DESARROLLO DE UN DISPOSITIVO MECÁNICO...
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DESARROLLO DE UN DISPOSITIVO MECÁNICO COMO ALTERNATIVA
OPERATIVA EN EL PROCESO DE DESCARGUE MANUAL DE CEMENTO
ENSACADO DE LA COMPAÑÍA CEMENTOS ARGOS S.A
Oscar Iván Chamucero Guerrero 20141377118
William Andrés Quintero Bautista 20141377013
Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Facultad Tecnológica
Proyecto Curricular de Ingeniería de Producción
RESUMEN
El presente documento describe el desarrollo de 4
objetivos fundamentales, para la realización correcta
del diseño de un dispositivo mecánico. Este proceso
explica la metodología usada en la Universidad de
Buenos Aires, Argentina. El primer objetivo es el
diagnóstico, con el fin de determinar los elementos más
relevantes dentro del problema estudiado y de esta
forma direccionar adecuadamente el desarrollo. El
segundo objetivo consiste en el planteamiento de las
alternativas de diseño, para este fin se generan los
bosquejos de las ideas planteadas y definir así, la mejor
alternativa que se desarrollará en lo restante del
proceso. El tercer objetivo y uno de los más
importantes, corresponde al estudio de ingeniería de
detalle con el fin de soportar técnicamente todo el
diseño y desarrollo para su posterior materialización.
El cuarto objetivo corresponde al análisis de costos y
viabilidad económica para la compañía.
ABSTRACT (TRADUCIR ARRIBA)
This document describes through the development of
four key objectives, the process for the successful
completion of the design of a mechanical device. This
process has mainly been developed taking into account
the methodology used at the University of Buenos Aires
in Argentina. The first objective is basically the process
of diagnosis, in order to determine the most important
elements to be taken into account within the studied
issue and lead properly this development. The second
objective is the approach of design alternatives, for this
purpose, sketches of the ideas will be generated and
define the best alternative from them to be held in the
rest of the process. The third objective and one of the
most important is for the detailed engineering study in
order to technically support the entire design and
development for further realization. The fourth objective
is for the cost analysis and economic viability for the
company.
Palabras claves:
Descargue, cemento, diseño, desarrollo, mecánica,
prototipo, acero, mantenimiento, logística.
1. INTRODUCCIÓN
La empresa Cementos Argos S.A, es una compañía
de origen nacional con operación internacional,
dentro del campo industrial, en uno de sus
procesos claves de logística, específicamente
cemento ensacado, presenta una modalidad en el
transporte de producto terminado, el cual es cargue
y descargue manual.
En el Centro de Distribución de Bogotá, esta
modalidad representó en el año 2014 el 34% de
todo el despacho del nodo, asimismo se observa un
desequilibrio a nivel operativo en los campos de
seguridad industrial y salud ocupacional de los
auxiliares, quienes realizan la manipulación
manual del cemento ensacado.
La anterior situación ha generado un impacto
negativo en el bienestar de los auxiliares
ocasionando dificultades osteomusculares, bajo
rendimiento a medida que aumentan las toneladas
movilizadas durante el transcurso del día laboral,
además rotura de cemento por la inadecuada
manipulación del mismo.
Para solucionar el problema se propone el
siguiente objetivo general, desarrollo de
dispositivo mecánico, como alternativa operativa
en la labor de cargue y descargue manual de
cemento ensacado en bodega y en clientes; a través
de la metodología del Diseño de Producto usada en
la Universidad de Buenos Aires, Argentina.
El resultado esperado en términos del proyecto es
lograr un prototipo, para atenuar el impacto
negativo generado por el problema, con sus
especificaciones, variables y funcionalidad.
El proyecto es una propuesta para la compañía, es
decisión de la misma adoptarla o no, generará un
impacto positivo en todos los frentes. El primero
de ellos a nivel operativo, mejora en los
indicadores de rotación vehicular, menores tiempos
de operación de descargue manual y disminución
del porcentaje de rotura por esa causa. A nivel de
salud ocupacional, generará un impacto positivo en
el bienestar de los operarios, disminución de
indicadores de ausentismo por incapacidad y
2
mejores condiciones en seguridad, pilar
fundamental para la compañía.
