dedirección del recorrido.L3: Longitud que corresponde a un perímetro completo de la Catarina dado que existendos áreas de contacto constantes dentro del sistema motriz.
  • 99. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 99L4: Longitud desde el centro del eje de la Catarina motriz hasta el centro del eje de laCatarina más alejada, es decir, la que se encuentra más cercana al extremo inclinado delinicio del sistema.Sustituyendo en la formula mostrada anteriormente, se obtiene como longitud de lacadena la siguiente:Una vez obtenida la longitud de la bandeja y conociendo el largo de cada bandeja (0,5m), se procede a calcular la cantidad de bandejas a utilizar a lo largo del sistema,mediante la siguiente formula:Debido a que el numero de bandejas debe ser un numero entero se corrige dicho valor alinmediato inferior, dando como resultado 44 bandejas a lo largo del sistema N°3.Porsteriormente se procede a calcular el peso total de las 44 bandejas, mediante elproducto del numero de bandejas por el peso de cada una de ellas como se muestra acontinuación: (Ecuacion 34)Teniendo ya el peso de las bandejas procedemos a continuación a establecer un criterioadecuado para la selección de la velocidad del sistema; tomando como parámetro baseque no se desea estancamiento del material, damos al sistema 3 la velocidad igual alsistema 2, es decir, 50 pies/min.El sistema de sujeción de las bandejas será muy similar a las empleadas para sujetar laspaletas en el sistema 1. De igual forma, las catarinas a emplear serán similares a las delsistema 1.La longitud del sistema 3 se establece en 10 metros, ya que esta distancia permite untramo horizontal de 5 metros y un plano inclinado de 5 metros, en algún punto del cualserá la descarga del sistema 2. En el plano inclinada se va a tomar una inclinación de 30°,valor que será ajustado a posteriori una vez que sea instalado el sistema.Calculo para el motor del sistema.Parametros dinámicos.Definidos ya los valores cinemáticos del sistema compuesto por las dos cadenas, elconjunto de bandejas y las catarinas, nos queda ahora cuantificar los parámetrosdinámicos, es decir, aquellos relacionados con las fuerzas internas y externas a queestarán sometidos los distintos componentes del conjunto.
  • 100. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 100Empleando la expresión para estimar el esfuerzo máximo de giro en la línea de paso de laCatarina del cabezal. Para ello se emplea la siguiente expresión: (ecuación 13) Donde:W´ = peso por pie del elemento (lb)L = Longitud del transportador (Pie)F = Coeficiente de friccion del elemento = Peso del material por pie del transportador (Lb) = Coeficiente de friccion del material = Angulo de inclinación respecto a la horizontalComo ya esta definida la longitud de la cadena, el numero de bandejas y el numero deasas de sujeción de las bandejas, podemos calcular el peso de todo el conjunto y dividirloentre la longitud total de la cadena (en pies) para obtener el valor de “W´”.Recopilando datos: Tabla N°12 Resumen de datos obtenidos ELEMENTO CALCULO PESO CADENA 44,4 m x 13,3 Kg/m 590,52 Kg BANDEJAS 44 bandejas x 22 kg / bandeja 968 Kg ASAS DE 176 asas x 1,6 Kg/asa 281,6Kg SUJECIÍN ESLABONES 2 uniones x 2 Kg/unión 4 Kg DE UNION Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Sustituyendo los valores respectivos tenemos:El peso total de todo el sistema es entonces de 1844,12Kg. Ahora obtenemos el termino“W´” efectuando la división entre el peso total obtenido y la longitud total de la cadena,sustituyendo y calculando obtenemos: W´ = 41,53 Kg por metro de cadena.
  • 101. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 101Dicho valor es igual a 27,91 libra por pie de cadena. Para calcular el factor a sumarque corresponde al peso del material cargado por pie de longitud y que forma parte delvalor de “ ”, se tiene:Obtenemos el peso del XXXX ( ), el cual es de 915,45 Lb.Ahora para obtener el valor de “ ” el peso de mterial por pie, con una velocidadpreviamente seleccionada igual a 50 y una distancia de 32,8 pies (10 m), se procedea calcular el tiempo de recorrido, a través de la expresión mostrada a continuación:Una vez calculado el tiempo máximo del equipo cargado, teniendo ṁ = 9,45 ton/hr, lo quees igual a 9,45 toneladas cada 60 minutos, con lo cual se obtiene que para el tiempo de0,66 min el flujo máximo sera de 0,1040 toneladas, siendo esta cantidad igual a 104 Kg(6,99 ) el peso del todo el material.Con todos estos datos calculamos el valor del esfuerzo máximo:  = 915,45 Lb  L = 229,27 Lb  = 30°  = 0,33  = 0,4  F COS α = 0, 2858  COS α = 0, 3464Sustituyendo y efectuando obtenemos: ESFUERZO MÁXIMO = 717,33 Lb (3192,82 N)El numero obtenido anteriormente, se procede a redondearlo por el superior inmediato718 lb para asi garantizar que cumpla con los requerimientos de tensión para el sistemaen si. Para la selección de las catarinas al igual que en el sistema N°1, se procede abuscar el manual del fabricante da recomendaciones de uso en base a la cadenaseleccionada (Ver anexo N°7). De las opciones planteadas por el fabricante seleccionamoslas catarinas correspondientes a la siguiente denominación:
  • 102. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 102 CATARINA RD 26-Z 11.El resto de los dispositivos de acople para este sistema como uniones (Ver anexo N°8) yasas para la sujeción de las bandejas (Ver anexo N°9) serán seleccionados directamentedel catalogo, siguiendo, como en el caso de las catarinas, una de las opcionesrecomendadas por el fabricante.Potencia del motor.Para el siguiente sistema se puede obtener la potencia del motor mediante la expresión. (ecuación 18), Donde:T = Esfuerzo máximo = Tension máxima (lb) = 718 lbV = Velocidad del sistema = 50Sustituyendo los valores, se tiene:De donde obtenemos que la potencia teorica requerida es de 1,04 HP. El valor obtenidopara la potencia del motor deber ser corregido en base a varios factores al igual comoocurrio en el sistema 1. Es de normal consideración tomar el incremento del 10% en lapotencia del motor para compensar la friccion en los cojinetes terminales, más un 10%por las perdidas en los engranajes del reductor de velocidad, más 10% para compensarlas cargas de arrasque o súbitas. En base a esta consideraciones tenemo una potencia delmotor de: POT. MOTOR = 2 HP.Selección del motor comercialPara la selección de un motor comercial debemos calcular el momento torsor. MT = T x R (Ecuacion 19)Donde:T = Tension máxima (Expresada en N)R = Radio de la CatarinaSustituyendo tenemos:MT = 3192, 82 N x 0,3515 m = 1122,27 N m.Con el momento torsor y el equivalente en KW de los 2 HP para la potencia del motor (1,5KW) se procede a seleccionar el motor Serie F EURODRIVE modelo F15797DV100M4(Ver anexo N°27).
  • 103. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 1033.5 Levantamiento de planos del sistema mecánico, acorde a los parámetros yaestablecidos.A través de esta etapa se presentan las dimensiones de cada uno de los componentes queintegran los sistemas propuestos, los cuales se encuentran comprendidos en tres (03):tanque reservorio de agua con paleta raspadora, transportador de banda de goma, yelevador inclinado de bandeja.Sistema 1: tanque reservorio de agua con paleta raspadora. A continuación se presentaen la figura N°23 las dimensiones del tanque. Para obtener mayor detalle de cadacomponente del tanque (ver anexo N°28). Figura N°23 Dimensiones del tanque de enfriamiento. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Adicionalmente el tanque de enfriamiento está compuesto internamente por una serie deelementos como son catarinas, cadena, y paleta raspadora, los cuales se presentan acontinuación (ver figura N°24). Figura N° 24 Catarina para sistema 1.
