PLAN DE TESIS

1. TITULO DE LA TESIS

"OPTIMIZACIÓN PARA EL USO RACIONAL DE MAQUINARIAS Y

EQUIPOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS EN LA REGIÓN

CENTRO DEL PERÚ"

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1.1. ANTECEDENTES:

Uno de los mayores problemas que enfrentan las empresas peruanas de

construcción civil medianas y pequeñas, hoy en día, es el uso racional de

sus maquinarias y equipos, para mejorar su productividad y con ella su

competitividad toda vez que sin productividad no hay competitividad".

En los últimos diez años el gobierno peruano viene tomando se ha

empeñado en impulsar los proyectos de desarrollo sostenible a nivel

nacional, representando un crecimiento macroeconómico del país. Estos

proyectos son fundamentalmente para la construcción de obras civiles,

especialmente la CONSTRUCCIÓN Y/O ASFALTADO DE CARRETERAS Y

OTRAS OBRAS DE AMPLIACIÓN. Los ejecutores de estas obras son

empresas de inversión privada que asumen estos trabajos a través de una

licitación, que apuestan su capital o capital de terceros en un PROYECTO

DE INVERSIÓN PRIVADA En consecuencia, la ejecución de estas obras

requiere de maquinarias y equipos nuevos o repotenciados, estas se deben

usar en forma racional a fin de reducir costos de operación y mantenimiento,

así corno gastos preliminares.

Entonces, ¿de qué variables se debe manejar para mejorar para el uso

racional de maquinarias y equipos 9 El objetivo del presente trabajo de tesis,

es ésta.

Por lo tanto para el presente estudio, no se tiene antecedentes sobre

investigaciones dirigidas a la OPTIMIZACIÓN PARA EL USO RACIONAL DE

MAQUINARIAS Y EQUIPOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS

EN LA REGIÓN CENTRO DEL PERÚ" siendo indispensable la creatividad y

el ser innovador sin limitarse a soluciones convencionales.

1.1.2. IDENTIFICACIÓN

Siendo indiscutible que el gerente de operación no logre en los últimos años

comprender y fijar con precisión la complejidad de crear soluciones que

mejoren el incremento de utilidades a través de la optimización de los

parámetros o variables para optimizar el uso de maquinarias y equipos,

resultado que se espera de ideas e iniciativas adecuando a nuestra realidad,

donde algo que no necesita demostración es el constante cambio que día a

día ocurren en nuestro país.

Es importante definir cuál es el nivel de decisión que debe tener el gerente

de operaciones, además de establecer mecanismos de comunicación y de

autoridad con las otras áreas, y este a su vez definir y transmitir con

precisión lo que desea lograr. Esto afecta de manera muy importante en la

producción y en los costos, ya que el mismo conoce más de cerca los

problemas que se presentan al realizar la gestión como son. la vida útil de la

maquina y como afecta esto a la disponibilidad y rendimiento de las mismas,

las características técnicas de operación del equipo, el nivel de experiencia y

capacitación del personal a su cargo, el stock de repuesto y materiales el

proceso adecuado para realizar las actividades de mantenimiento y

reparación de los equipos, el conveniente uso de los equipos para aumentar

la productividad considerando los factores y condiciones que la afectan,

siendo de vital importancia los costos de posesión y operación de la maquina

pudiendo oportunamente plantear su reemplazo o alquiler de la máquina

para mejorar la rentabilidad.

1.1.3. PROBLEMA CENTRAL

La viabilidad de una inversión privada: estriba en un conjunto de actividades

destinadas a la producción de servicios, en este caso, para incrementar la

capacidad o la productividad de los medios existentes, con el fin de obtener

en un futuro cercano mayores beneficios que los que se podrían obtener

actualmente con los recursos a emplearse En consecuencia, el responsable

de la flota de maquinarias y equipos muchas veces, presenta un

desconocimiento de alternativas necesarias para mejorar la producción con

el uso racional de éstos.