2. DIAGNÓSTICO Y EVALUACIÓN DEL
PROCESO DE DESCARGUE MANUAL
DE CEMENTO ENSACADO
2.1. Operación logística en el centro de
distribución de Bogotá
El Centro de Distribución de Bogotá (CDB), se
encuentra ubicado en la localidad de Puente
Aranda en la ciudad de Bogotá, punto estratégico
en el proceso logístico de entrega de producto
terminado, cuenta con una bodega para almacenar
4.500 toneladas de cemento ensacado en diferentes
presentaciones así:
Cemento Gris 50 Kg
Cemento Gris 25 Kg
Cemento Gris Estructural 42.5 Kg
Cemento Blanco 40 Kg Tipo 1 Uso
General
Cemento Blanco 40 Kg Tipo 3 Concretero
Cemento Blanco 20 Kg
Cemento Gris 1 Kg
Cemento Blanco 1Kg
A nivel logístico se encuentra en un punto central
de la ciudad cerca a importantes vías que conectan
diferentes puntos de la capital, cuenta con un patio
de parqueo para los vehículos de su Operador
Logístico y para los tractocamiones que abastecen
el nodo desde diferentes plantas de producción de
cemento en Antioquia, Valle del Cauca y Boyacá.
2.2. Operación de Descargue Manual
El descargue manual, básicamente es realizado por
el personal del operador logístico Argos, los cuales
dependiendo de la cantidad de tonelaje solicitado
por el cliente y el tipo de vehículo que lo
transporte, varían en número de personas.
De acuerdo a información suministrada por el
Operador logístico, los auxiliares tienen como
meta descargar 15 Toneladas diarias cada uno, de
acuerdo a la rotación, el número de viajes diarios
realizados por los vehículos es de 3. Si estas 15
toneladas se manejan en sacos de cemento de
50Kg, se están referenciando 300 sacos
descargados al día por cada auxiliar.
Es una situación bastante compleja en cuestiones
operativas, principalmente afecta la salud
ocupacional del personal, debido a los diferentes
esfuerzos y condiciones a las que están expuestos
diariamente. Adicionalmente es necesario tener en
cuenta la variable de las condiciones del lugar en
donde se realiza esta labor, no sólo se atienden
depósitos y ferreterías, dentro de los clientes se
encuentran obras de constructores y consorcios
quienes solicitan el servicio de descargue manual.
A continuación, se presentan cifras de toneladas
despachadas en el año 2014 por modalidad de
descargue:
Tabla 1. Toneladas movilizadas 2014
Fuente: Cementos Argos S.A
2.3. Influencia del descargue manual en
rotura y producto no conforme en Bogotá
Dentro de las variables correspondientes a
problema críticos se tiene:
Seguimiento insuficiente para el
fenómeno / managing: El seguimiento es
uno de los factores esenciales en la gestión
de todo proyecto, una retroalimentación
constante depende igualmente del mismo.
La carencia de ello ocasiona en la
organización un desconocimiento sobre la
realidad respecto a la rotura del producto y
el valor de dicha mercancía y está siendo
drenada por descuido de la misma dirección
Manipulación inadecuada / método de
trabajo: el prototipo planteado permite la
manipulación correcta del bulto de cemento,
es en el cargue, transporte y descargue
donde se evidencia la rotura del producto
Técnica de levantamiento de cargas /
método de trabajo: La carencia de una
técnica correcta de levantamiento de cargas
o debido a la velocidad propia de la
actividad, hace que tanto los operarios como
la actividad en si no puedan ser sustentadas
con las mismas eficiencias en el transcurrir
del tiempo si la labor se hace de forma
constante
Dificultad en manipulación de grandes
cantidades/ método de trabajo: La
carencia de una metodología de
manipulación adecuada ocasiona
inconvenientes cuando los auxiliares se ven
obligados a manejar una mayor cantidad de
producto del acostumbrado diariamente
Dificultad de sujeción / materia prima: La
carencia de un papel rugoso dificulta la
sujeción por parte de los auxiliares, es un
problema de alto impacto, pero es una
Remitente Nombre Descargue Ton
Despachadas
CD PT BOGOTA Descargue Manual 46.217
Descargue Mecanizado 14.023
Sin Descargue 77.897
Total CD PT BOGOTA
138.138
3
variable más estable dentro de la compañía,
por lo cual una modificación en la misma es
inviable
Fatiga acumulada / mano de obra: La falta
de una técnica de levantamiento de cargas,
incorrecta manipulación del producto y
grandes cantidades del mismo ocasionan alta
carga física diaria para los auxiliares.
