proyecto para la reducción de desperdicios en el proceso de ...

3. PLANTEAMIENTO DE MEJORAS EN LOS PROCESOS
PRODUCTIVOS
3.1 ELABORACIÓN DE PROYECTOS
En este capitulo se lleva a cabo el desarrollo de la etapa 3 de la propuesta general 38 . La
preparación y evaluación de proyectos para el planteamiento de mejoras dentro de los
proceso productivos, se ha transformado en un instrumento de uso prioritario entre los
agentes económicos que participan en cualquiera de las etapas de la asignación de recursos
para implementar iniciativas de inversión.
Un proyecto es la búsqueda de una solución inteligente al planteamiento de un problema
tendiente a resolver. Cualquiera que sea la idea que se pretende implementar, la inversión,
la metodología o la tecnología por aplicar, ella conlleva necesariamente la búsqueda de
proposiciones coherentes destinadas a resolver las necesidades de la empresa.
Mediante el análisis realizado en los dos capítulos anteriores se estableció la elaboración
de dos proyectos; el primero que busca reducir la cantidad de desperdicios de aluminio
generado en el proceso de embutición y el segundo que busca disminuir al máximo el
porcentaje de pérdidas de aire comprimido originado por fugas y accesorios en mal estado
y otros que se encuentran fuera de servicio.
3.1.1 PROYECTO DE REDISEÑO DE LA RED DE AIRE COMPRIMIDO
El presente proyecto busca reducir el alto índice de perdidas existentes a lo largo de toda la
red de distribución de aire comprimido, además de diseñar una propuesta para una mejor
distribución de esta forma de energía, logrando así optimizar este recurso que además
involucra costos relativamente altos para la empresa.
38 Ver: Etapas del proyecto, Capítulo 1, p. 19.
144

Para empezar se levanta el diseño actual de la red de aire comprimido el mismo que lo
podemos observar en el plano 3 del Anexo 1, de acuerdo a este se constata que el tendido
de la red no es el más adecuado, debido a que las distancias a los puntos de utilización no
son las más cortas y las conducciones no son lo más rectas posibles.
Por otro lado, el circuito no tiene válvulas de cierre, las mismas que son muy necesarias en
el momento que se necesite realizar algún tipo de reparación o mantenimiento sobre el
circuito, de ser así se tendría que cortar el suministro de aire en toda la línea cuando se
presente un inconveniente de este tipo. Luego se procede al nuevo delineado de la tubería
teniendo presente las observaciones planteadas.
Para realizar la elección del tipo de circuito es posible escoger entre dos opciones: circuito
cerrado o circuito abierto. En un circuito cerrado existen algunos inconvenientes como:
impide que el filtro sea montado dentro del circuito en razón a su unidireccionalidad, en
este tipo de circuito en ningún momento queda asegurado el sentido de procedencia del
aire, por esto el aire puede ingresar por cualquiera de los orificios de entrada o salida con
los que cuenta un filtro quedando nula la función principal del separador.
Para este nuevo diseño se adopta un circuito abierto (figura 41) en primer lugar porque la
densidad de las máquinas o dicho de otra forma los puntos de utilización del aire no están
concentrados en un área específica, mas bien están distribuidos en casi toda la planta, ver
plano 1 del Anexo 1, y en segundo lugar porque facilita para disponer las tuberías de tal
manera que el condensado no ingrese a las herramientas.
145

1. Compresor.
2. Refrigerador posterior.
3. Calderón con purga automática.
4. Secador (frigorífico o de adsorción).
5. Purgas en finales de ramal con válvula automática o manual.
6. Tubería de servicio (bajantes) con purga manual y enchufes.
→ Flechas indicadoras de la pendiente en la dirección del flujo de aire, con la misión
de conducir el agua a los puntos de drenaje establecidos de antemano.
39 CARNICER, Enrique, op. cit.; p. 214.
Figura 41. Diseño de la red en circuito cerrado 39
146

3.1.1.1 Caudal Necesario en el Circuito de Aire Comprimido
Para la determinación del caudal necesario es viable que se lo haga con las condiciones de
trabajo de las máquinas a plena carga con el fin de obtener un circuito seguro.
La mayoría de las máquinas y herramientas tienen los datos de caudal necesario para su
funcionamiento, pero la Brilladora automática no posee, por lo tanto se calcula el consumo
que necesitan sus cilindros neumáticos en función de sus características con la ayuda de la
siguiente fórmula:
Donde:
Q = Consumo de aire del cilindro [N m 3 /min.]
147
a s n q
Q (9)
1000
a = Factor (1 para cilindros de simple efecto, 2 para cilindros de doble efecto)
s = Longitud de carrera del cilindro [cm.]
n = Número de carreras por minuto
q = Consumo de aire por centímetro de carrera [N litros/min.] (véase la tabla 27)
Para el caso de la máquina en cuestión se tiene cuatro pistones de doble efecto, que
necesitan una presión de trabajo de 6 bar, con las características citadas en la tabla 26:

Tabla 26. Datos de pistones de la Brilladora automática Código: 01 – 06 – 01.
a = 2
s = 20
n = 1,57
Piston A
FESTO DNC-80-200-PPV
Diámetro = 80 mm
q = 0,353 (mediante interpolación)
a = 2
s = 18
Piston B
GENERAL MECCANICA
100 150TI DR IBRnc PEnc
n = 15,7
Diámetro = 100mm
q = 0,535
En base a los datos de la tabla anterior, y empleando la fórmula 9, se tiene:
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
A
A
B
B
2
20 1,
57 0,
353
1000
0,
0221
2
18
0,
3023
2( Q
A
2(0,0221
0,6489
15,
7
N m
min
1000
Q
3
N m
min
B
)
N m
min
0,
535
3
0,3023)
3
148

DIAMETRO DEL
CILINDRO
[mm]
Tabla 27. Consumo De Aire Para Cilindros Neumáticos 40
PRESION DE TRABAJO [bar]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Consumo de aire en litros por cm de carrera del cilindro
6 0,0005 0,0008 0,0011 0,0014 0,0016 0,0019 0,0022 0,0025 0,0027 0,0030 0,0033 0,0036
12 0,002 0,003 0,004 0,006 0,007 0,008 0,009 0,010 0,011 0,012 0,013 0,014
16 0,004 0,006 0,008 0,010 0,011 0,014 0,016 0,018 0,020 0,022 0,024 0,026
25 0,010 0,014 0,019 0,024 0,029 0,033 0,038 0,043 0,048 0,052 0,057 0,062
35 0,019 0,028 0,038 0,047 0,056 0,066 0,075 0,084 0,093 0,103 0,112 0,121
40 0,025 0,037 0,049 0,061 0,073 0,085 0,097 0,110 0,122 0,135 0,146 0,157
50 0,039 0,058 0,077 0,096 0,115 0,134 0,153 0,172 0,191 0,210 0,229 0,248
70 0,076 0,113 0,150 0,187 0,225 0,262 0,299 0,335 0,374 0,411 0,448 0,485
100 0,155 0,231 0,307 0,383 0,459 0,535 0,611 0,687 0,763 0,839 0,915 0,991
140 0,303 0,452 0,601 0,750 0,899 1,048 1,197 1,346 1,495 1,644 1,793 1,942
200 0,618 0,923 1,227 1,531 1,835 2,139 2,443 2,747 3,052 3,356 3,660 3,964
250 0,966 1,441 1,916 2,392 2,867 3,342 3,817 4,292 4,768 5,243 5,718 6,193
40 CARNICER, Enrique, op. cit.; p. 202.
149

