Tesis Torres de Enfriamiento
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CAPITULO I
EL PROBLEMA
Según Fidias Arias (2006), consiste en describir la situación objeto de
estudio, es decir la situación que requiere ser explorada, descrita o
explicada. Para su redacción es necesario que los juicios emitidos se apoyen
en interrogantes que emanen de las experiencias prácticas o de estudios
anteriores.
Contextualización del problema
A nivel industrial, en lo referente a las empresas de alimentos, es
importante la utilización de sistemas de control automáticos debido a la
capacidad de producción en masa de productos tan importantes para la
especie humana como lo son los alimentos. Son sistemas que no influyen en
el deterioro del medio ambiente ya que no contienen agentes contaminantes
que puedan alterar la calidad de los productos elaborados y la preservación
del medio ambiente. Además son sistemas de bajo costo y mantenimiento, y
lo más importante es que son de alta precisión. Por tal motivo, las industrias
han venido creciendo tecnológicamente, creando equipos de alto rendimiento
capaces de satisfacer las necesidades de un mercado cada vez más
exigente y cumpliendo con normas de seguridad e higiene industrial exigida.
Por consiguiente, al encontrarse con las problemáticas que puedan
afectar el normal funcionamiento de la industria resulta necesario e
indispensable mejorar los sistemas de control convencionales que
englobando ciertos factores se caracterizan por ser relativamente lentos y en
ocasiones no tan precisos como se desean, también, por poseer una limitada
gama de funciones, generalmente las más básicas, por ocupar un
mantenimiento que puede calificarse bastante costoso y algo tedioso debido
a la complejidad de cableado. Y si a ahorro energético se refiere, por
presentar un elevado consumo de corriente. Todos estos factores influyen
directamente en el manejo y control de los procesos industriales.
Cada empresa tiene la necesidad de ser cada día más eficaz y
productiva para ser la más alta organización competitiva dentro del mercado
para el cual participa. El sector industrial se encuentra inmerso en esta
perspectiva, por lo cual vale la pena considerar algunas alternativas
existentes pero que en la actualidad cobran mayor relevancia; es así como la
imperativa necesidad de redimensionar las empresas, implica automatizar el
proceso, generando nuevos retos y oportunidades que requieren ser
evaluados.
La utilización de mejoras en los procesos industriales mediante la
implantación de tecnologías y equipos sin que sus efectos puedan ocasionar
un gran problema en el rendimiento de los trabajadores y la productividad en
cualquier empresa se ve enmarcada por equipos y tecnologías que puedan
realizar una misma ejecución de algún proceso pero con la ventaja de ser
más eficiente, seguros y la par con bajo costo energético y de las normas de
seguridad e higiene.
Haciendo referencia a lo antes mencionado, la Empresa Alimentos Polar
Comercial, ubicada en Chivacoa municipio Bruzual del estado Yaracuy, no
escapa de todas aquellas problemáticas que atraviesan las industrias para
obtener una producción eficaz y así obtener un producto de excelente
calidad, considerando al mismo tiempo a lo largo de los procesos
involucrados total seguridad para sus trabajadores.
Ahora bien, es necesario señalar que actualmente se hace totalmente
evidente que el suministro de agua tratada que forma parte del proceso de
servicios a planta, es un sistema sumamente importante que influye
directamente en la producción, específicamente en los procesos de
extracción de la planta, ya que dicho sistema es el encargado de controlar el
envío constante de agua hacia esa planta y también mantener el nivel
adecuado de agua para la posterior recuperación de hexano en el proceso
de extracción de aceites.
El problema se evidencia específicamente en el sistema de control
eléctrico y operacional del suministro de agua hacia las torres de
enfriamiento 1 y 2 desde la planta de Servicios hacia la planta de Extracción
de aceites, debido a que el sistema de control eléctrico de este sistema está
conformado por dispositivos electromecánicos (relays o relés de control)
considerados actualmente totalmente obsoletos. Y que además, este
proceso no cuenta con un sistema de control automático para el llenado de
las torres, es decir, las tuberías poseen válvulas manuales y no existen
sensores de nivel en los tanques que puedan controlar el llenado, lo cual trae
como consecuencia que las mismas en determinadas ocasiones se llenen y
se rebosen de agua, ocasionando pérdidas para la planta debido a que ésta
agua está tratada químicamente por sustancias altamente costosas
destinadas a ser utilizadas para los procesos de condensación y
recuperación de hexano en la planta de extracción de aceites.
Otro problema es que si se vacían las torres se puede generar como
consecuencia una situación de riesgo el cual podría iniciar un accidente en la
planta al crear presurización en los equipos que la conforman, así como
también pérdida de solventes (hexano) al no existir una recuperación del
mismo.
Por consiguiente, toda esta problemática ocasiona que el operador sea el
encargado de la vigilancia constante del nivel de las torres de enfriamiento y
el responsable del control manual de las válvulas pertenecientes a los
desvíos respectivos para el llenado de cada torre. El operador inicia el
proceso dirigiéndose desde el sinóptico de la planta de extracción, desde un
segundo piso hacia las torres, considerando además que el lugar de
operación de estas torres se encuentra a larga distancia. Después de
observar el nivel de las torres le comunica al operador de la planta de
preparación de germen para que este a su vez informe al operador de la
planta de servicios para que finalmente ejecuten de forma manual el
arranque o la parada de las bombas que forman parte del sistema de llenado
de agua, dependiendo todo esto de la situación que se presente. Ahora bien,
toda la problemática descrita anteriormente afecta la ergonomía y la salud,
además de generar fatiga ocupacional y estrés para los trabajadores por
motivo del chequeo constante y rutinario ejecutado, el cual a su vez ocasiona
a lo largo del tiempo abandono de los procesos involucrados.
Es por tal motivo que en búsqueda de soluciones que permitan garantizar
una excelente productividad tomando en cuenta la calidad de los productos y
a su vez la integridad física de los trabajadores que diariamente laboran en
dicha área, resulta importante la implementación de un sistema de control
automático que permita asegurar y mantener el mejor funcionamiento para el
posterior rendimiento de las operaciones de los procesos. Esto se logra
acudiendo a la automatización. Ahora bien, es necesario estudiar la
problemática y por esto la necesidad de implementar un sistema
automatizado, por ende, surgen las siguientes interrogantes:
¿Existe la necesidad de automatizar el suministro de agua tratada a las
torres de enfriamiento de la planta de Extracción 200 y 300 en Alimentos
Polar Comercial, C.A municipio Bruzual, estado Yaracuy?
¿Cuál será la factibilidad técnica, financiera, psicosocial, económica y de
recursos humanos de la propuesta?
