Diseño de herramienta informática para supervisión estatus sistemas mecánicos

Resumen

El siguiente trabajo de investigación consistió en la realización de una herramienta informática que permite realizar la supervisión del estatus de los sistemas mecánicos del área de Lado rojo I de C.V.G. Bauxilum. Para ello, se empleó un tipo de estudio aplicado, en el que se tomó como muestra los sistemas mecánicos de Lado Rojo I. Se procedió a la recolección de datos a través de entrevistas no estructuradas y mediante observación directa, con el fin de obtener la información necesaria que logró sistematizar el proceso de supervisión que venía realizándose personalmente y que propiciaba la pérdida de tiempo y dispersión de esfuerzos. El sistema de supervisión permitió obtener en tiempo real y oportuno la información de la disponibilidad de equipos existentes en el área.

Introducción

Actualmente, todas las empresas a nivel mundial buscan conseguir la excelencia a través de la calidad de sus servicios. Están en una búsqueda constante del mejoramiento continuo para aumentar la rentabilidad y optimización sus procesos. Para ello, realizan estudios de todo tipo que permitan disminuir al mínimo las demoras y evitar los costos innecesarios, en fin, producir más en menos tiempo. Sin embrago, al evaluar las diferentes alternativas de producción, también se evalúan consigo la implementación de nuevas tecnologías que realicen los trabajos sistemáticamente y ahorren trabajo al personal humano.

Venezuela no es la excepción en países que proponen la implementación de sistemas de información con el uso de tecnologías en el ámbito organizacional, y por ello, la mayoría de las empresas se ven en la necesidad de hacerlo por varias razones, entre ellas; la rapidez en el proceso de sus operaciones, la competitividad en su entorno, la calidad del trabajo y la obtención de información oportuna y confiable al momento de tomar decisiones. Existen muchas formas de evaluar un proceso, éstas dependen del propósito con el que se quiera llevar a cabo la evaluación, puede ser para controlar o proponer una nueva alternativa.

El sector aluminio en el estado Bolívar, está conformado por empresas básicas pertenecientes a la Corporación Venezolana de Guayana. Entre ellas está C.V.G. Bauxilum, la empresa génesis en la producción de aluminio. Es una industria química que implementa el proceso Bayer y produce alúmina mediante el procesamiento de la bauxita, mineral proveniente del sector de los Pijiguaos, ubicado al sur del estado Bolívar. La bauxita es disuelta en soda cáustica y mediante el suministro al proceso de otros aditivos, la alúmina es extraída para ser calcinada y proporcionada en grado metalúrgico para su posterior distribución y venta.

Dentro de las unidades de apoyo de C.V.G. Bauxilum está la superintendencia de lado rojo I (LRI), unidad encargada del manejo y control de las siguientes 11 áreas de producción y servicios; Trituración y molienda, predecilicación, digestión, preparación de lechada de cal, enfriamiento por expansión instantánea, tanques de licor, evaporación, condensado de proceso, tanques de ácido, tanques de cáustica fresca y sistema de agua de enfriamiento.

Actualmente, la supervisión de los equipos pertenecientes a las áreas se hace personalmente, es decir, es necesario trasladarse a dichas áreas para constatar el estatus y disponibilidad de éstos equipos, propiciando demoras y pérdidas de tiempo y energía. Es por ello que el presente trabajo de investigación está orientado al diseño de una herramienta informática que permita la supervisión del estatus de los sistemas mecánicos de la superintendencia de Lado rojo I. A través de dicha herramienta se podrá tener información oportuna de la disponibilidad de los equipos en el área.

El trabajo se encuentra distribuido mediante 5 capítulos descritos de la siguiente manera: El Capítulo I explica de forma clara y precisa el problema, los objetivos que pretende cumplir la investigación, la justificación y delimitación del mismo. El capítulo II comprende el marco referencial de la investigación y sus fundamentos teóricos. El capítulo III describe el marco metodológico. El capítulo IV, representa los aspectos procedimentales del trabajo y el V exhibe los resultados de la investigación. Luego se presentan las conclusiones y recomendaciones.

CAPÍTULO I

El problema

En el siguiente capítulo se explica el problema que presenta la empresa, los objetivos generales y específicos, la justificación que muestra la raíz del problema y la importancia de su solución, además se habla del alcance, que no es más que la duración del tiempo en que se llevará a cabo la ejecución del proyecto.

Planteamiento del Problema CVG Bauxilum es la única empresa en Venezuela, productora de Alúmina. Cuenta con tres grandes áreas; Manejo de Lodo, Lado Rojo y Lado Blanco, cuyas interacciones componen el manejo y procesamiento de la Bauxita para la obtención de alúmina de grado metalúrgico. Con una capacidad instalada del orden de 2.000.000 TM de alúmina al año.