  • 104. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 104Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)En resumen el sistema 1 constará de 6 Catarinas, de las cuales la más elevada es laCatarina motriz, y existen dos pares de Catarinas conducidas que están ubicadas en elinterior del tanque. Estas catarinas están apoyadas en unos ejes (Ver figura N°25), el pesototal de este conjunto seria soportado por dos estructuras externas al tanque. La uniónentre el eje y estas estructuras externas serán mediante chumaceras. Figura N°25 EjeFuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)
  • 105. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 105Posteriormente, se procede a diseñar los eslabones que conformarán la cadena (Ver figuraN° 26), es importante resaltar que esta cadena será empleada tanto para el sistema 1como para el sistema 3, por lo cual tendrá doble propósito, para el primer caso será elmedio de transporte de paletas raspadoras, mientras que para el segundo caso contendrálas bandejas que forman el sistema 3. Figura N° 26 Eslabones que conforman la cadena internaFuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Según datos del fabricante CICSA (Ver anexo XXX), se debe colocar cada 16 metros decadena un eslabón especial de unión entre dos eslabones (Ver figura N° 27), de forma talde garantizar que no existirá fraccionamiento de la misma por exceso de esfuerzosometido. Figura N° 27 Unión especial para eslabones
  • 106. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 106 Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Una vez diseñados los eslabones que conforman la cadena para el sistema de transporte1, se procede a esbozar las asas que fijaran las paletas raspadoras a la cadena.Cabe destacar que las paletas estarán sujetas a la cadena a través de dos asas (Ver figuraN° 28) ubicadas cada una de ellas en los extremos de la paleta.
  • 107. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 107 Figura N° 28 Asas de pie plano GP Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Luego, de tener las asas que fijan las paletas, se procede a bosquejar paleta (ver figuraN° 29) teniendo en consideración los valores definidos anteriormente comorequerimientos básicos para el arrastre del material.
  • 108. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 108 Figura N° 29 Diseño de paletaFuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Finalmente, una vez diseñada tanto las asas que fijan las paletas como las paletas en sí(Ver figura N°30), se muestra la siguiente figura para observar a mayor detalle cómo secomplementan ambos sistemas. Figura N° 30 Sistema de asa sujetadora con paleta
  • 109. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 109Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Sistema 2: Transportador de banda de goma. Este sistema está conformado por unaserie de rodillos como el que muestra a continuación: Figura N° 31 Rodillos de la banda transportadora Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Cabe destacar que los rodillos que conforman este sistema estarán dispuestossecuencialmente uno posterior al otro (Ver figura N° 32), mostrando una estructuracontinua como se ve en la siguiente figura:
  • 110. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 110 Figura N°32 Dimensiones transportador de banda de goma.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Sistema 3: Elevador inclinado de bandeja. Debido a que el sistema estaráconformado por la misma cadena del sistema 1, los eslabones y las uniones especiales quelo componen poseen las mismas dimensiones. Cabe destacar que las catarinas a emplearen este sistema serán también las mismas del sistema 1. Con que se puede inferir que a
  • 111. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 111este sistema se le fijaran en vez de paletas, las bandejas para trasnportar el vidrio a sudestino final.En la siguiente figura se pueden observar los parámetros de diseño requeridos para laelaboración de las bandejas (Ver figura N° 33) mencionadas anteriormente. Figura N° 33 Diseño de bandejas. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)FASE IV: VALIDACIÓN DEL SISTEMA DE RECICLAJE INTERNO DE VIDRIO.Esta fase tiene como finalidad evaluar el sistema propuesto en el Trabajo Especial deGrado por un grupo de expertos en los tópicos de producción de envases de vidrio,mejoramiento continuo, y productividad con la finalidad de validar la solución que ha sidodiseñada anteriormente y además de esto obtener aportes a la investigación realizada quecomplementen las acciones que deben ser tomadas en el caso – estudio.4.1 Definición el perfil de los expertos necesarios para la validación.Para llevar a cabo la validación del sistema propuesto, se procede a la selección de ungrupo de expertos relacionados con el tema de estudio, quienes poseen experiencia entópicos como procesos productivos de envases de vidrio, sus etapas y las diversasvariables que inciden, adicionalmente de expertos en el área de diseño de sistemas detransporte, manejo eficiente de materiales, y mejoramiento continuo en el área de
  • 112. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 112 producción, de esta forma se aportan oportunidades de mejora que según el juicio del panel de expertos son necesarias para una futura implantación del sistema propuesto. A continuación se presentan los datos de los especialistas seleccionados, señalando específicamente sus nombres, profesión, área en el que se desenvuelven, años de experiencia: Cuadro Nº15. Información de expertos para la validación. Nombre Profesión Área Experiencia (Años) Lenin González Ing. Eléctrico Coordinador de proyectos en OI-Los 5 guayos. Boris Hernández Ing. Mecánico Intendente departamento Silos y 8 Hornos Ramón Darío Ing. Mecánico Intendente departamento de 15 Mantenimiento General Ángel Zambrano Ing. Industrial Intendente de planta de fuerza 10 Vanesa Márquez Ing. Industrial Intendente de Mejoramiento 8 Continuo Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011) 4.2 Definición de criterios para la evaluación de especialistas. La revisión del sistema diseñado elaborado para la empresa caso estudio, se llevó a cabo mediante el diseño de un instrumento de valoración que permite su validación por medio de criterios establecidos. Cada criterio se encuentra conceptualizado y se muestra la escala de valores que se utilizarán para la validación, la cual está evaluada entre los valores del 1 al 5, representando 1 el valor muy bajo y 5 el valor muy alto y en el caso del criterio de tiempo y costos al inverso. Cuadro Nº16. Criterios utilizados para la validación. Nombre Escala de evaluación de los criterios. Concepto del del criterio. criterio. 1 2 3 4 5 Es la capacidad que tiene el sistema diseñado de ser Muy baja Baja Medianamente Altamente Muy altaAplicabilidad implantado en la aplicabilidad aplicabilidad aplicable aplicable aplicabilidad empresa caso estudio.
  • 113. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 113 Se refiere al aporte adicional y diferenciador que Muy alto Valor ofrece el sistema Muy bajo valor Bajo valor Mediano valor Alto valor valoragregado. diseñado al proceso agregado. agregado agregado agregado agregado productivo de la empresa caso estudio. Se define como el valor agregado que tiene el sistema diseñado, con respecto al uso de Muy baja Baja Medianamente Altamente MuyInnovación. nuevos métodos, innovación. innovación. innovador. innovador innovador. procedimientos y tendencias permitiendo esto la obtención de mejores resultados. Es la trascendencia o efecto multiplicador del el Muy bajo Mediano Alto Muy alto Impacto. Bajo impacto sistema diseñado en impacto impacto impacto impacto el proceso productivo. Está dirigido a evaluar el tiempo requerido para Largo Muy largo Tiempo. Inmediato Corto plazo Mediano plazo implantar la plazo plazo alternativa de solución propuesta. Se refiere a los costos que generara el desarrollo e implementación de Muy poco Medianamente Costo. Poco costoso Costoso Muy costoso la solución costoso costoso propuesta para la empresa caso estudio. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011) 4.3 Elaboración el instrumento para evaluar el sistema propuesto. Después de haber determinado los criterios y la escala de evaluación a utilizar, el instrumento fue evaluado por el panel de expertos seleccionado de forma tal que emitieran sus opiniones sobre el diseño del sistema propuesto para el área de sótano de OI-Los Guayos. El instrumento consta de 10 preguntas, las cuales fueron elaboradas tomando en consideración los criterios anteriormente establecidos (Ver anexo N°29).