Tabla 28. Consumos de Aire Comprimido de Diversas Máquinas Herramientas 41
DESIGNACIÓN
CONSUMO
[N m 3 /min]
Martillos de servicio ligero 0,16
Martillo remachador ligero 0,22 / 0,33
Martillo remachador, 13 mm de diámetro del remache 0,56 / 0,67
Martillo remachador, 26 mm de diámetro del remache 0,84
Martillo cincelador 0,16 / 0,22
Pison, moldeo a mano, tipo banco 0,33
Pison, moldeo a mano, mediano 9 kg 0,62
Taladros hasta 7 mm de diámetro en acero 0,195
Taladros hasta 10 mm de diámetro 0,450
Taladros hasta 13 mm de diámetro en acero 0,560
Taladros hasta 32 mm de diámetro en acero 1,41 / 1,69
Taladros hasta 50 mm de diámetro en acero 1,41 / 1,69
Atornilladores, no reversibles, hasta 7 mm de diámetro 0,195
Atornilladores, reversibles, hasta 7mm de diámetro 0,300
Atornilladores de diámetro 8 mm 0,350
Roscadoras hasta 10 mm de diámetro 0,350
Pulidoras, disco de pulir de 125 m de diámetro 0,30
Llaves de impacto con arbol cuadrado de 10 mm 0,30
Llaves de impacto con arbol cuadrado de 13 mm 0,50
Motores neumáticos 0,45 CV 0,50
Motores neumáticos 1 CV 0,875
Bomba neumática 2,26 / 2,40
Pistoleta soplante 0,15
Pistolas de pintar 0,15
Las máquinas y herramientas que utilizan el aire comprimido en INDALUM, con su
respectivo caudal se enlistan en la tabla 29:
41 CARNICER, Enrique, op. cit.; p. 202.
150

Tabla 29. Caudales requeridos en la planta.
CÓDIGO DESCRIPCIÓN
CAUDAL
[N m 3 /min.] ***
01 08 01 Remachadora CAP 66 CE* 0,98
01 – 08 – 02 Remachadora CAP 140* 1,24
01 – 07 – 01 Prensa Excéntrica 1 LEN 40 C* 0,82
01 – 07 – 02 Prensa Excéntrica 2 LEN 40 C* 0,82
01 – 06 – 01 Brilladora Automática 0,65
03 – 03 – 02 Pistola atornilladora** 0,30
03 – 05 – 04 Pistola de aplicación de pintura** 0,15
01 – 04 – 08 Pistola de limpieza** 0,15
01 – 05 – 03 Pistola de limpieza** 0,15
04 – 02 – 20 Pistola de limpieza** 0,15
CAUDAL TOTAL 5,41
* Datos tomados de los catálogos respectivos
** Datos tomados de la tabla 28
*** EL término N en las unidades representa cifras en condiciones normales (aire libre)
Una vez determinado el caudal requerido en el circuito de aire comprimido se procede a
calcular el caudal que debe suministrar el compresor que va a ser instalado:
151
Qcompresor Qrequerido [ Factor S ( Expansión Fugas Desgaste)] (10)
En donde el Factor S es el factor de simultaneidad que nos dice cuantas herramientas o
equipos que requieren aire comprimido trabajarán simultáneamente el cual lo adoptamos
como un 85%. Para las expansiones se estima un 25%, para las fugas (analizadas en el
Capitulo 2) un 15% y para el desgaste de las herramientas y maquinarias a través del
tiempo se toma un 5%, quedando.

Qcompresor
Qcompresor
5,
41[
0,
85
7,
033
N m
min
( 0,25
0,15
0,05)]
En el Capitulo 2 se tiene la ficha técnica del compresor de tornillo en la cual nos dice que
el caudal de aire libre que nos brinda es de 7,4 N m 3 /min, pudiendo concluir que el
compresor es el adecuado para la red de aire diseñada.
3.1.1.2 Tubería a utilizar 42
Se recomienda utilizar preferentemente los tubos soldados porque presentan menos
escamas de recocimiento que los tubos sin costura. Existen también tubos hidráulicos, que
son elaborados en frío, totalmente limpios y de buena calidad.
Cuando las exigencias en la pureza del aire son grandes se recomienda la utilización de
tubería de cobre. Por otro lado, los tubos poliméricos de PVC no son recomendables
porque se rompen con mucha facilidad ocasionando fugas.
En el momento de la elección de la tubería también se debe tener en cuenta la velocidad de
flujo del aire, ya que las pérdidas de presión durante todo el recorrido son directamente
proporcionales al diámetro de la tubería. Estas velocidades oscilan entre 3 y 10 m/s
dependiendo de la situación:
Estas tuberías, encargadas de llevar el aire a su destino final tienen la siguiente
designación:
3.1.1.2.1 Tubería principal
Es la de mayor dimensión y es la encargada de canalizar la totalidad del caudal de aire; en
esta la velocidad máxima permisible del aire es de 8 m/seg.
3.1.1.2.2 Tubería secundaria
42 CARNICER, Enrique, op. cit.; p. 208.
3
152

Toma el aire de la tubería principal y lo distribuye por las zonas de trabajo, al igual que la
anterior la velocidad máxima del aire es de 8 m/seg.
3.1.1.2.3 Tubería de Servicio 43
Estas son las que alimentan a las herramientas o equipos neumáticos, no deben ser menores
a ½” de diámetro, ya que si el aire esta sucio puede producirse taponamientos. La
velocidad de circulación no debe exceder los 15 m/seg.
3.1.1.3 Determinación de la Velocidad de Circulación
Para poder determinar la velocidad a la que se transporta el aire se parte del diámetro de la
tubería a la salida del compresor que es de 2” y del caudal de aire requerido en la planta,
nótese que el caudal encontrado en la tabla 29 se refiere a aire libre, por lo tanto, debemos
encontrar su equivalente a la presión de trabajo que es de 6 bar (6,12 kg/cm 2 ) con la ayuda
de la fórmula 6 expuesta en el capítulo 2:
Q
al despejar
Q
Q
Q
1
1
1
Q
Q
1
5,41
0,781
P 1,
033
1,
033
Q queda :
1
1,
033
P 1,
033
6,
12
1,
033
3
m
min
1,
033
Con el caudal obtenido ya se puede calcular la velocidad de transporte del aire comprimido
a la presión de trabajo con la siguiente fórmula:
43 CARNICER, Enrique, op. cit.; p. 209.
(6)
153