Dentro de las unidades de apoyo de CVG Bauxilum-Planta, está la Superintendencia de Lado Rojo I, adscrita a la Gerencia de Producción, la cual, a su vez, es conformada por once (11) áreas, en las cuales se da el proceso de triturar y moler la bauxita, también el proceso de disolver la alúmina contenida en ella. En estas áreas, también se concentra el licor cáustico el cual sirve para disolver la alúmina contenida en la bauxita, para ello se evaporan las moléculas de aguas que han sido añadidas en las diferentes etapas del proceso Bayer.

garantizar la continuidad de los procesos productivos de las áreas administradas. Todas las áreas en su diseño cuentan con equipos en funcionamiento, así como equipos en reserva, esto con el fin de garantizar un amplio margen de maniobras donde se permitan realizar mantenimientos preventivos, correctivos y predictivos sin interferir en la continuidad de los procesos y por ende en los niveles de producción.

Existen más de 180 equipos que conforman las once (11) áreas de Lado rojo I, de los cuales algunos no están operando. Cada equipo tiene un TAG único de identificación. Esta información es manejada a través de la sala de control y permite medir parámetros físicos de cada equipo y componentes tales como; potencia, vibración, temperatura, nivel, presión, corriente, entre otros. Sin embargo, esta información no está disponible en las diferentes áreas, está centralizada pero no se distribuye. En la totalidad de los equipos, su mayoría se encuentran en servicio, otros se encuentran en reserva y el resto se encuentran fuera de servicio por mantenimiento o en espera de repuestos. Sin embargo, la supervisión de este estatus es posible sólo cuando algún operador, técnico o supervisor se dirige hasta el área y constata personalmente el funcionamiento de algún equipo determinado. Este proceso de traslado hacia el área conlleva a la pérdida de tiempo y energía que pudiese emplearse en otra actividad, demoras en los procesos cuando éste es detenido por la falla de algún equipo, y en algunos casos retraso de la producción.

Una alternativa que planteó esta investigación consiste en que la supervisión del estatus de los equipos del área puedan hacerse a través de una herramienta informática, que permita detectar, a través de los TAG de cada equipo si éste está en funcionamiento o no. Esto sería posible mediante la medición de la potencia, nivel, u otro parámetro de medición en los equipos o componentes. Así, cuando el valor de alguno de estos parámetros esté dentro de ciertos intervalos definidos previamente en la herramienta informática, indique que el equipo está en funcionamiento.

La ejecución de ésta propuesta resultó beneficiosa para el área de Lado rojo I, debido a que realizar supervisión a los equipos sistemáticamente permitirá una atención e intervención mucho más rápida y oportuna a los mismos, evitando las pérdidas y demoras en el proceso. Además de esto, resultaría una herramienta de gran utilidad e importancia no solo para los operadores y supervisores, sino para la Superintendencia y la Gerencia. Teniendo a disposición esta herramienta en toda la plataforma informática de la empresa, permitiría obtener con certeza y en tiempo inmediato la disponibilidad de equipos en funcionamiento y en reserva. De ésta manera pudiesen atenderse con prontitud las fallas y necesidades de los equipos de las áreas.

Ahora bien, una vez expuesto el problema, surgen las siguientes interrogantes: ¿Qué factores se deben tomar en cuenta para conocer el proceso de inspección de los equipos?, ¿Qué técnicas y herramientas se utilizarán para detectar las fallas en los equipos del área de Lado rojo I?, ¿Qué aspectos se deben tomar en cuenta para la emisión de diagnósticos y formulación del modelo informático que permita realizar la supervisión del estatus de los equipos de Lado rojo I?

Objetivos Objetivo General Diseñar una herramienta informática que permita la supervisión del estatus de funcionamiento de los sistemas mecánicos, ubicados en las áreas de producción de la superintendencia de lado rojo I, de CVG Bauxilum-Planta.

Objetivos Específicos 1. Describir el método de trabajo actual mediante la observación directa, para conocer detalladamente el proceso de inspección de estatus de los sistemas mecánicos de las áreas de producción.

2. Detectar las demoras y pérdidas de tiempo en el proceso, mediante seguimientos al personal encargado de supervisar los sistemas mecánicos.

3. Formular un modelo para la supervisión del estatus de funcionamiento de los componentes del sistema mecánico.

4. Codificar en un programa informático el modelo de supervisión del sistema mecánico.

Justificación Actualmente todas las empresas, están en una búsqueda constante de la excelencia mediante el mejoramiento continuo de sus equipos y procesos. Por esto resulta indispensable poseer un estricto control sobre los sistemas que participan e incurren en el proceso productivo de cada organización. Es por ello que el diseño que se realizó, no solo busca sistematizar una operación, sino que permitió a la organización llevar un control y registro de los equipos y componentes que dan vida a los procesos que se llevan a cabo en el área.