¿Cómo debe ser el diseño de la propuesta para automatizar el suministro
de agua tratada a las torres de enfriamiento de la planta de Extracción 200 y
300 en Alimentos Polar Comercial, C.A municipio Bruzual, estado Yaracuy?
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Proponer la automatización del suministro de agua tratada a las torres de
enfriamiento de la planta de Extracción 200 y 300 en Alimentos Polar
Comercial, C.A municipio Bruzual, estado Yaracuy.
Objetivos Específicos
Diagnosticar la necesidad en cuanto a la automatización del suministro de
agua tratada a las torres de enfriamiento de la planta de Extracción 200 y
300 en Alimentos Polar Comercial, C.A municipio Bruzual, estado Yaracuy.
Determinar la factibilidad técnica, financiera, psicosocial de recursos
humanos y económicos de la propuesta.
Diseñar la propuesta para la automatización del suministro de agua
tratada a las torres de enfriamiento de la planta de Extracción 200 y 300 en
Alimentos Polar Comercial, C.A municipio Bruzual, estado Yaracuy.
Justificación de la Investigación
El mejoramiento continuo de los procesos es lo que nos lleva a la
necesidad de proponer ideas que satisfagan problemáticas que existen
dentro de los procesos industriales, es por esto la propuesta de automatizar
el suministro de agua tratada a las torres de enfriamiento de la planta
extracción 200 y 300 en Alimentos Polar Comercial, Municipio Bruzual,
Estado Yaracuy, ya que se busca mejorar el sistema de llenado de las torres
de enfriamiento y a su vez sustituir elementos de maniobra que actualmente
son obsoletos, además mantener un nivel constante en las torres y de esta
manera eliminar situaciones de riesgos de accidentes en las plantas de
extracción por la ausencia de agua; de igual manera disminuir en su totalidad
los esfuerzos físicos innecesarios de los trabajadores que laboran en el área.
Delimitación de la Investigación
Para realizar una investigación es necesario definir la delimitación de
ésta, se deben tomar en cuenta ciertos factores, ya que influyen
directamente en el planteamiento de la propuesta. Estos factores incluyen
espacio, población y tiempo estimado para la realización del proyecto. Por
ende, es necesario aclarar que la presente investigación fue realizada
debido a la situación que existe en Alimentos Polar Comercial Planta
Chivacoa, definiendo sus límites de la siguiente manera: al norte con el
municipio Bolívar y el estado Lara, al sur con el municipio Nírgua, al este con
el municipio Sucre y Arístides Bastidas y al oeste con el municipio Urachiche.
Llegando a la realización de la propuesta podrá ser beneficiada una
población aproximada de al menos 12 trabajadores de la empresa, y estando
comprendido el periodo desde el mes de Septiembre del 2011 hasta el mes
de Enero del 2012.
Alcances de la Investigación
La presente investigación le facilitará a la empresa Alimentos Polar
Comercial Planta Chivacoa, una forma de llevar a cabo el mejoramiento del
control automático del suministro de agua tratada a las torres de enfriamiento
200 y 300, así mejorar su rendimiento, utilizado en el proceso de Extracción
permitiendo brindarle un sistema confiable adecuado y acorde con las
necesidades de la misma. De la misma manera, con el programa de
automatización propuesto, la empresa podrá obtener un mejor control
automático de un sistema de características muy importante ya que es el
encargado de mantener la continuidad permanente de agua hacia la planta
de extracción. A su vez disminuir los riesgos y anomalías que pueda
presentar en este proceso.
CAPITULO II
MARCO REFERENCIAL
Es la definición conceptual y la ubicación del contexto teórico que orienta
el sentido de la investigación. Hurtado (2000), señala en relación al marco
referencial que este puede ser definido como “el conjunto de informaciones
obtenidas destinadas a ilustrar al lector sobre investigaciones ya realizadas
acerca de la problemática estudiada, contexto histórico en la que se
enmarca, parámetros teóricos, entre otros aspectos relacionados con el
trabajo a efectuar.” (p.60).
Reseña histórica del problema
Alimentos Polar Comercial Chivacoa es una empresa que se caracteriza
por procesar materia prima del sector agroindustrial y procesarla para
obtener productos para el consumo alimenticio. La política de calidad de
Empresas Polar señala que es su compromiso asegurar la satisfacción de
sus clientes y consumidores, mediante la innovación y mejora continua que
se ve reflejada de manera directa en la excelente calidad de sus productos y
servicios. Esta innovación y mejora continua está dirigida a la
implementación de sistemas automatizados en sus procesos industriales,
mejorando así cada vez más tanto la calidad de los productos terminados,
como el control de dichos procesos.
Esta planta de procesamiento fue fundada en 1961 por los Drs. Juan
Lorenzo Mendoza Quintero y Lorenzo Mendoza Fleury. Siendo ubicada
geográficamente en la encrucijada de Chivacoa, jurisdicción del Distrito
Bruzual del estado Yaracuy, que gracias a las condiciones favorables de la
zona, le es permitido un excelente abastecimiento de materia prima, tomando
en cuenta las excelentes vías de comunicación que facilitan el transporte, y
a partir de esto, la distribución de los productos terminados.
Los procesos productivos están basados en cambios enfocados a la
calidad, productividad y el crecimiento demográfico, teniendo como base las
necesidades del consumidor, esto conlleva a las industrias a reestructurar
sus líneas productivas bajo el concepto calidad y productividad total,
modernizando sus procesos productivos con tecnología acorde a sus
necesidades.
De la misma manera; Alimentos Polar Comercial, no escapa de estos
cambios, por lo que ha estado implementando nuevas estrategias en sus
líneas y sistemas de procesos, para logar ser competitivos en un mercado
cambiante enfocado al consumidor, utilizando los mismos espacios físicos y
maquinarias existentes, implementando nuevas formas de producir utilizando
sistemas de automatismos para controlar las variables de un proceso
productivo
Sin embargo el suministro de agua tratada controlado desde servicios a
planta hacia las torres de enfriamiento de la planta de extracción de aceite
mantiene un sistema de control eléctrico con dispositivos electromecánicos
obsoletos los cuales en estos últimos tiempos han presentado desviaciones
debido a que es sistema de control automático en los niveles de las torres no
se encuentran funcionando debido a que hace aproximadamente 6 años se
encuentran fuera de servicio ocasionando una condición insegura en la
planta llevando a la necesidad de implementar un sistema de control
actualizado permitiendo así maximizar el rendimiento, la confiabilidad y
seguridad este sistema en el proceso de extracción.