V
V
V
Q1
A
π
4
6,42
0,
781
60
2 2,
54
100
Debido a que esta velocidad se encuentra dentro del rango permisible, se concluye que
m
seg
correcto utilizar una tubería principal de diámetro 2 pulgadas.
3.1.1.4 Calculo de la Caída de Presión
Para el efecto se emplea la siguiente fórmula 44 :
en donde:
Δp
∆p = Caída de presión [bar]
p = Presión absoluta [bar]
β
R T
2
V
D
R = Constante de los gases, 29,27 para el aire
T = Temperatura absoluta (T ºC + 273)
D = Diámetro interior de la tubería [mm]
L = Longitud de la tubería [m]
V = Velocidad del aire [m/seg.]
L
2
p
(11)
β = Índice de resistencia, grado medio de rugosidad, dependiente de la cantidad
suministrada G (ver tabla 32).
G = Cantidad de aire suministrado en [kg/hora]
44 CARNICER, Enrique, op. cit.; p 217.
154
(12)

3.1.1.5 Longitud de la Tubería
ACCESORIOS PARA
TUBERIA
Tabla 30. Pérdida de presión en los accesorios de tubería,
expresada en metros equivalentes de tubería recta 45
LONGITUD EQUIVALENTE EN [metros]
DIAMETRO INTERIOR DE LA TUBERIA [pulgadas]
1 1½ 2 3 4 5 6
Válvula de Diafragma 1,5 2 3 4,5 6 8 10
Válvula de Compuerta 0,3 0,5 0,7 1 1,5 2 2,5
Curvas de 90º 0,3 0,5 0,6 1 1,5 2 2,5
Curvas de 45º 0,15 0,25 0,3 0,5 0,8 1 1,5
Codos Redondos 1,5 2,5 3,5 5 7 10 15
Codos con enlace 1 2 2,5 4 6 7,5 10
Tes 2 3 4 7 10 15 20
Manguitos de reducción 0,5 0,7 1 2 2,5 3,5 4
Salida para línea de servicio 1,5 2,4 3,0 - - - -
Filtro separador 4 6 7 11 15 18 22
De a cuerdo al diseño del plano 3 del anexo 1, la longitud de la tubería recta es de 83,50
metros a la que se le debe sumar la longitud equivalente de los accesorios que se enlistan
en la tabla 31, los mismos que se obtuvieron de la tabla 30:
Tabla 31. Longitudes equivalentes de la red propuesta.
ACCESORIO CANTIDAD LONG. EQUIVALENTE
Filtro separador 1 [m] 7
Codos Redondos 2 7
Tes 5 20
Válvulas de compuerta 2 1,4
Salidas para linea de servicio 4 12
TOTAL: 47,4
En consecuencia la longitud de la tubería es:
45 CARNICER, Enrique, op. cit.; p 221.
155

3.1.1.6 Índice de Resistencia
156
L = Lrecta + Lequiv (13)
L = 83,5 + 47,4
L = 130,9 metros
Para encontrar el valor de este, primero hay que determinar el valor de G el mismo que se
lo halla a partir del caudal de aire libre que se necesita en la red que se está estudiando,
quedando:
G
G
G
1,3
1,3
5,41
421,98
Con el valor de G hallado vamos a la siguiente tabla, en la que por medio de interpolación
determinamos el índice de resistencia β = 1,173
Q
60
60
kg
hora
Tabla 32. Índices de resistencia β para G kg. de peso
del aire comprimido que circula en cada hora.
G β G β G β G β
10 2,03 100 1,45 1000 1,03 10000 0,73
15 1,92 150 1,36 1500 0,97 15000 0,69
25 1,78 250 1,26 2500 0,90 25000 0,64
40 1,66 400 1,18 4000 0,84 40000 0,595
65 1,54 650 1,10 6500 0,78 65000 0,555
Con todos los datos obtenidos y considerando que Cuenca, ciudad ubicada a 2535 msnm
tiene una presión atmosférica de 0,744 bar y una temperatura promedio de 15 ºC, se
sustituye los valores en la fórmula 12, quedando de la siguiente manera:
(14)

Δp
Δp
Δp
R
β
T
2
V
D
1,
173
29,27 288
0,099 bar
L
p
2
6,42
50,8
130,9
(6
0,744)
Algo que falta considerar es que durante el funcionamiento los filtros retienen las
impurezas, esto implica por lo tanto, una caída de presión de 0,3 bar. Conociendo que la
presión de trabajo de las máquinas y herramientas es de 6 bar, y si le sumamos a esta las
pérdidas tenemos:
Presión de trabajo 6,00 bar
Caída de presión en el punto más lejano 0,10 bar
Caída de presión en el Filtro 0,30 bar
TOTAL 6,40 bar
Esto significa que el compresor debe abastecer a la línea principal con una presión mínima
de 6,40 bar, aquí se debe tener presente que la presión de funcionamiento del compresor
debe ser mayor para así poder compensar la caída de presión que se ocasiona en el sistema
mismo de compresión del aire. Este se cumple satisfactoriamente porque el compresor con
el que cuenta nos brinda una presión de 7 bar, es más tiene un pequeño exceso por así
decirlo que sirve como margen seguridad.
Una vez que se han definido todos los parámetros para el correcto funcionamiento del
nuevo circuito de aire comprimido, se menciona ciertas consideraciones que se deben tener
presente en la instalación misma del circuito.
Por más que una instalación cuente con un postenfriador, separador de agua condensada y
depósito de aire, parte de la humedad se condensa en las tuberías. Como es de
conocimiento el agua es una impureza y como tal perjudica la lubricación de las
herramientas y la vida útil de todo el circuito. En virtud de lo mencionado tenemos:
157

Las líneas de tuberías, tanto primarias como secundarias, deben tener una
inclinación de al menos el 1% en la dirección del flujo 46 , esto se facilita porque es
un circuito abierto.
Las líneas de servicio deben unirse a la línea secundaria por la parte superior, con
esto logramos que el condensado y las impurezas lleguen a la salida (figura 42).
Las líneas de servicio deben ser lo más cortas posibles y se deben evitar las
mangueras largas conectadas a las herramientas.
PUNTO DE ROCÍO:
Figura 42. Pendiente de tuberías.
El punto de rocío sirve para conocer la temperatura, t, a la cual el aire se convierte en aire
saturado, esto es, el aire adquiere una humedad relativa del 100 % lo cual indica una
presencia de condensados en el aire. Por lo tanto este es el parámetro para determinar el
grado de sequedad del aire. Los puntos de rocío bajos indican que se trata de aire muy
seco y, en consecuencia de gran calidad; los puntos de rocío elevados revelan aire con altas
humedades relativas.
El valor de este se puede obtener por medio de formulas, partiendo de la humedad relativa
hr, y de la temperatura ambiente, t.
Las fórmulas empleadas son las siguientes:
Donde:
h
s
Pa
0,625
(P - P )
(15)
hs = Humedad de saturación
46 ATLAS COPCO ECUATORIANA, Aire Guía de Instalación, 1986.
a
h
ab
hr
h
100
s
(16)
158

hr = Humedad relativa (en Cuenca es de 50 %)
hab = Humedad absoluta
P = Presión total del sistema, 742,85 mm Hg (ver tabla 33)
Pa = Presión parcial de vapor de agua, 12,788 mm Hg (ver tabla anexo 2, a
15 ºC)
TABLA 33. Presión Atmosférica a diferentes Alturas
Altitud (m) bar mm Hg
0 1013 760
500 954 716
1000 898 674
1500 845 634
2000 795 596
2500 746 560
3000 701 525
3500 657 493
4000 616 462
4500 577 433
5000 540 405
5500 505 379
6000 472 354
6500 440 330
7000 411 308
7500 382 287
8000 356 267
8500 331 248
9000 308 231
9500 285 214
10000 264 198
Entonces la aplicando la formula (15), tenemos:
h
h
s
s
0,625
12,788
(742,85-
12,788)
este valor se reemplaza en 16, quedando:
0,01094 (kg de vapor de agua por kg de aire seco)
159

