Plan de Tesis

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Plan de tesis: IMPLEMENTAR UN PLAN DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD PARA INCREMENTAR LA PRODUCTIVIDAD DE LA CHANCADORA METSO HP-200 DE CASTROVIRREYNA COMPAÑÍA MINERA S.A.

Presentado por: ERNESTO PAQUIYAURI ESCOBAR

Para optar el título de: Ingeniero Mecánico

Huancayo – Perú 2012

INDICE INDICE

2

1. TITULO

3

2. TEMA DE INVESTIGACIÓN

3

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3

4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

3

4.1 Problema General 5. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

4

5.1 Objetivo General

4

5.2 Objetivos Específicos

4

6. JUSTIFICACIÓN

4

7. ALCANCES Y LIMITACIONES

5

8. MARCO DE REFERENCIA

5

8.1 Antecedentes

5

8.2 Marco Teórico

5

8.3 Marco Conceptual

6

8.3.1

Definiciones Conceptuales

6

8.3.2

Definiciones Operacionales

8

8.4 Modelo Teórico 9. HIPÓTESIS 9.1 Hipótesis General 10. DISEÑO METODOLÓGICO

2

3

8 10 10 10

10.1

Tipo De Investigación

10

10.2

Nivel De Investigación

10

10.3

Población Y Muestra

10

10.4

Diseño De La Investigación

10

10.5

Operaciones De Variables

11

11. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

12

12. PRESUPUESTO

13

13. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

13

14. ANEXO: MATRIZ DE CONSISTENCIA

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1. TITULO El título de la presente tesis es: “IMPLEMENTAR UN PLAN DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD PARA INCREMENTAR LA PRODUCTIVIDAD DE LA CHANCADORA METSO HP-200 DE CASTROVIRREYNA COMPAÑÍA MINERA S.A.” 2. TEMA DE INVESTIGACIÓN La presente investigación busca implementar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, para incrementar la productividad de la Chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A. 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Desde el principio de la historia, la humanidad ha intentado predecir el futuro, mirar el vuelo de los pájaros, el movimiento de las hojas en los árboles y otros métodos han sido algunas de las prácticas usadas. Afortunadamente los ingenieros de hoy no tienen una bola de cristal para predecir el futuro de sus productos. A través del uso del análisis de datos de vida, determinan la probabilidad y capacidad de partes, componentes y sistemas para realizar sus funciones requeridas para los periodos deseados de tiempo sin falla, en los ambientes específicos. Ahora bien, en Castrovirreyna Compañía Minera S.A. la chancadora Metso HP-200 (equipo critico), que trabaja a bajo exigente régimen, tiene mucha importancia en el proceso (área de chancado), debido al producto que entrega a la tolva de finos (roca de ½” de granulometría). Se observó durante los últimos meses paradas intermitentes por fallas operacionales y de mantenimiento, prolongadas por falta de repuestos e insumos, bajo índice de confiabilidad, repercutiendo en su producción, debido a ello surge la necesidad de implementar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad para así incrementar la productividad de la chancadora Metso HP-200. 4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 4.1. Problema general ¿Implementado un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad se logrará incrementar la productividad de la chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.?

3

5. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 5.1. Objetivo general Evaluar si implementando un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, se logrará incrementar la productividad de la chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A. 5.2. Objetivo específicos  Agrupar las tareas preventivas en la chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A. 

Disminuir las horas de mantenimiento de elementos críticos en la chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.



Describir la los índices de mantenimiento de la chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

6. JUSTIFICACIÓN En Castrovirreyna Compañía Minera S.A. la chancadora Metso HP-200 cumple un papel muy importante de obtener un producto final para la tolva de finos (1/2” de granulometría en el mineral), la reparación no programada de este equipo incurre en costos de falla por el mismo, en el tratamiento de mineral en Planta Concentradora debido a un producto grueso en chancado que se entrega al área de molienda generando mayor periodo del mineral en los molinos. La razón de la investigación, surge a raíz que se tiene paradas intermitentes debido a fallas en operación y mantenimiento, paradas prolongadas por falta de repuestos y baja confiabilidad causando una baja productividad. Esto se debe a la falta de un plan de mantenimiento; por esto las fallas en el equipo seguirán aumentando progresivamente con el transcurso del tiempo, disminuyendo el beneficio que brinda el equipo. Por ello se quiere implementar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, así incrementar la productividad en la chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

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7. ALCANCES Y LIMITACIONES El presente trabajo comprende la chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A. considerando aspectos relacionados con la operación y el mantenimiento del equipo para aumentar la productividad. Las limitaciones que pudieran darse en el presente trabajo son los siguientes: 

Datos confidenciales de la empresa.



