FACULTAD DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL MEJORADEL PROCESO DEOPERACIONDE BOMBASDE POZO PROFUNDO ENMINERIADE TAJO ABIERTO PARAREDUCIR LOSCOSTOS OPERATIVOS Tesis para optar el título profesional de: Ingeniero Industrial Autor: Bach. Luis Cirilo Narva Novoa Asesor: Ing. Carlos Marcelo Pérez Heredia Cajamarca - Perú - 1 -

LISTA DE ABREVIACIONES VAN Valor actual neto TIR Tasa de retorno CA Costo de Almacenamiento CM Costo de Mantenimiento CTI Costo de Transporte e Instalación - 33 -

RESUMEN El presente trabajo tuvo como objetivo general la mejora del proceso de mantenimiento de bombas de pozo profundo en minería de tajo abierto para reducir costos operativos con el objetivo de seguir asegurando la operatividad del área de operaciones y la empresa minera continúe cumpliendo aspectos de responsabilidad social y cuidado del medio ambiente. Además se identificaron las causas principales para las actividades del proceso de mantenimiento de las bombas sumergibles en minería, siendo el aspecto crítico el desconocimiento de procedimientos adecuados, falta de equipos adecuados para el transporte e instalación, deficiencia en los procesos de almacenamiento. Los resultados que se lograron son: - Reducir los retrabajos en 1% para mantenimiento, almacenamiento y transporte con instalación cada uno. - Reducir los costos de retrabajos en casi 342mil soles al año aprox. - Se plantea propuestas de mejora con un TIR de 94%, demostrando que el proyecto es factible económicamente. - 44 -

ABSTRACT The present study was aimed at improving the overall maintenance process deep well pumps in open pit mining to reduce operating costs in order to continue to ensure the operability of the area of operations and the mining company continues to meet aspects of social responsibility and environmental care. Besides the main causes for the activities of the maintenance process of submersible pumps in mining were identified, the critical aspect ignorance of proper procedures, lack of adequate equipment for the transportation and installation failure of the storage process. The results achieved are: - Reduce rework by 1% for maintenance, storage and transportation with each installation. - Reduce the cost of rework in almost 342mil soles annually approx. - Suggestions for improvement with an IRR of 94 % is proposed, showing that the project is economically feasible. - 55 -

ÍNDICE GENERAL DEDICATORIA AGRADECIMIENTO LISTA DE ABREVIACIONES PRESENTACIÓN RESUMEN ABSTRACT INDICE DE FIGURAS INDICE DE TABLAS INTRODUCCIÓN CAPITULO 1 INTRODUCCION 1.1. Realidad problemática 1.2. Formulación del problema 1.3. Justificación 1.4. Limitaciones 1.5. Objetivos CAPITULO 2 MARCO TEORICO 2.1. Antecedentes 2.2. Bases Teóricas 2.2.1. BOMBAS 2.2.2. Agua subterránea 2.2.3. Bombas en minería 2.2.4. Capacidad requerida para aguas brutas/de pozo y tratamiento de aguas 2.2.5. Rendimiento de los pozos y eficacia operativa 2.2.6. Reducción de agua en minería 2.2.7. Principio de bombeo 2.3. Definición de términos básicos CAPITULO 3 HIPOTESIS 3.1. Formulación de la hipótesis 3.2. Operacionalización de variables - 66 -

