Primeras paginas de la tesis



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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción

MEJORAMIENTO DE UN SISTEMA DE SEPARACION, LAVADO Y ESCURRIDO DE LA PIEDRA POMEZ”.



TESIS DE GRADO

Previo a la obtención del Título de:
INGENIERO MECÁNICO

Presentada por:

Galo Eduardo Luzuriaga Salcedo
GUAYAQUIL - ECUADOR
AÑO
2.001

AGRADECIMIENTO

A Dios que me ha dado perseverancia, a mi Esposa que está siempre a mi lado, a mi madre que se preocupa, a mis compañeros de trabajo R.P y D.M. que aportaron con ideas y a mi Director de Tesis que me dio las pautas que ayudaron a desarrollar este trabajo y a hacer que las cosas sean más sencillas.



DEDICATORIA

A DIOS

A MI ESPOSA

A MI MADRE

A MI PADRE

TRIBUNAL DE GRADUACIÓN

Ing Eduardo Rivadeneira P. Ing. Ernesto Martínez L.



DECANO DE LA FIMCP DIRECTOR DE TESIS
Ing. Manuel Helguero G. Ing. Edmundo Villacís M.

VOCAL VOCAL

DECLARACIÓN EXPRESA
“La responsabilidad del contenido de esta Tesis de Grado, me corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL”
(Art. 12 del Reglamento de Graduación de la ESPOL)

Galo E. Luzuriaga Salcedo


RESUMEN
Este trabajo de mejoramiento de un sistema de separación, lavado y escurrido para piedra pómez me fue delegado por la empresa Agregados Rocafuerte en calidad de integrante del grupo de proyectos; el cual tiene como función principal el desarrollo, diseño, supervisión, instalación y puesta en marcha de nuevas plantas, ya sea para el área de agregados u hormigones; así como, la ampliación, remodelación y mejoramiento continuo de plantas existentes propias en actual funcionamiento en distintas partes de nuestro país como: Quito, Ambato, Manabí, etc.
La piedra pómez en el momento que es extraída de la mina sale con ciertas impurezas, llamada piedra de agua, esta es una piedra muy similar a la piedra pómez con la diferencia de que no flota, ya que tiene residuos de arcilla entre otros elementos contaminantes indeseables en la industria del hormigón, así como, en la industria textil los cuales son nuestros principales clientes.
Luego de esto la piedra entra en un proceso de clasificación granulométrica, y de los diversos tamaños obtenidos se procede a un proceso de limpieza de las mencionadas impurezas, el cual utiliza básicamente las diferencias de densidades de la piedra con el agua.
Este proceso de limpieza de impurezas consiste de unas piscinas con diferentes etapas y canales por donde es conducida la piedra flotante, luego es acumulada en un piso de hormigón para poder secarla, corriendo el riesgo de que vuelva a mojarse y de que se contamine por estar expuesta a la intemperie. Por otro lado a medida que se realiza esta separación, la piedra que no flota se deposita en el fondo de dichas piscinas reduciéndose constantemente la capacidad de las mismas. Estas piscinas hay que limpiarlas constantemente, debiendo vaciarlas para sacar el materia del fondo con pala, dando como resultado una producción no continua y un sistema poco eficiente entre otras desventajas.
El objetivo de este trabajo es presentar de una manera práctica e integral el mejoramiento de este sistema de separación, lavado y escurrido de piedra pómez, desde el planteamiento del problema hasta la fase de instalación, para lograr un sistema eficiente y de producción continua.
Se inicia con el estudio a fondo del problema, es decir, presentando los antecedentes del mismo como: revisión de lo que es la piedra pómez, es decir, de que esta compuesta, su origen, los yacimientos existentes en nuestro país y las distintas aplicaciones en nuestro medio así como en el exterior.
Se procede al planteamiento de lo que es la reingeniería como herramienta para un cambio radical de del sistema anterior, se proponen sugerencias a utilizarse.
Una vez identificado plenamente el problema, se realiza el desarrollo de las mejoras. El método de lluvia de ideas es utilizado para arrancar con los preliminares; paralelamente se efectúa una investigación de sistemas ya desarrollados o similares para nutrir de estas ideas a la solución final.

Se expone el análisis de los sistemas que han resultado de la etapa anterior y se desarrollan diagramas de flujo que ayuden a visualizar mejor el sistema y trabajar en su desarrollo.


A continuación se muestra de forma más detallada y pulida la solución a la que se ha llegado; se expone y explica más detenidamente el diagrama de flujo del sistema. Se seleccionan y analizan los equipos involucrados en dicha solución.
Se procede con la planeación de las etapas de ejecución del proyecto como: compra de materiales y equipos, construcción de elementos del sistema, logística para etapa de montaje.
Finalmente se incluyen recomendaciones y conclusiones enfocadas en primer lugar al buen manejo medioambiental de la planta, en los campos intervinientes en esta industria, como lo son: polvo, ruido, etc.
Con esto se espera obtener un sistema que permita una producción continua, racionalización del recurso humano, incremento de producción y reducción de costos.

ÍNDICE GENERAL

Pag.