  • 114. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 114 Cuadro Nº17. Preguntas del instrumento de validación. Escala.N° Pregunta. 1 2 3 4 5 ¿En qué nivel considera usted que el sistema mecánico de reciclaje interno de vidrio1 propuesto podrá satisfacer las necesidades de la empresa Owen Illinois de Venezuela C. A? ¿En qué grado considera usted que el sistema mecánico de reciclaje interno de vidrio2 propuesto podrá adaptarse a las condiciones de la empresa Owen Illinois de Venezuela C. A? ¿Qué nivel de aplicación considera usted que el sistema mecánico de reciclaje interno de3 vidrio propuesto para la empresa caso estudio? ¿En qué medida el sistema mecánico de reciclaje interno de vidrio propuesto representa4 un factor de cambio en la cultura productiva de la empresa en estudio? ¿En qué nivel considera usted que la con la futura implementación del sistema propuesto5 posee un grado de innovación entre otras soluciones? ¿En qué magnitud ayudaría la solución planteada en la disminución de residuos en los6 procesos productivos de la empresa caso estudio? ¿Qué nivel de trascendencia se puede generar en la empresa caso estudio con la futura7 implementación del sistema propuesto? ¿Cómo cree usted que serán los tiempos de implementación del sistema propuesto en la8 empresa caso estudio? ¿Cómo cree usted que serán los tiempos para percibir los resultados de la implementación9 de la propuesta planteada? ¿Cómo piensa usted que serán los costos generados por el desarrollo de la propuesta10 planteada? Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011). 4.4 Aplicación el instrumento para validar el sistema propuesto. A continuación se analizan las respuestas generadas por el panel de expertos que evaluó la propuesta planteada para la empresa caso estudio, se tabulan y grafican los resultados para facilitar su entendimiento. Cuadro Nº 18. Análisis del resultado de la pregunta Nº 1. ¿En qué nivel considera usted que el sistema mecánico de reciclaje interno de Pregunta. vidrio propuesto podrá satisfacer las necesidades de la empresa Owen Illinois de Venezuela C. A? Respuesta Frecuencia Porcentaje Tabulación. Muy baja 0 0%
  • 115. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 115 aplicabilidad. Baja aplicabilidad 0 0% Medianamente 1 20% aplicable. Altamente aplicable 3 60% Muy alta aplicabilidad. 1 20% Grado de satisfacción de las necesidades de la empresa 0% 0% 20% 20% Muy baja aplicabilidad.Gráfica. Baja aplicabilidad Medianamente aplicable. 60% Altamente aplicable Muy alta aplicabilidad.Análisis. La gráfica presentada anteriormente refleja que el 20% del panel de expertos consultado, considera que el sistema diseñado tiene una muy alta aplicabilidad, a diferencia de un 60% que opina que es altamente aplicable, dejando un 20% de los expertos que considera que tiene muy alta aplicabilidad.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 116. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 116 Cuadro Nº 19. Análisis del resultado de la pregunta Nº 2. ¿En qué grado considera usted que el sistema mecánico de reciclaje interno de Pregunta. vidrio propuesto podrá adaptarse a las condiciones de la empresa Owen Illinois de Venezuela C. A? Respuesta Frecuencia Porcentaje Muy baja 0 0% aplicabilidad. Tabulación. Baja aplicabilidad 0 0% Medianamente 0 0% aplicable. Altamente aplicable 3 60% Muy alta aplicabilidad. 2 40% Grado de adaptabilidad del sistema propuesto 0% 0% 0%Gráfica. 40% Muy baja aplicabilidad. Baja aplicabilidad 60% Medianamente aplicable. Altamente aplicable Muy alta aplicabilidad. Análisis. La gráfica presentada anteriormente refleja que el 40% del panel de expertos consultado, considera que el sistema propuesto tiene una muy alta aplicabilidad, a diferencia de un 60% que opina que es altamente aplicable. Se puede concluir que la propuesta planteada tiene una alta capacidad de ser implementada en la empresa caso estudio.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 117. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 117 Cuadro Nº 20. Análisis del resultado de la pregunta Nº 3. ¿Qué nivel de aplicación considera usted que el sistema mecánico de reciclaje Pregunta. interno de vidrio propuesto para la empresa caso estudio? Respuesta Frecuencia Porcentaje Muy baja 0 0% aplicabilidad. Tabulación. Baja aplicabilidad 0 0% Medianamente 1 20% aplicable. Altamente aplicable 3 60% Muy alta aplicabilidad. 1 20% Aplicabilidad del sistema propuesto 0% 0% 20% 20% Muy baja aplicabilidad.Gráfica. Baja aplicabilidad Medianamente aplicable. 60% Altamente aplicable Muy alta aplicabilidad. Análisis. La gráfica presentada anteriormente refleja que el 20% del panel de expertos consultado considera que el sistema diseñado posee una muy alta aplicabilidad, a diferencia de un 60% que piensa que estas serán altamente aplicables, y un 20% considera que es medianamente aplicable. Se puede concluir que el sistema diseñado posee una alta capacidad de ser implementado en la empresa caso estudio.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 118. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 118 Cuadro Nº 21. Análisis del resultado de la pregunta Nº 4. ¿En qué medida el sistema mecánico de reciclaje interno de vidrio propuesto Pregunt representa un factor de cambio en la cultura productiva de la empresa en a. estudio? Respuesta Frecuencia Porcentaje Muy baja valor 0 0% agregado. Bajo valor agregado. 0 0% Tabulación. Mediano valor 0 0% agregado. Alto valor agregado. 0 0% Muy alto valor 5 100% agregado. Factor de cambio en la empresa caso estudio 0% 0% 0% 0%Gráfica. Muy baja valor agregado. Bajo valor agregado. Mediano valor agregado. 100% Alto valor agregado. Muy alto valor agregado. Análisis. En la gráfica anterior se indica que el 100% de los expertos consultados están de acuerdo en que el sistema propuesto representa un factor de cambio en la cultura productiva de la empresa, opinando que genera un muy alto valor agregado. Por lo que se puede concluir que la solución planteada posee un alto valor agregado en caso de que se implemente en la empresa y ayudara a mejorar los factores culturales de la misma.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 119. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 119 Cuadro Nº 22. Análisis del resultado de la pregunta Nº 5. ¿En qué nivel considera usted que la con la futura implementación del sistemaPregunta. propuesto posee un grado de innovación entre otras soluciones? Respuesta Frecuencia Porcentaje Muy baja 0 0% innovación. Baja innovación. 0 0%Tabulación. Medianamente 0 0% innovador. Altamente 0 0% innovador Muy innovador. 5 100% Grado de innovación del sistema propuesto 0% 0% 0% 0% Muy baja innovación.Gráfica. Baja innovación. Medianamente innovador. 100% Altamente innovador Muy innovador.Análisis. En la gráfica anterior se indica que el 100% de los expertos consultados están de acuerdo en que el sistema diseñado representa un elemento diferenciador en la cultura productiva de la empresa, opinando que es muy innovador. Se puede concluir que el sistema propuesto posee un alto valor innovador, aportando nuevos procedimientos y metodologías que permitan llevar a cabo las actividades desarrolladas en el área de sótano de la empresa caso estudio.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 120. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 120 Cuadro Nº 23. Análisis del resultado de la pregunta Nº 6. ¿En qué magnitud ayudaría la solución planteada en la disminución dePregunta. residuos en los procesos productivos de la empresa caso estudio? Respuesta Frecuencia Porcentaje Muy bajo impacto. 0 0%Tabulación. Bajo impacto. 0 0% Mediano impacto. 1 20% Alto impacto. 3 60% Muy alto impacto. 1 20% Impacto en la disminución de desechos 0% 0% 20% 20% Muy bajo impacto.Gráfica. Bajo impacto. Mediano impacto. Alto impacto. 