Entonces, ¿Cómo se optimiza el uso racional de maquinarias y equipos

para mejorar la producción?

La solución del problema central está en mano de ingenieros residentes de

obra para obtener el famoso Premio de Obra"

Esto se hace evidente al no contar a tiempo en el lugar de trabajo una flota

de maquinarias en condiciones de disponibilidad y una combinación de

todos los recursos, llámese equipos, infraestructura, humanos, etc.

Sin la Tesis Con la Tesis

1. Utilidad 10% 1. Utilidad 25%

2. Capital restringido 2. Capital con reserva

3. Organización y administración

deficiente

3. Organización y Administración

Optimizada

4- Disponibilidad con ciclo de vida

del fabricante

4 - Disponibilidad sin ciclo de vida

del fabricante

Sin estudio de costo de posesión y

operación

Con estudio de costo de posesión y

operación

Sin comparación de costos 6.- Con comparación de costos

1.1.4. PROBLEMAS ESPECÍFICOS

¿Cómo crear soluciones que mejoren la generación y/o incremento de

utilidades?

¿De qué factores económicos y técnicos adolece estas empresas

peruanas para ganar licitaciones de obras civiles?

¿Cómo está manejándose la organización y administración de la

empresa?

¿Cómo determinar la disponibilidad de maquinarias y recursos humanos

a tiempo en el lugar de trabajo?

La optimización de la organización, integración ejecución contribuirá a la

reducción de costos de mantenimiento y operación?

1.1.5. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

Es la búsqueda de una solución a un problema técnico - económico, con la

finalidad de reducir las desventajas que se derivan de asignar ciertos recursos

a un sector para la producción de determinados servicios.

1.2. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

1.2.1. Impacto Económico;

El estudio de investigación se efectuará con un análisis adecuado de la

inversión de los costos unitarios de la flota de maquinarias y equipos de

construcción y mantenimiento de carreteras que repercutirá en beneficio de ia

empresa y servirá de gran ayuda para que la mayoría de empresarios del

sector puedan generar mayores ganancias y rentabilidad.

1.2.2. Impacto técnico

Manejar una empresa modelo de maquinarias y equipos para el mantenimiento

y construcción de carreteras con un manejo eficiente de sus costos de

posesión, operación y mantenimiento obteniendo alta rentabilidad para sus

propietarios y/o empresario relaciónanos al sector.

El presente estudio se justificará también por las siguientes razones

Estudio de factores del crecimiento de empresas constructoras peruanas

en las obras civiles del Perú

Reingenieria de la organización y administración de una empresa de

construcción en la región central.

Análisis de nesgo y rentabilidad dentro de la evaluación del proyecto

1.2.3. Impacto Social

El resultado positivo después de un estudio técnico y económico de la inversión

de los costos, consiguiendo resultados favorables para la empresa los

principales beneficiados no solamente serán los empresarios sino la población

en general que busca su desarrollo y progreso sostenido.

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. OBJETIVO GENERAL

Optimizar el uso racional de maquinarias y equipos en la construcción de

carreteras en la región centro del Perú mejorando su producción y así alcanzar

mayor productividad.

1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Identificar maquinarias y equipos utilizados en obras preliminares en la

construcción de carreteras.

Analizar trabajes solicitados de maquinaria y equipos.

Evaluar el rendimiento de cada máquina y equipo en el lugar de trabajo

Evaluar el tiempo de trabajo en horas de cada máquina y equipo en la zona de

trabajo.

Analizar otras variables relacionada con el uso racional de máquinas y equipos

1.4. MARCO TEÓRICO

1.4.1. ANTECEDENTES

Los antecedentes teóricos sobre el tema se encuentran en documentos sobre

gestión de equipo pesado, gestión de mantenimiento y manual de rendimiento

de maquinaria y equipo CATERPILLAR, éstas están ubicadas en las empresas

de construcción civil, que utilizan los grandes, medianos o pequeños

empresarios El antecedente mencionado es de una magnitud transnacional que

nos sirve para adecuar al presente trabajo con la creatividad y el ser innovador

sin limitarse a soluciones convencionales.

