Indicadores e Indices Op Min

INDICADORES E INDICES EN LAS OPERACIONES MINERAS.

INDICADORES E INDICES EN LAS OPERACIONES MINERAS. INDICADORES E INDICES. INDICADORES E INDICES DE OPERACIONES. TIEMPO CALENDARIO Y TIEMPO PROGRAMADO. TIEMPO TOTAL O PROGRAMADO. TIEMPO DISPONIBLE Y TIEMPO DE MANTENIMIENTO. TIEMPO OPERATIVO Y DEMORAS OPERATIVAS. INDICES OPERACIONALES. CÁLCULO DE PARQUE TOTAL DE EQUIPOS O MAQUINARIA. CÁLCULO DE LA SITUACIÓN DEL PARQUE TOTAL. EJERCICIOS RESUELTOS. Anexo Nº 1: ASARCO original. Anexo Nº 2: Comparativa. ASARCO Vs. ASARCO ACTUALIZADO.

1

Nota: Los apuntes, tienen como objetivo; servir de guía de estudios para los alumnos; evitar la toma de apuntes tradicionales, permitir mayor atención y tiempo, en la transmisión, discusión y asimilación de los conocimientos impartidos. Este es un trabajo, de investigación y estudio, sobre las Normas ASARCO. El objetivo, era lograr una versión actualizada y completa de las Normas, con utilidad en el dimensionamiento y estado de las flotas. La información tomada de internet es tan variada e intensa, que nombrar las fuentes, ocuparía más espacio que la versión presentada, pero se encuentra disponible en la red. . Cátedra: Maquinas Mineras y Servicios. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Jujuy. Profesor: Ing. Ricardo Vilar [email protected] [email protected]

INDICADORES E INDICES EN LAS OPERACIONES MINERAS Procesos productivos en minería: El objetivo final de una mina, es obtener un producto en cantidad y calidad definidas previamente. Este objetivo puede ser dividido en sub-objetivos, donde a cada uno de ellos, podemos asociar un proceso o sub-proceso, el cual tiene asociado un conjunto de actividades. En general, se define como proceso productivo; a la actividad o conjunto de actividades, sobre las cuales actúan diversos factores externos e internos y que a través de la interacción entre ellos y las actividades del proceso, permitirán obtener uno o más resultados o productos. Es de gran importancia garantizar un ambiente de operación apto para lograr los mejores rendimientos de los equipos involucrados, tanto en la parte física (material, equipos, mantenimiento, disponibilidad, insumos, etc.) como en la parte humana (operadores, mantenedores, jefes de turno u otros). En todos los procesos productivos, el tiempo y el dinero son variables de gran peso, que condicionan los procesos y la producción. Producir más, al menor costo y eficientemente, es el objetivo de la Ingeniería. Para lograrlo, estudia, identifica y trabaja con todas las variables presentes en los procesos, ponderando su incidencia y su importancia de cada una de ellas. Una de estas variables, común a todos los procesos y de mucha importancia es el tiempo; veremos una forma de estudiarlo y ponderarlo, obteniendo indicadores e índices, que nos permitan, evaluar, corregir, calcular, dimensionar y conocer el estado del proceso. INDICADORES E INDICES Cuando, se quiere evaluar, o tener una visión general del estado de alcance de un objetivo fijado, recurrimos a los indicadores o índices. Según el Diccionario: Indicador: Que indica o sirve para indicar. Índice: Indicio o señal de algo. Los dos significados pueden sonar igual, en lo cotidiano de la vida real; índice se entiende como sinónimo de indicador; pero no es así. Indicador: “Herramientas para clarificar y definir, de forma más precisa, objetivos e impactos (...) son medidas verificables de cambio o resultado (...) diseñadas para contar con un estándar contra el cual evaluar, estimar o demostrar el progreso (...) con respecto a metas establecidas, facilitan el reparto de insumos, produciendo (...) productos y alcanzando objetivos”. Indicador: Rastro, señal o huella que nos permite conocer los cambios de una determinada variable (UNESCO). Indicador: Son estándares utilizados para medir el progreso y logros de un proyecto. Se utilizan para evaluar un proyecto. 3

EN RESUMEN: Indicador: Característica de la realidad que se presta a la medición; resultado de la definición operativa de un concepto. Herramientas para clarificar y definir, de forma más precisa, objetivos e impacto, serie estadística o cualquier forma de indicación que nos facilita estudiar dónde estamos y hacia dónde nos dirigimos con respecto a determinados objetivos y metas, así como evaluar programas específicos y determinar su impacto. Cuantificación de insumos, resultados o recursos con referencia a una base para su interpretación y generalmente en relación a los objetivos específicos que se persiguen. Son Cuantitativos y Cualitativos. Así, los indicadores son elementos que nos permiten medir el comportamiento de variables, que deben estar forzosamente vinculados a cada componente que se desea evaluar. Si los valores de los diversos indicadores se suman en forma ponderada, se obtiene un valor total que se denominaremos índice. Índice: “Un índice es una medida estadística que permite estudiar las variaciones de una magnitud o de más de una en relación al tiempo o al espacio”. Un índice nos permite hacer comparaciones (o rankings) cualidad que los indicadores no poseen, para implementar estrategias orientadas de acuerdo a objetivos. EN RESUMEN: Índice. Agrupamiento de las medidas de diversas variables. Número con que se representa convencionalmente el grado o intensidad de una determinada cualidad o fenómeno. Permiten asignar un valor a la calidad, o al aspecto al que se haga referencia, utilizando un número específico de parámetros, son una expresión matemática, que permite indicar las características de un fenómeno que no pueden ser medidas de manera directa. Son Cuantitativos. Un indicador o un índice; que permite identificar cambios en el tiempo; cuyo propósito es determinar qué tan bien está funcionando un sistema; dando la voz de alerta sobre la existencia de un problema y permitiendo tomar medidas para solucionarlo, una vez se tenga claridad sobre las causas que lo generaron. Sin embargo, para que un indicador o índice, cumpla este objetivo de manera efectiva, debe poseer, entre otras, las siguientes características: Relevante: debe ser importante o clave para los propósitos que se buscan. Entendible: no debe dar lugar a ambigüedades o mal interpretaciones que puedan desvirtuar su análisis. Basado en información confiable: la precisión del indicador debe ser suficiente para tomar la decisión adecuada. Transparente y verificable: su cálculo debe estar adecuadamente soportado y ser documentado para su seguimiento y utilización. Basado en información específica con relación al lugar y el tiempo: debe ser asociado a hechos reales que faciliten su análisis.

