Evaluación de sistemas para la transportación de aluminio líquido y ánodos entre las áreas de reducción y carbón

RESUMEN

El presente trabajo de investigación se desarrollo en el Taller de Equipos Industriales en conjunto con la Gerencia de Ingeniería Industrial; planteándose como objetivo general realizar una evaluación de los equipos móviles transportadores de ánodos y aluminio líquido en la Gerencia Carbón y Gerencia Reducción, para ello se utilizaron herramientas como diagramas de Pareto, Ishikawa para el análisis de fallas para dar un diagnóstico de la situación actual de los equipos. La investigación se realizó como una investigación no experimental, de tipo descriptivo-evaluativo y de campo. La población al igual que la muestra está conformada por la Flota de Remolcadores de CVG VENALUM. Con los resultados obtenidos se determinó que el remplazo efectivo debe realizarse cuando los equipos tengan 3 años de edad. También se concluyó que los factores que determinan las fallas de los equipos son: el manejo indebido por parte de los operarios, el tipo de actividades que realizan, las condiciones actuales de la planta y para solventar estas fallas se diseñó un plan de acción.

Palabras claves: Evaluación económica, vida útil económica, equipos móviles, remolcadores.

INTRODUCCIÓN

El aluminio es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre (8%) y uno de los metales, de obtener, más costosos. La producción anual se cifra en unos 33,1 millones de toneladas a nivel mundial. En Venezuela, a pesar de ser un país reconocido por la alta producción de petróleo, también, se destaca por la producción de otros minerales muy comercializados, así como el aluminio; la Región de Guayana se destaca debido a la cantidad de mineral existente para esta producción, la cual es dirigida por la Corporación Venezolana de Guayana (CVG).

La empresa CVG VENALUM se encarga de la producción del aluminio primario a través de un proceso llevado a cabo en celdas electrolíticas, utilizando como materia prima la alúmina, criolita y aditivos químicos (fluoruro de calcio, litio y magnesio). La planta industrial consta de áreas siguientes: la Planta de Carbón, Planta de Colada, Planta de Reducción e Instalaciones Auxiliares.

En la Planta de Carbón se producen los ánodos verdes en el área de Molienda y Compactación los cuales son enviados a Hornos de Cocción donde se mejoran sus propiedades físicas y mecánicas, seguidamente son llevados a las salas de envarillado donde son acoplados a varillas conductoras, para luego ser trasladados a las salas de Reducción donde es producido el aluminio liquido y finalmente ser enviados a Colada donde se producen los lingotes y cilindros de aluminio.

La mayoría de estos traslados son realizados por remolcadores, convirtiéndose, de este modo, en equipos fundamentales e imprescindibles para el funcionamiento y realización de las actividades de producción necesarias para la obtención de aluminio en la empresa.

CVG Venalum tiene una Gerencia de Ingeniería Industrial que se encarga de la evaluación económica y financiera de las inversiones necesarias a realizar en la empresa de equipos, líneas de producción, construcciones, entre otros.

Actualmente la Gerencia Mantenimiento Industrial presenta retrasos en la producción por la ausencia de equipos móviles y las fallas de los operativos en la Gerencia Carbón y Gerencia Reducción; razón por lo cual nace la necesidad de realizar una evaluación de los equipos móviles (remolcadores) que trasladan los ánodos y aluminio líquido en las Gerencias nombradas.

Con la realización de este estudio se obtendrán las condiciones y causas que originan esta situación y la propuesta económica más factible para la empresa.

El presente informe se encuentra constituido por 6 capítulos distribuidos de la siguiente manera:

Capítulo I. El Problema, abarca la definición de la problemática actual, los factores asociados, los objetivos del trabajo tanto el general como específicos, la justificación o importancia, la delimitación y alcance que se planteo durante el estudio.

Capítulo II La empresa, consta de la descripción de la empresa, el área donde se llevó a cabo la investigación y los diversos procesos referentes al proyecto.

Capítulo III. Marco Teórico, consta de los términos, y fundamentos teóricos que sirven de respaldo para la investigación.

Capítulo IV. Aspectos Procedimentales, menciona las actividades ejecutadas, las técnicas e instrumentos de recolección de información.

Capitulo V. Se refiere a la Situación Actual que se presentan los remolcadores de las áreas de Carbón y Reducción.