Por ello, el presente estudio de investigación orientará a conocer cuáles son

estas fuentes y qué información se les debe solicitar.

Sorprendentemente, nos encontramos con datos muy valiosos dentro del

mercado nacional muchas veces con acceso muy restringido.

1.4.2. BASES TEÓRICAS

El primer paso cuando se estima los rendimientos tiempo y costos de ejecución

de una obra es dar a conocer las diferentes maquinarias y equipos que se

deberán tener para la construcción de una carretera

Este valor teórico entonces se ajusta a las condicione actuales obtenidos a

partir de experiencias pasadas en operaciones similares de obras civiles. En

base a estas condiciones (particularmente aquellas sobre eficiencia de

trabajos) será posible determinar valores reales para la ejecución el proyecto,

el cual no debe ser ni muy óptimo ni antieconómico

Por consiguiente, es necesario primero entender bien los cálculos teóricos y

poder obtener las condiciones para la eficiencia de la obra, lo cual es factible

en el lugar de trabajo, a partir de esto Es posible obtener las condiciones reales

para el volumen de trabajo que se requiere alcanzar (tamaño).

Con frecuencia, es posible calcular la producción por hora de una máquina

observándola en el trabajo y aplicando después los valores de los factores de

producción en la fórmula básica Aunque los resultados pueden ser más que

aproximados al rendimiento efectivo cié la máquina, son útiles para proveer

datos en esta, como el numero de metro cúbicos que se carga por recorrido

La base teórica descansa en las asignaturas de: costos, rendimiento de cada

una de maquinarias utilizadas en la construcción de carreteras:

RENDIMIENTO DE TRACTOR DE ORUGAS Y TRAILLA

Donde:

R = Rendimiento por m3/hora.

Q = es la capacidad del lampón suelto en m3

F = factor de conversión

60 = número de minutos en la hora

E = factor de eficiencia del tractor

Cm - tiempo que dura un ciclo de trabajo en minutos.

Pero:

Cm = Tf + Tv (1.2)

Tv = (D.60)/(Vx1000) (1.3)

Tv = TV1 +Tv2 (14)

Donde:

Tf = tiempo fijo de transporte se considera 20 seg.

Tv = tiempo variable de transporte en ruta

D = Distancia media de transporte en ruta

V= velocidad en km/hora

Tvi = tiempo con carga

Tv2 = tiempo sin carga

Estas ecuaciones de 1.1 a 1.4) se aplicarán para las siguientes maquinarias

Tractor de orugas, marca Caterpillar, modelo D4: trailla de 6,1 m3 pesada por

un tractor Caterpillar, modelo D7.

RENDIMIENTO DE CAMIONES VOLQUETE

Donde:

N = el número de camiones requeridos

Y = volumen movido por el empujador o la trailla: 60 el número de minuto por

hora.

T = tiempo de viaje en minutos

L = tiempo de carga en minutos.

D = tiempo de descarga en minutos

C = la capacidad de cada camión en metros cúbicos.

E = factor de eficiencia

RENDIMIENTO DE MOTONIVELADORAS

Donde:

T = tiempo de trabajos en horas

P = número de pasadas requeridas.

D = la distancia recorrida en cada pasada.

S = la velocidad del tractor o de la motoniveladora en km/hora

E = factor de eficiencia de la motoniveladora (generalmente 0.80).

RENDIMIENTO DE RETROEXCAVADORAS - PALAS

Donde:

R - rendimiento en m3/hora

Q = capacidad de cucharón de la pala

F - factor de conversión de los suelos

E = eficiencia de la pala

K = eficiencia del cucharón

Cm = cicle total de tiempo en segundo

RENDIMIENTO DEL COMPRESOR DE AIRE

Para determinar el rendimiento de un compresor de aire y de las herramientas

neumáticas debe considerarse las características del equipo y lugar de trabajo.