Soporte para la obtención de datos confiables.



Obtención de parámetros de tiempos de falla de elementos críticos.

8. MARCO DE REFERENCIA 8.1. Antecedentes En la Universidad

de Talca de Chile, se encuentra la tesis titulada:

“IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE INSPECCIÓN PARA LA UNIDAD DE CHANCADO – DIVISIÓN EL TENIENTE”, cuyo autor es Cristian Andres Opazo Miño, quien presento y sustento para obtener el grado de Ingeniero de Ejecución en Mecánica, en el año 2006; de cuyo trabajo de investigación se concluye lo siguiente: El sistema de inspección implementado en el área de chancado, permitirá una planificación acertada en el funcionamiento y mantenimiento, más aun en elementos críticos de chancadoras giratorias (equipos críticos), esto detalla una disminución del 30% de las intervenciones correctivas, hace referencia a que implementar el RCM es directamente con las necesidades del equipo, como son repuestos críticos, modos de falla, sus respectivas causas y las acciones a tomar. 8.2. Marco teórico Duffuaa, Raouf y Dixon (2009), afirma que un programa de mejora de la confiabilidad ofrece una alternativa inteligente para mejorar la función del mantenimiento y así la productividad. Se deben mantener archivos históricos de los equipos críticos e importantes, y hacer estimaciones del tiempo medio entre fallas (TMEF). La frecuencia del mantenimiento de emergencia es una función de la tasa de fallas del equipo. Moubray, (2000), afirma que el RCM (Reliability Centred Maintenance) es un proceso usado para determinar sistemática y científicamente qué se debe hacer para asegurar que los activos físicos continúen haciendo lo que sus usuarios desean que

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hagan. Ampliamente reconocido por los profesionales de mantenimiento como la forma más “costo-eficaz” de desarrollar estrategias de mantenimiento de clase mundial, RCM lleva a mejoras rápidas, sostenidas y sustanciales en la disponibilidad y confiabilidad de planta, calidad de producto, seguridad e integridad ambiental. La implementación del RCM debe llevar a equipos más seguros y confiables, reducciones de costos (directos e indirectos), mejora en la calidad del producto, y mayor cumplimiento de las normas de seguridad y medio ambiente. El RCM también está asociado a beneficios humanos, como mejora en la relación entre distintas áreas de la empresa,

fundamentalmente

un

mejor

entendimiento

entre

mantenimiento

y

operaciones. Anthony Smith, afirma que el RCM como “Una filosofía de gestión del mantenimiento, el cual un equipo multidisciplinario de trabajo, se encarga de optimizar la confiabilidad operacional de un sistema que funciona bajo condiciones de trabajo definidas, estableciendo las actividades más efectivas de mantenimiento en función a las criticidad de los activos pertenecientes a dicho sistema”. 8.3. Marco conceptual 8.3.1. Definiciones conceptuales La investigación tiene 2 variables: Variable Independiente: Confiabilidad Variable Dependiente: Incremento de la productividad. La implementación de un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, es reducir las paradas por fallas por la operación, el mantenimiento y la falta de repuestos. Esto se desprende de un sistema ya instalado, durante su vida útil. El incremento de la productividad, es producir mayor cantidad de utilidad o beneficio al menor costo posible. Chancadora Metso HP-200: Es una chancadora giratoria modificada. La principal diferencia es el diseño aplanado de la cámara de chancado con el fin de lograr una alta capacidad y una alta razón de reducción del material. El objetivo es retener el material por más tiempo en la cámara y así lograr una mayor reducción del