Capítulo VI. Resultados, plantea el análisis de los resultados obtenidos y las opciones de solución. Y por último la emisión de conclusiones, recomendaciones, y como material complementario la lista de referencia, los anexos y apéndices.

CAPITULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En el presente capitulo se realiza una breve descripción del problema de estudio, justificación, delimitación y objetivos planteados para la solución de dicho problema.

1.1 Planteamiento del Problema.

CVG VENALUM tiene como principal objetivo la producción y comercialización de aluminio primario y sus aleaciones en distintas formas (lingotes y cilindros), utilizando como materia prima la alúmina, criolita y aditivos químicos (fluoruro de calcio, litio y magnesio) con altos estándares de calidad, destinando la mayor parte de la producción al consumo nacional.

Dentro del proceso de producción de la planta industrial existen diferentes áreas, como lo son: la Planta de Carbón, Planta de Colada, la Planta de Reducción, e Instalaciones Auxiliares, que desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de la empresa. La Planta de Carbón y las instalaciones que la conforman (Molienda y Compactación, Hornos de Cocción y Envarillado de Ánodos) junto a la Planta de Reducción (Complejo I, Complejo II y V Línea) sirven de apoyo en el núcleo vital de sus operaciones.

El mejoramiento continúo es necesario para cumplir los estándares de calidad, llevando a la empresa a la realización de inversiones capitalizables como: adquisiciones, construcciones, remplazos, ampliaciones, entre otros; los cuales permiten mantener la continuidad operativa de la empresa y minimizar desviaciones en los procesos.

Entre las inversiones capitalizables que realiza CVG Venalum, se encuentran los equipos móviles industriales y dentro de estos los remolcadores, que tienen asignada una vida útil de cinco (5) años. Estos últimos equipos cumplen un rol fundamental para la producción del aluminio, porque son necesarios para realizar diferentes actividades de traslado, que forman parte importante del proceso productivo del aluminio. La empresa actualmente dispone de una flota de treinta y dos (32) remolcadores, de los cuales quince (15) están en las áreas y diecisiete (17) en el Pool (equipos adicionales o de respaldo) de acuerdo a la planificación.

El área de Carbón cuenta con siete (7) remolcadores, equipos que son necesarios, puesto que con ellos se trasladan los ánodos que se cargan y descargan de los Hornos de Cocción y los ánodos ya acoplados a varillas, que se ensamblan en el área de Envarillado para ser enviados a las Salas de Reducción para poder llevar a cabo el proceso electrolítico en las celdas.

En Reducción, área donde se reduce la alúmina para obtener aluminio primario, se cuenta con siete (7) remolcadores que son requeridos para el traslado de crisoles hacia el área de colada donde el aluminio obtenido en las celdas se vierte en los hornos de retención y una vez que el proceso es completado, se genera el producto destinado para la venta en los mercados.

Actualmente, se observa baja disponibilidad de los equipos móviles (remolcadores) en las áreas, esto se evidencia en que de un estándar de veintiún (21) equipos, solo se encuentran operativos diez (10) en las áreas, debido a diferentes factores:

Manejos inadecuados por los operadores. El uso como transporte por las instalaciones de la empresa, cuando los equipos deben ser utilizados exclusivamente para el traslado de materiales y no de uso personal por los trabajadores, para movilizarse entre las distintas áreas de la empresa. Uso de los equipos a altas velocidades, inclusive por áreas en mal estado, incidiendo en el deterioro de los equipos como en el caso de un tractor, el cual fue destrozado quedando fuera de servicio teniendo este equipo poco tiempo operativo.

Falta de stock mínimo en almacén debido a retrasos para cubrir los requerimientos por parte de compras para la adquisición de repuestos, ocasionando retrasos en los mantenimientos, trayendo como consecuencia desmantelamiento de equipos, dado que cuando se encuentra más de un equipo parado por falta de repuestos, uno de estos tiende a ser utilizado para removerle sus piezas en buen estado e instalarlas a los equipos que lo requieran y de esta manera mantener operativos el mayor numero de remolcadores que sea posible y así garantizar el cumplimiento de las operaciones.