60% Muy alto impacto.Análisis. En la gráfica anterior se puede observar que el 60% del panel de expertos consultado está de acuerdo que al sistema propuesto posee un muy alto nivel de impacto y el otro 20% indico que dicha propuesta es de alto impacto, y un 20% considera que tiene mediano impacto. Se puede concluir que la solución planteada tiene un nivel de alto nivel de impacto por lo que puede ayudar a la disminución de residuos en los procesos productivos de la empresa caso estudio, generando mejoras a mediano y largo plazo.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 121. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 121 Cuadro Nº 24. Análisis del resultado de la pregunta Nº 7. ¿Qué nivel de trascendencia se puede generar en la empresa caso estudio con laPregunta. futura implementación del sistema propuesto? Respuesta Frecuencia Porcentaje Muy bajo impacto. 0 0% Bajo impacto. 0 0%Tabulación. Mediano impacto. 0 0% Alto impacto. 0 0% Muy alto impacto. 5 100% Nivel de transcendencia con la futura implementación del sistema 0% 0% 0% Muy bajo impacto.Gráfica. Bajo impacto. Mediano impacto. Alto impacto. 100% Muy alto impacto.Análisis. En esta gráfica se puede observar que el 100% del panel de expertos consultado opina que la solución planteada posee un muy alto impacto por lo que causara efectos duraderos dentro de la empresa caso estudio. En conclusión a lo anteriormente expuesto, el sistema mecánico propuesto tiene un muy alto nivel de transcendencia cuando se aplica de la manera correcta y los resultados son percibidos a corto y mediano plazo.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 122. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 122 Cuadro Nº 25. Análisis del resultado de la pregunta Nº 8. ¿Cómo cree usted que serán los tiempos de implementación del sistemaPregunta. propuesto en la empresa caso estudio? Respuesta Frecuencia Porcentaje Inmediato. 0 0% Corto plazo. 0 0%Tabulación. Mediano plazo. 2 40% Largo plazo. 3 60% Muy largo plazo. 0 0% Tiempos de implementación 0% 0% 0% 40% Inmediato.Gráfica. Corto plazo. 60% Mediano plazo. Largo plazo. Muy largo plazo.Análisis. En la gráfica anterior se puede observar que el 40% del panel de expertos opina que los tiempos de implementación de la propuesta serán de mediano plazo, por otra parte el otro 60% de los expertos opina que tendra un largo plazo. Se puede concluir que el sistema propuesto puede ser implementada en periodos de tiempo medianamente largos.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 123. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 123 Cuadro Nº 26. Análisis del resultado de la pregunta Nº 9. ¿Cómo cree usted que serán los tiempos para percibir los resultados de la Pregunta. implementación de la propuesta planteada en el departamento de producción de la empresa caso estudio? Respuesta Frecuencia Porcentaje Inmediato. 1 20% Corto plazo. 3 60% Tabulación. Mediano plazo. 1 20% Largo plazo. 0 0% Muy largo plazo. 0 0% Tiempo de percepción de resultados 0% 0% 20% 20% Inmediato. Gráfica. Corto plazo. Mediano plazo. Largo plazo. 60% Muy largo plazo. En la gráfica anterior se puede observar que el panel de expertos opina que los tiempos para percibir resultados de la solución planteada son de inmediato un 20%, a corto plazo un 60% y por otra parte un 20% opina que serán a mediano plazo. Análisis. Se puede concluir que el sistema propuesto puede dar resultados en periodos cortos de tiempo lo que resulta una ventaja para la empresa caso estudio.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 124. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 124 Cuadro Nº 27. Análisis del resultado de la pregunta Nº 10. ¿Cómo piensa usted que serán los costos generados por el desarrollo de la Pregunta. propuesta planteada? Respuesta Frecuencia Porcentaje Muy bajo costo. 0 % Bajo costo. 0 % Tabulación. Mediano costo. 3 60% Alto costo. 1 20% Muy alto costo. 1 20% Costos de implementación 0% 0% 20% Muy bajo costo. Gráfica. Bajo costo. 20% 60% Mediano costo. Alto costo. Muy alto costo. En la gráfica anterior se puede observar que el 20% del grupo de expertos opina que los costos generados por el desarrollo de la solución planteada serán muy altos, otro 20% consideran que sera alto, a diferencia del 60% que opina que seran de medianos costos. Análisis. Se puede concluir que el sistema mecanico propuesto genera medianos costos de implementación sino por el contrario genera bajos costos con respecto a los beneficios economicos que son percebidos luego de su implementación.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 125. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 125FASE V: REALIZACIÓN DE ESTIMACIÓN FINANCIERA PARA IMPLEMENTAR ELSISTEMA DISEÑADO.En esta fase se determinan los cálculos financieros necesarios para establecer cuál es elmonto de los recursos económicos necesarios para llevar a cabo el proyecto. De estemodo, se evalúa la disponibilidad en el mercado de los elementos que componen elprototipo, luego se determinan los costos de implementación del proyecto.5.1 Estimación de costos del sistema implementado en la actualidad, definiendotodos los elementos que en el intervienen (mano de obra, energía,mantenimiento).A través de la tabla que se presenta a continuación se muestra los costos incurridosactualmente en el área de sótano por concepto de manejo y transporte del materialremanente del proceso productivo, es importante resaltar que para la empresa sonconsiderados costes generados por el área tanto a las maquinarias como son losmontacargas, y la reposición de cada uno de sus componentes, así como también elpersonal que labora en dicha área, ya sea personal de limpieza como operarios,adicionalmente de actividades de limpieza rutinarias que deben realizarse. Tabla N° 13 Desglose de costos mensuales en el área de sótano. PRECIO PRECIO ITEM CONCEPTO CANTIDAD UNITARIO UNITARI TOTAL (Bs) (USD) O (Bs) 1. POR CONCEPTO DE MAQUINARIAS. Costo mensual por equipos en 1 5 46500,00 232500,00 sótano (montacargas) Reposición mensual de cauchos 2 de equipos en sótano (5 por 20 2120,93 42418,60 montacargas) Dispositivos de almacenaje 3 48 - - (Tolvas) SUB- TOTAL COSTO DE MAQUINARIA (Bs) 274918,6 2. POR CONCEPTO DE MANO DE OBRA. Uso mensual de operadores en 5 4 6508,00 78096,00 el área de sótano (por turno) Costo mensual de personal de 6 4 5830,00 23320,00 limpieza en el área de sótano Costos mensuales por 7 4 7549,28 90591,36 beneficios contractuales SUB- TOTAL COSTO DE MANO DE OBRA (Bs) 192007,36 TOTAL COSTOS MENSUALES EN EL AREA DE SOTANO (Bs) 466925,96
  • 126. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 126 Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Con la tabla mostrada anterior mente se puede concluir que la empresa posee unos costosmensuales aproximados de 466925,96Bs, esto es debido a que las condicioneseconómicas del país y por ende del sector no garantizan la estabilidad de los costes, loscuales pueden variar dependiendo del estado económico del país. Sin embargo estoscostos son de toda el área que abarca sótano, conociendo que el valor correspondiente enporcentaje de gastos generados es de 24,9275 del costo mensual total en el área desotano, por lo cual el costo aproximado del área (planta C) en estudio es igual a116392,78Bs mensuales.Cabe resaltar que una parte importante de estos costos se debe en primera instancia a lafalta de automatización de los procesos, adicionalmente de que la empresa no cuenta conmaquinarias (montacargas propios), sino que los mismos son alquilados mensualmente.Aunado a esto se encuentra también la falta de mantenimiento preventivo tanto de loscontenedores (tolvas) así como también de las instalaciones que comprenden dicha área.Es importante mencionar, que el área de sótano, es el área con más riesgo de incendiodentro de la planta debido a las condiciones del espacio y del material laborado, y esfundamental para el pleno funcionamiento de las maquinarias de la empresa ya quedebido a la continua segregación natural de desechos del proceso se garantiza la noobstrucción de las mismas.Existen otros gastos no directos que inciden sobre las actividades llevadas en el área desótano, y estos costes son referidos a las pérdidas que la empresa reporta debido a la noreutilización del vidrio desechado, como es el caso del ahorro de energía y materia prima.Esto debido a que cada tonelada de vidrio reciclado ahorra 1,15 toneladas de materiaprima virgen, reutilizando al menos el 80% del material desechado que actualmentesegrega la planta C (7,56ton), es decir se produce un ahorro de 8,69ton en materia prima.5.2 Determinación del costo de la alternativa propuesta.Mediante la determinación de los precios de cada uno de los componentes del sistema sepudo presupuestar el costo total de materia prima e insumos. A continuación, se muestranlas tablas de los presupuestos de costos. Tabla N° 14 Presupuesto de costos de materia prima. PRECIO PRECIOITEM CONCEPTO CANTIDAD UNIDAD UNITARIO UNITARIO TOTAL (Bs) (USD) (Bs) 1 Bandas Solar Shield 65 Metros 7307,69 475000,00 Motor EURODRIVE 2 1 Unidad 267795,00 267795,00 K187R97DV13254 Motor EURODRIVE 3 1 Unidad 37575,00 37575,00 KA97DV100M4 Motor EURODRIVE 4 1 Unidad 27967,00 27967,00 F15797DV100M4