INDICADORES E INDICES DE OPERACIONES: Los procesos productivos y de servicios son complejos y cada vez más dinámicos. Hoy en día, es fundamental saber interpretar como se comportan y poder prever los resultados de la gestión. Los indicadores operacionales, son aquellos relacionados con el nivel de servicio prestado. Estos indicadores permiten el análisis de las máquinas, desde su estructura hasta su funcionamiento, incluso pueden indicar la suficiencia de los equipos o una carencia de los mismos para un determinado trabajo. Los indicadores operacionales, miden el trabajo realizado, ya sea en función de la cantidad o de la calidad de él. Miden la cantidad de actividades y procedimientos realizados, en relación con metas o estándares establecidos previamente. Para poder llevar a cabo un control sobre las operaciones, es necesario; que los procesos sean estables, cíclicos y exista un registro del proceso. El objetivo de los Índices Operacionales, tiene relación con el uso, operación y funcionamiento de las máquinas, su mantenimiento y el reemplazo oportuno y adecuado de estos, lo que permite lograr la optimización de los procesos. La optimización debe entenderse como la máxima disponibilidad operativa alto rendimiento al mínimo costo de inversión, operación y mantenimiento. Los índices de operación, relacionan el tiempo con las máquinas. El tiempo que se dispone de una maquina o equipo para realizar un determinado trabajo. El tiempo que utiliza una maquina o equipo para realizar un determinado trabajo. El tiempo que una maquina o equipo requiere para su mantenimiento. El tiempo que una maquina o equipo se impedida a realizar el trabajo encomendado. Todos estos tiempos tienen que ver con el Rendimiento de la maquina o equipo. TIEMPO CALENDARIO Y TIEMPO PROGRAMADO. El tiempo calendario, es un indicador que rige nuestras actividades, se puede asignar, una parte del año calendario o más de un año calendario, como el tiempo que programamos para realizar ciertas operaciones. meses semanas días horas minutos segundos 1 año 1 mes 1 semana

12

52

365

8.760

4

28, 30 (o 31)

720

43.200

2.592.000

7

168

10.080

604.800

24

1440

86400

60

3600

1 día 1 hora 1 minuto

525.600 31.536.000

60

5

En la Minería, la vida de una mina, viene indicada en los años que durara el proyecto minero. La tendencia hoy, es tomar el mayor tiempo posible, del tiempo calendario, para realizar las operaciones mineras; pero esto no siempre es posible.

También, por razones de escala o recursos, o por el tipo de trabajo, puede ser conveniente, para un emprendimiento, tener un tiempo programado acotado. Los nuevos regímenes de trabajo, en la minería y las condiciones, donde se realizan las operaciones, indican tener perfectamente cuantificado el tiempo programado. Ejemplo 1: Una mina tiene programado, trabajar 300 días al año, con 3 turnos de trabajo de 8 horas.

Ejemplo 2: Una mina tiene programado, trabajar 365 días al año, con 2 turnos de trabajo de 12 horas.

Para lograr trabajar todas las horas del año, se requieren el doble de personal, según los regímenes de trabajos, actualmente en las empresas mineras, el personal trabaja, 10 días seguidos, 12 horas por día y descansa 10 días, rotando turnos diurnos y nocturnos. Sin embargo, el tiempo programado, puede verse afectado, por interferencias externas al proceso, que a veces no se pueden evitar; como por ejemplo; la falta de energía, accidentes, ausentismo o problemas climáticos, etc.

Cuando se planifica a futuro, el tiempo de interferencia no se puede medir, entonces el tiempo programado permanece invariable. Pero si se está evaluando un proceso ya realizado, el tiempo que se debe considerar, será; el tiempo programado con interferencia, que será menor que el tiempo programado.

El indicador que mide, el tiempo de interferencia, sobre el tiempo programado seria el: INDICÉ DE INTERFERENCIA AL PROGRAMA: Al crecer el tiempo programado, crece la probabilidad de tener más tiempo de interferencia, lo que indica a los planificadores que deben tener en cuenta, que existen causas ajenas que pueden interferir con los tiempos programados. Según sea la actividad en se planifique, existen indicadores que la

experiencia y el sentido común indica, que deben ser incorporados al tiempo programado para poder contar con un tiempo programado más realista y obtener mejores resultados. Ejemplo: Continuando con el ejemplo anterior. Una mina tiene programado, trabajar 300 días al año, con 3 turnos de trabajo de 8 horas.

La información, sobre el clima del lugar donde se encuentra la mina, indica que existen fuertes lluvias que impiden realizar cualquier trabajo; estiman que al menos 15 días no se podrán trabajar de los planificados.

El tiempo programado para trabajar, será verá afectado en un 5%. Puede ser más o pude ser menos, el tema es que, cuando vayamos a valorar como se utilizó el tiempo programado, se deberá tener en cuenta estas interferencias.

Si se trabaja, con el tiempo total programado sin interferencias, lo denominaremos: Tiempo Total= Tiempo Total; corresponde al tiempo total programado o asignado para las operaciones. El tiempo total programado sin interferencias, también sufre disminuciones, debido a que los equipos, requieren tiempo de mantenimiento o de reparación. TIEMPO DISPONIBLE Y TIEMPO DE MANTENIMIENTO. Si al tiempo total programado, le descontamos el tiempo de mantenimiento, tendremos el tiempo disponible, (tiempo para operar o utilizar los equipos).