h
h
ab
ab
50
0,01094
100
0.0054738
(kg de vapor de agua por kg de aire seco)
Debido que en el punto de rocío, la humedad relativa es de 100%, entonces, esto implica
que la humedad absoluta es igual a la humedad de saturación, hab = hs, en virtud de esto
reemplazamos esta igualdad en (15), y despejamos Pa, quedando:
h
h
P
P
ab
ab
a
a
P
Pa
0,625
(P - P )
(P - P )
a
a
hab
0,625
0,625
P
h
ab
0,
0054738 742,85
0,625 0,
0054738
6,449 mm Hg
Con este valor, vamos nuevamente a la tabla de Presiones de Vapor de Agua del anexo 2,
en la que por medio de interpolación obtenemos el valor del punto de rocío que es de 4,78
ºC, esto quiere decir que cuando la temperatura se acerca a este nivel (lo cual si se da en
nuestro medio), va a aumentar la cantidad de condensado, en el circuito de aire
comprimido, por lo tanto se debe tener mucha precaución en el cuidado en los filtros
separadores y las purgas, con el fin de evitar que el agua llegue a las máquinas y
herramientas para no tener daños prematuros de las mismas.
a
P
a
160

3.1.2 PROYECTO DE REDUCCIÓN DE LIMALLA DE ALUMINIO
Este proyecto tiene como finalidad establecer los parámetros necesarios para que las condiciones
de embutición se den bajo un correcto cálculo técnico que cuente con el respaldo adecuado. Con
esto se pretende lograr un ahorro significativo en cuanto a lo que a material de discos de aluminio
se refiere, logrando disminuir la cantidad de limalla de aluminio generada.
La razón por la cual se ha presentado el presente proyecto se basa a la gran cantidad de limalla
generada anualmente. Con ayuda de la información de los dos capítulos anteriores fue posible
establecer los puntos de generación de estos desperdicios. Si bien es cierto, el desperdicio es
generado en la operación de corte y bordeado este no refleja el verdadero problema. Si se parte de
que el disco es calculado en función de las dimensiones que debe tener el artículo, es cierto también
que los conceptos básicos de embutición influyen bastante sobre dicho calculo. Es por esto que a
continuación se citan algunos de estos conceptos que serán de gran importancia para respaldar los
resultados que sean obtenidos.
3.1.2.1 Descripción General del Proceso de Embutición de Doble Efecto
El disco de aluminio queda cogido entre el aro de embutir (matriz de embutición) y el pisón de
sujeción del disco (pisaplanchas), el cual posee un agujero central que permite el paso del punzón
de embutir, este al ejercer presión sobre el disco, lo hunde transformándolo en un cuerpo hueco.
Aro para embutir
(matriz de embutición)
Disco de aluminio
Pisón de sujeción
Velas guía
Figura 43. Esquema de los elementos que intervienen
en la operación de embutición.
161

La figura 43 representa un esquema general de la operación de embutición de doble efecto.
3.1.2.2 Etapas de Embutición
En la siguiente figura se detalla las etapas que intervienen en el proceso de embutición, así como
los elementos que actúan en cada fase:
162
El disco de aluminio D es colocado sobre el pisón
de sujeción.
El aro de embutir desciende tomando contacto con el
disco y lo sujeta contra el pisón ejerciendo presión sobre
su contorno exterior.
El punzón toma contacto con el disco y,
presionando, lo embute a través de la abertura del
aro para embutir, de tal forma que el material del
disco “fluye” por encima de la arista de embutición
de radio r, y el diámetro inicial del disco de
aluminio D disminuye hasta alcanzar el valor D’.
La corona circular que se forma queda aún entre el
aro para embutir y el pisón sujetador, a la que se
denomina brida de chapa, la misma que disminuye
su diámetro a medida que el punzón continúa
introduciéndose y se consigue limitando la
profundidad de embutición.

163
Conseguida la forma hueca definitiva, el aro y el
pisón vuelven a subir. La pieza embutida queda
tomada del aro y la base de esta tropieza contra un
vástago de expulsión.
Figura 44. Etapas de embutición.
El cuerpo hueco obtenido, de altura h, está compuesto por el fondo y una camisa cilíndrica
designada como pared lateral. El espesor inicial s del disco de aluminio solamente se
conserva en el fondo, ya que debido al alargamiento, se adelgaza sensiblemente en el
contorno del mismo, razón por la cual es en esta zona en la que mas a menudo sufren
roturas las piezas embutidas.
Figura 45. Pieza embutida.
Una vez que el material ha sido estirado por encima de la arista de embutición y ha dado
lugar a la pared lateral, el espesor del material aumenta gradualmente hasta el borde
superior del cuerpo hueco. Esto se lo apreciar con mucha mas claridad al tomar en
consideración la figura 46.

Figura 46. Variaciones de espesor en piezas embutidas.
El aumento de espesor o la formación de pliegues se evitan por la presión del pisón de
sujeción. Al iniciarse la operación de embutido se produce una compresión lateral de las
moléculas, con lo que estas solo pueden desplazarse en sentido radial, tal como se ilustra
en la figura 47. En el tramo BC la tensión de la chapa evita la formación de pliegues. El
tramo AB disminuye en su espesor debido a la inercia de la chapa cuando el punzón ataca.
Figura 47. Compresión molecular en piezas embutidas.
164

3.1.2.3 Radios de las Aristas de Embutición
Si el radio de la arista de embutición es demasiado pequeño se producen roturas en el
fondo, ya que la matriz de embutir trabaja como si fuera una matriz de corte. Por otro lado
si el radio de la arista es demasiado grande se forman pliegues, lo que puede causar
atascamientos en el juego de embutición, aplanamientos de los pliegues y rotura de las
paredes laterales. Un radio exacto permite el deslizamiento normal y un alargamiento débil
que es compensado por la compresión lateral.
Para calcular el radio de la arista de embutición se aplica la siguiente fórmula 47 :
Donde:
s = Espesor del disco.
D = Diámetro del recorte.
165
0,
04 D
M [ 50 ( D d )] s
(17)
d β
r p
dp = Diámetro del punzón de embutición en mm.
p
100
β100 = Relación de embutición máxima admisible o de gradiación (anexo 2).
Se obtienen también buenos resultados al darle al perfil de la arista del aro de embutición
la forma de un cuarto de elipse (figura 48), ubicando el valor de rM en el semieje horizontal
y, 1,6 rM en el semieje vertical.
Figura 48. Arista de embutición.
47 OEHLER, KAISER, Herramientas de Troquelar, Estampar y Embutir; Sexta edición, Barcelona, Editorial
Gustavo Gili, S.A., 1977; p. 330.