Antecedentes de la investigación
Con la intención de obtener un mayor conocimiento en el estudio a
realizar, es necesario consultar fuentes documentales las cuales permitan
obtener un reforzamiento técnico que sea referente a la técnica a aplicar. Los
antecedentes de una investigación, se consideran todos aquellos trabajos de
investigación previos al que se está realizando, formando las relaciones con
el objeto de estudio presente en la investigación que se está haciendo. Para
ello se consideraron antecedentes de trabajos de grado realizados
anteriormente, los cuales permitirán realizar un estudio con consistencia y
basamento teórico.
En primer lugar, González (2010) presenta su trabajo especial de grado
“Propuesta de automatización del desolventizador de torta de maíz” consistió
en mejorar el proceso en el área de extracción de aceites buscando
garantizar la continuidad de la producción al cambiar el actual
funcionamiento del desolventizador de torta de maíz por un sistema de
control más automatizado con dispositivos acordes a la tecnología actual.
Esto apoya fuertemente a la investigación mediante el conocimiento y
ubicación de obstáculos que pueden presentarse a lo largo de los procesos
continuos de fabricación en las industrias, especialmente para contribuir con
la automatización y la búsqueda de soluciones y mejoras a todas aquellas
anomalías q se presentan en las planta, ya que la automatización es un
apoyo que conlleva a superar los niveles de calidad de la producción y
seguridad en el area.
Seguidamente, Martínez (2010), en su trabajo titulado “Propuesta para
La Automatización y Protección Eléctrica del Sistema de Llenado de las
Prensas pertenecientes a Cerámicas Caribe, C.A.”; la cual estuvo basada en
un proyecto factible con apoyo de un estudio de campo de carácter
descriptivo, teniendo como principal objetivo proponer la automatización y
protección eléctrica del sistema de llenado de las prensas pertenecientes a
Cerámicas Caribe, C.A.; con la cual se pretendió poder establecer
alternativas viables que faciliten el desarrollo de los procesos productivos
que se llevan a cabo dentro de la empresa. Las conclusiones permitieron
conocer la necesidad de automatizar y proteger eléctricamente el sistema de
llenado de las prensas; por lo que se recomendó la revisión y puesta
inmediata de la propuesta planteada para mejorar la problemática actual.
Esta investigación fue de gran importancia para el desarrollo del
presente proyecto ya que este contribuye y es de gran utilidad debido a que
aporta ideas con respecto a la automatización y alimenta con datos para
obtener la realización del presente proyecto a su vez implementar medidas
que mejoren la seguridad de los sistemas de producción..
Por un lado Arcila (2009), presento un trabajo titulado “Automatización
de la Línea de Recirculación 1 de Materiales de la Empresa Alimentos Polar
Comercial Chivacoa, Estado Yaracuy” trabajo Especial de Grado presentado
en nombre del Instituto Universitario Antonio José de Sucre Extensión San
Felipe, como requisito parcial para optar al título de Técnico Superior
Universitario en Electricidad, estableciendo entre sus conclusiones la
obtención de múltiples beneficios tanto para la empresa como para la
seguridad de los trabajadores, puesto que mejora la calidad de producción, la
seguridad para los empleados y las mejoras de tiempo de mantenimiento, así
se recuperan horas hombres y horas de producción, además de la velocidad
del proceso.
Ahora bien, la investigación citada se relaciona con este proyecto ya que
en ambos se estudia sobre la necesidad del proceso de automatización,
haciendo uso de un controlador lógico programable; el cual tiene como
finalidad, mejoras para las industrias y seguridad de los trabajadores,
obteniendo resultados tales como de ahorro de tiempo y menos desgaste
físico y psicológico del trabajador.
Por su parte Parra (2007), en su trabajo especial de grado “Propuesta
para la automatización del centro de control de motores de la laminación I y
II”, enfoco su investigación en este proceso ya que es uno de los cuellos de
botellas de laminación en la empresa Alimentos Polar comercial, Municipio
Bruzual, estado Yaracuy, enfoco su investigación a la automatización
proponiendo arranques de motores controlados por una secuencia o cadena
eléctrica dada por controladores lógicos para reducir los números de paradas
y obteniendo una planta más confiable en la parte crítica de la empresa.
Se hace evidente que los estudios comentados se relacionan con ésta
investigación, por cuanto se orienta hacia la mejora de procesos industriales
tendente a solucionar una situación real en el ámbito de producción mediante
el empleo de tecnología, en este caso se aspira corregir las fallas que se
presentan en el suministro de agua tratada hacia las torres de enfriamiento,
eliminando anomalías en la parte de automatización en sistema actual de
este proceso de abastecimiento suministro de agua.
Así mismo, González (2006) realizo su trabajo especial de grado titulado:
“Automatización de la Planta de Laminación V”, donde su idea era eliminar
aparatos de maniobra obsoletos que existían en el centro de control de
motores e implementar un sistema de control automático con aparatos
nuevos y de mayores bondades, implementando a su vez la utilización de un
controlador lógico programable. Es un aporte bastante acentuado ya que es
la base para la implementación y utilización de sistemas de control de mejor
y mayor utilidad.
Además esta propuesta reforzara los conocimientos de la presente
investigación mediante el estudio y la comprensión de las soluciones a las
problemáticas que se presentan mediante la utilizacion de dispositivos
considerados obsoletos en la actualidad a lo largo de los procesos
industriales implementando a su vez la utilización de un controlador lógico
programable el cual es un aporte bastante acentuado ya que es la base para
la implementación y utilización de los controladores lógicos programables
para el control de los procesos industriales.
Bases Teóricas
Al definir que son las bases teóricas, se hace necesario mencionar, que
las mismas no son más que el conjunto de teorías y opiniones de varios
especialistas que son estudiadas a fin de poder conformar la base o soporte
documental de una investigación. Estas nacen de la revisión de las
referencias bibliográficas y de los aportes propios del investigador; es así,
como los fundamentos a desarrollar representan la guía a seguir para la
elaboración de la Propuesta para la Automatización del elevador principal de
la paletizadora 1 en el departamento de empaque harina en Alimentos Polar.
Automatización Industrial
Según Costales, (2005): “En un contexto industrial se puede definir la
automatización como una tecnología que está relacionada con el empleo de
sistemas mecánicos, electrónicos, eléctricos y basados en computadoras en
las operaciones y control de la producción” (p.3), quienes clasifican la
automatización de la siguiente manera:
Existen varias clases de automatizaciones industriales: (a) automatización fija, (b) automatización programable, (c) automatización flexible. La automatización fija se utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y por lo tanto es adecuada para diseñar equipos especializados para procesar el producto (o un componente de producto), con alto rendimiento y con elevadas tasas de producción (p.3).