RENDIMIENTO DE RODILLO

Donde:

E = factor de eficiencia

S= velocidad de recorrido metros por minuto

W = ancho efectivo del rodillo en metros

N = número de pasadas del rodillo.

1.5. MARCO CONCEPTUAL

Los conceptos más importantes aplicados en el presente estudio son los

siguientes:

CONCEPTO BÁSICO DE PRODUCCIÓN

La producción básica de maquinarias de movimiento ele tierra es la

determinación de factores que afectan el rendimiento de remoción de tierra, de

transportes de materiales y de manejo de maquinarias.

FACTOR DE CONTRACCIÓN DEL MATERIAL

Es el tipo del material en condiciones a ser movidos don la maquinaria y

equipos de movimiento de tierra en la construcción civil Este factor varía en las

condiciones de banco, suelto y compactado.

EFICIENCIA DE TRABAJO

La eficiencia de trabajo es la condición de operación de las máquinas y equipos

bajo un mantenimiento respectivo Esta eficiencia de las condiciones de

operación esta clasificada en excelente, bueno, normal, regular y malo

TIEMPO DE CICLO DEL RECORRIDO DE LA MÁQUINA

El tiempo de ciclo de recorrido de la máquina es la distancia de la marcha hacia

adelante y la marcha hacia atrás, utilizando una palanca o más. en un tiempo

determinado y con las condiciones para la producción estándar. Este tiempo de

ciclo de recorrido depende del tipo de maquinaria y el recorrido en terreno de

trabajo en el tiempo estándar y metros de ida y vuelta, según el caso

PRODUCCIÓN DEL BULLDOZER

La producción del Bulldozer es la capacidad de la pala que puede empujar en

un terreno a nivel. Esto depende de los empujadores angulares que los rectos,

pero debe tenerse en cuanta que esto es para materiales sueltos.

PRODUCCIÓN DE TRAILLA

La producción de trailla es la capacidad de la caja en material suelto que

depende del factor de conversión de los suelos, el factor de eficiencia de la

trailla y la distancia de transporte en un sentido, es decir ei necesario para

recorrer la distancia entre el lugar de excavación al lugar de vaciado del

material.

PRODUCCIÓN DEL CARGADOR FRONTAL

La producción del cargador frontal es la capacidad del cucharón colmada dada

en las hojas de especificaciones de la máquina. Esto depende de las

condiciones de carga, por ejemplo: carga fácil, carga promedio, carga medio

dificultosa y carga dificultosa.

PRODUCCIÓN DE CAMIONES VOLQUETE

La producción de camiones volquete es la capacidad de la tolva en diferentes

condiciones de cargas y las condiciones de la tolva antes de cargar Esto

depende del tipo de material por decir: carga pesada de roca, concreto

hormigón, arena fina o gruesa, etc.

PRODUCCIÓN DE MOTONIVELADORA

La producción de una motoniveladora es la capacidad de número de pasadas

requeridas en el tiempo necesario para completar un trabajo esto depende

fundamentalmente de el número de pasadas en una franja, la velocidad de

cada pasada y la clase de material con que se trabaja

PRODUCCIÓN DE RODILLO COMPACTADOR

La producción del rodillo compactador es la capacidad de pasadas necesarias

para compactar un tipo determinado de los suelos que depende del factor de

eficiencia, de la velocidad de recorrido, del ancho efectivo del rodillo y el

espesor de la capa del material suelto.

COSTO DE POSESIÓN

El costo de posesión es el costo de la máquina o equipo en la zona de trabajo,

es decir, con la contrata de ejecución de la obra a realizarse, representa el 20%

de gastos totales en su vida útil y es necesario recuperarlo para poder

reemplazarlo al término de su vida.

COSTO DE OPERACIÓN

El costo de operación son los factores económicos a considerar durante el

desarrollo del trabajo. Estos factores pueden ser: combustible, lubricantes,

filtros. Grasa Neumáticos, tren de rodaje, reserva para reparaciones, elementos

especiales de desgastes, salario del operador, etc.