3.1.2.4 Velocidad de Embutición 48
La velocidad del elemento móvil ya sea este punzón o matriz no tiene gran importancia en
la embutición de piezas cilíndricas. Sin embargo se han establecido los siguientes valores:
Zinc y acero inoxidable 200 mm/seg.
Acero dulce 280 mm/seg.
Aluminio 500 mm/seg.
Latón 750 mm/seg.
Con el fin de conseguir mejores resultados es recomendable trabajar a la mitad de estos
valores dando el tiempo suficiente para que el material vaya ordenando su estructura.
3.1.2.4 Fuerza del Pisón de Sujeción
Para obtener una pieza correctamente embutida es necesario establecer el ajuste preciso del
pisón sujetador de chapa y la graduación cuidadosa que éste ha de ejercer. Si la presión es
demasiado grande el pisón queda demasiado frenado y se produce roturas por la arista de
embutición. Por el contrario si el pisón ejerce poca presión, se forman pliegues en la zona
de la brida de chapa, entre el borde exterior del recorte y la arista de embutición.
Si se obtienen pliegues en un solo lado de la pieza hay que compensar el nivel del pisón
empleando suplementos que pueden ser trozos de tira de chapa o incluso papel
dependiendo de la variación. Esta se produce generalmente debido a un descaste de las
velas guías o a la compresión a la que son sometidas durante el trabajo, si bien es cierto el
valor no es muy grande pero es lo suficiente para generar problemas durante el trabajo.
48 DE KONINCK, J. , GUTTER, D., Manual del Técnico Matricero, Montesó Editor.
166

Figura 49. Esquema de pisón sujetador de chapa.
Según Siebel 49 la presión del pisón sujetador de chapa se obtiene aplicando la siguiente
expresión:
Donde:
167
2 d
p pisón c β 1 0,
5 σ B
(18)
100 s
β = Relación de diámetros D/d antes de iniciar la deformación.
d = Diámetro del punzón.
σB = Resistencia del material en kp/mm 2 .
c = Coeficiente comprendido entre 0,2 – 0,3.
s = Espesor del disco o recorte.
3.1.2.5 Huelgo de Embutición
El huelgo de embutición es la distancia existente entre el punzón y el aro de embutición.
Por lo general para el calculo del huelgo de embutición uz, se parte del espesor del disco s
en mm, y de un coeficiente a, en base a la siguiente fórmula empírica:
49 OEHLER, KAISER, Herramientas de Troquelar, Estampar y Embutir; Sexta edición, Barcelona, Editorial
Gustavo Gili, S.A., 1977; p. 338.

Donde:
168
u z s 0,
02 a 10 s para chapa de aluminio blanda (19)
Para el caso de embuticiones cilíndricas se cumple que:
D = Diámetro del recorte.
dp = Diámetro del punzón de embutición en mm.
a
β
100
β100 = Relación de embutición máxima admisible o relación de gradación. (anexo
2).
A menudo se observa que con una misma chapa y la misma matriz, algunas piezas se
rompen debido a que el huelgo de la matriz es demasiado estrecho, mientras que al mismo
tiempo en otras piezas se forman pliegues al embutir debido a que el huelgo es demasiado
grande. El resultado de este tipo de fallas raramente se debe a un error de dimensionado
del huelgo de embutición, ya que en la mayoría de los casos, el motivo se encuentra en las
diferencias de espesor del disco.
En la siguiente grafica se puede observar las fallas que ocasiona un mal dimensionado del
huelgo y la influencia que este tiene sobre la pieza embutida.
Figura 50. Influencia del huelgo de embutición.
D
d
p
(20)

3.1.2.6 Lubricación
La lubricación es necesaria para la operación de embutición, ya que evita que la resistencia
opuesta al deslizamiento del disco sea excesiva y provoque estiramiento del material que
puede llegar hasta su rotura. Lubricar el disco contribuye a una mejor conservación de la
herramienta disminuyendo su desgaste y también el esfuerzo de embutición.
Las grasas animales son las que presentan el menor coeficiente de rozamiento. La forma
de la pieza a embutir es muy importante para la elección del lubricante, para cuerpos
huecos sencillos cilíndricos no precisan una lubricación tan intensiva como las formas
irregulares. La tabla del anexo 2 contiene mas datos de lubricantes empleados para la
embutición.
Para aluminio generalmente se emplea Aceite soluble diluido al 1/10. una mezcla de
Aceite de colza y de grasa animal (30%) o de aceite de colza y lanolina.
El efecto de lubricación se intensifica cobreando o bonderizando las superficies de las
chapas.
Se recomienda que los lubricantes sean retirados de planta y almacenados en recipientes
una vez que se ha terminado el trabajo para evitar los olores desagradables que estos
despiden.
Además la humedad del aire ejerce un efecto negativo sobre los lubricantes solubles en
agua, es por esto que al mantener limpios los recipientes y consumiendo rápidamente los
lubricantes se evita que estos lleguen a corromperse.
169

3.1.2.7 Geometría de Artículos de Aluminio
En principio es necesario establecer formas geométricas generales de los artículos ya que debido a
la gran variedad de estos pueden tomarse a muchos bajo un mismo grupo. A estas formas se las
llamará “forma base” y serán las que regirán el cálculo, mas allá de las dimensiones que tenga el
articulo en cuestión. Las formas base en las que se ha clasificado los artículos se encuentran en la
siguiente tabla:
Tabla 34. Formas base de artículos de Aluminio INDALUM.
Articulo Esquema Dimensiones
Recto con
brida de
chapa
Ovalado con
brida de
chapa
170

Recortado
Una vez definidas las formas base, se procede a establecer la fórmula general para el
cálculo del disco que corresponda a cada una ellas, se recomienda dividir el cuerpo en
superficies independientes a fin de facilitar el calculo. En la tabla 35 se encuentran 17
elementos, que en gran parte, son suficientes para el calculo del diámetro del disco que
debe embutirse.
Para el calculo del diámetro del disco de Aluminio, en lugar de emplear la superficie (F),
es más útil la expresión 4/π · F, puesto que, sacando la raíz cuadrada de este valor, se
obtiene el diámetro citado para cada uno de los elementos de superficie característica. A
continuación se citan los elementos de superficie necesarios para el calculo del recorte.
171

Tabla 35. Elementos de superficie para el cálculo del recorte.
Elemento de superficie Área F 4/π · F
π e
2
( d
1
d
2
)
4
π
4
2
d
π 2 2
2 2
( d1
d 2 )
( d1
d 2 )
π
( d
π d h
4 d h
1
2
d
2
)
h
2
π
( d
1
4
d
2
)
2
2e
( d
1
d
2
)
2
( d
1
2
d
d
2
)
h
2
π
( d
1
4
d
172
2
)
2

173
2
2
h
4
d
2
d
π
2
e
d
π
2
2
h
4
d
d
2
e
d
2
2
d
π
2
2
d
2
h
d
π h
d
4
)
i
4
s
(
4
π
π
i
R
2
i
d
π
2
2 2
2
i
4
s
i
R
8
i
d
4
)
r
7
,
0
D
(
2
r
π
)
r
3
,
1
d
(
2
r
π
2
2
)
r
7
,
0
D
(
r
π
2
)
r
3
,
1
d
(
r
π
2
)
r
3
,
1
D
(
2
r
π
)
r
7
,
0
d
(
2
r
π
2
2
)
r
3
,
1
D
(
r
π
2
)
r
7
,
0
d
(
r
π
2