Como se puede observar en el diagrama, si disminuye el tiempo de mantenimiento, se obtendrá mayor tiempo disponible; concepto que se conoce como disponibilidad, y se lo define como: INDICE DE DISPONIBILIDAD: También se puede expresar como: término,

(

)

define el: 7

(

)

pero el

INDICE DE MANTENIMIENTO: El tiempo de mantenimiento; son las horas que la máquina está detenida por fallas o porque está recibiendo el mantenimiento planificado. Entonces el tiempo de mantenimiento; Tiempo de mantenimiento planificado; corresponde a los servicios que debe recibir la máquina para estar en condiciones de operar, agregado o cambio de aceite, cambio de filtros, limpieza, etc. Tiempo sin operar por fallas: corresponde a los tiempos en que se realizan las reparaciones, para que la máquina pueda operar. En la actualidad, el mantenimiento es una actividad altamente valorada, porque tiene un impacto directo sobre la capacidad productiva. Para disminuir las horas de parada por fallas, la mejor solución es prevenir las averías, mediante un sistema de mantenimiento preventivo. Para disminuir el tiempo de mantenimiento, se requiere una alta planificación, coordinación, recursos y un claro entendimiento de su importancia. Las nuevas tecnologías de información y comunicación, permiten tener nuevas herramientas para lograr un efectivo trabajo con los tiempos de mantenimiento, también la nueva filosofía de atención y apoyo al cliente de las grandes empresas de venta de maquinaria, colaboran ampliamente en este tema. Cuando no existía, estos conceptos y las herramientas, para enfrentar las fallas y el mantenimiento de los equipos, trabajaban con el concepto de reserva; consistía en contar con equipos listos para operar y remplazar algún equipo, que por fallas, no podía operar. Además, se sabe hoy, que tal criterio de reserva de unidades era bastante falso, ya que en cuanto se disponía de los equipos, se empleaban todos y como reserva no quedaba ningún equipo.

Si se cuenta con tiempo de reserva, el tiempo disponible disminuye, y el índice de disponibilidad también, contraria a la tendencia actual, de contar con la mayor disponibilidad. Sin embargo el criterio de reserva todavía persiste, por cuestiones como sobre dimensionamiento de la flota y otros que se deberán tomar en cuenta, en momento de determinar los índices si se trabaja con el concepto de reserva. Su índice seria: INDICE DE TIEMPO DE RESERVA: TIEMPO OPERATIVO Y DEMORAS OPERATIVAS. El tiempo operativo, corresponde al tiempo en que el equipo está realizando, la función para la que diseñado. El tiempo de demoras operativas, corresponde al tiempo en que el equipo no está realizando su función, debido básicamente a dos causas; a la demoras operativas planificadas; que consideran los cambios de

turno, cambio de operador, refrigerios o descansos de turno; y a las demoras operativas de interferencia, como la ubicación de trabajo, impedimentos para trasladarse, etc.

Entonces: La relación, entre el tiempo operativo y el tiempo disponible, indica la utilización de los equipos, y se define como: INDICE DE UTILIZACION: La utilización mide, el tiempo que el equipo está usando el tiempo disponible, para realizar su función. La relación, entre el tiempo de demoras y el tiempo disponible, indica las demoras que sufren los equipos y se lo define como: INDICE DE DEMORAS OPERACIONALES: Este índice, mide las demoras operacionales, o la pérdida de tiempo para operar; las que se deben bajar, para obtener mayor utilización. RENDIMIENTO. El rendimiento, sería la relación entre el tiempo operativo y el tiempo total programado. Es un indicador de la utilización real de la maquinaria, frente a la programada. INDICE DE RENDIMIENTO: También (

) (

)

(

)

La visión global de la distribución de tiempos y sus consideraciones, sería la siguiente:

9

Esta visión global, puede reducirse a una visión más conveniente y utilizada.

Este el marco de referencia, utilizado para la definición de conceptos y distribución de los tiempos en que las máquinas o equipos se encuentran durante la operación, proporciona índices que permiten evaluar el comportamiento y rendimiento de los equipos o máquinas, empleados en la producción. (Es un rescate, actualizado de las Normas ASARCO).

CÁLCULO DE PARQUE TOTAL DE EQUIPOS O MAQUINARIA. Uno de los problemas principales por parte de operaciones, es determinar la cantidad justa de equipos (llamado parque de la flota) para satisfacer una demanda determinada. Existen varios métodos para calcular flotas, entre ellos tenemos: el método probabilístico; método de simulación numérica, etc. Se entiende por flota un conjunto de equipos, con características similares y que la mayoría cumple ciclos definidos. Entre estas flotas tenemos: colectivos. Trenes. Aviones. Barcos. Camiones. Equipos mineros. Consideraremos un método de cálculo con valores promedios que aproxima bastante a la solución correcta. Este método considera la demanda a satisfacer, el mantenimiento de las máquinas, las demoras operacionales y conceptos vistos en la distribución de los tiempos anteriormente. Conceptos Previos. Según sea la actividad que realicen las máquinas o equipos, es muy recomendable tener identificado, los ítems que corresponde a trabajos de mantenimiento y las casusas de demoras operacionales. Para mantenimiento:

Entonces el tiempo de mantenimiento; Tiempo de mantenimiento planificado; corresponde a los servicios que debe recibir la máquina para estar en condiciones de operar, agregado o cambio de aceite, cambio de filtros, limpieza, etc. Tiempo sin operar por fallas: corresponde a los tiempos en que se realizan las reparaciones, para que la máquina pueda operar. Si se cuenta con la información de los tiempos de mantenimiento planificado, el diagrama podría tratarse de la siguiente manera:

( ) . Si las maquinarias o equipos son nuevos, los tiempos por fallas, pueden ser muy bajos, según sea el tiempo total de planificación. También es posible contar con estimaciones de los tiempos de fallas, según la forma de operar que tenga las máquinas. Según sea el caso, se podría trabajar con: (Tiempo mantenimiento por fallas=0) Para los tiempos de operación:

11

Demoras planificadas; consideran los cambios de turno, cambio de operador, refrigerios o descansos de turno y carga de combustible. Las demoras de interferencia, considera, impedimentos para trasladarse o realizar el trabajo, para el que fue diseñado, etc. Son tiempos no productivos de la máquina y que corresponden a interferencias que afectan las operaciones. Se deben a interferencias externas al proceso que a veces no se pueden evitar, como por ejemplo falta de energía, accidentes, bloqueos, etc. y también a problemas con el personal, como por ejemplo ausentismo.