COSTOS DE OPERACIÓN

Los costos de operación son los necesarios a fin de operar y mantener el

sistema que se proyecta, de manera que se obtengan de éste los productos

esperados, en las condiciones previstas durante la etapa de estudio y diseño.

1.6. HIPÓTESIS

1.6.1. HIPÓTESIS GENERAL

Si optimizamos el uso racional de maquinarias y equipos en la construcción de

carreteras en la región centro del Perú se mejora la productividad, logrando así

mejorar la producción y reducir los costos de posesión u operación.

1.6.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICOS

Conocer la combinación de maquinarias y equipos utilizados en obras

preliminares y totales en la construcción de carreteras.

Qué tipo trabajos serán solicitados a las maquinarias y equipos.

Las ecuaciones empíricas, en un 75%, serán los instrumentos de la

determinación de los rendimientos de cada una de las máquinas y equipos en

el lugar de trabajo

Es posible que intervengan otras variables técnicos relacionada al uso

racional de máquinas y equipos.

1.6.3. VARIABLES

Variables Dependientes: se medirán de acuerdo a la capacidad de la pala o

cucharón, ciclo total de tiempo en segundos, velocidad, eficiencia de pala y/o

cucharón ya que la producción depende del tiempo del ciclo .de la .producción

y la eficiencia, entonces es necesario controlar los siguientes parámetros:

ocupabilidad de los equipos, disponibilidad de los equipos, ciclo de trabajo ,

desempeño del operador, cumplimiento del programa de mantenimiento.

Variables Independientes: Se medirán de acuerdo al tiempo que dura un ciclo

de trabajo en minutos, factor de conversión de los suelos, factor de eficiencia,

espesor de la capa del material

1.6.4. ESCALA DE MEDICIÓN DE VARIABLES:

Existen numerosas técnicas e indicadores para medir el rendimiento de cada

máquina o equipo de construcción civil.

1.7. MÉTODO DE INVESTIGACIÓN

Siendo un método de investigación cuasi experimental radica en la recolección

de datos y análisis de los mismos para calcular el rendimiento de! conjunto ele

combinación de maquinas y equipos, para optimizar el racional

1.7.1. PROCEDIMIENTO DE INVESTIGACIÓN

El trabajo de investigación cuasi experimental radica en procedimientos

técnico-económico como sigue:

Estudio técnico de pool de maquinarias que reúnan las características de una

empresa de construcción que trabajan en el país

Estudio de las características de los terrenos de trabajo de acuerdo al tren

motriz y desarrollo en suelos.

Analizar el ciclo vital del trabajo de cada uno de las maquinarias y equipos.

Realizar cálculo de rendimiento por hora, tiempo de trabajo por hora del

conjunto de maquinaria y equipo para uso racional en la construcción de

carreteras.

Selección de un método de construcción de caminos.

Una vez que se han preparado todos los elementos de estudio, el siguiente

paso es racionalizar el uso y ver cómo influye en las utilidades que tenga la

empresa.

1.7.2. DISEÑO METODOLÓGICO

POBLACIÓN

El análisis estadístico en este caso vale la pena tomar a nivel del país,

considerando la cantidad de empresas peruanas y extranjeras que vienen

trabajando en las obras civiles a nivel nacional.

MUESTRA.

La muestra es una combinación de máquinas y equipos para desarrollar una

obra civil en la región sur del País para una empresa ZICSA.