174
)
r
2
,
0
D
(
4
r
π
)
r
4
,
0
d
(
4
r
π
2
2
)
r
2
,
0
D
(
r
π
)
r
4
,
0
d
(
r
π
)
r
68
,
0
D
(
4
r
π
)
r
74
,
0
d
(
4
r
π
2
2
)
r
68
,
0
D
(
r
π
)
r
74
,
0
d
(
r
π
)
r
4
,
0
D
(
4
r
π
)
r
2
,
0
d
(
4
r
π
2
2
)
r
4
,
0
D
(
r
π
)
r
2
,
0
d
(
r
π
)
r
74
,
0
D
(
4
r
π
)
r
68
,
0
d
(
4
r
π
2
2
)
r
74
,
0
D
(
r
π
)
r
68
,
0
d
(
r
π
d
r
π 2
d
r
π
4
)
r
73
,
0
D
(
r
π
)
r
27
,
1
d
(
r
π
2
2
)
r
73
,
0
D
(
r
π
4
)
r
27
,
1
d
(
r
π
4

0,
73
3.1.2.8 Calculo de Formulas Generales según la Forma Base
π
2
r
( d
r)
π
2
r
( D
El calculo se realiza con la división de las formas base en elementos de geometría conocida e identificable con la tabla (), además se maneja
la siguiente igualdad:
Según la forma de cada artículo y empleando la tabla anterior, se obtiene los siguientes resultados:
3.1.2.8.1 Articulo Recto con Brida de Chapa
1,
27
r)
4
π
r
( d
0,
73
r)
4
π
r
( D
1,
27
r)
175
4
D d F
(21)
π
Valiéndose de la figura 51 y según la división de superficies que esta indicada, se obtiene: el disco anular B, seguidamente del borde
redondeado K, la pared lateral cilíndrica C, el borde redondeado I y, finalmente, el disco A.

4
π
4
π
4
π
4
π
D
D
D
F
F
F
F
2
d
d
d
A
B
(D-
2
(D-
2
(D-
2
(D-
2
(D-
2
(D-
2
r )
r )
r )
r )
1
C
1
1
1
r )
1
2
2
2
2
r )
Figura 51. Geometría de Articulo Recto con Brida de Chapa
2
I
D
D
D
D
K
2
1
2
1
2
1
2
1
D
D
2
1
2
1
3.1.2.8.2 Articulo Recortado
1
2
D
D
D
D
D
D
2
2
2
2
r
2
2
r
r
r
2
2
2
2
r
r
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
4
4
4
D
D
D
D
D
D
h
h
h
h
h
2
2
π
π
r
r
1
1
D
D
2 π D ( r
2 π D ( r
1
1
2 π D ( r
1
2 π D ( r
1,
4
r
r
0,
7
2
2
)
r
r
)
2
π
)
)
r
1
2
1
r
1,
4
1,
4
1,
4
1,
4
2
2
π
π
π ( r
π ( r
2
2
r
2
2
π ( r
2
r
2
2
π ( r
Utilizando la figura 52 y según la división de superficies que esta indicada, se obtiene: el
borde redondeado K, seguidamente de la pared lateral cilíndrica C, el borde redondeado I
y, finalmente, el disco A.
h
1
2
2
2
2
r
r
D
D
2
1
2
1
r
)
)
2
1
2
1
r
)
)
176
0,
7
1,
4
r
π
(22)
2
r
2
2

4
π
4
π
4
π
4
π
D
D
F
F
F
F
2
d
d
A
C
(D-
2
(D-
2
(D-
2
(D-
2
(D-
2
r )
r )
r )
r )
1
I
1
1
1
2
r )
1
Figura 52. Geometría de Articulo Recortado.
2
2
2
2
K
4
4
4
4
4
D
D
D
D
D
h
h
h
h
h
2
2
2
2
2
π
π
π
π
D ( r
π
r
r
1
1
D
D
D ( r
1
1
D ( r
1
0,
7
1,
4
r )
r )
2
2
π
r )
2
r
1
r
1,
4
1,
4
2
1
1,
4
2
2
π
π ( r
π ( r
π
2
2
r
2
2
π ( r
2
r
2
2
2
r
r
D
2
1
D
2
1
r
)
)
2
1
)
0,
7
1,
4
r
2
π
2
2
r
177
2
Dd
(D-
2 r1)
4 D h 2 π D ( r1
r2)
1,
4 π ( r2
r1
)
(23)
3.1.2.8.2 Articulo Ovalado con Brida de Chapa
Empleando la figura 53 y según la división de superficies que esta indicada, se obtiene: el
disco anular B, seguidamente del borde redondeado K, la pared lateral cilíndrica C, la
pared cónica cilíndrica G, el borde redondeado M y, finalmente, el disco A.
2
2

4
π
4
π
D
D
F
F
2
d
d
A
d
d
2
2
d
2
B
D
D
2
1
2
1
D
C
2
1
Figura 53. Geometría de Articulo Ovalado con Brida de Chapa.
( D
( D
G
( D
M
2
2 r )
2
2 r )
2
2
K
2
2 r )
2
( 4
D
h
4 D ( h
1
2
4 D ( h
1
)
h
2
)
h
( 4
2
)
D h )
π
π
r
1
r
1
( d
1
( d
π
r
1
0,
74
0,
74
( d
r )
1
r )
1
0,
74
D 2
2
2
π
r )
π
1
r
2
r
( D
2
2
( D
π
0,
7
r
2
0,
7
( D
r )
2
r )
2
0,
7
178
2 2
2
d d D1
( D 2 r2)
4 D ( h1
h2)
π r1
( d 0,
74 r1)
2 π r2
( D 0,
7 r ) (24)
Empleando las fórmulas 22, 23 y 24 obtenidas anteriormente es posible determinar el
diámetro del disco necesario para la obtención de los artículos requeridos. Es muy
importante el considerar que la embutición como tal no se da por igual en todos los casos
ya que está influenciada por varios parámetros en los que están inmersos: la materia prima,
los parámetros de montaje de los elementos de embutición, estado de la maquina,
lubricante, entre otros.
Es de manejo general, el hecho de que los contornos de las piezas embutidas que poseen
brida de chapa no conserva un contorno exterior uniforme, lo cual se atribuye en primer
lugar a la variación que tienen los discos o materia prima en su espesor y además al
método de laminación que tienen los discos desde su elaboración y más específicamente al
sentido que tienen las fibras.
r )
2