( (

) )

Los tiempos de demora operacional, son tiempos no productivos de la máquina, que afectan las operaciones. CÁLCULO DE PARQUE TOTAL DE LA FLOTA Orientaremos el desarrollo del tema, a las máquinas mineras, relacionadas a los trabajos de arranque, carga y transporte; con el objeto de poder precisar más, algunos conceptos relacionados con la actividad, pero el procedimiento sirve en general para todas las máquinas cíclicas, con las consideraciones del caso a tratar. Las máquinas mineras, están diseñadas para, empujar, levantar o transportar una determinada capacidad, de mineral; la que denominaremos:

La capacidad de la máquina, puede ser o no completamente utilizada y en ocasiones pude ser exigida a trabajar con capacidades mayores para la que fue diseñada; por ejemplo; un volquete de 100 t, si transporta 50 t, estaría trabajando; ejemplo 120 t,

a la mitad de su carga, y si estuviera cargando más, por

entonces podemos llamar a la relación, entre la cantidad real transportada y la

capacidad de la máquina; factor de llenado:

Todas estas máquinas son cíclicas, esto quiere decir, que realizan su trabajo para lo que fueron diseñados en un cierto tiempo. Por ejemplo, una máquina tiene un ciclo de 10 minutos, en una hora realizara 6 ciclos; la cantidad de ciclos que pueden realizar por una hora, se lo puede expresar por:

Si relacionamos, el tiempo total que disponemos (en horas), con la cantidad de ciclos que puede realizar la máquina en una hora, obtenemos el Número de ciclos teóricos. Si relacionamos, el tiempo de operación que disponemos (en horas), con la cantidad de ciclos que puede realizar la máquina en una hora, obtenemos el Número de ciclos reales, que se realizan. Otra forma de calcular

; seria:

dónde:

Para una máquina cíclica, se debe considerar: ;

Y

Y su capacidad de trabajo, para un cierto tiempo operativo será de: Como una sola máquina, normalmente no pude cumplir la demanda de producción, denominada Q: La cantidad de máquinas que lo haría, se denomina Parque total . Entonces: (

)

( ) Esta fórmula, nos permite determinar, el Parque total, necesario para cubrir la demanda. CÁLCULO DE LA SITUACIÓN DEL PARQUE TOTAL. En un parque total de equipos, en operación, se puede observar; que algunos equipos o máquinas se encuentran en plena producción, algunas en mantenimiento y otras están detenidas o sufren demoras operacionales. Esta situación se lo puede expresar como:

La cantidad del parque total, que se encuentra en operaciones:

( ) (

La cantidad del parque total, que se encuentra en mantenimiento: La cantidad del parque total, que sufre demoras operacionales: (

)

(

)

(

)

(

( )

) ) (

)

Esto permite, tener un conocimiento de la situación del parque y tomar las medidas correctivas necesarias. Resumiendo: La distribución de tiempos, índices operacionales, fórmulas para el cálculo total de la flota y fórmulas para el cálculo sobre la situación de la flota; seria: 13

INDICADORES DE TIEMPOS Tiempo Total; corresponde al tiempo total programado o asignado para las operaciones. Tiempo Disponible; corresponde al tiempo en que los equipos o maquinas se encuentran disponibles y en condiciones para operar. Tiempo de mantenimiento; corresponde al tiempo en que la máquina o el equipo no está disponible y en condiciones para operar, por estar recibiendo el mantenimiento planificado o por fallas. Tiempo de mantenimiento planificado; corresponde a los servicios que debe recibir las máquinas o equipos para estar en condiciones de operar. Tiempo sin operar por fallas: corresponde a los tiempos en que se realizan las reparaciones, para que las máquinas o equipos puedan operar. Tiempo operativo; corresponde al tiempo, en que los equipos o maquinas están realizando las funciones para la que fueron diseñadas. Tiempo de demoras operativas; corresponde al tiempo en que los equipos o maquinas no están realizando su función, debido básicamente a dos causas: Demoras operativas planificadas; corresponde a los tiempos, por cambio de operador, refrigerios o descansos de turno; carga de combustible y a definir según demanda. Demoras operativas de interferencia, corresponde a los tiempos, por bloqueos, impedimentos para realizar las funciones para la que fueron diseñadas; o a definir según demanda.

Los conceptos que la ingeniería tiene hoy, sobre mantenimiento y demoras operacionales son muy diferentes a los que se tenía cuando surgió la Norma ASARCO. Por otro lado, las definiciones de los tiempos en la Norma, son imprecisos o ambiguos, estas son las razones que justifican su actualización. Los Profesionales, españoles, chilenos y peruanos, realizaron su actualización, orientada más a los términos que a los conceptos; centrándose solo en la distribución de los tiempos, sin conectarlo al dimensionamiento de las flotas o al estado del parque. Como anexo, se adjunta la Norma ASARCO que se cree que fue presentada como original y una comparativa con la presentación realizada. 15

EJERCICIOS RESUELTOS: EJEMPLO Nº1- CALCULO DE UNA FLOTA DE CAMIONES MINEROS. Una flota de camiones debe transportar 16000 t/día. La capacidad del camión es de 120 t y el factor de llenado es de 0,8. El tiempo de ciclo es de 1 viaje/hora. El sistema de trabajo es a 3 turnos de 8 horas cada uno y se trabajan 360 días al año. Estiman un tiempo de mantenimiento promedio de 4 horas diarias y un tiempo de demoras operacionales es de 2 horas diarias. Calcular el parque total de la flota de camiones para cumplir con el transporte diario. Calcular el estado del parque de operaciones, de demoras operacionales y de mantenimiento. Solución:

(

Disponibilidad:

)

Utilización:

Cálculo Parque Total Pt: (

)

Cálculo de la situación del parque: (Operación, Mantención y Demoras Operacionales) (

)

(

)

(

)

Es claro, que hay que optar ente 9 o 10 camiones, y realizar nuevamente los cálculos para obtener un buen rendimiento y cumplir con el requerimiento de trasladar 16000 t/día. El rendimiento, para esas condiciones es de:

Tendríamos 7 camiones operando; 1 camión en mantenimiento y 1 camión en demoras; por lo que la capacidad de transporte de la flota seria: (

)

(

)

Distribución de tiempos:

DISPONIBILIDAD:

MANTENIMIENTO:

UTILIZACION:

DEMORAS OPERACIONALES:

RENDIMIENTO:

Un Rendimiento de 75%, parece no ser muy bueno, trataremos de mejóralo. Podríamos, fijar tener una Disponibilidad de 90% y una Utilización del 90%, que nos daría un Rendimiento del 81%.