CAPITULO 4 PROPUESTA DE APLICACIÓN PROFESIONAL 4.1. DIAGNOSTICO 4.1.1. Generalidades de la empresa 4.1.2. Análisis de la operación de las bombas sumergibles 4.1.3. Diagrama de Ishikawa 4.1.4. Resultados de Indicadores antes de la mejora 4.2. DISEÑO DE LA PROPUESTA: COMO SE HARA LA PROPUESTA 4.2.1. Propuesta de mejora de cada causa identificada 4.2.2. Desarrollo de alternativas de solución 4.2.2.1. Entrenamiento a personal 4.2.2.2. Elaborar procedimientos 4.2.2.3. Compra de instrumentos de medición 4.2.2.4. Construcción de un laboratorio de prueba 4.2.2.5. Compra de soporte para cada bomba de espera 4.2.2.6. Sistema de gestión visual 4.2.2.7. Acondicionar camión para instalación 4.3. IMPLEMENTACION 4.3.1. Resultados de Indicadores después de la mejora 4.3.2. Detalle de Costos de las actividades de mantenimiento después de la mejora 4.3.3. Costos relacionados a la implementación de la mejora 4.3.4. Variaciones de los cambios logrados con la mejora CAPITULO 5 MATERIALES Y METODOS 5.1. Tipo de diseño de investigación 5.2. Material de estudio 5.2.1. Población 5.2.2. Muestra 5.3. Técnicas, procedimientos e instrumentos 5.3.1. Para recolectar datos 5.3.1.1. Observación directa 5.3.1.2. Análisis de documentos 5.3.2. Para procesar datos - 77 -

5.3.2.1. Plan de procesamiento de la información 5.3.2.2. Técnicas de Estadística descriptiva 5.3.2.3. Programas CAPITULO 6 RESULTADOS 6.1. RESULTADOS DE LA IMPLEMENTACION 6.2. RESULTADOS DEL ANALISIS ECONOMICO FINANCIERO 6.2.1. Análisis de la situación Actual 6.2.2. Flujo de Caja del beneficio de la implementación de la mejora 6.2.3. TASA COK CAPITULO 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1 Conclusiones 7.2. Recomendaciones ANEXOS - 88 -

INDICE DE FIGURAS Figura 1: Bombas de pozo profundos Figura 2: Imágenes de diversas instalaciones y personal calificado. Figura 3: Banco de ensayo Figura 4: Ensayo de bomba Figura 5: Bomba en pozo de agua subterránea Figura 6: Agua gruta y capacidad de tratamiento (m3/h) como porcentaje del consumo diario (m3/día). Figura 7: Variaciones en el nivel dinámico del agua mediante bombeos de prueba. Figura 8: Partes de una bomba Figura 9: Imagen referencial de ubicación de bombas de pozo profundo. Figura 10: Identificación de causas por cada subproceso en mantenimiento de bombas sumergibles Figura 11: Diagrama de flujo de mantenimiento Figura 12: Instrumentos de precisión Figura 13: Laboratorio de pruebas Figura 14: Procedimiento para diagnóstico de bomba Figura 15: Soporte para montaje, transporte e izaje de bomba Figura 16: Ficha Verde Figura 17: Historial de diagnósticos Figura 18: Fichas para reparaciones - 99 -

INDICE DE TABLAS Tabla 1: Costos referenciales generados por semestre de bombas Tabla 2: Operacionalización de variables Tabla 3: Retrabajos en el semestre de Enero a Junio del 2013 Tabla 4: Costos por tipo de actividad de cada modelo de bomba Tabla 5: identificación de Causas principales y secundarias Tabla 6: Indicadores antes de la mejora Tabla 7: Propuesta de Mejora para mantenimiento Tabla 8: Propuesta de mejora para almacenamiento Tabla 9: Propuesta de mejora para transporte e instalación Tabla 10: propuesta de programa de entrenamiento Tabla 11: Costo de compra de instrumentos (para un año) Tabla 12: repuestos y equipos para instalación Tabla 13: Costos totales para soporte Tabla 14: Indicadores después de la mejora Tabla 15: Costos totales después de la mejora Tabla 16: Costos promedios de reparación de cada bomba Tabla 17: Costos promedios de almacenamiento de cada bomba Tabla 18: Costos promedios de transporte e instalación de cada bomba Tabla 19: Costos promedios totales de cada bomba Tabla 20: Costos totales promedios por modelo de bomba Tabla 21: Resumen de costos para la implementación de la mejora Tabla 22: Variaciones de la mejora Tabla 23: Técnicas e Instrumentos de Recolección de datos Tabla 24: Costos proyectados Tabla 25: Costos que podrían mitigarse Tabla 26: Flujo de caja neto - 1010

Nota de acceso: No se puede acceder al texto completo pues tiene datos confidenciales. - 1111