Por otra parte, al señalar los principales aspectos relacionados con la
automatización programable, se puede decir que la misma se emplea cuando
el volumen de producción es relativamente bajo y hay una diversidad de
productos a obtener. En relación al concepto de automatización flexible solo
se desarrolló en la práctica en los últimos 20 años, la experiencia adquirida
con su utilización ha permitido a los especialistas coincidir en que es el más
indicado con el rango de volumen medio. Por ello, la finalidad de cada uno de
estos tipos de automatizaciones es separarlas según el tipo de economía
que deben seguir, al respecto Costales (2005) define:
La economía de la automatización fija es tal que el costo de los equipos especiales puede dividirse entre un gran número de unidades, los costos resultantes son más bajos en relación con los métodos de producción alternativos, también hablan a cerca de la economía de la automatización programable y expresar: el costo del equipo programable puede repartirse entre un gran número de productos aun cuando sean diferentes (p.4).
Se puede deducir; gracias a la característica de programación y a la
adaptabilidad resultante del equipo, muchos productos diferentes y únicos en
su género pueden obtenerse económicamente en pequeños lotes. Mientras
que de la automatización flexible solamente expresa que está entre la
automatización fija y la automatización programable, ya que con esta se
puede obtener diferentes productos al mismo tiempo.
Historia de la automatización
La historia de la automatización comprende varias etapas, las cuales se
fueron desarrollando de manera sistemática y organizada. En este sentido,
Alcántara (2003), señala que “ésta va más allá de la simple mecanización de
los procesos ya que la misma provee a operadores humanos mecanismos
para asistirlos en los esfuerzos físicos del trabajo, reduciendo ampliamente la
necesidad sensorial y mental del humano”. (p.67).
Es por ello, que la automatización como una disciplina de la ingeniería es
más amplia que un simple sistema de control; ya que abarca la
instrumentación industrial, que incluye los sensores y transmisores de
campo, los sistemas de control y supervisión, los sistema de transmisión y
recolección de datos y las aplicaciones de software en tiempo real para
supervisar y controlar las operaciones de plantas o procesos industriales.
Asimismo, el mencionado autor reseña que:
Las primeras máquinas eran máquinas simples que sustituían una forma de esfuerzo en otra forma que fueran manejadas por el ser humano, tal como levantar un peso pesado con sistema de poleas o con una palanca. Posteriormente las máquinas fueron capaces de sustituir formas naturales de energía renovable, tales como el viento, mareas, o un flujo de agua por energía humana. (p.68).
Dado que; la parte más visible de la automatización actual puede ser la
robótica industrial. Algunas ventajas son receptividad, control de calidad más
estrecho, mayor eficiencia, integración con sistemas empresariales,
incremento de productividad y reducción de trabajo. Algunas desventajas son
requerimientos de un gran capital, decremento severo en la flexibilidad, y un
incremento en la dependencia del mantenimiento y reparación. Por ejemplo,
Japón ha tenido necesidad de retirar muchos de sus robots industriales
cuando se encontró que eran incapaces de adaptarse a los cambios
dramáticos de los requerimientos de producción y no eran capaces de
justificar sus altos costos iníciales.
Objetivos de la automatización
Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costes de la
producción y mejorando la calidad de la misma. Mejorar las condiciones de
trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosos e incrementando la
seguridad. Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o
manualmente. Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer
las cantidades necesarias en el momento preciso. Simplificar el
mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes conocimientos
para la manipulación del proceso productivo. Integrar la gestión y producción.
Control de Procesos Industriales
El objetivo del Control de Procesos Industriales no es otro que el de
mejorar el funcionamiento de la infraestructura TI y para evaluar su eficacia
es imprescindible realizar un continuo seguimiento de los procesos
relacionados y evaluar su rendimiento.
En particular una buena gestión de problemas debe traducirse en:
Disminución del número de incidentes y una más rápida resolución de los
mismos, mayor eficacia en la resolución de problemas, gestión proactiva que
permita identificar problemas potenciales antes de que estos se manifiesten
o provoquen una seria degradación de la calidad del servicio, la correcta
elaboración de informes permite evaluar el rendimiento de la Gestión y
aporta información de vital importancia a otras áreas de la infraestructura.
Entre la documentación generada cabría destacar:
Informes de Rendimiento: donde se detalle el número de errores
resueltos, la eficacia de las soluciones propuestas, los tiempos de respuesta
y el impacto en la Gestión de Incidentes.
Informes de Gestión Proactiva: donde se especifiquen las acciones
ejercidas para la prevención de nuevos problemas y los resultados de los
análisis realizados sobre la adecuación de las estructuras TI a las
necesidades de la empresa.
Informes de Calidad de Productos y Servicios: donde se evalúe el
impacto en la calidad del servicio de los productos y servicios contratados y
que eventualmente puedan permitir adoptar decisiones informadas sobre
cambios de proveedores, etc.
Una eficaz Control de Procesos Industriales, también requiere
determinar claramente quienes son los responsables de cada proceso. Sin
embargo, en pequeñas organizaciones es recomendable no segmentar en
exceso las responsabilidades para evitar los costes asociados: sería poco
eficaz y contraproducente asignar unos recursos humanos
desproporcionados al proceso de identificación y solución de problemas.
Bomba
Según Bocksnick (ob. cit) la define las bombas como:
Dispositivos que se encargan de transferir energía a la corriente del fluido impulsándolo, desde un estado de baja presión estática a otro de mayor presión. Están compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energía es transmitida como energía mecánica a través de un eje, para posteriormente convertirse en energía hidráulica. El fluido entra axialmente a través del ojo del impulsor, pasando por los canales de éste y suministrándosele energía cinética mediante los álabes que se encuentran en el impulsor para posteriormente descargar el fluido en la voluta, el cual se expande gradualmente, disminuyendo la energía cinética adquirida para convertirse en presión estática (p. 36)
Siempre que se traten temas como procesos industriales, y de cualquier
circulación de fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de
bombas. El funcionamiento en si de la bomba será el de un convertidor de
energía, o sea, transformara la energía mecánica en energía cinética,
generando presión y velocidad en el fluido. En la actualidad este elemento es
de gran importancia en cualquier proceso industrial, ya que se requiere de
una bomba para mover líquidos de un lugar a otro durante los procesos
productivos.
Bomba Centrífuga
Según Bocksnick (ob. Cit) a lo que respecta bomba centrifuga se obtiene
la siguiente información:
Es un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energía cinética y potencial requeridas. El fluido entra por el centro del
rodete, que dispone de unos álabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba, que por el contorno su forma lo conduce hacia las tubuladuras de salida o hacia el siguiente rodete (siguiente etapa). (p. 28)
El desarrollado de una bomba centrífuga, se concibe, teniendo como
objetivos un rendimiento de trabajo que sea óptimo, una gran variedad de
aplicaciones y una fácil Mantención del equipo. Estas bombas tienen un uso
muy extendido en la industria ya que son adecuadas casi para cualquier uso.