O sea, se podría mejorar el tiempo disponible y el tiempo operativo. El tiempo de mantenimiento, seria: El tiempo por Demoras Operacionales, seria:

Ahora, IMAGINEMOS. Hablamos con la gente de mantenimiento, y ellos nos presentan un plan. Ellos dicen que para realizar el mantenimiento completo a cada camión, requieren de 6 horas por camión y que lo deben realizar cada 6 días. Aceptamos el plan y recalculamos el tiempo de mantenimiento. Vamos a trabajar con una flota de 10 camiones.

O sea Fue muy bueno, hablar con la gente de mantenimiento. 17

Ahora hablamos con la gente de operaciones; ellos también tienen un plan, quieren que los volquetes no se paren, por los descansos de los operarios y proponen un plan de relevos de choferes, para que puedan descansar y alimentarse, para este plan requieren más choferes, estiman que el tiempo de recambio de choferes por camión y por turno sería de 6 minutos; también tienen un sistema para recargar combustible que se realiza una vez por día que demora 12 minutos, en total estiman 18 minutos por camión de pérdidas operacionales. Aceptamos el plan y recalculamos el tiempo de demoras operacionales:

Fue mucho más de lo que esperamos, de todas maneras, recalculemos con estos datos.

Lo logramos, las mejoras, son muy importantes. Ahora veamos la nueva distribución de los tiempos:

Antes y Después:

Queda verificar si se cumple la demanda de transporte de: 16000 t/día. Recordemos que utilizaremos 10 volquetes. Cálculo de la situación del parque (Operación, Mantenimiento y Demoras Operacionales) (

)

(

)

(

)

Lo que indica, que de los 10 volquetes, solo 8 son los que deberán cumplir con el transporte. Otra mejora a proponer, es que el factor de llenado sea igual a 1 o mayor que 1; entonces: ( Lo que permitiría cumplir con el requerimiento.

)

Comentarios del Problema: Como se puede apreciar en el ejemplo, el rendimiento bajo, se debe principalmente a los tiempos de mantenimiento y a los tiempos de demoras operativas. Estos tiempos se pueden mejorar y obtener un mejor rendimiento. El ejemplo, tubo la finalidad, mostrar la importancia de la distribución de los tiempos; el conocimiento y utilidad de los índices operacionales; una metodología para mejorar y evaluar el rendimiento, como así también una forma sencilla de dimensionar una flota. 19

EJEMPLO Nº 2- RENDIMIENTO DE UN LHD. Calcular el rendimiento de un equipo LHD (t/h) sabiendo que el tiempo de ciclo de carga y descarga es de 2,6 minutos y que su capacidad es de 5,5 t. Se estima una disponibilidad del 90%; una utilización del 80% y Pérdidas operacionales (cambio turno, demoras en transporte de un sector a otro, etc.) en 20%. Días año (300 días). Se trabaja en la mina en 3 turnos de 8 horas. Solución:

DISPONIBILIDAD:

MANTENIMIENTO: UTILIZACION: DEMORAS OPERACIONALES: INDICE DE RENDIMIENTO:

(

)

(

(

)

) (

)

De otra forma:

(

)

(

)

(

(

)

)

(

Comentarios del Problema: Se resolvió el problema de 4 maneras diferentes

)

EJEMPLO Nº 3 - DIMENIONAMIENTO DE UNA FLOTA. Para una explotación minera de cobre, se desea determinar, la cantidad de camiones necesarios para poder cumplir una producción diaria de 18.144 t. Datos: Capacidad nominal del camión = 90 t. Tiempo total del circuito de carga y transporte = 30 minutos. Disponibilidad mecánica de los camiones = 80 %. Utilización de los camiones = 75 %. Periodo de cada turno de trabajo = 12 horas. Cantidad de turnos por día = 2 Solución:

(

)

Si bien no lo piden, veamos la distribución de los tiempos: DISPONIBILIDAD: UTILIZACION:

MANTENIMIENTO: DEMORAS OPERACIONALES: RENDIMIENTO: CÁLCULO DE LA SITUACIÓN DEL PARQUE: (

)

( (

) )

Con estos datos, podríamos decir que de los 7 camiones, solo 4 estarían trabajando. Comentarios del Problema: Sería conveniente averiguar porqué; se trabaja con esos tiempos de mantenimiento y de demoras operacionales.

21

EJEMPLO Nº 4 - DIMENIONAMIENTO DE UNA FLOTA DE CARGA Y TRANSPORTE. Una Empresa Minera, tiene planificado mover 44.000.000 t/año de mineral. 19.000.000 t/año de mineral con contenido económico, con una densidad aparente de 2,70 t/m3. 25.000.000 t/año de estéril con una densidad aparente de 2,40 t/m3. La Empresa recibió una oferta muy interesante, si utiliza volquetes 793C o 797 con palas cargadoras de la misma línea Cat. Sugieren el cargador 7495F. Tienen planificado trabajar los 365 días del año, 24 horas por día; con un sistema que le permita tener una Disponibilidad del 95% y una Utilización del 90 %. El ciclo teórico para todos los camiones es de una hora y se pretende utilizar el mayor factor de llenado posible, cara camiones y cargadoras. La cargadora 7495F; tiene un ciclo teórico es de 30 seg. Se requiere dimensionar el tamaño de la flota de carga y transporte. Datos: MODELO Carga útil máxima Capacidad al ras Capacidad colmado (2:1)