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material. El eje vertical de esta chancadora es más corto y no está suspendido como en la giratoria sino que es soportado en un soporte universal bajo la cabeza giratoria o cono. Como no se requiere una boca tan grande, el casco chancador se abre hacia abajo lo cual permite el hinchamiento del mineral a medida que se reduce el tamaño, proporcionando un área seccional creciente hacia el extremo de descarga, por lo que la chancadora de cono es un excelente chancador libre. La inclinación hacia fuera del casco permite tener un ángulo de cabeza mucho mayor que en la giratoria, reteniendo al mismo ángulo entre el material chancado. Esto permite a esta chancadora una alta capacidad puesto que la capacidad de una chancadora giratoria es proporcional al diámetro de la cabeza. La amplitud de movimiento de una chancadora de cono puede ser hasta 5 veces que el de una chancadora primaria, que debe soportar mayores esfuerzos de trabajo. Además, operan a una mucha mayor velocidad. El material que pasa por la chancadora está sometido a una serie de golpes tipo martillo en vez de una compresión lenta como ocurre en el caso de la giratoria, cuya cabeza se mueve lentamente. La alta velocidad permite a las partículas fluir libremente a través de la chancadora y el recorrido amplio de la cabeza crea una gran abertura entre ella y el casco cuando está en posición totalmente abierta. Esto permite que los finos sean descargados rápidamente. Confiabilidad: La confiabilidad puede ser definida como la “confianza” que se tiene de que un componente, equipo o sistema desempeñe su función básica, durante un período de tiempo preestablecido, bajo condiciones estándares de operación. Otra definición importante de confiabilidad es; probabilidad de que un ítem pueda desempeñar su función requerida durante un intervalo de tiempo establecido y bajo condiciones de uso definidas. El costo de la confiabilidad en el mantenimiento Para que se tenga confiabilidad en equipos y sistemas, no se debe olvidar que esto requiere necesariamente inversión de capital. La confiabilidad por tanto será obtenida, por ejemplo, a través de más material, o sea, mayor espesor o dimensión, mejores materiales o manteniendo

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equipos de reserva para que actúen como substitutos, en el caso de que falle el equipo principal.

8.3.2. Definiciones operacionales Para implementar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad en la chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compania Minera S.A. se va requerir de datos fiables para ello se va utilizar reportes de trabajo (OT), check list, cartillas de información del proveedor, etc. Los periodos de reparación, tiempo medio entre fallas, programas preventivos estos tiempos serán medidos en “Horas”.

8.4. Modelo teórico

Baja Productividad del equipo

CHANCADORA METSO HP-200

Aumentar la Productividad del equipo

Bastidor principal Contraflecha Excéntrica Socket Cabeza Tazón Figura 8.4.1: Caja Negra

Baja Productividad del equipo

Análisis de la confiabilidad y fallas del equipo Análisis de Planes de mantenimiento por sistema

Análisis de los beneficios obtenidos

Figura 8.4.2: Caja Blanca

8

Aumentar la Productividad del equipo

ENERGIA LUBRICACION

RUIDO CALOR

MOTOR

CONTRAFLECHA

CALOR

EXCENTRICA SOCKET CABEZA Y TAZON BASTIDOR PRINCIPAL

ALIMENTACION DE MINERAL

CHANCADORA METSO HP-200

CALOR DESGASTE RUIDO FUGA DE ACEITE VIBRACION GOLPETEO

SISTEMA HIDRAULICO

SISTEMA DE LUBRICACION ACEITE

MINERAL CHANCADO

Figura 8.4.3: Diagrama Funcional El implementar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, es atacar los principales sistemas con que cuenta el equipo, sus funciones y su interacción con el medio como muestre la Figura 8.4.3 de tal forma disminuir las fallas, aumentar la confiabilidad y repercutiendo mayor productividad en la chancadora. El modelo teórico a utilizar en el procesamiento de datos será: La distribución Weibull, que es una de las distribuciones más utilizadas en la ingeniería de la confiabilidad. Esto debido a que es una distribución versátil que puede tomar las características de otros tipos de distribuciones, basado en el valor del parámetro de forma β. La función confiabilidad para la distribución Weibull está dado por: R(t) = e 9

( )

La ecuación para la función de densidad acumulativa Weibull está dado por: F(t) = 1 − e

9. HIPÓTESIS

( )

9.1. Hipótesis general Al implementar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, se logrará un incremento de la productividad de la Chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

10. DISEÑO METODOLÓGICO La presente investigación será del tipo; no experimental del tipo longitudinal porque tiene como objeto indagar la incidencia de las fallas que luego será plasmado en un plan de mantenimiento.