Si el material ha sido laminado en un solo sentido las irregularidades se presentan en
mayor porcentaje que los que han sido laminados en cruz, aunque el caso optimo considera
un sentido de laminación en diagonal a parte de los que están en cruz. Ciertamente el
tratamiento de recocido que reciben los discos de aluminio para eliminar las tensiones
producto del laminado ayuda a que el problema disminuya, pero no es posible eliminarlo
del todo ya que el sentido que tienen las fibras es un factor primario en el momento de la
operación de embutido.
Para la obtención de la cantidad de materia prima que se ahorre empleando las fórmulas
determinadas anteriormente, se procederá a la elección de una muestra 50 debido a que el
análisis por producto se vuelve muy extenso. Existen dos tipos de muestra: la no
probabilística y la probabilística, en esta última todos los elementos del conjunto tienen la
misma posibilidad de ser elegidos y se los obtiene de forma aleatoria y/o mecánica según
las unidades de análisis. Mientras que en las muestras no probabilísticas la elección de los
elementos no depende de la probabilidad, sino de la toma de decisiones de una o un grupo
de personas para este caso los investigadores y la gerencia de operaciones de INDALUM,
además de los objetivos del estudio y de la contribución de lo que se piensa hacer con ella.
Teniendo presente esto se ha seleccionado una muestra no probabilística bajo las siguientes
consideraciones:
Los elementos seleccionados (artículos) representan los consumos mas elevados
durante el año 2004.
Los elementos tienen una gran demanda dentro del mercado y por ende en la
producción.
Las cifras de ahorro que se logren al implementar las propuestas basadas en la
muestra seleccionada, permitirán establecer criterios para la toma de decisiones a
fin de hacer participativa la mejora a todo el universo de productos.
Los valores de comparación correspondientes al consumo de discos de aluminio según sus
dimensiones provienen del balance de materia y energía A cada uno de los elementos, se
50 Se denomina muestra al subconjunto de elementos o sujetos que representen el conjunto-universo.
179

ha realizado un seguimiento en la operación de embutido, a fin de comparar los valores que
sean obtenidos mediante cálculo. Para ello se tomó la medición del ancho máximo y
mínimo de la brida de chapa resultante de ésta operación, debido a la variación se
seleccionó de forma aleatoria 20 artículos en proceso para establecer un promedio y lograr
así valores confiables.
Las dimensiones de la brida de chapa irregular con valores máximos y mínimos tomados de un lote
de 20 artículos embutidos en proceso de fabricación están listados en la tabla 36.
Artículo
Dimensiones
del artículo
Consumo en
kg
Disco
empleado
Tabla 36. Elementos de la muestra, dimensiones y parámetros.
Caldero
económico 24
Olla económica
20
180
Olla ovalada 40 Olla económica 32
d 170 d 144 d 280 d 260
D1 265 D1 224 D1 468 D1 360
D 230 D 190 D 415 D 320
h1 80 h1 65 h1 158 h1 110
h2 55 h2 50 h2 148 h2 56
r1 18 r1 9 r1 26 r1 12
r2 3 r2 3 r2 4,5 r2 4,5
7437.5 kg 6449 kg 18281 kg 5735.5 kg

Variación del
ancho de la
brida de
chapa
181
D x e Peso D x e Peso D x e Peso D x e Peso
430 x
0,7
274
360 x
0,6
165 820 x 1 1426
570 x
0,8
551
Min.: ancho mínimo medido de la brida
de chapa en mm.
Máx.: ancho máximo medido de la
brida de chapa en mm.
N° medición Mínima Máxima Mínima Máxima Mínima Máxima Mínima Máxima
1 18 25 20 21 24 46 12 30
2 18 31 19 22 20 40 11 28
3 17 26 20 23 20 46 11 30
4 17 36 19 23 21 42 13 29
5 18 25 19 23 20 44 12 29
6 19 29 20 23 20 43 11 29
7 19 17 19 21 22 44 12 29
8 17 25 20 23 20 43 11 28
9 18 27 19 21 23 45 14 30
10 19 27 19 22 23 46 13 32
11 18 26 20 23 20 44 12 31
12 18 27 19 23 24 46 11 30
13 18 25 20 24 24 44 11 28
14 17 28 21 24 20 44 12 28
15 19 26 19 22 24 42 13 30
16 19 28 19 21 24 41 13 29
17 18 29 20 23 24 43 13 28
18 18 26 20 22 20 46 12 30
19 17 27 19 24 24 46 11 29

20 19 28 20 24 20 46 11 30
PROMEDIO 18,05 26,9 19,55 22,60 21,85 44,05 11,95 29,35
Para establecer las medidas que son necesarias para el ancho de la brida de chapa, se
emplean las dimensiones de diámetro de bordeado según la dimensión del artículo, las
mismas que se detallan en el siguiente cuadro y en la tabla 37:
Diámetro
nominal
(do)
cm
Figura 54. Dimensiones estándar de artículos según el diámetro interior.
Tabla 37. Dimensiones estándar de artículos de aluminio.
Radio
(r)
mm
Ollas ovaladas y rectas bordeadas
Espesor
nominal
del disco
mm
Espesor
mínimo de
pared
(e)
mm
Bordeado
mínimo
(b)
mm
182
Calderos recortados y
Espesor
nominal
del disco
mm
bordeados
Espesor
mínimo de
pared
14 6,0 0,6 0,5 4,3 1,0 0,92
16 6,0 0,6 0,5 4,5 1,0 0,92
18 7,0 0,6 0,5 4,5 1,0 0,92
20 7,0 0,6 0,5 5,2 1,0 0,92
(e)
mm

22 7,0 0,6 0,5 5,5 1,0 0,92
24 7,0 0,7 0,5 5,8 1,0 1,02
26 7,0 0,7 0,5 6,0 1,2 1,08
28 8,0 0,7 0,5 6,0 1,2 1,08
30 8,0 0,8 0,57 6,7 1,2 1,08
32 8,5 0,9 0,63 7,0 1,3 1,17
34 8,5 0,9 0,63 7,0 1,3 1,17
36 8,5 0,9 0,63 8,0 1,3 1,17
38 8,5 0,9 0,63 8,5 1,4 1,26
40 10 0,9 0,63 9,0 1,4 1,26
Se calcula el ancho de la brida de chapa necesaria para cada articulo, el mismo que
corresponde a los ¾ de la circunferencia del diámetro establecido para el bordeado, ya que
cada artículo se conforma con un radio en el momento del embutido. Como se muestra en
la figura la dimensión se calcula empleando la fórmula 25:
Donde:
L = Ancho de la brida de chapa, necesario para el bordeado.
b = Diámetro de bordeado para artículo.
183
3
L π b
(25)
4
Aplicando la formula 24 para un caldero económico 24, se obtiene:
D
D
D
d
d
d
170
28900
427,
04
2
mm.
265
2
70225
( 230
55696
2
3)
2
4
124200
230 ( 80
55)
10336,
5018
π 18 ( 170
4374,
9819
0,
74
18)
2
π
3 ( 230
0,
7
3)

Al realizar la comparación entre el diámetro de disco calculado con los datos de la tabla 36, se
puede establecer la diferencia que existe lo cual representa exceso y por ende materia prima no
aprovechada y que debe ser ahorrada. Al tomar datos cerrados, la diferencia para este caso es:
Exceso
Exceso
Exceso
Dutilizado
430
3 mm.
427
Dcalculado
Si bien este valor no representa una cantidad muy alta al considerar un disco, se procede al
calculo equivalente a la cantidad consumida por año. Si el consumo anual de este disco es
de 7437,5 kg y el peso estándar de cada disco es de 0,274 kg al año se consume 27144,16
discos. A continuación se calcula el peso que representa el valor del exceso, para ello
consideramos la corona formada por el diámetro exterior de 430 mm, de diámetro interior
de 427 mm (redondeando) y el espesor de 0.7 mm, obteniendo:
El volumen del exceso es:
V
V
V
exceso
exceso
exceso
π
4
π
4
D
1413,
48
2
empleado
430
2
mm
427
3
D
2
2
propuesto
Conociendo que el peso específico (γ ) 51 es la relación entre su peso G y el volumen
específico, se tiene:
Aplicando los datos, de peso y volumen se obtiene
51 Para el aluminio γ = 2,72 kg/dm 3 .
0,
7
s
184
(26)
G
γ ; G γ V
(27)
V