236580 kg – 520990 lb. 96 m3 - 126 yd3 129 m3 - 169 yd3

326530 kg. – 720000 lb. 173 m3 - 228 yd3 220 m3 - 290 yd3

MODELO 7495F Capacidad del cazo 30,6 – 61,2 m3 - 40 – 80 yd3 Capacidad de carga 100 – 110 t Numero de pases para llenar el camión 3 para el 793C - 4 para el 797 Solución: Mineral 19000000 t/año; Estéril 25000000 t/año; TOTAL= 44000000 t/año Tiempo Programado: Un año = 365 días y 1 día = 24 horas. Producción por día de Mineral: Producción por día de Estéril: Producción por día: Verificación de carga: El camión 793C según catalogo: Carga útil máxima=236,580 t y Capacidad colmado (2:1)= 129 m3 Mineral:

Numero de pases para llenar el camión=3

(

)

Estéril:

(

)

Numero de pases para llenar el camión=3

(

)

Verificación de carga: El camión 797 según catalogo: Carga útil máxima=326,530 t y Capacidad colmado (2:1)= 220 m3 Mineral:

Numero de pases para llenar el camión=4

(

)

Estéril:

Numero de pases para llenar el camión=4

(

)

Al parecer el camión 797 sería el más conveniente; por encontrarse menos exigido en su capacidad de carga y por brindad mayor capacidad de transporte.

Como la Capacidad del cazo varía entre 30,6 – 61,2 m3 y se puede pedir uno más grande del que se tomó como referencia de 30,6 m3, se podría recalcular el tamaño más adecuado: Por ejemplo con cazo de 33 m3 se lograría una mejor utilización de los camiones. (

)

(

)

Para los cálculos, del dimensionamiento de la flota, se tomara como partida los siguientes datos: Cargadora de Cable modelo 7495F, con cuchara de 33 m 3, con un factor de llenado de los camiones 797 en 4 pases, duración del ciclo teórico de 30 seg. Camiones 797, con capacidad de carga de , con un factor de llenado de para todos los camiones de una hora por viaje. Tiempo Programado: Producción por día de Mineral: Producción por día de Estéril: Disponibilidad:

Utilización:

RENDIMIENTO:

23

cargara ciclo teórico

Cálculos de la flota para la carga y transporte de mineral: Cargadores para mineral: Cuchara de 33 m3, factor de llenado de teórico de 30 seg. Mineral:

cargara en 4 pases, ciclo

Capacidad de carga:

Ciclo teórico:

(

)

Camiones para el mineral: Camiones 797, capacidad de carga de ciclo teórico para todos los camiones de una hora por viaje.

(

, factor de llenado de

)

Flota para la carga y transporte de mineral: 1 cargador y 9 camiones. Cálculos de la flota para la carga y transporte del estéril: Cargadores para el estéril: Cuchara de 33 m3, factor de llenado de teórico de 30 seg. Estéril:

cargara en 4 pases, ciclo

Capacidad de carga:

Ciclo teórico:

(

)

Camiones para el estéril: Camiones 797, capacidad de carga de ciclo teórico para todos los camiones de una hora por viaje.

(

)

Flota para la carga y transporte del estéril: 2 cargadores y 11 camiones.

, factor de llenado de

Respuesta: Se requiere de 3 cargadores y 20 camiones. Evaluemos los tiempos: El objetivo es conocer los tiempos de mantenimiento y demoras operacionales. Tiempo Programado: Un año = 365 días y 1 día = 24 horas. Tiempo Programado: Disponibilidad: Utilización: Distribución de tiempos en 24 h.

Recordemos que: Tiempo de demoras operativas; corresponde al tiempo en que el equipo o maquina no está realizando su función, debido básicamente a dos causas: Demoras operativas planificadas; que consideran los cambios de turno, cambio de operador, refrigerios o descansos de turno y carga de combustible. Demoras operativas de interferencia, como la ubicación de trabajo, impedimentos para trasladarse, etc. Para las cargadoras; se dispone de 2,28 h para demoras operativas. En las Demoras operativas planificadas, se consideran los cambios de personal por turno o cambios de operario por fatiga, del operario, no carga combustible pero requiere de reubicaciones en la toma de potencia, ya que son eléctricas. Las Demoras operativas de interferencia, para la cargadora tienen que ver con los tiempos de reubicación de la pala frente al banco o de traslados por avance en el banco. Es posible que el tiempo asignado para demoras operativas para la cargadora, sea adecuado. 25

Para los camiones; se dispone de 2,28 h para demoras operativas. En las Demoras operativas planificadas, se consideran los cambios de personal por turno o cambios de operario por fatiga y la carga combustible. Existen sistemas de despacho que manejan los cambios de operarios muy bien con un reducido tiempo, pero estos tiempos suman. La carga de combustible es un tema de mucha atención. Suponiendo, que la carga de combustible se tenga que realizar todos los días, en mejor de los casos se dispondría de;

. Disponer de 5 minutos para

carga de combustible por camión, no parece adecuado, por lo que este tema debe ser muy bien estudiado. Una mirada rápida a los tiempos para mantenimiento, si se dispone de:

Disponer de 1,8 horas por mes, para mantenimiento para un camión, parece ser insuficiente. En Resumen: Los tiempos de Demoras Operacionales y los tiempos de Mantenimiento estarían muy lejos de los necesarios. (Se acercan más a lo ideal que a lo real). Cálculo de la situación del parque: (

) ( (

)

)

Con estos datos, podríamos decir que; de la flota de 20 camiones, 17 se encuentran operando, 1 se encuentra en mantenimiento y 2 camiones se encuentran en demoras operacionales. Comentarios del Problema: En este ejercicio, se trató demostrar, que no solo los índices de disponibilidad y utilización, son los más importantes, también lo son los índices de Mantenimiento y de Demoras Operacionales. Un equilibrio, justo y adecuado a la realidad del sistema operativo, es el camino al máxima Rendimiento.