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS - Rosaler, Robert C. (2002). Manual del ingeniero de planta. México.,D.F. México: McGraw Hill Interamericana. - Rodrigo Pascual J. (2002). Gestión Moderna del mantenimiento (2ª. Ed). Santiago de Chile, Chile: Departamento de Ing. Mecánica. Universidad de Chile. - Manual de Instalación y mantenimiento de Watson. México. Industrial Celaya. CP38010. - Manual de servicio para bombas sumergibles de pozo profundo. Roumelis & Adelfon. Grecia. Papantonatos. - Manual de ingeniería SP GRundfos. Madrid. Bombas Grundfos España S.A. - Manual de Ingeniería de Bombas Crown - INA Instituto Nacional de Agua de Argentina http://www.ina.gov.ar/pdf/hind- Infraestructura.pdf - 1212

ANEXOS - 1313

ANEXO A: Mantenimiento de bombas 1.- Reparación - Remover la tarjeta de requerimiento de trabajo y leer comentarios de los síntomas de la bomba. - Desarmar la bomba usada y realizar limpieza de partes y recuperar componentes en buenas condiciones. - Inspeccionar que los componentes a reusar estén en buen estado, haciendo uso de los instrumentos de medidas de precisión. - Tener el procedimiento adecuado de mantenimiento a mano. - Inspeccionar el paralelismo del eje de la bomba. - Montar primer impulsor asegurándose que tenga la distancia adecuada hacia el extremo del eje. - Montar el resto de partes según recomendación del procedimiento de mantenimiento. - Realizar prueba de eficiencia de Bomba, para asegurar el buen mantenimiento y la operación en buenas condiciones. - Colocar la tarjeta Verde de Operativa y Los resultados de la prueba de la bomba. - 1414

Es necesario saber la que: 1.422 PSI = 1 metro columna agua para las pruebas de laboratorio. - 1515

2.- Almacenaje: El equipo de la bomba hay que almacenarlo en posición vertical, en un recinto seco y bien aireado. Si al recibir el equipo no se sabe todavía cuándo se va a instalar, deberán seguirse las indicaciones siguientes. Observaciones generales - Usando el montacargas y trasladar la bomba del taller de Mantenimiento hacia el almacén de bombas y ubicar en el lado de las bombas reparadas y en la área designada para ese modelo. Requerimientos en cuanto al lugar de almacenaje - El lugar de almacenaje debe estar bien aireado. - La humedad del aire debe oscilar entre 40 y 60% - +50 hasta -15 C para equipos con motores que han sido llenados con refrigerante con anticongelante. - +50 hasta 0 C para equipos con motores que han sido llenados con refrigerante sin anticongelante. Almacenaje hasta cuatro semanas Para periodos de almacenaje de hasta cuatro semanas no es preciso tomar especiales precauciones. Períodos de almacenaje entre 1 y 24 meses - En el caso de que el almacenaje dure de 1 a 24 meses, recomendamos girar el eje del - Equipo cada 6 a 8 semanas. Para ello puede ser necesario desmontar la carcasa de - 1616

- Presión, si ya se ha montado, y. asimismo, la válvula de retención, si es necesario. - En los equipos de bombas, en los que esto no sea posible, han de separarse la bomba y el motor. - Si es necesario, hay que solicitar adicionales del fabricante. - Todos los equipos han de almacenarse siempre en posición vertical. Al almacenarlos de este modo, hay que asegurar los equipos con medios adecuados, para evitar que se caigan. 3.- Transporte y Montaje Observaciones generales: Equipos que, por su gran longitud, se entreguen en varios módulos constructivos o hayan de ser almacenados, habrán de acoplarse en la fase de montaje en el pozo. Para ello, hay que solicitar las instrucciones especiales de montaje del fabricante. - 1717

Como diámetro del equipo hay siempre que considerar el diámetro menor de la bomba y del motor. Este diámetro se ve en la placa de características o en la hoja de características. Si un equipo, a causa de su longitud, ha sido enviado con un rail de transporte adaptado, este rail de transporte (=viga soporte) no podrá retirarse hasta que el equipo se encuentre en posición vertical para su montaje. - 1818

DE POZO PROFUNDO EN MINERIA DE TAJO ABIERT O - 19 -

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