  • 127. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 127 Barras macizas 5 6 Unidades 2116,66 12700,00 (para ejes) Paletas 6 609,6 mmx127 mmx7 23 Unidades 176,00 4048,00 mm Tanque 7 1 Unidad 39000,00 39000,00 22 m x1,3 mx 1,2 m 8 Asas pie de plano GT 222 Unidades 110,00 22000,00 Estructura compuesta con bastidor (sin 9 1 Unidad 28000,00 28000,00 rodillos), soporte para el sistema 2 Estructura de soporte 10 1 Unidad 21000,00 21000,00 para el sistema 3 Bandejas 11 44 Unidades 318,00 13992,00 0,6 m x 0,5 m x 0,03 m 12 Cadena CICSA LH26 135 Metros 128,14 17300,00 Catarinas, Diámetro 13 12 Unidades 4000,00 48000,00 nominal =70,3cm 14 Polea Motriz Recubierta 1 Unidad 30000,00 30000,00 15 Polea conducida 1 Unidad 12000,00 12000,00 TOTAL COSTO DE MATERIA PRIMA (Bs) 1056377,00Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011) Tabla N° 15 Presupuesto de costo de mano de obra. COSTO HORA/HOMBRE PERSONAL NRO. HORA/HOMBRE TOTAL (Bs) (HH) (Bs/HH) Personal especializado en montaje y ensamblaje del 12 80 116,66 112000,00 sistema de completo. COSTO TOTAL DE MANO DE OBRA (Bs) 112000,00 Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)
  • 128. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 128 Tabla N° 16 Costo total de la implementación del sistema. CONCEPTO TOTAL (Bs) Costo de materia prima 1056377,00 Costo de mano de obra 112000,00 COSTO TOTAL DEL PROYECTO (Bs) 1168377,00 Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)De acuerdo con la tabla mostrada anteriormente, se establece que los costos de materiaprima e insumos necesarios para el ensamblaje y puesta en marcha del sistema suma1056377,00 Bs. Por otro lado, los costos de mano de obra son iguales a 112000,00Bs., generando así un valor de Bs. 1168377,00 como costo total del proyecto,representando el ensamble del sistema de reciclaje de desechos.5.3 Análisis de la relación costo-beneficio de la implementación del sistemaEsta actividad representa el final del estudio de viabilidad financiera del proyecto, con ellase pudo evidenciar que el desarrollo de este proyecto es viable a nivel financiero. Acontinuaciones se presentan los cálculos financieros que se realizan con una proyección aun (1) año, con base en valores de períodos mensuales.Con los valores del beneficio obtenido, por gastos no generados en el área de sótanodurante el primer año de utilización del sistema propuesto, se procedió a aplicar dosindicadores financieros de evaluación de proyectos, como son: la relación costo beneficio(BC) y la relación Beneficio-Costo y el Tiempo de Recuperación de la Inversión (TRI). Paraestos cálculos no se utilizó actualización con ninguna Tasa de Descuento, en vista de quela evaluación se hace en un período de un solo año, considerando solo valores mensuales.A continuación se presentan las dos ecuaciones a utilizar para la realización de dichoscálculos. La primera de ellas se refiere al cálculo de la relación Beneficio – Costo, y lasegunda de ellas empleada para definir el tiempo de recuperación de la inversión, todoesto considerando como base para la realización de dichos valores el manual para laformulación y evaluación de proyectos (FONCREI).
  • 129. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 129FASE VI: SIMULACIÓN DE LA SOLUCIÓN MEDIANTE LA CONSTRUCCIÓNDE UN PROTOTIPO.Con el desarrollo de esta fase se pretende mostrar el bosquejo de la solución previamentediseñado, mediante la construcción de un prototipo virtual con la utilización de softwaredel sistema de reciclaje.6.1 Estudiar los diferentes sistemas de software de simulación, para definir elmás adecuado a las necesidades de la investigación.Actualmente en el mercado existen números software que pueden ser utilizados para losfines de esta investigación, entre los cuales se puede hacer mención a Autocad, AutodeskInventor, Google Skecth, entre otros, es por ello que a continuación se presenta un cuadrocomparativo con dichos programas, a fin de determinar cuál es el más adecuado parasimular la solución planteada en el presente trabajo de grado. Cuadro N° 28 Comparación de Software Muestra Fácil de Fácil de los Simula en Disponibilidad DiseñaBeneficios adquirir manejar resultados 3D de tutorialesSoftware deseadosAutocadGoogleSketch upAutodeskInventorFuente: González, R., Novaihed, S. (2011).Una vez comparados los software disponibles, con respecto a facilidad de adquirirlo,facilidad de manejar, el cual diseñe y simule en 3D, adicionalmente de que se muestrenlos procesos de la forma en que se desean, en base a esto para efectos de estainvestigación se utilizara el programa Autodesk Inventor para mostrar el funcionamientodeseado en el sistema.
  • 130. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 1306.2 Elaborar el levantamiento de planos en el software seleccionado, acorde alas especificaciones del sistema.Una vez definido el software con las condiciones adecuadas para la simulacióndeseada del proceso, se plantean a continuación la secuencia de diseño como se hade apreciar dichos sistemas en la realidad. Basándose en que todo gira en base a latemperatura del vidrio, se inicio con el sistema definido anteriormente como N°1, yel cual está comprendido por dos elementos, en primer lugar un tanque rectangularcon un extremo inclinado (Ver figura N°34), el cual se muestra a co ntinuación: Figura N°34. Estructura del tanque de enfriamiento.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2010)En segundo lugar posee una cadena interna la cual esta soldada al tanquemediante unos ejes especiales, la cual se puede observar a través de la figuraN°35.
  • 131. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 131 Figura N°35 Cadena de paleta raspadora.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)De la unión de ambos elementos se obtiene como sistema final el tanque reservoriode agua, con cadena de paleta raspadora (Véase figura N°36) Figura N°36 Tanque con cadena de paleta raspadora. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Para continuar se procede a diseñar el sistema N° 2, el cual consta de una bandatransportadora de goma, como se presenta en la siguiente figura (Ver figura N°37).
  • 132. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 132Inicalmente se debe disposicionar los sistemas de rodillos a distancias y parmetrospreviamentes establecidos en la etapa de diseño, y según especificaciones delfabricante. Figura N° 37 Disposicion de sistemas de rodillos Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)El cual finalmente una vez seleccionada y colocada la banda se observa de lasiguiente manera (Ver figura 38): Figura N° 38 Transportador de banda de goma. Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Posteriormente, se elabora el levantamiento de planos del 3er sistema propuesto (Véasefigura N°39) el cual consta de un elevador inclinado de bandejas.