EJEMPLO Nº 5 - CALCULO FLOTA DE COLECTIVOS. Un parque, de colectivos, debe transportar desde San Salvador de Jujuy a Salta Capital; 6.000 pasajeros por día (3000 de ida y 3000 de vuelta). Los tiempos de espera del colectivo, en el andén son de 20 minutos en cada ciudad, 10 para bajada de pasajeros y 10 minutos para subida. En condiciones normales el tiempo de viaje a Salta Capital, es de 90 minutos y el de vuelta a San Salvador de Jujuy 90 minutos. Cuando el colectivo, cumple un viaje de ida y vuelta, debe llenar el estanque de combustible que demora 32 minutos. El horario de público es de 6:00 AM hasta 10 PM. El factor de llenado promedio de los colectivos, es de un 80 %. La capacidad del colectivo es de 45 pasajeros. La disponibilidad promedio de los colectivos, es de un 90 % y la utilización es de un 90 %. Determinar el parque total de colectivos, el estado del parque en operación, en mantenimiento y en demoras operacionales; considerando el caso de demanda de pasajes similar en cada hora del día. Calcular, ¿cada cuántos minutos debería salir los colectivos? ¿Qué haría usted, en el caso de demanda irregular?, siendo la demanda alta (2000 pasajeros/día) en las horas de 6 a 9 de Salta Capital a San Salvador de Jujuy y la demanda alta (2000 pasajeros/día) de 18 a 21 horas de San Salvador de Jujuy a Salta Capital? Solución Tiempo del ciclo= Tc = 20 + 20 + 90 + 90 + 32 = 252 TT = de 6 AM a 10 PM;

Otra forma de calcular los números de ciclos teóricos, seria:

(

)

Cálculo Parque Total: (

)

(

)

DISPONIBILIDAD: UTILIZACION: 27

(

)

Tiempo de Mantenimiento: Tiempo de Demoras Operacionales:

Cálculo de la situación del parque (Operación, Mantención y Demoras Operacionales) (

) ( (

) )

Para calcular la frecuencia de salida, consideremos: El tiempo operativo de que disponemos, La cantidad de colectivos, que están operando: El número de viajes, reales que se realizaría por día: Entonces el total de viajes seria: Del total de viajes que se realizarían, la mitad, salen de San Salvador de Jujuy y la otra mitad de la ciudad de Salta; entonces la cantidad de viajes que saldrían de una terminal seria de:

Y el tiempo que se dispone para realizar, todos estos viajes es: Entonces: (

)

1ª Respuesta: Al inicio, la carga de combustible del colectivo se lo considero como parte del ciclo, pero si respetamos la distribución de tiempos de las Normas ASARCO, estudiada, la carga de combustible debería ser considerada como demoras operacionales planificadas; veamos esta corrección: Recordemos que: Tiempo de demoras operativas; corresponde al tiempo en que el equipo o maquina no está realizando su función, debido básicamente a dos causas:

Demoras operativas planificadas; que consideran los cambios de turno, cambio de operador, refrigerios o descansos de turno y carga de combustible. Demoras operativas de interferencia, como la ubicación de trabajo, impedimentos para trasladarse, etc. Vamos a considerar: Demoras operativas planificadas; Demoras operativas de interferencia; Tiempo de demoras operativas; Tiempo del ciclo:

De 6 AM a 10 PM; Manteniendo la Disponibilidad del 90%, tendremos una utilización de:

Esto aumentaria el rendimiento.

(

)

(

Cálculo Parque Total: ( ) ( ) Frente a la primera respuesta de 54 colectivos, tendríamos una diferencia de 8 colectivos. Cálculo de la situación del parque (Operación, Mantención y Demoras Operacionales) (

) ( (

) ) 29

)

Para calcular la frecuencia de salida, consideremos: El tiempo operativo de que disponemos, La cantidad de colectivos, que están operando: El número de viajes, reales que se realizaría por día: Entonces el total de viajes seria: Del total de viajes que se realizarían, la mitad, salen de San Salvador de Jujuy y la otra mitad de la ciudad de Salta; entonces la cantidad de viajes que saldrían de una terminal seria de:

Y el tiempo que se dispone para realizar, todos estos viajes es: Entonces: (

)

2ª Respuesta: Considerando adecuadamente los tiempos de distribución, se redujo la flota y se mantiene la frecuencia de salida. En el caso de demanda irregular, siendo la demanda alta (2000 pasajeros/día) en las horas de 6 a 9 de Salta Capital a San Salvador de Jujuy y la demanda alta (2000 pasajeros/día) de 18 a 21 horas de San Salvador de Jujuy a Salta Capital? En el caso con demanda alta en un determinado horario, es conveniente, realizar el estudio en las horas de mayor demanda. Entonces se considera

y el

Q = 2000 pasajeros; α = 1 Van llenos; q = 45 pasajeros Cálculo Parque Operación: ( ) ( ) En las 3 horas de demanda alta en un solo sentido, tendríamos; Cantidad de viajes: (

)

Y el tiempo que se dispone para realizar, todos estos viajes es: Entonces: (

)

3ª Respuesta: (

)

Anexo Nº 1. ASARCO ASARCO: American Smelting and Refining Company. Fue fundada en 1899, con más de 114 años de historia, la Compañía Americana de Fundición y Refinación (ASARCO por sus siglas en inglés) es el tercer productor de cobre más grande de los Estados Unidos. Tuvo que enfrentar pleitos legales relacionados con la contaminación. De la poca información, que se tiene, sobre el desarrollo de los litigios que tuvo que enfrentar la Empresa, se deduce que los Abogados involucraron a los Ingenieros de la Empresa, para demostrar que las operaciones se realizaban adecuadamente. Los Ingenieros respondieron presentando las Normas ASARCO; un marco de referencia utilizado para la definición de conceptos y distribución de los tiempos en que el equipo, máquina o instalación incurren durante la operación y proporciona indicadores del comportamiento y rendimiento de los equipos empleados en la extracción, beneficio e industrialización de los minerales. Puede que las Normas ASARCO, presentadas ante los tribunales, haya servido solo para ganar tiempo, pero dejo para la Ingeniería conceptos que son dignos de rescatar y actualizar. Esta es la Norma ASARCO, que se cree que fue presentada; las traducciones sobre el tema, no ayudaron mucho, pero deja una clara idea de los conceptos y parámetros que se deben tener en cuenta en los procesos de producción, y en la distribución de los tiempos.