Se encuentran equipos que han superado su vida útil (5 años) superando los siete (7) años operativos debido a la baja disponibilidad de remolcadores lo cual implica altos costos por mantenimiento, así como equipos que no han alcanzado su vida útil cuando es requerido su remplazo prematuro lo que significa un costo para la empresa porque su inversión inicial aún no se ha depreciado completamente esto se debe al uso indebido de equipos que no cuentan con las especificaciones técnicas adecuadas, provocando el deterioro de los mismos. Tal como en el caso de la falta de Skidder en V Línea que obligó a usar otros equipos que no tienen la capacidad suficiente de arrastre en la subida que está en esta vía, por lo que se ha podido evidenciar una disminución considerable en las condiciones operativas de los mismos.

Se pudo evidenciar que para poder cubrir los requerimientos de las áreas muchas veces se toma un largo tiempo ya que los procesos de compras son muy lentos, como en el caso de los requeridos para el año 2010, para este año se realizó el estudio técnico-económico de los requerimientos de los remolcadores por las áreas productivas donde se recomendó remplazar los seis (6) equipos solicitados, lo cual hasta la fecha actual no se ha cumplido.

Fallas continuas y prolongadas en los equipos trayendo como consecuencia altos tiempo de parada por mantenimiento, ocasionando incumplimiento en los planes de producción de la planta por falta de equipos para trasladar los materiales, afectando de manera directa la productividad de la empresa y los costos.

Se tienen remolcadores Toyota 2H y Shinko, modelos que se han utilizado desde hace bastante tiempo, pero por inconvenientes con la fábrica de Toyota se adquirieron otras marcas tales como Tiger Taylor Dunn que fueron colocadas en prueba, así como Einsa y Trowin equipos adquiridos para reemplazar al Shinko; pero aún no han codificado sus repuestos por estar a prueba, se han presentado las carencias y faltas de repuestos y mantenimiento de estos equipos.

Además de haber adquirido la empresa otras marcas de remolcadores, estos han sido sustituidos por tractores por la necesidad en planta para poder desarrollar todas las actividades, sin embargo se ha notado que estos equipos no se encuentran acondicionados para las operaciones de la planta debido a sus características físicas las cuales resultan poco idóneas para los operadores al momento de operarlos; no obstante han resultado útiles en el desarrollo de las actividades desde el punto de vista productivo por la baja disponibilidad de las otras marcas en el área.

Por esta razón nace la necesidad por parte de la Gerencia de Ingeniería Industrial realizar un estudio de los equipos móviles, para identificar las posibles causas que han ocasionado esta situación y de ese modo plantear las posibles medidas para solventar este problema, tal como realizar un estudio económico de las alternativas de inversión, con el propósito de contribuir en la minimización los costos de mantenimiento, el número de Órdenes de Trabajo originadas y las horas de parada , lo cual conlleva a mejoras en los parámetros operativos y de mantenimiento de los remolcadores.

1.2 Objetivos

Para el desarrollo del presente trabajo se planteó cumplir los objetivos que se enuncian a continuación:

1.2.1 Objetivo General

Evaluar el sistema de transportación de aluminio líquido y ánodos entre las Áreas de Carbón y Reducción de CVG Venalum.

1.2.2 Objetivos Específicos

· Diagnosticar la situación y condiciones actuales de los Remolcadores existentes en las Gerencia Carbón y Reducción de CVG Venalum.

· Evaluar los indicadores de mantenimiento referentes a remolcadores en las áreas de Carbón y Reducción de CVG Venalum.

· Evaluar la vida útil económica de los remolcadores pertenecientes a las Gerencias Carbón y Reducción CVG Venalum.

· Determinar el requerimiento de Remolcadores para el Pool de Mantenimiento que garanticen la disponibilidad de los equipos de las Gerencias Carbón y Reducción en CVG Venalum.

· Evaluar la gestión de adquisición y/o remplazos efectivos de equipos (remolcadores) y repuestos para las áreas de Carbón y Reducción de CVG Venalum.

· Realizar la evaluación económica de distintas alternativas de inversión para el cumplimiento de requerimientos en las áreas de Carbón y Reducción.

· Elaborar un plan de acciones en función de las fallas presentadas en los remolcadores de las áreas de Carbón y Reducción.