La realización de este trabajo de investigación permitió no solo a la Superintendencia de Lado Rojo I, sino a la Gerencia de producción, conocer de manera veraz y en tiempo real, el estatus de funcionamiento de los equipos pertenecientes al área. Se pretende eliminar las demoras en la supervisión de equipos, generando ganancia de tiempo y energía, además de reducir el trabajo físico de los operadores y supervisores Delimitación El trabajo de investigación se llevó a cabo en CVG BAUXILUM- PLANTA, específicamente en la Superintendencia de Lado rojo I, Gerencia de producción, para diseñar un sistema de supervisión que permita conocer el estatus de los equipos del área. El proceso de diseño de la herramienta informática involucrará a todos los equipos y sistemas mecánicos pertenecientes a las once (11) áreas de Lado rojo I, y se realizará en un tiempo estimado de 16 semanas.

CAPITULO II

Marco teórico

A continuación se presentan las generalidades de la empresa, descripción del área de pasantía, descripción del trabajo asignado, además de la descripción de proceso productivo.

Antecedentes de la investigación En primer lugar se tiene que, en enero de 2008, fue presentado ante la CVGGOSH, Ciudad Guayana, una propuesta de un Diseño de un sistema de supervisión centralizado para las plantas de tratamiento de agua de CVGGOSH. Ciudad Guayana por los ingenieros Virginia Inserny, José Cañas, Amer Aboul y Ángel Custodio.

La investigación se desarrolló una propuesta para la automatización de la planta de tratamiento de agua potable de C.V.GGOSH Toro Muerto, que permita aumentar la eficiencia en la producción de la planta y así brindar un mejor y más óptimo servicio a la comunidad de Puerto Ordaz. En los resultados de la investigación se muestran la elección de equipos PLC para la realización del sistema de control, así como también el cable de fibra óptica conectado en una topología tipo estrella para la comunicación de los dispositivos. Se propone además un SCADA desarrollado en Delphi como primer paso de un sistema basado en Software Libre desarrollado por la UNEXPO. La investigación se realizó mediante un estudio de tipo documental y de campo, al fundamentarse en la consulta de manuales, libros, documentos de Internet; y en la planta, teniendo que tomar medidas y muestras para conocer el funcionamiento de una planta de tratamiento de agua potable y poder compararla con el funcionamiento de una planta de tratamiento típica.

También se consultó el trabajo especial de grado que en abril de 2008 fue presentado ante la Universidad de Carabobo por Dany N. Carrero T. el trabajo de grado: Diseño de un sistema de control supervisorio y adquisición de datos (scada) para el monitoreo remoto de los sistema de energia ininterrumpida (ups) perteneciente al sistema eléctrico de una refinería en el país, para optar al título de Ingeniero Electricista.

El trabajo está enfocado al desarrollo de la capacidad inventiva en la solución de problemas que se puedan presentar en situaciones reales en la industria, aplicando los conocimientos y experiencias adquiridas a lo largo de la carrera de Ingeniería, con un primordial enfoque al aprendizaje y desarrollo de nuevas tecnologías, como la incorporación de nuevos sistemas de control supervisorio y adquisición de datos (SCADA), utilizados actualmente en el parque industrial; de esta forma se logra mantener una constante tendencia tecnológica a lo reciente en los conocimientos adquiridos en la carrera de Ingeniería, en el área de Automatización Industrial y Control de Procesos, lo cual permitirá encontrar solución a diversas problemáticas planteadas en el campo de la electricidad, específicamente en el monitoreo y supervisión de los Sistemas de Energía Ininterrumpida (UPS) y el nivel de importancia que representan estos equipos para la continuidad del proceso productivo de la empresa en cuestión.

Bases teóricas Diagramas Los diagramas son representaciones gráficas de todas las actividades inherentes al proceso; estos proporcionan una mayor visión de la relación entre las operaciones, además permite obtener los detalles a través de la observación directa dependiendo del proceso en estudio. (Salazar, 2005, sf.) Una herramienta de suma importancia para un ingeniero son los diagramas debido a que en la parte de diseño o mejora de un puesto de trabajo permite presentar de forma rápida, clara, sencilla y lógica los hechos relacionados con el proceso, dando lugar a un mejor trabajo en menor tiempo.

La forma utilizada para describir las actividades dentro de los diagramas, se basa en una serie de símbolos que indican por ejemplo: todas aquellas etapas por la que pasa el material, los pasos dados por el operario de una estación a otra así como también las distancia que recorre, las operaciones por maquinaria utilizada, entre otras; dependiendo del diagrama utilizado.