10.1.

Tipo de investigación La investigación a usar en el presente trabajo será una; Investigación Operativa ya que es eminentemente práctica, que nos tiene que dar como resultado la validación de lo que se plantea como objetivo.

10.2.

Nivel de investigación La investigación es una; Investigación Explicativa ya que está dirigido a responder las causas de los eventos que suceden, así centrarnos en ¿Por qué? está sucediendo los fenómenos, condiciones, factores y resultados que genera.

10.3.

Población y muestra (unidad experimental) El estudio del caso único en Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

10.4.

Diseño de la investigación El diseño de la investigación es no experimental del tipo longitudinal, porque con esta estamos analizando los cambios de las variables a través del tiempo.

10

Para realizar el análisis de las variables a estudiar, usaremos la información histórica de las OTS de los últimos años (falla, tiempo de parada de equipo, motivo, etc.), frecuencia de mantenimiento de chancadora dada por el fabricante en el manual de servicio y las condiciones de operación. Diagrama:

T1

T2

T3

T4 …………………

M O1

O2

O3

O4

Dónde: M: Muestra (Unidad de Investigación) T: Momentos de Tiempo O: Observaciones Hechas 10.5.

Operacionalización de Variables El significado de la hipótesis se conceptualiza en las tablas siguientes donde se indica las variables a utilizar en la investigación.

VARIABLE DEPENDIENTE: Incremento de la Productividad Definición

Dimensión

Es producir la mayor

Productividad de

cantidad de utilidad a bajo

la chancadora

costo.

Metso HP-200.

Indicador Variación del costo total de operación en US$ por tratamiento de mineral en Planta Beneficio.

Fuente: Elaboración Propia

Tabla 10.5.1: Operacionalización de la variable dependiente

11

VARIABLE INDEPENDIENTE: Confiabilidad Definición

Dimensión

Indicador

Probabilidad del equipo de realizar

una

Indicadores de gestión de

función Plan de

mantenimiento (Confiabilidad,

requerida bajo condiciones mantenimiento del

disponibilidad y costo de

en un periodo de tiempo equipo.

mantenimiento).

determinado. Fuente: Elaboración Propia

Tabla 10.5.2: Operacionalización de la variable independiente 11. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

N

ACTIVIDADES

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

Determinación del Problema y objetivos definidos Acopio de Bibliografía Selección de Bibliografía Elaboración de la Matriz de consistencia Redacción del ante proyecto de investigación Presentación de los instrumentos de investigación Revisión y aprobación del plan de tesis Recolección de datos Análisis e interpretación de datos Redacción preliminar de la Tesis Presentación de la Tesis para su aprobación Sustentación

A X X X

M

S

O

N

X X X X

Tabla 11.1: Cronograma de actividades

12

J

2012 J A

X

X X

X X

X X X

12. PRESUPUESTO N 1 2 3 4

DESCRIPCIÓN Gastos de impresión de plan de tesis Gasto en tramites Gasto en búsqueda de información en internet Otros COSTO TOTAL (S/.)