Constituyen no menos del 80% de la producción mundial de bombas, porque
es la más adecuada para mover más cantidad de líquido que la bomba de
desplazamiento positivo. Cabe destacar que una de las ventajas de este tipo
de bomba es no contaminar el líquido durante su traslado.
Torre de Enfriamiento
Según Wales (2010), se cita la siguiente información: “Las torres de
enfriamiento tienen como finalidad enfriar una corriente de agua por
vaporización parcial de esta con el consiguiente intercambio de calor
sensible y latente de una corriente de aire seco y frío que circula por el
mismo aparato.”
Las torres pueden ser de muchos tipos, sin embargo el enfoque se centra
en un equipo de costo inicial bajo y de costo de operación también reducido.
Con frecuencia la armazón y el empaque interno son de madera. Es común
la impregnación de la manera, bajo presión con fungicidas. Generalmente el
entablado de los costados de la torre es de pino, poliéster reforzado con
vidrio, o cemento de asbesto y en algunos casos de metal.
Hexano
Según Wales (2010), Se trata de: “Un líquido incoloro, fácilmente
inflamable y con un olor característico a disolvente.” Es poco no polar o
combinable con el agua, pero se mezcla bien con los disolventes orgánicos
apolares como el alcohol, el éter o el benceno. Es muy poco polar por lo que
su momento dipolar es casi nulo y su fuerza de elución es muy baja.
El hexano y sus isómeros forman parte de derivados petróleos y se
obtiene de ellos mediante destilación fraccionada. A menudo no hace falta
separar el n-hexano si no se emplea directamente la mezcla obtenida cuyo
intervalo de ebullición coincide aproximadamente con el punto de ebullición
del hexano. El hexano es utilizado como disolvente para algunas pinturas y
procesos químicos y para quitar etiquetas de precios ya que disuelve el
pegamento con que se adhieren. También fue muy utilizado en la industria
del calzado y la marroquinería, aunque su uso en industrias controladas está
más restringido.
Sensores
Según Rashih (1995) se llama sensor:
Al instrumento que produce una señal, usualmente eléctrica (antaño se utilizaban señales hidráulicas), que refleja el valor de una propiedad, mediante alguna correlación definida (su ganancia). En términos estrictos, un sensor es un instrumento que no altera la propiedad sensada. Por ejemplo, un sensor de temperatura sería un instrumento tal que no agrega ni cede calor a la masa sensada, es decir, en concreto, sería un instrumento de masa cero o que no contacta la masa a la que se debe medir la temperatura. (p. 39)
Un sensor convierte una señal física de un tipo en una señal física de otra
naturaleza. Por ejemplo una termocupla produce un voltaje que está
relacionado con la temperatura, así mismo en una resistencia metálica se
aprovecha el fenómeno de variación de la resistencia con la temperatura
para producir una señal de voltaje que sea proporcional a la temperatura.
Cabe mencionar que con los avances tecnológicos en la actualidad existe
una gran variedad de sensores. Por nombrar algunos de temperatura, de
nivel, de presión y fuerza, entre otros los cuales son de gran utilidad en los
diferentes tipos de industrias.
Sistema de Control
Según Smith (2001), es necesario definir algunos de los términos que se
usan en el campo del control automático:
El primer término es variable controlada, ésta es la variable que se debe mantener o controlar dentro de algún valor deseado. El segundo término es punto de control, el valor que se desea tenga la variable controlada. La variable manipulada es la variable que se utiliza para mantener a la variable controlada en el punto de control (punto de fijación o de régimen). El tercer término, el circuito de lazo abierto, se refiere a la situación en la cual se desconecta el controlador del sistema, el controlador no realiza ninguna función relativa, como mantener la variable controlada en el punto de control. Cuarto término, el circuito de lazo cerrado, se refiere a la situación en la cual se conecta el controlador al proceso. (p. 20).
En este sentido; en la mayoría de los procesos existe una cantidad de
perturbaciones diferentes. Aquí lo importante es comprender que en la
industria de procesos, estas perturbaciones son la causa más común de que
se requiera el control automático de proceso; si no hubiera alteraciones
prevalecerán las condiciones de operación del diseño y no se necesitara
supervisar continuamente el proceso.
Control de Motores
Según Harper (2002), definición de control de motores viene dada por
diferentes términos:
Es un término genérico que significa muchas cosas, desde un simple interruptor de volquete hasta un complejo sistema con componentes tales como relevadores, controles de tiempo e interruptores. Sin embargo, la función común es la misma en cualquier caso: esto es, controlar alguna operación del motor eléctrico. Por lo tanto, al seleccionar e instalar equipo de control para un motor se debe considerar una gran cantidad de diversos factores a fin de que aquél pueda funcionar correctamente junto a la máquina para la que se diseña. (p. 106)
Sin embargo; en la actualidad el concepto de control de motores
eléctricos, no sólo se refiere a los dispositivos eléctricos convencionales,
también a dispositivos electrónicos, cuyo estudio se relaciona con la llamada
electrónica de potencia, lo cual da un mayor grado de complejidad a los
circuitos de control y por lo que, su estudio requeriría de mayor detalle, no
sólo en las componentes, sino también en la variedad de circuitos para
distintas funciones que se presentan en las instalaciones industriales
Historia del PLC
Según la consulta Peña y otros (1998), de cara a una mejora de la
competitividad y de la productividad, “se han venido impulsando tanto el
desarrollo de nuevas tecnologías”. (p.38). Tal es el caso, desde una óptica
histórica, en 1968 Ford y General Motor, dos de los principales fabricantes de
automóviles de mundo, impusieron a sus proveedores de automatismos unas
especificaciones para la realización de un sistema electrónico para maquinas
transfer. Cabe destacar, que los autores mencionados señalaron:
Este equipo debía ser programable por sí mismo y no depender de ordenadores industriales (ya en servicio por aquel entonces). El equipo resultante de esa propuesta fue el primer autómata programable (Modicon) y se encontraba a la mitad del camino entre los microordenadores y la lógica cableada (p. 38).
Además; pocas herramientas de automatización han tenido el impacto
alcanzado por el primer autómata para la industria del automóvil, un
autómata que data del año 1968 y fue presentado por Bedford Associate.
De igual modo, el Modicon 084 (Modular Digital Control), considerado el
primer PLC comercializado, operaba con semiconductores y con un
procesador basado en circuitos integrados media escala de integración (MSI)
y memoria de ferritas, con unas primeras especificaciones sobre la
capacidad de programación de un equipo de control que sustituirá los
automatismos clásicos, apareció un elemento que se programaba con un
lenguaje que emulaba los circuitos de relés y la lógica cableada en general.