Actualmente los símbolos que más se usan a nivel empresarial son los siguientes:

Tabla 1. Simbología de los diagramas Fuente: Autora

Diagrama de proceso Este diagrama muestra las trayectorias de un producto o procedimiento, señalando todos los hechos mediante el símbolo correspondiente. Es más detallado y se emplea para representar lo que hace el operario que ejerce la labor, o cómo se manipula el material o el equipo. Es aplicable a un conjunto de ensamblaje (componentes) para lograr una mayor economía en la fabricación o en los procedimientos. (Salazar, 2005, sf.) Otro aspecto importante desde el punto de vista del analista se refiere a la detección a través de este diagrama de costos ocultos dentro del proceso en estudio como los retrasos, distancias recorridas y almacenamientos temporales.

Diagrama causa-efecto El diagrama Causa-Efecto o Diagrama Ishikawa es un método gráfico que refleja la relación entre una característica de la calidad (muchas veces un área problemática) y los factores que posiblemente contribuyen a que exista. Es decir, es una gráfica que relaciona el efecto (problema) con sus causas potenciales. (Salazar, 2005, sf.) El Diagrama de Ishikawa (DI) es una gráfica en la cual, se anota el problema y se especifican por escrito todas sus causas potenciales, de tal manera que se agrupan o estratifican de acuerdo con sus similitudes en ramas y sub- ramas. Una clasificación típica de las causas potenciales de los problemas en manufactura son: mano de obra, materiales, métodos de trabajo, maquinaria medición y medio ambiente.

Este diagrama es utilizado cuando:

> Se requiere utilizar en forma gráfica y estructurada.

> Se necesite analizar una situación, condición o problema específico a fin de determinar las causas que lo originan.

> Se desea analizar el resultado de un proceso y las cosas que necesitamos para lograrlo (visualización positiva).

Metodología para el desarrollo de un Programa de computación El desarrollo de un programa de computación está constituido básicamente en 5 etapas:

Definición de los requerimientos del usuario. El cliente intenta plantear un sistema que en muchas ocasiones es confuso para él, sin embargo, es necesario que describa los datos, que especifique las funciones y el comportamiento del sistema que desea.

Análisis de requerimientos. Es el conjunto de técnicas y procedimientos que nos permiten conocer los elementos necesarios para definir un proyecto de software. Es una tarea de ingeniería del software que permite especificar las características operacionales del software, indicar la interfaz del software con otros elementos del sistema y establecer las restricciones que debe cumplir el software.

Codificación de los requerimientos. El objetivo es que el desarrollador actúe como un negociador, un interrogador, un consultor, o sea, como persona que consulta y propone para resolver las necesidades del cliente. Consiste en la transformación de los requerimientos en formularios estándar.

Validación. Verificar que los requerimientos realmente definen el sistema que quiere el cliente.

Implementación. Es el proceso de llevar a cabo los requerimientos mediante el software o programa de computación.

Diagrama de dispersión También llamado gráfico de dispersión, es un tipo de diagrama donde se utilizan las coordenadas cartesianas para mostrar los valores de dos variables para un conjunto de datos. (Cisneros, 2000, p 89.) Los datos se muestran como un conjunto de puntos, cada uno con el valor de una variable que determina la posición en el eje horizontal y el valor de la otra variable determinado por la posición en el eje vertical.

Algoritmo Es un conjunto de instrucciones, reglas predefinidas ordenadas, finitas y sucesivas que permitirán realizar una actividad determinada, dada una entrada inicial y una salida que es representada por la solución del problema. (Cisneros, 2000, p 17.)

Codificación Es un método sistemático que permite convertir un carácter de un lenguaje natural (alfabeto o silabario) en un símbolo de otro sistema de representación, como un número o una secuencia de pulsos eléctricos en un sistema electrónico, aplicando normas o reglas de codificación. (Cisneros, 2000, p 29.)

Diseñar "El acto de diseñar como prefiguración es el proceso previo en la búsqueda de una solución o conjunto de las mismas." (Joseph Edward Shigley, 1989, sf.)

Lenguaje de programación Es un lenguaje diseñado para describir el conjunto de acciones consecutivas que un equipo debe ejecutar. Por lo tanto, un lenguaje de programación es un modo práctico para que los seres humanos puedan dar instrucciones a un equipo. (Joseph Edward Shigley, 1989, sf.)

Breve descripción de la empresa C.V.G. Bauxilum es la empresa resultante entre la fusión de Bauxiven (1979) e Interalúmina (1977). Bauxilum fue creada oficialmente en Marzo de 1994 y está conformada por la Mina de Bauxita y la planta de Alúmina.