Gráfica 1. Diagrama Pareto del problema
Adicionalmente se insiste en la rotura generada por
causa de auxiliares externos, específicamente con
referencia a la modalidad de descargue manual.
Estos 1261 sacos rotos durante los 9 meses de
seguimiento, representan 61.4 Ton de producto no
entregado al cliente, para un costo de oportunidad
de $ 32.153.306 de pesos colombianos. Es una
cantidad representativa para la compañía,
únicamente en el Centro de Distribución de
Bogotá, se tienen cientos de nodos en el país con
este tipo de operaciones en condiciones muchas
veces más complejas producido el aumento de
estas cantidades.
3. ALTERNATIVAS DE DISEÑO COMO
SOLUCIÓN AL PROBLEMA CENTRAL
PLANTEADO
Una vez identificados los aspectos más importantes
del diseño, estudiados a través de herramientas de
diagnóstico de ingeniería como, diagrama espina
de pescado (Ishikawa), diagrama de Pareto, matriz
de Vester, matriz de evaluación de variables, entre
otras; es necesario establecer las alternativas de
diseño para seleccionar el mejor posible. Con esta
finalidad se usa la herramienta BRIEF, es muy
usada en áreas como mercadeo, publicidad y
diseño; permite establecer pautas para la selección
del mejor dispositivo posible. Con esta herramienta
se puede encontrar el elemento principal o
limitaciones a tener en cuenta en el proceso de
diseño y desarrollo.
Estos puntos principales están dados en primer
lugar por las condiciones del lugar donde el
personal se moviliza con el producto, obras
específicamente, debido a obstáculos hallados
estos sitios, por ejemplo, cambios en el nivel del
suelo, elementos ajenos a la operación e
inestabilidad del terreno.
En segundo lugar, otro factor es la carga a
manipular, la máxima carga que el personal puede
manipular es un saco gris de 50 Kg, de allí en
adelante, se pueden encontrar referencias de menor
peso, sacos de 42.5 Kg, 25 Kg, 20 Kg, 5 Kg y 1
Kg. Cada uno de estos productos, ya sean por
carga o por número de unidades, representan un
punto a tener en cuenta dentro de la solución
planteada.
Por último se presenta la ergonomía del producto,
uno de los problemas principales por solucionar
son los sobreesfuerzos generados por la
manipulación de estas cargas tan elevadas, no sólo
es tiempo sino cantidad manipulada por el
personal. El producto debe garantizar ahorro de
energía, disminución de afectaciones de tipo
muscular y aumento del rendimiento sin poner en
riesgo a la persona.
3.1. Alternativas de Diseño
Una vez realizado el BRIEF, se determinan las
características y detalles correspondientes de las
propuestas planteadas para dar solución al
problema analizado, teniendo en cuenta, las
limitaciones o puntos principales descritos
anteriormente, son básicos para garantizar un
dispositivo acorde con la situación y operación
diaria la cual es intensa y muy dependiente de la
demanda.
4
3.2. Matriz de selección idea final
Con el propósito de poder seleccionar la(s) idea(s)
que satisfagan en mayor medida las necesidades
del proyecto se presenta una matriz de evaluación
en la cual se califica de 1 a 6 (número de
productos) la característica en cada producto, 1 es
la mejor opción en dicha característica y 6 la
menor, esto se observa en la tabla 2.