COSTO UNIT. (S/.) 0.1 3.5 1 (Hr) 35

COSTO (S/.) 17 10.5 25 5 87.5

Tabla 12.1 Presupuesto de gastos 13. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ESPINOZA, Ciro. Metodología de investigación tecnológica. Pensando en sistemas. 1ra edición. Huancayo, Perú: Imagen gráfica, marzo de 2010. HUAMAN, Ludencio. Diseno y Elabotracion de Proyectos de Investigacion. 1ra edición. Huancayo, Peru: 2004 TSANG, Albert. Maintenance, Replacement and Reliability. Theory and Applications. International Standard Book Number-10. United States of America: Teylor & Francis Group 2006. PASCUAL, Rodrigo. El Arte de Mantener. Version 2.86, Chile: Diciembre 2005 ROSALES, ROBERTH Y RICE ASSOCIATES, JAMES “MANUAL DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL”, México, editorial Mac Graw Hill, año 1990

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ANEXO 1: MATRIZ DE FORMULACIÓN

Baja Productividad del equipo

CHANCADORA METSO HP-200

Aumentar la Productividad del equipo

Variable Independiente

Variable Dependiente

ANEXO 2: FORMULACIÓN DEL TÍTULO Objeto (Sistema)

Enlace

Salida

Implementar un plan de mantenimiento centrado Para incrementar en confiabilidad

Delimitación

Chancadora Metso HP-200 de Productividad del Castrovirreyna equipo Compañía Minera S.A.

Título Tentativo: “Implementar un Plan de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad para Incrementar la Productividad de la Chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.” ANEXO 3: FORMULACIÓN DEL TEMA Verbo

Sistema

Enlace

Salida

mantenimiento

Para

La productividad

centrado en

incrementar

del equipo

Plan de Implementar

confiabilidad

Delimitación Chancadora Metso HP200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

Tema: El presente trabajo busca implementar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, para incrementar la productividad de la Chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

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ANEXO 4: FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Interrogante

VI

Enlace

Verbo

VD

Delimitación

¿Implementan

Chancadora

do un plan de

Metso HP-200 de

mantenimiento

Confiabilidad

Para

Incrementar

Productividad

Castrovirreyna

centrado en

Compañía Minera

confiabilidad?

S.A.

Problema: ¿Implementado un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad se logrará incrementar la productividad de la Chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.? ANEXO 5: FORMULACIÓN DEL OBJETIVO Propósitos Verbo

Fines VI

Enlace

Verbo

VD

Delimitación Chancadora Metso HP-200 de

Evaluar

Confiabilidad

Para

Incrementar

Productividad

Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

Objetivo General: Evaluar si implementando un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, se logrará incrementar la productividad de la Chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

ANEXO 6: FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS Propósitos Verbo

Fines VI

Enlace

Verbo

VD

Delimitación Chancadora Metso HP-200 de

Implementar

Confiabilidad

Para

Incrementar

Productividad

Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

15

Hipótesis: Al implementar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, se logrará un incremento de la productividad de la Chancadora Metso HP-200 de Castrovirreyna Compañía Minera S.A.

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ANEXO 7: MATRIZ DE CONSISTENCIA Autor: ERNESTO PAQUIYAURI ESCOBAR Título: IMPLEMENTAR UN PLAN DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD PARA INCREMENTAR LA PRODUCTIVIDAD DE LA CHANCADORA METSO HP-200 DE CASTROVIRREYNA COMPAÑÍA MINERA S.A. Problema

Objetivo

Hipótesis

Diseño Metodológico

Variables

1) Instrumentos de recolectar datos: Fichas, programas, cuestionarios.

¿Implementado un plan de

Evaluar si

mantenimiento

implementando un plan

Al implementar un plan de

centrado en

de mantenimiento

mantenimiento centrado

confiabilidad se

centrado en

en confiabilidad, se

Investigación

Incremento de la

logrará incrementar

confiabilidad, se logrará

logrará un incremento de

Explicativa

Productividad

la productividad de

incrementar la

la productividad de la

la chancadora Metso

productividad de la

Chancadora Metso HP-

La unidad de

HP-200 de

chancadora Metso HP-

200 de Castrovirreyna

investigación es la

Variable

Castrovirreyna

200 de Castrovirreyna

Compañía Minera S.A.

Productividad de la

independiente:

Compañía Minera

Compañía Minera S.A.

chancadora Metso

Confiabilidad

S.A.?

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Investigación Operativa

Variable dependiente:

HP-200

Técnicas

2) Procesamiento de datos, codificación y tabulación de datos 3) Técnica para el análisis e interpretación de datos 4) Para la presentación de datos: Cuadros, tablas estadísticas, gráficos