La mina de Bauxita se encarga de la explotación del mineral en la zona de los Pijiguaos, del Municipio Cedeño, del Estado Bolívar, con una capacidad instalada de 6 millones de toneladas anuales. La operadora de Bauxita inició sus operaciones en el año 1983, enviando las primeras gabarras con mineral, a través del río Orinoco, desde el puerto el Jobal hasta el muelle de la operadora de Alúmina en Matanzas.

La operadora de Alúmina tiene una capacidad instalada de 2 millones de toneladas/año, y es la encargada de transformar la Bauxita en Alúmina de grado metalúrgico a través del proceso Bayer. Este mineral constituye la principal materia prima para la obtención del aluminio. Y su venta es destinada principalmente a satisfacer el mercado nacional, en especial a sus principales clientes; CVG Venalum y CVG Alcasa. Otro porcentaje de ella es destinado a las ventas internacionales.

Ubicación Geográfica CVG Bauxilum-Planta está ubicada en la Avenida Fuerzas Armadas, zona industrial Matanzas. Puerto Ordaz, Estado Bolívar-Venezuela.

Figura 1. Ubicación geográfica de C.V.G. BAUXILUM, C.A Fuente. Sistema de Documentos Internos

Estructura Organizativa Gerencial de C.V.G. BAUXILUM, C.A

Figura 2. Estructura Organizativa Gerencial de C.V.G. BAUXILUM, C.A Fuente. Sistema de Documentos Internos

Política de la Calidad, Ambiente, Salud y Seguridad Fomentar el desarrollo, la participación del Recurso Humano y el mejoramiento continuo, en los procesos de explotación de Bauxita y producción de Alúmina, cumpliendo con las normas de Calidad, Ambiente, Salud y Seguridad laboral para satisfacer los requerimientos y expectativas de nuestros clientes, con altos niveles de rentabilidad, competitividad y responsabilidad social.

Solidaridad Cooperación Compromiso Participación Reciprocidad Honestidad Excelencia.

Misión Impulsar el crecimiento sustentable de la industria nacional, satisfaciendo la demanda de bauxita y alúmina en forma competitiva y rentable, promoviendo el desarrollo endógeno, como fuerza de transformación social y económica, fundamentada en el nuevo modelo de gestión de consejo de trabajadores.

Visión Constituirnos en una empresa socialista, contribuyendo al desarrollo sustentable de la industria nacional del aluminio, a los fines de alcanzar la soberanía productiva, con un tejido industrial consolidado y desconcentrado, con nuevas redes de asociación fundamentadas en la participación y la inclusión social, rumbo al socialismo del siglo XXI.

Identificación del Área donde se realizó el estudio El área donde se realizó el estudio pertenece a la Gerencia de Producción, específicamente a la Superintendencia de Lado Rojo I. y ésta tiene como objetivo: "garantizar la continuidad de los procesos productivos de trituración y molienda, predecilicación y digestión, para la obtención de la solución acuosa de bauxita, de acuerdo al plan anual de producción, y los parámetros de Calidad, ambiente y seguridad establecidos." (Bauxilum, sf.) Y entre sus principales funciones se encuentran:

Ejecutar el programa de producción de suspensión diluida, requeridas para las operaciones de Lado Rojo II.

> Ejecutar las operaciones para el suministro de suspensión acuosa de Bauxita predecilicada, digerida y enfriada al proceso de Lado Rojo II.

> Controlar el tiempo de residencia necesario para la suspensión de Bauxita, a fin de acelerar la precipitación de sílice en el proceso de predecilicación y alcanzar valores adecuados.

> Ejecutar las operaciones de almacenamiento y distribución de solución de soda cáustica fresca necesaria para el proceso productivo.

> Ejecutar las operaciones de almacenamiento, suministro y dosificación de cal viva para el proceso de trituración y molienda.

> Ejecutar la preparación y suministro de lechada de cal, para los procesos de filtración y cáustificación.

> Ejecutar las operaciones de almacenamiento y distribución de insumos requeridos para los procesos de evaporación y digestión.

Ejecutar las operaciones de almacenamiento y suministro de ácido sulfúrico, inherentes a su área de servicio.

> Controlar el aumento de la concentración de licor agotado, a través de la remoción de agua en los módulos de expansión, asignados al proceso de evaporación.

> Controlar la calidad y suministro de condensado, de los procesos de la áreas de expansión instantánea y evaporación para la producción de vapor vivo, lavado de hidrato, lavado de Lodo rojo, arena, hidrato y semilla.

> Verificar el cumplimiento de los programas de mantenimiento de los equipos, sistemas e instalaciones asignados al área, e informar sobre las desviaciones detectadas.

> Entregar oportunamente los equipos y sistemas para cumplir con el programa de mantenimiento preventivo establecido.