Como se evidencia las propuestas B, D y E son las
opciones con mayor cumplimiento de
características o necesidades del proyecto, tienen
las mejores calificaciones dentro del conjunto de
posibilidades.
Adicionalmente según el análisis realizado en el
cuadro comparativo, las opciones representan
determinadas fortalezas que se adaptan a la
operación diaria del centro de distribución de
Bogotá, no sólo a nivel de estructura del producto
sino en la respectiva funcionalidad que cada una
podría garantizar para la operación y
principalmente, para el personal directamente
involucrado en el problema central.
Figura 1. Cuadro comparativo propuestas de diseño para el problema planteado
Fuente: Autores
Tabla 2. Matriz de evaluación y selección de alternativas de diseño
Fuente: Autores
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4. INGENIERÍA DEL DISPOSITIVO
4.1. Definición de materiales
Para el diseño seleccionado, se tienen los
siguientes materiales acorde con las propiedades
del mismo y la necesidad de cada una de las partes:
Estructura principal (Riel, Guía, Soportes,
eje ruedas, biela y barra para la polea):
Acero SAE 1020 y 1045
Polea: Fundición gris o SAE 1020
mecanizada
Llantas: Ruedas neumáticas de 8 pulgadas
Cable para polea: Cable de acero tipo
helicoidal
Recubrimiento mangos: Espuma tipo EVA
(Etileno Acetato de Vinilo)
Tornillería, tuercas y pernos: Acero tipo
SAE A325 – SAE 1018 para tornillos
4.2. Diseño usando Software CAD
Una vez definidos los materiales específicos, se
procede con la realización de la simulación del
diseño a través de la herramienta SolidWorks
2012, con el fin de visualizar claramente el
ensamble final con sus respectivas partes.
Figura 2. Vista frontal ensamble final
Figura 3. Vista trasera ensamble final
Figura 4. Vista isométrica ensamble final
Figura 5. Vista isométrica ensamble final
6
4.3. Cálculos de Ingeniería para el diseño
desarrollado
Dentro del proceso de diseño y desarrollo del
dispositivo es necesario tener en cuenta los
cálculos matemáticos, con el fin de poder tener una
visión más clara de las características técnicas del
desarrollo. Para ello, en este proyecto se hace uso
principalmente de esfuerzos de flexión, cuyo
cálculo requiere conocer aspectos de la estática,
resistencia de materiales y manejo de los
diagramas de esfuerzo cortante y momento flector
4.3.1. Sección inferior eje de las ruedas para el
diseño desarrollado
Figura 6. Esquema simulación eje de las ruedas.
Fuente: autores
Esta sección será evaluada mecánicamente con el
fin de poder determinar el esfuerzo al que está
sometida la barra de acero SAE 1020 con un
calibre ¾ pulgadas.
Figura 7. Diagrama momento flector sección eje
ruedas. Fuente: autores
𝜎𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 =𝑀𝑐
𝐼 𝐼 =
𝜋𝑟4
4
r = radio de la barra = 9.525 mm
M = 15000 N*mm (Momento flector máximo)
I = Momento Inercial
𝜎𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 =(15000 𝑁 ∗ 𝑚𝑚) ∗ (9.525 𝑚𝑚)
(3.1416) ∗ (9.525 𝑚𝑚)4/4
𝜎𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 =571500 𝑁 ∗ 𝑚𝑚^2
25858.88 𝑚𝑚^4
𝝈𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐 = 𝟐𝟐. 𝟏𝑵
𝒎𝒎𝟐== 𝟐𝟐. 𝟏 𝑴𝑷𝒂
De acuerdo a este esfuerzo calculado es posible
establecer que la barra de acero SAE 1020 calibre
¾ pulgada, la cual tiene un límite elástico de 294
N/mm^2 soportará sin ningún inconveniente una
carga de 50 Kg correspondientes al saco de
cemento gris.
4.3.2. Sección superior eje de la polea
Figura 8. Esquema simulación eje de la polea.
Fuente: autores
Esta sección será evaluada mecánicamente con el
fin de poder determinar el esfuerzo al que está
sometida la barra de acero SAE 1045 con un
calibre 5/8 pulgadas.