1.3 Justificación o Importancia

La Gerencia Ingeniería Industrial siempre en búsqueda de optimizar los recursos de la empresa con la finalidad de aumentar la rentabilidad y beneficios de la misma, se dedica a realizar estudios técnicos y económicos de las diversas inversiones que presentan diferentes áreas de la empresa, que son necesarias para la toma de decisiones técnicas y económicas más favorables. Dado que los remolcadores son vitales para el funcionamiento de la empresa, ya que son el único medio de transporte de los ánodos a las salas de Reducción y del aluminio líquido a los hornos de Colada, y sin estos traslados es imposible llevar a cabo el proceso productivo de la empresa; fue necesario realizar una evaluación de estos para confirmar las causas reportadas, que ocasionan las fallas más frecuentes en los equipos, con el objetivo de proponer ciertas recomendaciones que aporten en su disminución y de los altos costos de mantenimiento; y de este modo, determinar todos los factores que influyen la situación actual de los remolcadores de las áreas de Carbón y Reducción en CVG Venalum. De igual forma, el estudio servirá para constatar cual podría ser la alternativa de inversión más favorable para la empresa, desde el punto de vista económico para cubrir los requerimientos de la misma.

1.4 Delimitación o Alcance

La evaluación de los Remolcadores de ánodos y aluminio líquido, se basó en la evaluación de los requerimientos de equipos en las áreas y pool; la vida útil económica de los equipos; los indicadores de mantenimiento, la gestión de almacén de los repuestos y la gestión de compra de los Remolcadores asignados a las áreas de Carbón y Reducción en CVG Venalum.

1.5 Limitaciones

Durante el desarrollo de la investigación se encontró como limitación:

· La falta de unidades de transporte en la empresa, que trae como consecuencia el incumplimiento de algunas rutas debido a que muchos de los autobuses se encuentran fuera de servicio complicando el traslado del personal a la empresa y en ocasiones a la hora de salida de la misma. Factor el cual complicó el seguimiento de los remolcadores en distintas ocasiones.

CAPITULO II

GENERALIDADES DE LA EMPRESA

2.1 Reseña histórica de la empresa

La Industria Venezolana de Aluminio, C.A. (CVG Venalum), se constituyó el 29 de agosto de 1973, con el objeto de producir aluminio primario en diversas formas con fines de exportación. Convirtiéndose en una empresa mixta, con una capacidad de 150.000 t/año y un capital mixto de 34.000 millones de bolívares; donde el 80 por ciento fue suscrito por seis empresas japonesas y el 20 por ciento restante de la Corporación Venezolana de Guayana.

Posteriormente, la propuesta fue considerada por el Ejecutivo Nacional y para Octubre de 1974 CVG VENALUM amplía su capacidad a 280.000 Tm/año y se negocia con los socios japoneses, no sólo el incremento del capital social, sino también un cambio estructural que favorece a Venezuela, tomando CVG posesión del 80 por ciento de las acciones, mientras que la participación japonesa se reduce al 20 por ciento.

La primera línea de celdas fue puesta en marcha el 27 enero de 1975 y terminada en diciembre de 1978 y la última línea de las primeras cuatro (04) se comenzó el 27 de octubre de ese mismo año. En 1977 se inicia el funcionamiento de la planta de cátodos y el muelle de carga y descarga sobre el margen del Río Orinoco para atracar barcos de hasta 30.000 toneladas. El 27 de enero de 1978 arranca la celda 302 de la Sala 3, Línea II. Al día siguiente se produce aluminio por primera vez en Venalum.

El alcance de expansión de CVG VENALUM apunta a ampliar sus operaciones con la construcción de las VI y VII Líneas de reducción, una Planta de Carbón, una Sala de Colada, una Planta de Extrusión, un Sistema de manejo y Almacenamiento de Materia Prima, la ampliación de la capacidad del Muelle, Gestión ambiental, Servicios Industriales, instalaciones auxiliares, edificaciones anexas y desarrollo del urbanismo industrial completo.

2.2 Ubicación geográfica

C.V.G VENALUM está ubicada en la Av. Fuerzas Armadas, Zona Industrial Matanzas, Ciudad Guayana – Estado Bolívar, Venezuela (ver figura N°1). La escogencia de la zona de Guayana, se debe a los privilegios y virtudes de esta región:

ü Integrada por los Estados Bolívar, Delta Amacuro y Amazonas, esta zona geográfica ubicada al sur del Río Orinoco y cuya porción de 448.000 km2 ocupa exactamente la mitad de Venezuela, reúne innumerables recursos naturales.