Además este elemento era de fácil acceso para los técnicos eléctricos y
permitía evitar los costosos trabajos de cableado de los armarios de control.
Al mismo tiempo, se abría el camino de la sustitución de un gran número
de elementos electromecánicos por un solo elemento basado en circuitos de
estado sólido, con lo que la fiabilidad aumentaba de una forma espectacular,
la tasa de efectos y fallos disminuía y la localización de averías estaba
localizada en un único elemento de bajo coste, de manera que se mejorase
la competitividad y la productividad.
Controlador Lógico Programable (PLC)
Los controladores lógicos programables o PLC, son dispositivos
electrónicos muy usados en automatización industrial. Éstos son un
hardware industrial, utilizado para la obtención de datos. Una vez obtenidos,
los pasa a través de bus en un servidor. Su historia se remonta a finales de
la década de 1960 cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías
electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de
control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros
componentes comúnmente utilizados para controlar los sistemas de lógica
combinacional. Con respecto a este punto, Martorana (2004), señala que:
El PLC, es un sistema electrónico de control basado en componentes en estado sólido; el cual dispone de una memoria programable por el usuario que permite almacenar instrucciones, que pueden ser reprogramadas según las necesidades, a fin de realizar tareas especificas en forma secuencial permitiendo el control, a través de una serie de módulos de entrada y de salida, de maquinarias, equipos y procesos (p.10).
Incluso; los Controladores Lógicos Programables o PLC (Programable
Logic Controller en sus siglas en inglés) son dispositivos electrónicos muy
usados en Automatización Industrial. Su historia se remonta a finales de la
década de 1960, cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías
electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de
control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros
componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de
lógica combinacional. Hoy en día, los PLC no sólo controlan la lógica de
funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que
también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales
analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores
proporcional integral derivativo (PID).
No obstante; los PLC actuales pueden comunicarse con otros
controladores y computadoras en redes de área local, y son una parte
fundamental de los modernos sistemas de control distribuido. Existen varios
lenguajes de programación, tradicionalmente los más utilizados son el
diagrama de escalera LADDER, lista de instrucciones y programación por
estados, aunque se han incorporado lenguajes más intuitivos que permiten
implementar algoritmos complejos mediante simples diagramas de flujo más
fáciles de interpretar y mantener. Es decir; en programación se puede incluir
diferentes tipos de aperándoos, desde los más simples como lógica boleaba,
contadores, temporizadores, contactos, bobinas y operadores matemáticos,
hasta operaciones más complejas como manejo de tablas (recetas),
apuntadores, algoritmos PID y funciones de comunicación multiprotocolos
que le permitirían interconectarse con otros dispositivos.
Lógica de programación
Según Vallejo (2007) en lo referente a lógica de programación se obtiene
la siguiente información:
La lógica programable, es una familia de componentes que contienen conjuntos de elementos lógicos (AND, OR, NOT, LATCH, FLIPFLOP) que pueden configurarse para que cumplan cualquier función lógica que el usuario desee y que el componente soporte. Podríamos decir que los DLP son la “antesala” de los PLC (controladores lógicos programables) (p.95).
Históricamente, los ordenadores se han programado utilizando lenguajes
muy cercanos a las peculiaridades de la propia máquina: operaciones
aritméticas simples, instrucciones de acceso a memoria, entre otros. Un
programa escrito de esta manera puede ocultar totalmente su propósito a la
comprensión de un ser humano, incluso uno entrenado. Hoy día, estos
lenguajes pertenecientes al paradigma de la Programación imperativa han
evolucionado de manera que ya no son tan crípticos. En cambio, la lógica
matemática es la manera más sencilla, para el intelecto humano, de expresar
formalmente problemas complejos y de resolverlos mediante la aplicación de
reglas, hipótesis y teoremas. De ahí que el concepto de "programación
lógica" resulte atractivo en diversos campos donde la programación
tradicional es un fracaso.
Diferencia entre la implementación de un sistema de control de la forma tradicional (relé) y la implementación de un controlador lógico programable (PLC)
Mayol (1987), explica la diferencia a través de un ejemplo sencillo de la
siguiente manera:
La diferencia es la misma que cuando una tarea relativamente compleja es realizada por un grupo de personas trabajando a la vez, pasa a ser ejecutada por una sola persona. Si la tarea total se divide en una parte pequeña para cada una de las personas tendría mayor costo debido a la cantidad de trabajadores ejecutando una misma actividad que cuando se pudiera realizar por una sola persona, la cual tendría una lista de las tareas a realizar y como hacerlas.
En el primer caso; se encuentra un equipo de personas trabajando
simultáneamente o en paralelo para realizar una misma actividad solo que
dividida en pequeñas partes, en el segundo caso, una sola persona atiende
secuencialmente las distintas subtareas que forman una tarea total, con una
lista de actividades y las explicaciones de cómo hacerlo. Esta única persona
representa el PLC, y la lista de instrucciones que usa como recordatorio es el
programa del PLC.
Señal digital
Según Wales (2001), podemos citar la siguiente información:
La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada (véase circuito de conmutación). Esto no significa que la señal físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente (p.42).
Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan lógica de
dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y
otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés). Por abstracción,
dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la aplicación de
la lógica y la aritmética binaria. Si el nivel alto se representa por 1 y el bajo
por 0, se habla de lógica positiva y en caso contrario de lógica negativa.
Cabe mencionar que, además de los niveles, en una señal digital están las
transiciones de alto a bajo y de bajo a alto, denominadas flanco de bajada y
de subida, respectivamente. En la figura se muestra una señal digital donde
se identifican los niveles y los flancos.Según Wales (2001), una señal
analógica es:
Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, entre otros. La magnitud
también puede ser cualquier objeto medible como los beneficios o pérdidas de un negocio (p. 46).
En la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas,
así la luz, el sonido, la energía, entre otros. Son señales que tienen una
variación continua. Incluso la descomposición de la luz en el arco iris vemos
como se realiza de una forma suave y continúa. Una onda senoidal es una
señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y del video son
señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la
luz que corresponden a la información que se está transmitiendo.