Figura 9. Diagrama momento flector sección eje
de la polea. Fuente: autores
7
𝝈𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐 = 𝟏𝟐𝟎. 𝟐𝟗𝟖𝑵
𝒎𝒎𝟐=
= 𝟏𝟐𝟎. 𝟑 𝑴𝑷𝒂
De acuerdo a este esfuerzo calculado es posible
establecer que la barra de acero SAE 1045 calibre
5/8 pulgada, la cual tiene un límite elástico de 340
N/mm^2 soportará una carga de 50 Kg
correspondientes al saco de cemento gris.
Teniendo en cuenta lo anterior, el factor de
seguridad e incluso el sobredimensionamiento, se
calcula a través del siguiente índice entre el
modulo del material y el modulo calculado. Así:
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 𝜎 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
𝜎 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜=
340
120.3= 2.98
Adicionalmente se tienen las respectivas
simulaciones en software de estos cálculos:
Figura 10. Simulación esfuerzos en eje de las
llantas. Fuente: autores y Solid Edge ST7
Figura 11. Simulación esfuerzos en eje de la polea.
Fuente: autores y Solid Edge ST7
4. ANALISIS DE COSTOS DEL DISEÑO
DESAROLLADO
4.1. Definición de costos
Para verificar si es viable la fabricación, es
necesario hacer un cálculo de costos de todos los
elementos que hacen parte del dispositivo, cabe
resaltar que los costos aquí planteados, parten de
principio que se va a tercerizar la fabricación de
dicho dispositivo por lo cual no se evalúan
conceptos como nomina ni costos indirectos de
fabricación.
De acuerdo a lo anterior, se tienen los siguientes
costos totales para el producto:
PARTES
RIEL
Tubo agua negra 3/4"
MATERIAL 1
EJE POLEAMATERIAL 1
COSTO POR UNIDADES $ 12.000,00
CARACTERISTICA
COSTO CONSUMO $ 780,00
COSTO CONSUMO $ 6.798,75
MATERIAL 2
CARACTERISTICA Platina HR 3/16" X 1"
CARACTERISTICA Barra de acero SAE 1045 - 5/8"
$ 8.298,42
MATERIAL 3
CARACTERISTICA Tubería Agua negra 1/2"
SOPORTEMATERIAL 1
CARACTERISTICA Lamina CR calibre 18
COSTO TOTAL $ 27.433,33
COSTO TOTAL
MATERIAL 2
CARACTERISTICA Rodamiento 5/8"
COSTO CONSUMO $ 12.000,00
COSTO TOTAL $ 24.000,00
PIN DE SEGURIDADMATERIAL 1
CARACTERISTICA Arandela
COSTO CONSUMO $ 150,00
COSTO TOTAL $ 1.250,00
MATERIAL 2
CARACTERISTICA Pin acero SAE 1045 1/4"
AGARRE MANUALMATERIAL 1
CARACTERISTICA Espuma EVA (Etileno acetato
COSTO TOTAL $ 1.240,00
EJE SUPERIOR DE SEGURIDADMATERIAL 1
CARACTERISTICA Tuberia agua negra 3/4"
COSTO TOTAL $ 9.855,52
EJE RUEDASMATERIAL 1
CARACTERISTICA Barra de acero SAE 1045 3/4"
COSTO TOTAL $ 1.866,67
Resorte
$ 7.000,00 COSTO TOTAL
GUIASMATERIAL 1
CARACTERISTICA Tubería agua negra 1"
COSTO CONSUMO $ 300,00
COSTO CONSUMO $ 800,00
MATERIAL 3
CARACTERISTICA
COSTO TOTAL $ 74.000,00
CARACTERISTICA Rueda neumatica
MATERIAL 1
RUEDA
8
Tabla 3. Costeo detallado del producto final
Con la anterior información, se obtiene el costo
total del producto completamente terminado
produce:
Al producir, si se produce en masa las carretillas
que requiere la compañía, el costo puede disminuir
en $30.000, por lo cual el costo resultante es de:
4.2. Análisis económico - Factibilidad
Teniendo en cuenta el diseño desarrollado bajo los
parámetros mencionados en la matriz de Vester,
como medio ambiente y métodos de trabajo
respectivamente, y obtenida la información del
costo del dispositivo, es necesario determinar para
la compañía el número de carretillas necesarias
para la operación. Se comenzará analizando la
siguiente información:
En la operación del centro de distribución de
Bogotá se cuenta una flota de vehículos variada de
acuerdo a la necesidad del sector y su
correspondiente demanda.