  • 133. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 133 Figura N°39 Elevador inclinado de bandejasFuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Para culminar se procede a coordinar los punto de encuentro de los tres (03) sistemas delas forma que muestren una solución general, para ello es necesario sincronizar los puntode entrega de material de uno a otro, en el primer escenario se presentara del sistemaN°1 con referencia al sistema N°2 (véase figura N°40).
  • 134. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 134 Figura N°40 Puntos de entrega de material sistemas 1 y 2.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Posteriormente se procede a unir los puntos de descarga o entrega del material entre lossistemas 2 y 3. Para ello se muestra a continuación la siguiente figura: Figura N°41 Puntos de entrega sistemas 2 y 3.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)
  • 135. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 135Una vez integrados todos los sistemas conformando un solo sistema (véase figura N°42),se encuentra finalmente plasmada la solución. Figura N°42 Sistema de transporte interno de vidrio.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011)Una vez diseñada cada una de las partes del sistema se procede a definir lostiempos y acciones de cada una de ellas, para iniciar la secuencia en que debeaccionarse el sistema, mostrando a través de la simulación el funcionamiento dedicho sistema.
  • 136. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 136FASE VII: DEFINICIÓN DE LOS CRITERIOS DE UNIVERSALIDAD DEL SISTEMADISEÑADO.En esta fase se definió la aplicación que posee el sistema mecánico propuesto dentro decualquier empresa del sector de manufactura de envases de vidrio. Es importante resaltarque en el país actualmente, solo dos empresas producen envases de vidrio Owens Illinoisde Venezuela, en sus ambas plantas (OI-Los guayos y OI-Valera) y Produvisa, sinembargo a nivel mundial la empresa caso estudio posee aproximadamente 52 plantasdiferentes que trabajan con los mismos procedimientos y maquinarias, en las cuales puedeser implementado el sistema, adicionalmente de otras empresas que también conformandicho sector, es por esto que se listaron las características que deben de tener lasempresas del sector manufactura de envases de vidrio para poder aplicar la soluciónintegral de mejora en sus procesos productivos.7.1 Definición los criterios de universalidad que permitan al sistema seraplicado en cualquier organización.Se considera que el sistema diseñado puede ser aplicado en empresas que tengan lassiguientes características: Pertenecer al sector manufacturero de envases de vidrio. Presentan deficiencias en los procesos productivos debido a las altas tasas de residuos generados, lo que se traduce en un nivel de efectividad bajo. Posee restricciones de espacio en el espacio destinado para la recolección de desechos, por lo cual se requiere de automatización para optimizar los procesos. Altos costes administrativos y operativos producto de los procesos de recolección de vidrio remanente del proceso productivo. Proceso productivo genere residuos de puedan ser utilizados nuevamente como parte del proceso, y sean altamente abrasivos.Este sistema mecánico de recolección de vidrio remanente del proceso productivo es unplan de mejoramiento continuo no busca hacer una reingeniería de los procesos de lasempresas sino brindar las mejores prácticas y definición de estándares en los procesos demanejo de desechos para así incrementar la efectividad de la empresa, generardisminución en los costes de dicho procesos, garantizar condiciones seguras para lostrabajadores de la empresa, y adicionalmente fomentar una cultura de ahorro ypreservación de energía basado en la reutilización de los desechos provenientes de dichosprocesos.El sistema mecánico propuesto busca brindar a la empresa la opción de mejorar, planificary controlar sus procesos de manejo de desechos productivos mediante la automatizaciónde los mismos, así permitiendo conseguir incrementos en la productividad y disminuciónde los desperdicios de los procesos lo cual es buscado por todas las empresas del sectormanufacturero, y finalmente se traduce en disminución de costes y mejoras en losprocesos, garantizando productos finales adecuados a las necesidades de sus clientes.
  • 137. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 137 7.2 Evaluar y analizar los criterios de operatividad a través de la elaboración de un instrumento de recolección de datos sobre las empresas seleccionadas. Para evaluar la operatividad del sistema diseñado en empresas del sector manufacturero de envases de vidrio, primeramente fueron definidos el conjunto de criterios en base a los cuales se elaboró el instrumento de valoración (Ver cuadro N°29). Estos criterios están estrechamente relacionados con factores para garantizar el éxito global de futura implantación del sistema mecánico de recopilación de vidrio remanente del proceso productivo. Cuadro Nº 29. Criterios utilizados. Nombre Concepto del Escala de evaluación de los criterios. del criterio. criterio. 1 2 3 4 5 Es la capacidad que tiene el sistema diseñado propuesto de ser implantado en la empresa.Aplicabilidad Muy baja Baja Medianamente Altamente Muy alta aplicabilidad aplicabilidad aplicable aplicable aplicabilidad Se refiere al aporte adicional y diferenciador que ofrece el sistema diseñado de la empresa. Valor agregado. Muy bajo Bajo valor Mediano valor Alto valor Muy alto valor agregado agregado agregado valor agregado. agregado Valor agregado que tiene el sistema diseñado, con respecto al uso de nuevos métodos, procedimientos y tendencias permitiendo esto la obtención de mejores resultados.
  • 138. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 138Innovación. Muy baja Baja Medianamente Altamente Muy innovación. innovación. innovador. innovador innovador. Está dirigido a evaluar el tiempo requerido para implantar la alternativa de solución propuesta. Tiempo. Inmediato Corto plazo Mediano plazo Largo plazo Muy largo plazo Son los costos que generaran el desarrollo e implementación de la solución propuesta. Costo. Muy poco Poco costoso Medianamente Costoso Muy costoso costoso costoso Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011). Cuadro Nº 30. Escala de evaluación de los criterios utilizados. Nombre del criterio. Concepto del criterio. Escala de evaluación de los criterios Es la capacidad que tiene el sistema diseñado propuesto de Aplicabilidad. ser implantado en la empresa caso estudio. Si No Se refiere al aporte adicional y diferenciador que ofrece el sistema diseñado Si No para la empresa caso estudio. Valor agregado. Se define como la trascendencia o efecto multiplicador del Si No sistema diseñado dentro de la empresa. Impacto.
  • 139. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 139 Son los costos que generara el desarrollo e implementación de la solución propuesta para la empresa caso Si No estudio. Costo.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).Seguidamente se presenta a las empresas seleccionadas para la aplicación de los criteriosde universalidad (Ver cuadro N°31), al igual que una breve descripción de a que sededican: Cuadro Nº 31. Empresas seleccionadas para la aplicación de los criterios de Universalidad Empresas Fin de la empresa Empresa venezolana dedicada a la fabricación de envases de vidrio. PRODUVISA Empresa transnacional dedicada a la fabricación de envases de vidrio, sucursal de la empresa Owens OI- VALERA Illinois de Venezuela, C.AFuente: González, R., Novaihed, S. (2011).7.3 Elaboración del instrumento de validación.Después de haber determinado los criterios y la escala de evaluación a utilizar, se llevo elinstrumento al panel de empresas seleccionadas para que emitieran sus opiniones yevaluaciones del sistema diseñado. El instrumento consta de 8 preguntas, las cualesfueron elaboradas tomando en consideración los criterios antes establecidos (Ver anexoN°31).A continuación se presenta una serie de preguntas (Ver cuadro N°32), relacionadas conlos criterios de universalidad mencionados anteriormente con las diferentes respuestasposibles a responder.