Contactores
Los diversos elementos que pueden ser empleados para controlar los
flujos de energía eléctrica, poseen diferentes funciones que van a permitir el
desarrollo de mecanismos funcionales a favor de la ejecución de un
determinado proceso. Uno de estos elementos es el contactor, el cual según
Torres (2009), “es un elemento conductor que tiene por objetivo establecer o
interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el
circuito de mando, tan pronto se energice la bobina (en el caso de ser
contactores instantáneos)”. (p.98). Con respecto a contactores se tiene la
siguiente definición según Lladonosa G. (1988) expone lo siguiente:
Se llama contactor a un interruptor gobernado a distancia por medio de un electroimán. En principio y de forma general, podemos definir el contactor como un interruptor mandado a distancia que vuelve a la posición de reposo cuando la fuerza de accionamiento deja de actual sobre él. El contactor al igual que el interruptor manual, dispone de dos elementos básicos: Un juego de contactos eléctricos, Un mecanismo para abrir y cerrar dichos contactos. En un interruptor manual, la mano del operador acciona directamente el mecanismo de cierre y apertura, en cambio en un contactor esta acción es efectuada por un electroimán. El contactor presenta pues la ventaja de ser
gobernado a distancia, ya que elementalmente basta con tener dos hilos desde los bornes de alimentación de la bobina hasta el lugar en que se halla emplazado el punto de mando. El contactor puede ser accionado, no solo por la acción directa de una persona, sino por cualquier elemento que sea capaz de cerrar un contacto. (p. 25).
Cuando la bobina es recorrida por la corriente eléctrica, genera un
campo magnético intenso, de manera que el núcleo atrae con un movimiento
muy rápido. Al producirse este movimiento, todos los contactos del contactor
(tanto principales como auxiliares) cambien de posición solidariamente. Los
contactos cerrados se abren y los abiertos se cierran. Para volver los
contactos a su posición inicial de reposo basta con desenergizar la bobina.
Extracción de Aceite
Según CATER 2003, “Es la fase en la cual el pellet (germen de maíz
prensado), entra en contacto con el hexano dentro del rotocel, obteniendo
aceite por filtración” (p. 5). Para comenzar; la extracción un proceso
necesario para la obtención de aceites crudos a partir del prensado del
germen de maíz (pellet), el cual es introducido en el extractor, que tiene
forma de calesita grande, con compartimentos internos semejantes a trozos
de pastel, en cuyos recipientes se introduce el pellet, teniendo como
recorrido el sentido de las agujas del reloj desde que entra hasta que sale, en
sentido de contrarreloj se adiciona el solvente (hexano), puro por bombeo,
aproximadamente entre (60 – 65 grados centígrados), que por medio del
filtrado se obtiene la micela (mezcla de aceite y hexano).
Es decir; debajo de cada sección del equipo se tienen tolvas cerradas
que reciben la micela para poder alimentar las diferentes bombas al circuito
de extracción por solvente y ser inyectado nuevamente al sistema una a otro,
el producto resultante que cada vez se va enriqueciendo mas hasta llegar
cerca de la saturación, logrando extraer casi todo el aceite, quedando
menos del uno (1 por ciento), en la torta que es descargada vía
desolventizador. La micela obtenida pasa a la columna destiladora,
encargada de separar el aceite del hexano.
Bases legales
El basamento legal La investigación del presente estudio, bajo la
modalidad de proyecto factible, el cual debe estar sustentado por leyes,
reglamentos, normas que regulan organizaciones internacionales como ISO
9000, las normas COVENIN y la constitución de la república. Los criterios
utilizados donde exista un potencial riesgo temporal o permanente para la
generación de un incendio o explosión, estos peligros pueden estar
presentes durante los procesos normales de producción, poniendo en riesgo
la integridad física de los operarios, bienes y el ambiente.
El Código Eléctrico Nacional (Fondonorma 200:2004), establece que los
materiales con riesgo de incendio y explosión usados en procesos
industriales, deben estar certificados por las autoridades competentes,
contenido en el siguiente capítulo:
SECCIÓN 500Lugares Peligrosos (Clasificados)
Clases I, II y III, Divisiones 1 y 2
500.1 Alcance. Secciones 500 a 504. Las Secciones 500 a 504 cubren
los requisitos para los equipos eléctricos, electrónicos y el cableado para
todas las tensiones en lugares Clase I, División 1 y 2; Clase II, División 1 y 2
y Clase III, División 1 y 2 en donde pueda existir riesgo de incendio o
explosión debido a la presencia de gases o vapores inflamables, líquidos
inflamables, polvos combustibles, fibras o partículas inflamables en
suspensión.
500.5 Clasificaciones de Lugares.(A) Clasificación de Lugares. Los lugares se clasificarán de acuerdo
con las propiedades de los vapores, líquidos o gases inflamables que puedan
estar presentes y la probabilidad que una concentración o cantidad
inflamable o combustible pueda estar presente. Dichos lugares no se
clasificarán cuando solo se emplee o esté presente material pirofórico. Para
determinar la clasificación se considerará en forma separada cada recinto,
sección o área.
(B) Lugares Clase I. Los lugares Clase I son aquellos en los que hay o
puede haber en el aire gases o vapores inflamables en cantidad suficiente
para producir mezclas explosivas o combustibles. Los lugares Clase I son
aquellos incluidos en 500.5 (B) (1) y (B) (2).
(C) Lugares Clase II. Un lugar Clase II es el que resulta peligroso por la
presencia de polvos combustibles. Los lugares Clase II incluirán a aquellos
especificados en 500.5 (C) (1) y (C) (2).
(D) Lugares Clase III. Los lugares Clase III son aquellos que son
peligrosos debido a la presencia de fibras o pelusas, pero que no es probable
que estén en suspensión en el aire en cantidades suficiente para producir
una mezcla combustible. Los lugares Clase III incluyen aquellos
especificados en 500.5 (D) (1) y (D) (2).
500.7 Técnicas de Protección. En 500.7(A) hasta (L) se describen las
técnicas de protección aceptables para equipos eléctricos y electrónicos en
lugares peligrosos (clasificados).
501.14 Sistemas de Señalización, Alarma, Control Remoto y Comunicaciones.
(A) Clase I, División 1. En los lugares Clase II, División 1, los aparatos y
equipos de los sistemas de señalización, alarma, control remoto y
comunicaciones, independientemente de su tensión, serán identificados para
lugares Clase II, División 1, y el cableado cumplirá con 501.4 (A) y 501.5 (A)
y (C).
Además de la constitución también existen normas internacionales que
sustentan reglamentos legales:
Norma COVENIN 452-1989. Determinación de la resistencia de
materiales metálicos conductores eléctricos.
Norma COVENIN 861-1976. Guía de preparación de métodos de
ensayos para evaluar la estabilidad térmica de los materiales aislantes para
uso eléctrico.
Norma COVENIN 544-1986. Métodos de medición de balastos para
tubos fluorescentes. (1ra revisión).
Norma COVENIN 2784-1998. Tableros eléctricos de media y baja
tensión. Empaque, carga, transporte y almacenamiento. (1ra revisión).
Norma COVENIN 2800-1998. Norma obligatoria para tableros eléctricos
de media y baja tensión. Instalación y puesta en servicio.