La cantidad de vehículos es la siguiente:
Tabla 4. Cantidad de vehículos en la operación de
Bogotá
Según esta información, se observa la necesidad de
determinado número de carretillas para estos
vehículos. La cantidad se calcula teniendo en
cuenta los siguientes factores:
Capacidad de los vehículos: Turbo (5
Toneladas), Sencillo (10 Ton) y Doble
Troque (18 Ton).
Cantidad de auxiliares por asignados por
vehículo: Turbo (1 auxiliar), sencillo (2
auxiliares) y doble troque (2 auxiliares).
Así, se tiene que la cantidad de carretillas
necesarias en la operación es de 57 unidades. Sin
embargo, como no todo el 100% de la operación es
con descargue manual, entonces, se considera que
esta modalidad ocupa el 33.4% por lo que es más
razonable una cantidad de carretillas equivalente a
19 carretillas para comenzar.
Una vez obtenidos los costos del producto de
forma unitaria y teniendo la información del
número de carretillas que requeridas se procede a
calcular el monto de la inversión con la adquisición
de las 19 carretillas. El costo final del prototipo es
$ 277.723 pesos, un número mayor, como es el
caso, el costo de ensamble y soldadura se reduce $
30.000 pesos, dando con ello un costo unitario por
carretilla de $ 247.723, de esta esta manera, la
inversión asumida por la compañía es $ 4´706.737
pesos.
Es posible establecer que con una inversión de $
4´706.737 pesos, la compañía puede rápidamente
eliminar ese costo de oportunidad paulatinamente
hasta llegar al punto en que no haya perdida por
este concepto.
Es una inversión muy conveniente para la empresa,
puesto que en promedio anualmente está perdiendo
más de 32 millones de pesos, implementar el
sistema de las carretillas permite que gradualmente
el índice de sacos rotos por manipulación manual,
principal origen de la perdida, disminuye
gradualmente y de manera proporcional, el costo
de esa ruptura
La inversión se recuperará en un aproximado de 53
días si de forma proporcional la perdida se
distribuye mensualmente, después de dicho lapso
de tiempo, el costo de oportunidad disminuye para
la compañía a medida que progresivamente la
cantidad de sacos rotos disminuya, llegando
incluso a asegurarse que, si se tiene 0 sacos de
rotura, el ingreso anual de $32.153.306, es lo que
actualmente pierde la compañía. Adicionalmente,
se habla por ahora de sólo Bogotá como el inicio y
la compañía tiene decenas de centros en el país, el
impacto a nivel nacional sería mucho mayor.
Ensamble por soldadura $ 80.000,00
Pintura electrostatica $ 25.000,00
COSTO CONSUMO $ 780,00
OTROS ITEMS
COSTO TOTAL $ 1.000,00
PLATINA DE SOPORTEMATERIAL 1
CARACTERISTICA Platina HR 3/16" X 1"
COSTO TOTAL $ 16.000,00
GUAYAMATERIAL 1
CARACTERISTICA Guaya motocicleta
POLEAMATERIAL 1
CARACTERISTICA Polea mecanizada
COSTO TOTAL $ 277.723,94
COSTO TOTAL $ 247.723,94
9
CONCLUSIONES
El diagnóstico es uno de los pilares en el
desarrollo del trabajo, a través de este se
identificaron los parámetros a tener en
cuenta en el desarrollo del dispositivo
mecánico con el fin de enfocar esfuerzos y
recursos como factores más relevantes en
la actividad de descargue manual.