RESUMEN.............................................................................................II

ÍNDICE GENERAL...............................................................................III

ABREVIATURAS.................................................................................IV

SIMBOLOGÍA.......................................................................................V

ÍNDICE DE FIGURAS..........................................................................VI

ÍNDICE DE TABLAS...........................................................................VII

ÍNDICE DE PLANOS.........................................................................VIII

INTRODUCCIÓN...................................................................................1

1.DESCRIPCION DEL PROBLEMA. 14

3.1.Antecedentes. 14

3.2.Generalidades de la piedra pómez. 21

3.3.Aplicaciones de la piedra pómez. 22

3.4.Explotación de la piedra pómez. 25

3.5.Sistema de separación, lavado, escurrido y embalaje actual. 29



4.DESARROLLO DE ALTERNATIVAS. 34

4.1.Reingeniería: su porque y fases para implementación. 35

4.1.1.La página en blanco. 36

4.1.2.La metodología Rápida Reingeniería. 37

4.2.Propuestas y análisis de ideas para el nuevo sistema. 41

4.2.1.Opción 1. 42

4.2.2.Opción 2. 44

4.2.3.Opción 3. 45

4.2.4.Opción 4. 47

4.3.Selección De La Solución Final: Criterios y Matriz De Decisión. 48

4.3.1.Criterio 1: Reducción de costos. 48

4.3.2.Criterio 2: Racionalización de recurso humano. 49

4.3.3.Criterio 3: Gran Capacidad de Producción. 49

4.3.4.Criterio 4: Manejo y Mantenimiento Sencillo. 50

4.3.5.Criterio 5: Apropiado Ecológicamente. 50

4.3.6.Matriz de Decisión. 51



5.DESARROLLO Y ANALISIS DETALLADO DE SELECCIÓN DE EQUIPOS PARA SOLUCION FINAL. 52

5.1.Descripción General del Sistema. 54

5.2.Cálculo y Selección de Equipos de Transportación. 55

5.3.Cálculo y Selección de Equipos de Zarandeo. 80

5.4.Cálculo y Selección de Equipo de Separación. 94

5.5.Cálculo y Selección de Equipo de Bombeo y Recirculación de Agua. 99



6.PLAN DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO. 110

6.1.Plan general de trabajo. 111

6.1.1.Resumen de Materiales y Equipos a Comprar. 112

6.1.2.Plan de Construcción, Instalación y Montaje. 115

6.2.Arranque y Puesta en Marcha. 117

6.2.1.Manual de Manejo del Nuevo Sistema. 119



7.ANALISIS DE FACTIBILIDAD. 122

7.1.Análisis Comparativo de Costos de Operación. 123

7.2.Propuesta de Capital a Invertir. 125

7.2.1.Desglose de Gastos de Capital. (CAPEX). 126

7.3.Análisis de Rentabilidad del Proyecto. 130

7.3.1.Detalle del Proceso de Análisis de Factibilidad. 131



8.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 136

8.1.Enfoque al Medio Ambiente. 136

8.2.Enfoque a Mejoramiento Continuo. 141

8.3.Enfoque a los Costos. 142




INDICE DE TABLAS


Tabla I

Cronología de Creación y Aumento de Capacidad...........


6

Tabla II

Propiedades de Hormigón Rocaliviano.............................

12

Tabla III

Cuadro de Matriz de Decisión...........................................

40

Tabla IV

Ancho Mínimo de Banda Recomendada B (mm)..............

46

Tabla V

Velocidad Máxima de Banda Recomendada v max.......... (m/s)

47

Tabla VI

Capacidad Teórica Q' t (m3/h) at v = 1 m/s.......................

48

Tabla VII

Factor de Capacidad k (-)..................................................

49

Tabla VIII

Longitud adicional (l) y Longitud del Transportador (L).....

50

Tabla IX

Coeficiente de Fricción de Rodillos f (-)...........................

51

Tabla X

Espaciamiento entre Rodillos de Carga Retorno..............

52

Tabla XI

Potencia Adicional Requerida...........................................

53

Tabla XII

Factor m (-)........................................................................

57

Tabla XIII

Opciones de Acuerdo a la Tensión Máxima de Trabajo...

58

Tabla XIV

Espesor de Banda de Lado de Cargas.............................

59

Tabla XV

Espesor de Banda de Lado de Rodadura.........................

60

Tabla XVI

Tabla de Selección de Reductor.......................................

65

Tabla XVII

Tabla de Capacidad Base B..............................................

77

Tabla XVIII

Tabla de Factor Inclinación S............................................

78

Tabla XIX

Tabla de Factor de Piso D.................................................

78

Tabla XX

Factor de Sobre Tamaño V...............................................

79

Tabla XXI

Factor Tipo de Agujero de Malla T....................................

80

Tabla XXII

Factor de Condición de Material K....................................

80

Tabla XXIII

Factor de Forma P...........................................................

81

Tabla XXIV

Factor de Area Abierta O.................................................

82

Tabla XXV

Tuberías de PVC Disponibles...........................................

97

Tabla XXVI

Materiales Requeridos Aproximados................................

103

Tabla XXVII

Tareas Globales................................................................

105

Tabla XXVIII

Pesos Instalados...............................................................

106

Tabla XXIX

Ajustes y Trabajos Adicionales Frecuentes......................

107

Tabla XXX

Cuadro de Secuencia de Encendido de Planta.................

110

Tabla XXXI

Cuadro Comparativo de Costos en Base a Capacidad.....

114

Tabla XXXII

Lista de Equipos y Costos Aproximados (CAPEX)...........

119




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