  • 140. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 140 Cuadro Nº32. Instrumento aplicado a las empresas. Instrumento de validación. Aplicabilidad. 1. ¿Cree usted que el sistema planteado cumple con los Si__ No__ requerimientos necesarios para la adaptación en su empresa? Muy baja aplicabilidad___ 2. ¿Considera usted factible la implantación del sistema diseñado en las empresas que cuenten con diversas Baja aplicabilidad___ líneas de producción? Mediamente aplicable___ Alta aplicabilidad___ Muy alta aplicabilidad___ Valor agregado. 3. ¿La aplicación del sistema propuesto representa un factor de cambio y un elemento diferenciador en la cultura productiva de las empresas? Si__ No__ Impacto. 4. ¿Cree usted que la incorporación del sistema diseñado Si__ No__ aportara un factor diferenciador en sus procesos con respecto a otras empresas? 5. ¿Considera usted que el sistema propuesto brinda soluciones a las necesidades de manejo de vidrio remanente del proceso de su empresa? Si__ No__ Tiempo Inmediato___ 6. ¿Cómo cree usted que serán los tiempos de Corto plazo__ implementación del sistema diseñado en su empresa? Mediano plazo__ Largo plazo___ Muy largo plazo___ Costo Muy poco costoso___ 7. ¿Cómo le parece a usted que sería la inversión de una Poco costoso___ empresa que esté interesada en implementar el sistema diseñado para la mejora en sus procesos productivos? Medianamente costoso___ Costoso___ Muy costoso___
  • 141. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 141 8. ¿Cree usted que la empresa cuente con la inversión necesaria para aplicar el sistema diseñado en su empresa? Si__ No__Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).8.4 Interpretación de resultados.Una vez elaborado y aplicado al panel de expertos el instrumento de evaluaciónelaborado, los investigadores procedieron a analizar las respuestas generadas, de formatal que pudiesen ser obtenidas recomendaciones y observaciones generales sobre eldiseño realizado a lo largo de este Trabajo Especial de Grado. A continuación se muestranlos resultados obtenidos. Cuadro Nº 33. Análisis de la evaluación de universalidad, cumplimiento de requerimientos. ¿Cree usted que el sistema planteado cumple con los requerimientos necesarios para laPregunta. adaptación en su empresa? Respuesta Frecuencia Porcentaje Si 2 100%Tabulación. No 0 0% Requerimientos basicos para adaptarse 0%Gráfica. Si No 100%Análisis. La gráfica presentada anteriormente refleja que el 100% del panel de expertos consultado considera que la solución planteada puede ser aplicada en las empresas que representa ya que cumple con los
  • 142. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 142 requerimientos necesarios para dicha adaptación. Se puede concluir que la propuesta planteada tiene una alta capacidad de ser implementada en el área de sótano de las empresas consultadas y de igual manera empresas que cuenten con varias líneas de producción las cuales drenen al mismo sitio.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011). Cuadro Nº 34. Análisis de la evaluación de universalidad, factibilidad de implementación. ¿Considera usted factible la implantación del sistema diseñado en las empresas quePregunta. cuenten con diversas líneas de producción? Respuesta Frecuencia Porcentaje Muy baja 0 0% aplicabilidad. Baja aplicabilidad 0 0%Tabulación. Medianamente 0 0% aplicable. Altamente aplicable 1 50% Muy alta aplicabilidad. 1 50% Factibilidad de implementación 0% 0% 0% Muy baja aplicabilidad.Gráfica. 50% 50% Baja aplicabilidad Medianamente aplicable. Altamente aplicable Muy alta aplicabilidad.Análisis. La gráfica presentada anteriormente refleja que el 50% del panel de expertos consultado considera que el sistema diseñado posee una muy alta aplicabilidad en sus empresas, a diferencia de un 50% que piensa que estas serán altamente aplicables.
  • 143. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 143 Se puede concluir que el sistema diseñado posee una alta capacidad de ser implementado en las empresas que cuenten con diversas líneas de producción.Fuente: González, R.; Novaihed, S. (2011) Cuadro Nº 35. Análisis de la evaluación de universalidad, factor de cambio. ¿La aplicación del sistema propuesto representa un factor de cambio y un elementoPregunta. diferenciador en la cultura productiva de las empresas? Respuesta Frecuencia PorcentajeTabulación. Si 2 100% No 0 0% Factor de cambio 0%Gráfica. Si No 100%Análisis. En esta gráfica se puede observar que el 100% del panel de expertos consultado está de acuerdo con que el sistema mecánico diseñado optimizará los resultados obtenidos en el manejo de desechos en el departamento correspondiente de la empresa a la que representan. Con lo antes mostrado se puede concluir que el sistema propuesto tiene un muy alto valor agregado en caso de ser implementado en las empresas.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 144. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 144 Cuadro Nº 36. Análisis de la evaluación de universalidad, factor diferenciador. ¿Cree usted que la incorporación del sistema diseñado aportara un factor diferenciador enPregunta. sus procesos con respecto a otras empresas? Respuesta Frecuencia PorcentajeTabulación. Si 2 100% No 0 0% Factor diferenciador 0%Gráfica. Si No 100%Análisis. La gráfica señala que el 100% de los expertos que realizo el instrumento considera que el sistema propuesto aportara un factor diferenciador en los procesos productivos de las empresas que representan. Se puede concluir que la solución propuesta posee un alto valor innovador, aportando nuevos procedimientos y metodologías que permitan incrementar la efectividad a través del manejo adecuado del material remanente del proceso productivo de las empresas en donde se implemente.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 145. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 145 Cuadro Nº 37. Análisis de la evaluación de universalidad, generación de soluciones. ¿Considera usted que el sistema propuesto brinda soluciones a las necesidades de manejoPregunta. de vidrio remanente del proceso de su empresa? Respuesta Frecuencia Porcentaje Si 2 100%Tabulación. No 0 0% Generación de soluciones 0%Gráfica. Si No 100%Análisis. La gráfica señala que el 100% de los expertos que realizo el instrumento de universalidad considera que el sistema mecánico planteado brinda soluciones para las necesidades de manejo de vidrio remanente del proceso productivo. Se puede concluir que el sistema propuesto es altamente innovadora entre otras posibles soluciones, lo que puede originar buenos resultados en las empresas consultadas.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 146. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 146 Cuadro Nº 38. Análisis de la evaluación de universalidad, tiempo de implementación. ¿Cómo cree usted que serán los tiempos de implementación del sistema diseñado en suPregunta. empresa? Respuesta Frecuencia Porcentaje Inmediato. 0 0% Corto plazo. 0 0%Tabulación. Mediano plazo. 1 50% Largo plazo. 1 50% Muy largo plazo. 0 0% Tiempos de implementación 0% 0% 0% Inmediato. 50% 50% Corto plazo.Gráfica. Mediano plazo. Largo plazo. Muy largo plazo.Análisis. En la gráfica anterior se puede observar que el 50% del panel de expertos consultado está de acuerdo con que el sistema mecánico diseñado será implementado en un mediano plazo mientras que un 50% opina que tomara un largo plazo para ser implementado. Se puede concluir que el sistema diseñado propuesto puede ser implementado en las empresas consultadas al igual que en empresas del sector manufacturero en periodos de tiempo medianos, esto debido a que
  • 147. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 147 las empresas se manejan con presupuestos para el desarrollo de los proyectos anuales.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011). Cuadro Nº 39. Análisis de la evaluación de universalidad, inversión. ¿Cómo le parece a usted que sería la inversión de una empresa que esté Pregunta. interesada en implementar el sistema diseñado para la mejora en sus procesos productivos? Respuesta Frecuencia Porcentaje Muy bajo costo. 0 0% Tabulación. Bajo costo. 0 0% Mediano costo. 1 50% Alto costo. 1 50% Muy alto costo. 0 0% Inversión para la implementación 0% 0% 0% Muy bajo costo. 50% 50% Bajo costo. Gráfica. Mediano costo. Alto costo. Muy alto costo. En la gráfica anterior se puede observar que el 50% panel de expertos opina que los costos de inversión para las empresas para poder implementar el sistema mecánico diseñado serán de mediano costo y el Análisis. otra 50% opina que serán alto costo. Con esto se puede concluir que el sistema propuesto requiere de una elevada inversión en caso de que una empresa quisiera implementarlo en
  • 148. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 148 sus procesos, sin embargo es importante resaltar que los beneficios serán observados al momento de la implementación adicionalmente de la reducción de los costos actuales de producción.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011). Cuadro Nº 40. Análisis de la evaluación de universalidad, inversión necesaria. ¿Cree usted que la empresa cuente con la inversión necesaria para aplicar Pregunta. el sistema diseñado en su empresa? Respuesta Frecuencia Porcentaje Tabulación. Si 2 100% No 0 0% Inversión necesaria 0% Gráfica. Si No 100% En esta gráfica se puede observar que el 100% del panel de expertos consultado opina que las empresas que representan cuentan con la inversión necesaria para la implementación del sistema diseñado. Análisis. En conclusión a lo anteriormente expuesto, se puede concluir que las empresas a pesar de requerir cierta cantidad de recursos y de inversión para implementar este sistema propuesto, representa para ellas una
  • 149. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 149 ventaja competitiva la automatización de los procedimientos de manejo de material remanente del proceso.Fuente: González, R., Novaihed, S. (2011).