1.7.3. TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS.

Las muestras de los datos obtenidos se analizarán mediante la escala de

medición con sus especificaciones técnicas y relieve del desarrollo del trabajo,

mediante áreas relacionadas con administración y mantenimiento (gerencia de

producción., logística, personal de mantenimiento y contabilidad), finalmente

utilizando los rendimientos de cada máquina y equipo

1.8. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

PERIODO

2010

ACTIVIDADES

M J J A S O N D

1. Elaboración de Plan de Tesis X

2. Recopilación bibliográfica sobre máquinas X

3. Información experimental de áreas relacionadas XX

4. Reuniones en lugares de los hechos y medición X

5. Análisis de datos recogidos con residentes X

6. Desarrollo de la tesis con los datos recogidos X

7. Elaboración del borrador de la tesis X

1.9. PRESUPUESTO:

1.9.1. COSTO DEL PROYECTO

A) Bienes y servicios

Aplicaciones directas:

- Viáticos y asignaciones S/. 600.00

- Materiales de escritorio 300.00

- Equipo de cómputo 100.00

- Copias y anillados 100,00

- Servicios de consultaría 600.00

- Otros servicios 500.00

TOTAL: si. 2200,00

1.9.2. FINANCIAMIENTO

Autofinanciado

1.10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Caterpillar "MANUAL DE RENDIMIENTO" Edición 31 – 2000

Paraud Raúl "CAMINOS l-ll) LIMA – 2002

Ministerio de Transportes. Comunicaciones. Vivienda y Construcción

ESPECIFICACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS"

LIMA - 1998.

Escuela de Ingeniería del Ejército "EMPLEO DE EQUIPOS DE

INGENIERÍA" LIMA - 1999.

Cámara de Comercio de la Construcción "EL EQUIPO Y SU COSTO DE

OPERACIÓN" CAPECO LIMA- 1998 -G. Jeufroy "PROYECTO Y

CONSTRUCION DE CARRETERAS" LIMA -2000

Quiñones Emilio (Facultad de ingeniería Civil - Universidad San Martin

de Porras "APUNTES DEL CURSO CAMINOS l-ll" LIMA – 1999

TECSUP "V SIMPOSIO INTERNACIONAL DE MANTENIMIENTO" LIMA

- 2004.

TECSUP Campus Virtual I "GESTIÓN DE EQUIPO PESADO" LIMA -

2003.

TECSUP "GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO" LIMA – 2002

P. Raúl Acó Cataldo "METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

CIENTÍFICA'' Edtt. Universo S.A. Lima-Perú.

1.11. CONTENIDO PROPUESTO

CAPÍTULO I

UNIVERSO DEL PROYECTO

1.1. identificación del problema

1.2. Formulación del problema

1.3. Subjetivos de la investigación

1.4. Justificación

1.5. Marco referencial

1.6. Hipótesis

1.7. Metodología

CAPÍTULO II

2. MÁQUINAS Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN CIVIL

2.1. Máquinas y equipos

2.2. Selección de máquinas y equipos

2.3. Implementos utilizados de Máquinas y equipos.

2.4. Características técnicas de máquinas y equipos seleccionadas

CAPÍTULO III

3. TRABAJOS A MÁQUINA

3.1. Equipo para movimiento de tierras.

3.2. Equipo de compactación.

3.3. Equipo de drenaje

3.4. Plantas de arena y asfalto

3.5. Equipos para concreto,

CAPÍTULO IV

4. CÁLCULOS DE RENDIMIENTO PARA USO RACIONAL

4.1. Rendimiento de maquinarias de movimiento de tierras

4.2. Rendimiento de maquinaria de compactación

4.3. Rendimiento de equipo de drenaje

4.4. Rendimiento de equipos de concreto

CAPÍTULO V

5. CONSTRUCCIÓN DEL CAMINO

5.1. Construcción de la sub-rasante

5.2. Construcción de la Sub-base

5.3. Construcción de la base.

5.4. Imprimación

CAPITULO VI

6. ANBÁLISIS DE COSTOS UNITARIOS

6.1. El equipo y sus costos

6.2. Vida económica útil de las maquinas de construcción

6.3. Costos de operación

6.4. Análisis del costo horario de maquinarias y equipos.

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

ANEXO

Huancayo. Agosto del 2010

Charles Jackson Panona Zamudio