3
3 kg 1 dm
G 1413,
48mm
2,
72 3
3
dm ( 100mm)
G
3,
844E
3kg.
Si se multiplica este valor por el número de discos que son empleados al año, obtenemos la
cantidad de materia prima que es posible ahorrar al elaborar este tipo de articulo.
Pesoahorrado
al año
Pesoahorrado
al año
3,
844E
- 3
104,
35kg
27144
Al realizar el mismo procedimiento para los tres elementos restantes de la muestra
seleccionada, se obtienen los resultados registrados en la tabla 38:
Tabla 38. Resultados obtenidos de la muestra.
Cálculos Caldero
Denominación Unidad económico 24
Olla
económica
20
Olla
ovalada 40
185
Olla
económica
32
Diámetro disco, Dd mm 427,04 357,458 813,55 566,31
Diámetro solicitado mm 427 358 814 567
Exceso mm 3 2 6 3
Volumen del exceso, V mm 3 1413,48 676,69 7700,043 2143,194
Peso del exceso, G kg 3,844E-3 1,840E-3 0,0209 5,829E-3
Peso ahorrado al año kg/año 104,35 71,93 268,48 60,67
Al sumar los valores de los pesos ahorrados al año de la muestra, se tiene que al año es
posible ahorrar 505,43 kg.
Con los resultados obtenidos es posible establecer que el proyecto es factible, ya que si
bien es cierto, la muestra es muy significativa debido a que representa 37900 kg
equivalente a un 15 % del consumo total del año 2004, también es cierto que si esta

propuesta es implementada se podrá realizar la mejora a todo el universo de análisis y
lograr ahorro en los costos por concepto de compra de discos de aluminio.
Es importante el considerar que para un mismo pisón de chapa se emplean varios discos, y
considerando, que el construir un pisón para cada disco resulta demasiado costoso, los
investigadores plantean la siguiente solución:
Para el centrado del disco son necesarios tres puntos de apoyo, los mismos que deben ser
regulables para que un mismo pisón pueda ser empleado para elaborar varios artículos. La
regulación debe ser rápida, sencilla y eficiente, para lo cual se plantea elaborar un juego de
arandelas de regulación para cada pisón, según sea la necesidad y la variedad de artículos
que con este sean elaborados. Cada juego llevará acuñada las dimensiones del diámetro
del disco correspondientes y su montaje será mediante tornillos de cabeza avellanada. El
detalle de construcción de la propuesta planteada está en el plano 4 del Anexo 1.
Gracias a esto es posible establecer un correcto centrado y mejorar las condiciones de
operación durante el embutido.
3.2 SELECCIÓN DE LAS OPCIONES FACTIBLES A CORTO PLAZO
De todo el análisis realizado en la empresa INDALUM S.A., se ha podido establecer
algunos criterios bajo los cuales los investigadores plantean algunas alternativas que
permitirán llevar un mejor control de la producción en cuanto a lo que al proceso
productivo actual se refiere. Estas alternativas plantean mejoras inmediatas ya que no son
lo suficientemente grandes ni involucran inversión alguna, o en todo caso ésta es mínima.
3.2.1 PROYECTO PARA EL CONTROL DE LA CANTIDAD DE MATERIA
PRIMA
Anteriormente se mencionó que el espesor de la materia prima no es uniforme, ya que tiene
variaciones de décimas de milímetro, estas son debidas a la calidad del laminado, más
específicamente del estado de las laminadoras. Este inconveniente repercute en el peso de
la materia prima porque al no ser uniforme el espesor, un disco de un diámetro no va ha
186

tener el mismo peso a otro del mismo diámetro, esta variación es directamente
proporcional al espesor y diámetro del disco.
3.2.1.1 Proceso actual de control
La materia prima que es sacada de bodega se controla solamente por peso, y se estima un
número determinado de discos que va ha tener de acuerdo a una relación (dimensiones del
disco y peso específico estándar), esto quiere decir que no se toma en cuenta las unidades
reales contenidas en ese peso, entonces algunas veces va ir más discos y lo que es peor en
otras va ir menos.
Al final del proceso se cuenta el número de artículos producidos, se suma más el número
de artículos dañados y se multiplica por un peso estándar del respectivo producto,
obteniendo de esta manera la cantidad en kg de materia prima elaborada. A este valor se
suma el peso de la limalla para reciclar, dando como resultado el peso total de materia
prima transformada luego de todos los procesos. Muchas veces, este peso es inferior al
peso de materia prima que salió de bodega, y este faltante se le atribuye a la no
uniformidad del espesor de discos y además al peso específico de la materia prima
(aluminio).
3.2.1.2 Propuesta
Con el fin de eliminar estas diferencias en los balances de materia, hecho que se presta
para malas interpretaciones, se propone un verificación de la materia prima, desde el
momento que esta ingresa a la bodega hasta que los productos son embalados y
almacenados. Esta verificación consiste en la toma de una muestra al azar periódicamente,
a fin de comprobar los parámetros estándar que son: espesor, diámetro y pesó específico.
Para esto se plantea llevar un registro según el formato 1.
En la propuesta que se plantea se consideran los siguientes aspectos:
Medida de Diámetro y espesor de la muestra seleccionada.
Pesaje de los discos en el momento que ingresan a la bodega y cuando están
transformados en productos terminados.
187

Control de la producción empleando el formato 2 planteado, el mismo que debe ser
llenados por los operarios al iniciar y al finalizar la jornada de trabajo. Este
contemplará: condiciones en las que arranca la jornada, condiciones en las que
termina, con datos de número de discos utilizados y restantes, productos realizados,
productos dañados (chatarra).
188

Formato1. Muestreo de discos.
DESIGNACIÓN DEL DISCO: PROVEEDOR:
FECHA: LOTE:
PERÍODO DE MEDICIÓN: HOJA N°:
Ítem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
DENOMINACIÓN
ITEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
PROMEDIO
VALOR ESTANDAR
TOLERANCIA
ERROR
OBSERVACIONES:
Diámetro disco D Espesor s
189
Peso en gramos por
unida
________________________________________________________________________________
Firma del Responsable:
______________________________

Formato2. Control de producción diario
OPERARIO: PROCESO:
FECHA: AREA:
HORA DE INICIO: MÁQUINA:
HORA DE FINALIZACIÓN: ARTICULO QUE REALIZA:
ESTADO AL INICIO DE LA JORNADA
OBSERVACIONES:
MATERIA PRIMA EN BRUTO:
MATERIA PRIMA EN PROCESO:
ESTADO AL FINAL DE LA JORNADA
PRODUCTOS TERMINADOS
PRODUCTOS DAÑADOS
MATERIA PRIMA EN BRUTO RESTANTE
MATERIA PRIMA EN PROCESO RESTANTE
CANTIDAD DE LIMALLA PRODUCIDA kg.
________________________________________________________________________________
190