ü El agua constituye el recurso básico por excelencia en la región Guayana, teniendo grandes vertientes como lo son los Ríos Orinoco, Caroní, Paraguas y Cuyuní, entre otros.

La presa "Raúl Leoni" en Gurí, con una capacidad generadora de 10 millones de Kw, es una de las plantas hidroeléctricas de mayor potencia instalada en el mundo, y su energía es requerida por las empresas de Guayana, para la producción de acero, alúmina, aluminio, mineral de hierro y ferro silicio.

ü La navegación a través del Río Orinoco en barcos de gran calado en una distancia aproximada de 184 millas náuticas (314km) hasta el Mar Caribe.

FIGURA Nº1. Ubicación de la Empresa

Fuente: Manual de Inducción de CVG VENALUM

2.3 Espacio Físico

La empresa cuenta con un área suficiente para su infraestructura actual y para desarrollar más en su futuro. La distribución de la misma está representada de la siguiente manera en la tabla N°1:

CUADRO N°1. Áreas Físicas de la Empresa

Fuente: Manual de Inducción de CVG VENALUM

2.4 Descripción de la empresa

La empresa C.V.G Venalum ha tenido como propósito la producción de aluminio primario utilizando como materia prima la alúmina, criolita y aditivos químicos (fluoruro de calcio, litio y magnesio) mediante el uso de celdas electrolíticas, el cual es destinado a satisfacer el mercado tanto nacional como internacional de manera competitiva. Desde su inauguración se ha convertido paulatinamente en uno de los pilares fundamentales de la economía venezolana, siendo a su vez en su tipo una de las más grandes de Latinoamérica, con una capacidad instalada de 430.000 TM por meses. Posee una fuerza laboral de 30.753 trabajadores aproximadamente y cuenta con el apoyo de 93 cooperativas, así como de 25 empresas contratistas con una de las instalaciones más modernas del mundo, y la certificación de la Norma ISO 9001-2000 en sus áreas medulares de producción: Colada, Reducción y Carbón lo que la posiciona como una industria que satisface los requerimientos de sus clientes.

El proceso de producción de aluminio consiste en separar el oxígeno de la alúmina para producir aluminio en estado líquido, estando inmerso en un baño electrolítico bajo los efectos de una corriente eléctrica directa suministrada por una fuente externa, la cual circula desde un ánodo o polo positivo hacia un cátodo o polo negativo. El oxígeno se combina con el carbono contenido en el ánodo y forma gas carbónico el cual se libera mientras que el aluminio se precipita y se deposita en el fondo del cátodo en estado líquido.

Actualmente C.V.G VENALUM está constituida por tres complejos de celdas: Complejo I, Complejo II y V línea. Los Complejos I y II están conformados por celdas P-19 de tecnología Americana Reynolds, cada uno con dos líneas de 180 celdas y la V línea conformada por celdas de tecnología noruega Hydroaluminium con una línea de 180 celdas electrolíticas para finalmente constituir un total de 900 celdas de reducción sin incluir las 5 celdas prototipo V-350. Las celdas V-350 ubicadas en V línea es un proyecto concebido por ingenieros venezolanos de C.V.G VENALUM quienes basándose en las tecnologías existentes y desarrollo de los modelos electromagnéticos, térmicos, mecánico estructurales, así como los sistemas automatizados, lograron diseñar esta celda que supera los índices de productividad conocidos.

Dentro del proceso de producción de la planta industrial, existen mecanismos de alimentación que desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de la misma, los cuales son: La Planta de Carbón, Planta de Colada, Planta de Reducción e instalaciones auxiliares.

2.4.1 Estructura organizativa de la empresa

La estructura organizativa de C.V.G VENALUM es de tipo lineal y de asesoría, donde las líneas de autoridad y responsabilidad se encuentran bien definidas, actualmente fue restructurada y aprobada por la Corporación Venezolana de Guayana (C.V.G) el 28 de febrero del año 2004, y que actualmente ha sufrido ciertas modificaciones en beneficio de la gestión y el desarrollo debido a la disolución de la industria aluminios de Venezuela, está constituida por Gerencias administrativas y operativas. En la siguiente gráfica se muestra cada unidad de la organización de C.V.G VENALUM. Para tener mayor conocimiento de las unidades que conforman la empresa C.V.G. Venalum, se muestra su estructura organizativa (ver figura N°2).

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