El uso de software CAD, facilitó el
desarrollo del dispositivo permitiendo
visualizar el ensamble final, las
dimensiones propias de cada elemento y
montaje, de igual forma la oportunidad de
realizar una aproximación a los cálculos de
ingeniería de una forma más dinámica y
rápida.
El desarrollo de los cálculos de ingeniería
es necesario en el desarrollo de cualquier
dispositivo, permite visualizar las
dimensiones mínimas para soportar los
esfuerzos de solicitud, de igual forma
poder concluir acerca del factor de
seguridad, el cual con un proceso inverso
permite optimizarlo sin que afecte el
desempeño del mismo.
El diseño de un dispositivo de este tipo
requiere un enfoque multidisciplinario,
donde convergen campos como seguridad
industrial, métodos de trabajo, física
mecánica, diseño mecánico, costos.
El elemento con menor factor de seguridad
es el eje de las ruedas, siendo este valor de
2,98, se concluye que el dispositivo está
desarrollado para soportar una masa
cercana a 150 kg hasta empezar a presentar
deformación alguna. Dicha variable es de
gran importancia, evidencia la oportunidad
de mejora al reducir características de los
materiales de construcción, con el fin de
reducir costos, tiempos de fabricación y
peso en general del dispositivo.
Durante el proceso de diseño del
dispositivo, se realizaron varios cambios
en su estructura y materiales, por ejemplo
la eliminación de manijas laterales en el
soporte, las cuales buscaban una mejor
maniobrabilidad por parte del auxiliar,
pero en el proceso de construcción no
presentaban viabilidad ergonómica, de
igual forma cambios de material en la
polea, que inicialmente se presentó en
fundición gris, pero debido a que
inicialmente solo se busca realizar 19
dispositivos para satisfacer la demanda
local planteada no justifica la fabricación
de moldes para su fundición, se optó por
un material resistente y de alta
maquinabilidad como el acero SAE 1020.
La aplicación de una matriz de
comparación permite decidir cuál
propuesta es la más conveniente,
basándose en factibilidad, costo y
cumplimiento de los puntos duros
planteados en el BRIEF, de esta forma, se
enfocaron esfuerzos en la propuesta con
mayor ponderación sin la necesidad de
desarrollar más a detalle las demás
propuestas.
A la fecha, la construcción del dispositivo
se encuentra en su etapa de terminado
(pintura, aplicación de cordones de
soldadura y desarrollo del sistema de
trinquete), hasta el momento presenta una
alta maniobrabilidad, peso moderado (15-
20 kg) y ergonomía general, cabe destacar
que este análisis se hizo con el dispositivo
en vacío.
El tiempo promedio de fabricación es 10
horas seguidas, según el fabricante se
puede reducir incluso a 5 horas después de
estandarizar el proceso, este tiempo es
mínimo teniendo en cuenta que solo el
proceso de pintura electrostática toma un
aproximado de dos horas y media.
El costo de construcción es de 280.000
pesos colombianos, de los cuales se
sustentan 277.723 pesos como se puede
evidenciar en las fichas de costo relativas
al producto, adicionalmente se aprecia una
diferencia de 1.588, pesos entre el modelo
propuesto y el real, donde se hizo un
cambio de la tubería de acero ¾” calibre
14 por tubería de agua negra ¾”.
La inversión de la compañía en cantidad
de dispositivos no es significativa, según el
índice de sacos rotos por descargue
manual, el cual tiende a disminuir
proporcionalmente, el costo asociado con
dicha perdida en términos financieros
ocasionaría que cuando se llega a un índice
del 1-2% de rotura, ya no habría una
perdida alta sino por el contrario se
10
convertiría en ingresos. Adicionalmente, el
proyecto inicialmente se proyectaría en
Bogotá pero si replica a nivel nacional, el
panorama económico sería mucho más
significativo para Argos.
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AUTORES
William Andrés Quintero Bautista
Ingeniería de Producción.
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Oscar Iván Chamucero Guerrero
Ingeniería de Producción
Universidad Distrital Francisco José de Caldas