> Participar en la planificación del mantenimiento preventivo y correctivo de la planta de Alúmina > Garantizar el cumplimiento de los lineamientos, políticas, normas y procedimientos que se establezcan en la empresa, inherentes a su área de gestión.

> Garantizar la implantación y cumplimiento de las normas de gestión ISO-9001, ISO-14001, OHSAS 18001, y otras que adopte la empresa.

Estructura organizativa de la Superintendencia de Lado rojo I

Figura 3. Estructura Organizativa de la Superintendencia de Lado Rojo I Fuente. Sistema de Documentos internos

Descripción del trabajo asignado El trabajo asignado en el área de Lado rojo I, consiste en la recolección de datos, información y TAG de identificación de cada uno de los equipos correspondientes a las once áreas que forman parte de la superintendencia, para lograr la creación de una herramienta informática mediante la sistematización, que permita la supervisión del estatus de estos equipos.

La obtención de los datos se hizo mediante técnicas de recolección de información, a través de entrevistas no estructuradas al personal, en las que se obtuvo información del método empleado por los trabajadores para realizar la supervisión de los equipos. Otra técnica empleada fue la de seguimientos al personal, en la que se siguieron los pasos y tiempos empleados por los trabajadores al momento de realizar recorridos al área para llevar a cabo la actividad de supervisión.

La información correspondiente a los TAG de los equipos fue adquirida por parte del personal de Sala de Control Central (SCC). Y la vinculación de estos datos con el sistema de supervisión se hizo por medio de una herramienta de información interna de la empresa, llamada PHD.

Posteriormente, el trabajo estuvo enmarcado en la sistematización de la información, a través de la codificación de una herramienta informática, que permitió vincular dicha herramienta, con la información proveniente de Sala de Control Central. Esto con el objetivo de obtener como resultado, un sistema de supervisión que mida en los equipos su potencia, corriente, nivel o temperatura, y así establecer el estatus de funcionamiento de los mismos.

Descripción del Proceso Productivo CVG Bauxilum- Planta es una empresa perteneciente al sector empresarial secundario, ya que su proceso productivo consiste en la transformación del mineral Bauxita en Alúmina de grado Metalúrgico a través del proceso Bayer.

El proceso productivo que se lleva a cabo en Lado Rojo I, inicia en el área de Trituración y Molienda (Área 32). La función de esta área es reducir el mineral (Bauxita) desde el tamaño en que es recibido en la planta hasta un tamaño óptimo (no mayor de 700 micrones) que garantice la dilución total de la alúmina durante la digestión. La bauxita es transportada desde los patios de almacenamiento hasta las tolvas de bauxita y luego hacia las correas pesadoras que descargan el chuto de alimentación del triturador de placas, donde se mezcla internamente con cal. A la mezcla de cal y bauxita se agrega licor fuerte (soda cáustica), con el fin de evitar taponamiento en el triturador cuando se maneja la bauxita húmeda pegajosa y excesiva generación de polvo cuando se maneja bauxita seca creándose una suspensión (pasta).

La suspensión de bauxita fluye a los molinos por gravedad. Antes de entrar al molino se le agrega más licor fuerte, para facilitar el proceso de molienda; ya que esta se realiza por vía húmeda. La molienda se realiza en los molinos de bolas, que reducen las partículas de bauxita a un tamaño aproximado de 80% menor a 300 micras.

Predecilicación (Área 31). Tiene como propósito aportar el Tiempo de residencia necesaria para que se genere la cantidad suficiente de semilla en la suspensión de bauxita antes de la etapa de digestión, con el fin de que el proceso de precipitación de sílice en dicha etapa sea acelerado y los vapores de sílice disueltos en el licor sean adecuados. Esto facilita la eliminación de las impurezas en el lodo rojo para obtener un producto (Alúmina) dentro de las especificaciones antes de la etapa de digestión, y así promover el proceso de precipitación de sílice reactiva.

Digestión (Área 33). El objeto de esta área es el de disolver con soda cáustica la mayor cantidad posible de la alúmina trihidratada (AL2O3 + H2O) contenida en la bauxita. La digestión se lleva a cabo a una temperatura de 140 °C, produciéndose una solución acuosa de aluminato de sodio, la cual contiene ciertas impurezas tales como silicato, óxido férrico y titanio.

Preparación de Lechada de cal (Área 37) El objetivo de ésta área es descargar y suministrar cal viva suministrada por cisternas, además de transportar reumáticamente cal viva al área de trituración y molienda (área 32).

La cal es enviada desde los silos almacenados a las tolvas de los apagadores y a la de los molinos, mediante un sistema de transporte, alimentado desde la sala de compresores.