31

ESCALA DE TIEMPOS SEGÚN NORMAS ASARCO Nominal: Tiempo durante el cual el equipo se encuentra físicamente en faena (en la mina). Mecánica: Tiempos destinados tanto para Mantenimiento Programadas y/o Reparaciones en el terreno. Disponible: Tiempo en que el equipo está habilitado y en buenas condiciones para operar. Reserva: Tiempo en donde el equipo estando en condiciones mecánicas de operación no es utilizado en labores productivas. Operativo: Corresponde al tiempo que el equipo se encuentra operando en faena (con operador) Efectivo: Tiempo que el equipo se encuentra realizando labores puras de producción. Realiza tarea para la que fue adquirido. DP: Tiempo de detención Programada, Cambios y Medios Turnos DNP: Tiempo de Detención No Programada, principalmente por carga de combustible, traslado o reubicación de la zona de trabajo. PO: Tiempo de Pérdidas Operacionales, en donde el equipo se encuentra esperando en pala o zona de descarga para camiones y espera por camiones para palas. INDICES OPERACIONALES Disponibilidad Mecánica: Fracción porcentual del tiempo nominal en que el equipo se encuentra en condiciones mecánicas para operar.

Utilización Efectiva: Corresponde a la fracción porcentual del tiempo disponible en donde el equipo se encuentra en producción pura (sin PO= Tiempo de Pérdidas Operacionales)

PO: Fracción porcentual del tiempo disponible en que el equipo genera Pérdidas Operacionales.

Reserva: Fracción Porcentual del tiempo disponible en que el equipo se encuentra en estatus de Reserva.

Aprovechamiento (Rendimiento): Es la fracción del total de horas hábiles, expresada en porcentaje, en que el equipo físicamente disponible es operado en su función de diseño incluyendo sus pérdidas operacionales. (

)

Proporciona índices del comportamiento y rendimiento de los equipos empleados en un proceso productivo y como los equipos o maquinas son cíclicas, con un determinado rendimiento.

Anexo Nº 2. Comparativas: ASARCO Vs. ASARCO ACTUALIZADO ASARCO

ASARCO ACTUALIZADO DISTRIBUCION DE TIEMPOS

Tiempo Nominal: Tiempo durante el cual el equipo se Tiempo Total; corresponde al tiempo total encuentra físicamente en faena (en la mina). programado o asignado para las operaciones. Tiempo Disponible: Tiempo en que el equipo está Tiempo Disponible; corresponde al tiempo en habilitado y en buenas condiciones para operar. que los equipos o maquinas se encuentran disponibles o habilitados para operar en buenas. Tiempo de Mecánica: Tiempos destinados tanto para Tiempo de mantenimiento; corresponde al Mantenimiento Programadas y/o Reparaciones en el tiempo en que la máquina o el equipo está detenido terreno. por fallas o porque está recibiendo el mantenimiento planificado. Tiempo de mantenimiento planificado; corresponde a los servicios que debe recibir la máquina para estar en condiciones de operar. Tiempo sin operar por fallas: corresponde a los tiempos en que se realizan las reparaciones, para que la máquina o equipo pueda operar. Tiempo Operativo: Corresponde al tiempo que el Tiempo operativo; corresponde al tiempo en equipo se encuentra operando en faena (con que el equipo o maquina está realizando la función operador) para la que diseñada. Tiempo Efectivo: Tiempo que el equipo se encuentra Obs: el tiempo efectivo, correspondería a las horas realizando labores puras de producción. Realiza tarea del horómetro. para la que fue adquirido. Reserva: Tiempo en donde el equipo estando en condiciones mecánicas de operación no es utilizado en labores productivas. DP: Tiempo de detención Programada, Cambios y Tiempo de demoras operativas; Medios Turnos corresponde al tiempo en que el equipo o maquina DNP: Tiempo de Detención No Programada, no está realizando su función, debido básicamente a principalmente por carga de combustible, traslado o dos causas: reubicación de la zona de trabajo. Demoras operativas planificadas; que PO: Tiempo de Pérdidas Operacionales, en donde el consideran los cambios de turno, cambio de equipo se encuentra esperando en pala o zona de operador, refrigerios o descansos de turno. descarga para camiones y espera por camiones para Demoras operativas de palas. interferencia, como la ubicación de trabajo, impedimentos para trasladarse, etc. 33

ASARCO

ASARCO ACTUALIZADO INDICES OPERACIONALES.

DISPONIBILIDAD:

UTILIZACION:

MANTENIMIENTO: DEMORAS OPERACIONALES: DO

(

)

RENDIMIENTO:

De la comparativa, se puede observar que era necesario actualizar y redefinir o precisar los términos de la distribución de los tiempos y sus índices operativos, acorde a nuestros tiempos y los nuevos conceptos en la ingeniería sobre mantenimiento y las demoras operacionales. Las tecnologías actuales en comunicación información y procesamiento de información, permiten hoy contar con herramientas para evaluar, controlar y diseñar procesos, con altos rendimientos. Un sistema de última generación es: DISPATCH, que es un sistema de administración minera a grande escala, utiliza lo último en la tecnología del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), comunicaciones de datos y computación para proporcionar asignaciones óptimas y automáticas para camiones de acarreo en las minas, en tiempo real. El sistema provee algunos elementos adicionales para que la mina incremente su productividad y reduzca sus gastos operacionales. El software del sistema, trabaja con los conceptos de la Norma ASARCO actualizados, que no fueron difundidos en el mundo académico, porque están orientados a prestar servicios. La ingeniería, para tener mayor productividad y mejorar los procesos en operación se vale de normas, indicadores e índices, siendo las Normas ASARCO, una herramienta más. FIN