  • 150. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 150 CONCLUSIONES5.1. CONCLUSIONES.Hoy en día, las empresas de todos los sectores industriales están experimentando unaserie de cambios que influyen directa ó indirectamente en su competitividad, por estemotivo es necesaria la incorporación de soluciones innovadoras, y basadas en susfortalezas que potencien al máximo las oportunidades, de forma tal que los esfuerzos querealicen en mejorar sean efectivos. Este Trabajo Especial de Grado, propone una iniciativapara las empresas manufactureras del sector de envases de vidrio, en pro de suministrarleuna herramienta con la que su estructura de costos mejore, su productividad aumente, laplaneación y organización de manejo de desechos sea efectiva y permita la incorporaciónde una cultura ahorro y conservación de la energía.Cuando se diagnóstico la situación actual de OI-Los Guayos C.A. se evidenció que laempresa atravesaba por variaciones en los niveles de productividad, lo cual se traducíapara la empresa en elevados costes de mantenimiento, operación en el área de sótano yperdidas de material reutilizable, donde se llevan a cabo los procesos de recopilación delvidrio remanente del proceso productivo, estos costos ascendían a 1.553.594,12$ anuales,derivados de elevadas pérdidas en la producción, cuyo desecho podía ser reutilizado, deforma tal de reducir el consumo de energía en un 26%, adicionalmente de la disminuciónde costos en la materia prima.Al estudiar las variables relacionadas con la problemática se pudo constatar que debido alas condiciones de composición, estructura y temperatura presente en el vidrio, se hacedebe manejar de manera diferente dependiendo de las mismas. A lo largo del procesoproductivo la temperatura del vidrio puede variar desde los 1100°C cuando el vidriofundido proviene directamente de la maquina, hasta una temperatura ambiente cuando elenvase se encuentra completamente formado, motivo por el cual se consideran factoresde vital importancia en el proceso: la temperatura del vidrio, riesgos de contaminación ycapacidades máximas de generación de desechos.Para mejorar la situación problemática se plantearon tres soluciones, basadas endiversos sistemas de transporte y manejo de desechos, de las cuales una vez aplicadas lasrestricciones inherentes al proceso productivo y evaluadas acorde a la aplicabilidad, valoragregado, grado de innovación, costos y tiempos de implementación, se seleccionó elsistema propuesto N°2, dicho sistema está diseñado especialmente acorde a lascondiciones de distribución del área de sótano de la empresa caso estudio, consta dediversos sistemas como lo son: banda transportadora, elevador de bandeja, y un sistemaespecial para el enfriamiento del vidrio compuesto de un cajón con una cadena en suinterior con paletas raspadoras, lo cual evita que el vidrio fundido se sedimente lo cualpermite reducir la temperatura y proporciones del vidrio de manera que pueda sermanipulado con mayor facilidad.
  • 151. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 151 El primer sub-sistema implica el diseño de un tanque de enfriamiento de agua de 22 metros de largo, el cual permitirá bajar la temperatura de los residuos que vengan con temperaturas iguales o superiores 400 ° Celsius. Dicho sub-sistema contendrá en su interior un sistema de cadena (CICSA LH26) de arrastre y raspado, conformado por 23 paletas de dimensiones 600,9 ml de largo por 127 ml de alto por 7 ml de espesor, separadas entre sí con una distancia de 2 m. El circuito que definirá la trayectoria de la cadena estará compuesto por seis catarinas (CICSA CATARINA RD 26-Z 11), la velocidad seleccionada será de 0,05837 m/sg y funcionará con un motor reductor de motor 5.5 KW (EURODRIVE modelo K187R97DV132S4) y un torque de 24800 N m. El segundo sub-sistema (banda de goma) recorrerá un trayecto dividido en dos tramos, el primer tramo se desarrollará en sentido horizontal con una distancia de 5 m, y el segundo en un plano inclinado de 60 m que seguirá hasta el tercer sub-sistema. La banda seleccionada para este sistema es la Goodyear SOLAR-SHIELD XL 750, la cual tendrá una velocidad de 50 pies por minuto y un ancho de 24 plg. Adicionalmente, contendrá una polea motriz de diámetro de 30 pulgadas, y una polea conducida y de contacto de 18 plg de diámetro, y requerirá un motor reductor de 2.2KW (SEW EURODRIVE serie KF modelo KA97DV100M4) y un torque de 2280 N m. El tercer y último sub-sistema está compuesto por un transportador que incluirá dos direcciones distintas en el recorrido, una inclinada (para subir el material hasta una altura recomendada) y un tramo horizontal (a partir del cual se hará la descarga), ese tramo horizontal deberá tener una altura mínima de 4 m, para garantizar el paso de los montacargas por la rampa. Está caracterizado por una serie de bandejas sujetadas a dos cadenas (CICSA LH26) en paralelo de forma que permita un movimiento de las mismas, dichas bandejas tendrán una profundidad que inicialmente se adopta como 30 cm para evitar que el material se caiga, y se dispondrán una consecutiva de la otra con una distancia muy mínima entre ellas. El motor reductor seleccionado para este sub-sistema es el Serie F EURODRIVE modelo FAF97R57DV100M4 de potencia 2.2 KW y un torque de 3390 N m.El diseño del sistema mecánico para manejo de vidrio remanente del proceso productivofue validado por un panel de expertos en el área, quienes señalaron que las característicasde dicho sistema son altamente aplicables a OI-Los Guayos C.A, adicionalmente fueevidenciado que el impacto en la empresa es alto, ya que si es posteriormente implantado,la empresa no solo obtendrá ventajas competitivas, sino adicionalmente una disminuciónapreciable en los costes de producción.Los costos generados actualmente por el área de sótano son de 466.925,96Bsmensuales, haciéndose énfasis que en el área en estudio (planta C) los costos ascienden a116.392,96Bs mensuales. Para implementar el sistema diseñado es necesario invertir Bs.1.168.377,00 aproximadamente, esto incluye tanto los recursos materiales como el
  • 152. B Gonzalez, R.; Novaihed, S. UNITEC 152recurso humano para su adecuada instalación. Como resultado de la futura implantación,se plantea una probable recuperación de la inversión igual a 11 meses.A través de la simulación mediante el programa de AutoDesk Inventor, se logró apreciarno solo la secuencia del procedimiento de reciclaje de vidrio remanente del procesoproductivo con el uso del sistema propuesto, sino también las condiciones y los cambiosque presenta el material a lo largo de todo el proceso.Este Trabajo Especial de Grado puede ser aplicado en otras empresas con característicassimilares al caso estudio, como por ejemplo: pertenecer al sector manufacturero deenveses de vidrio, las cuales presenten deficiencias en los procesos productivos debido alas altas tasas de residuos generados, lo que se traduce en un nivel de efectividad bajo,generando altos costos para la empresa.

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