Enfriamiento por Expansión Instantánea (Área 39). El licor madre proveniente del área de la etapa de filtración de seguridad se enfría desde 100 °C hasta una temperatura prefijada dependiendo de las características de calidad deseada, está puede variar entre 77 y 72 °C, este enfriamiento se efectúa por medio de cinco recipientes de expansión instantánea, para pasar a la etapa siguiente de precipitación.

Tanques de Licor (Área 43) El patio de tanques de licor provee el licor cáustico necesario para el proceso de producción de alúmina.

Evaporación (Área 46) El propósito de esta área es mantener el balance del ciclo de agua en la planta de alúmina, a través de la remoción de agua que entra al ciclo de licor, por medio de los lavadores del hidrato y lodo rojo, collarines y otras varias fuentes. El licor agotado proveniente de los espesadores terciarios en el área de clasificación de hidrato (área 42), se precalienta en los intercambiadores de calor en el área de enfriamiento por expansión instantánea (área 39), y se recibe en evaporación, parte del agua se evapora, y un licor más concentrado en alcalinidad (licor más fuerte), se descarga en digestión (área 33), después de habérsele añadido la cantidad suficiente de soda; donde este licor fuerte se utiliza para disolver la alúmina contenida en el mineral de bauxita.

Condensado de Proceso (Área 47) En ella se almacenan todos los flujos de agua caliente que se originan en la planta, de acuerdo al grado de contaminación en los tanques de condensado de proceso y de desecho según sea el caso, adicionalmente se encarga de satisfacer las necesidades del proceso en lo concerniente al agua de lavado.

Tanques de ácido (Área 48) El patio de tanques de ácido provee servicio para las 2 etapas de producción de alúmina, y tiene facilidades para el almacenaje, circulación y desecho de agua, y ácido diluido que se usa para el lavado químico periódico de los intercambiadores de calor instalados en las áreas de digestión, evaporación y enfriamiento por expansión instantánea.

Tanques de cáustica fresca (Área 73) El patio de cáustica fresca provee de la solución a las 2 etapas de producción de alúmina.

Sistema de enfriamiento de agua (Área 84): Los equipos que constituyen este sistema: son tres torres de enfriamiento, con una capacidad de 175 m3/hr, 4 bombas de agua de enfriamiento con una capacidad de 175m3.

El objetivo esta área es de abastecer con agua de enfriamiento a los siguientes equipos:

– Los compresores de aire – Los enfriadores – Secadores de aire – Secadores de aire de instrumentación – Los chiller del sistema de aire acondicionado – Las bombas de alimentación de las calderas – Los sistemas de enfriamiento de condensado.

CVGBAUXILUM (2004) Procesos. Puerto Ordaz. Recuperado de:

http://www.bauxilum.com.ve/bauxilum/

Figura 4. Diagrama de flujo del proceso Bayer en CVG Bauxilum Fuente: Sistema de documentos internos

Glosario de términos Decantación: Se separa un sólido o líquido más denso de otro fluido (líquido o gas) menos denso y que por lo tanto ocupa la parte superior de la mezcla. Digestión: Es una de las etapas del proceso Bayer, donde la soda cáustica disuelve los minerales de aluminio pero no los otros componentes de la bauxita, que permanecen sólidos.

Floculante: Un floculante es una sustancia química que aglutina sólidos en suspensión, provocando su precipitación Sedimentación: Es el proceso por el cual el sedimento en movimiento se deposita.

Semillas: Son partículas de hidrato las cuales van a actuar como nucleadoras y fomentadores del crecimiento. Las semillas de hidrato de alúmina pasan por un proceso de lavado y filtrado antes de que sean retornadas a los precipitadores.

Vapor vivo: Se genera en la caldera, o en un generador de vapor por recuperación de calor.

CAPÍTULO III

Marco metodológico

En el siguiente capítulo se describirá el tipo de estudio empleado, diseño de la investigación, además de la población y muestra.

Tipo de estudio De conformidad con los parámetros que enmarcan el estudio, se puede precisar que cumple con las siguientes características. Se tiene que es un estudio aplicado, ya que, está orientado a resolver problemas que se presentan en la vida cotidiana y que se presentan durante el proceso Según PICÓN y SAUD (1987) mencionan que:

"…Este tipo de investigación hace uso de los métodos del pasado, los conocimientos o teorías o de investigación básica para resolver un problema existente. Aplicada ofertas de investigación con problemas prácticos. La investigación básica no es problema orientado y es de conocimiento creciente de que pueden utilizarse en el futuro…" Por otra parte, el tipo de estudio se enmarca en una investigación Descriptiva, debido a que se puede detallar con precisión la situación presentada, pues se trabaja sobre realidades de hechos y se caracteriza principalmente por presentar una interpretación precisa con relación a la necesidad de optimizar, perfeccionar, analizar, estudiar y registrar las diversas actividades administrativas del Área de Mantenimiento.

Según ARIAS (1999), la investigación descriptiva:

"…consiste en la caracterización de un hecho o fenómeno con establecer su estructura o comportamiento". (P.20). El autor explica que los estudios descriptivos miden de forma independiente las variables, para llegar a conocer situaciones logrando así, aportar soluciones, mejoras, recomendaciones entre otros.

Diseño de la investigación La investigación se enmarca en un diseño no experimental, debido a que las variables no se modifican, los fenómenos se observan en su estado natural, estudiándolos, describiéndolos, interpretándolas y analizándolos tal cual como presenta.

En tal sentido, HERNÁNDEZ y otros (1991), definen la investigación no experimental como:

"…Aquella que se realiza sin manipular deliberadamente las variables. Es la investigación en donde no se modifican intencionalmente la (s) variable (s) independiente (s)". (P.23). Es no experimental pues sólo se observó el fenómeno en estudio, sin modificar ningún factor que afecte las actividades o tareas del área de lado rojo I.También es una investigación de campo, de acuerdo a la estrategia de recolección de datos, debido a que la información estuvo cimentada en actividades que permitieron recabar la misma desde el propio lugar de trabajo.

Al respecto, FEDUPEL (2006) indica que:

"…Se entiende por Investigación de Campo, el análisis sistemático de problemas en la realidad. Los datos de interés son recogidos en forma directa de la realidad; en este sentido se trata de investigaciones a partir de datos originales o primarios" (P. 18). En otras palabras, el investigador efectúa una medición de los datos, con esto, se puede decir que en el tipo de investigación de campo, los datos necesarios para la realización del trabajo fueron obtenidos visitando el lugar de trabajo.

Población y muestraSegún LEVIN&RUBIN (1996) "…Una población es un conjunto de todos los elementos que estamos estudiando, acerca de los cuales intentamos sacar conclusiones".

La población está relacionada al objeto de la investigación y es de allí donde se extrae la información necesaria para el estudio respectivo, es todo el conjunto de objetos, materiales, individuos, etc.; que siendo sometidos al estudio, poseen características comunes para proporcionar los datos.

La población estaría enmarcada por la totalidad de los sistemas mecánicos de la empresa: Lado Blanco y Lado Rojo.

Por su parte, SABINO (2002) señala que:

"…Una muestra es una parte del todo que llamamos universo y que sirve para representarse" (p.83). La muestra corresponde al subconjunto de casos o individuos de una población, donde se infieren las propiedades de la totalidad de dicha población y que son representativas de la misma.

En este caso, la muestra involucra la totalidad de los sistemas mecánicos de Lado rojo I.

CAPÍTULO IV

Aspectos procedimentales

A continuación se presentará una descripción las actividades ejecutadas para este estudio, el procesamiento de la información, las técnicas e instrumentos de recolección de información, así mismo se detallaran como se procesó la información para la realización de la investigación.

Actividades ejecutadas Los pasos que se siguieron para la ejecución de la investigación fueron los siguientes:

1. Durante la primera semana se recibieron charlas de inducción en la empresa e información de las políticas de gestión y seguridad.

2. Posteriormente se remitió el personal a cada área, donde se recibieron las orientaciones del trabajo a realizar, se conoció el personal responsable y operario de las mismas, y se determinó el alcance de la investigación.

3. Luego se procedió a la recolección de datos mediante entrevistas al personal y observación directa de las actividades implícitas en el proceso, esto para conocer en detalle la problemática existente, y determinar los posibles factores que estuviesen generando las demoras en el proceso.

4. Se realizaron seguimientos a los operarios encargados de supervisar el estatus de los equipos de las diferentes áreas. Para ello, se procedió a realizar un muestreo de tiempos, en el que se tomaron 10 muestras por cada tipo de equipo perteneciente a las diferentes áreas. La totalidad de dichos equipos está distribuida en 8 tipos (bombas, tanques, molinos, bombas sumideros, rascadores, tolvas, apagadores de cal, y silos de cal viva). Esta actividad se realizó con la finalidad de determinar el tiempo promedio empleado por los operadores al realizar el chequeo del estatus de los equipos, para posteriormente comparar y visualizar el ahorro de tiempo, haciendo uso del sistema de supervisión.

5. Por último, el trabajo estuvo orientado al procesamiento de la información mediante la aplicación de un modelado matemático que permitiría la elaboración del diseño del sistema de supervisión. Se hizo uso de la herramienta de Macros y Visual Basic de Microsoft Excel, en el que fueron plasmados los datos y la información recolectada.