Definición de términos básicos
Automatismo: Mecanismo o sistema automático.
Automatización: Ejecución automáticas de tareas industriales,
administrativas o científicas sin intervención humana inmediata.
Cableado: es un conjunto de conductores que se encargan de transmitir
señales eléctricas de un dispositivo a otro.
Control: Comprobación, inspección, intervención, dirección, mando,
regulación, etc.
Dispositivo: Conjunto de piezas que constituyen un aparato o una maquina.
Electricidad: Nombre que se le da a una de las formas de energía, que
manifiesta
Extracción de Aceite: Proceso de extraer aceite a semillas por medio de
prensado o solvente.
Lógica: Aprobado por la razón como bien deducido o pensado.
Maquina: Conjunto de mecanismos combinados para recibir una forma
determinada de energía, transformada y restituirla en otra más apropiada.
Magnetismo: El magnetismo es la propiedad que poseen ciertas sustancias
o elementos de atraer o adherirse a otras sustancias, como el hierro, acero y
otros metales. Todo elemento que posee magnetismo propio es llamado
imán.
Programar: Establecer un programa o fijan las diversas partes o elementos
de una determinada acción.
Sensor: es un dispositivo capaz de detectar proximidad, posicionamiento,
nivel, caudal, entre otros factores. Dando una señal de salida que es utilizada
de acuerdo a su función.
Señalización: Utilización o instalación de señales para dar a distancias
informaciones o datos.
Voltaje: es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial
eléctrico entre dos puntos.
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
En este capítulo se presenta el tipo de estudio y diseño del mismo,
igualmente se definen la población y muestra utilizadas, de la misma forma
se mencionan la técnica e instrumento de recolección de información, así
como la valides del mencionado instrumento y las técnicas de análisis de
datos. De acuerdo a Balestrini (2006), el marco metodológico “expresa las
instancias referidas a los métodos, las diversas reglas, registros, técnicas, y
protocolos con los cuales una teoría y su método calculan las magnitudes de
lo real”. (p.126); de allí pues, que se deban plantear las operaciones técnicas
a efectuar para lograr el proceso de la obtención de los datos.
Tipo de Investigación
Es necesario señalar que el presente estudio está enmarcado bajo la
modalidad de proyecto factible, con base en una investigación de campo de
tipo descriptivo. En tal sentido, el Instituto Universitario de Tecnología
Antonio José de Sucre (2006), describe proyecto factible como “la propuesta
de un modelo funcional viable, o de una solución posible a un problema de
tipo práctico, con el objeto de satisfacer necesidades de entes específicos”
(p. 7). Es decir, que el mismo que el mismo va dirigido a demostrar la
necesidad de crear o de darle importancia al aporte de acuerdo a su
fundamentación teórica, descripción de la metodología utilizada y el resultado
concreto del trabajo en forma acabada.
Por tanto, la propuesta en estudio está fundamentada en la búsqueda
de una solución a un problema por medio de una situación viable, en el cual
el investigador puede tomar datos e información en una situación real en el
ambiente donde se desempeña para así poder desarrollar una serie de
alternativas para mejorar el proceso buscando garantizar la continuidad de la
producción. En el mismo orden de ideas, Arias (2006), define la investigación
de campo como aquella que “consiste en la recolección de datos
directamente de la realidad donde ocurren los hechos sin manipular o
controlar variable alguna” (p.50).
Es decir, que la misma es efectuada en el mismo lugar donde se
encuentra presente el fenómeno de estudio, brindando así la oportunidad de
obtener información de fuentes primarias. Asimismo, el autor mencionado
(ob.cit.), señala que una investigación es de tipo descriptivo cuando la misma
“caracteriza un hecho, fenómeno o grupo con el fin de establecer su
estructura o comportamiento” (p.48). por lo tanto, debe facilitar el
conocimiento del problema, destacando cada una de sus cualidades,
ayudando así con la descripción, interpretación y análisis de los datos e
información recolectada.
Diseño de la Investigación
El diseño a utilizar es el no experimental, ya que durante la investigación
no se manipularan las variables, según refiere Arias Fidias (2006), un diseño
de investigación:”es la estrategia general que adopta el investigador para
responder al problema planteado”. (p. 17).
El diseño de la presente investigación está basado en una investigación
de campo, debido a que los resultados finales dependen directamente de
como se manipulen todas las variables involucradas en el sistema eléctrico,
las cuales se recopilaron en el mismo lugar donde se encuentran todos los
equipos que intervienen de forma directa e indirecta en el sistema eléctrico.
Población y Muestra
Población
De acuerdo a lo señalado por Balestrini (2006), define a la población
“como un conjunto finito o infinito de personas, cosas o elementos que
presentan características comunes”. (p.137). En tal sentido, se puede
mencionar que la población en si es el conjunto finito o infinito de personas,
casos o elementos que presentan características comunes en relación a la
problemática o situación presentada en un determinado lugar. De acuerdo a
la naturaleza de la propuesta en estudio, la población involucrada está
constituida por 12 trabajadores que son operadores y ayudantes de turno
que laboran en el área de Extracción de Aceites en APC planta Chivacoa.
Muestra
En lo que respecta a la muestra esta constituye un sub conjunto del
universo o población, Hurtado (ob.cit.), refiere que “cuando existe una
población pequeña como campo de la investigación se deberá tomar su
totalidad como campo de estudio” (p.88). En este sentido, la muestra se
consideró como censal, ya que está constituida por el total de la población
representada por 12 trabajadores que laboran en el área de Extracción de
Aceites de la empresa Alimentos Polar Comercial, Municipio Bruzual, Estado
Yaracuy, al respecto Hurtado (2000), conceptualiza que “la muestra censal
es aquellas donde todas las unidades de investigación son consideradas
como muestra” (p.78).
Variable
Para, Hurtado (2006),”una variable es una propiedad que puede variar
(adquirir diversos valores), cuya variación es susceptible de medirse”. (p
130), es decir, la variable se aplica a grupos de personas u objetos, los
cuales pueden adquirir diversos valores, se debe precisar exactamente las
variables del problema o necesidades a estudiar. Asimismo; Las variables
representan los factores a examinar dentro de la investigación. Estas
variables se operacionalizaron desglosándolas en aspectos sencillos que
permitan su compresión para hacer posible su medición y aplicarla a la
propuesta de automatización del suministro de agua tratada a las torres de
enfriamiento de la planta de Extracción 200 y 300 en Alimentos Polar
Comercial, C.A
Operacionalización de las Variables
Al respecto, Arias (2006), se refiere en relación a la definición de
operacionalización, señalando que “cuando la palabra operacionalización no
aparece en la lengua hispana, este tecnicismo se emplea en investigación
científica para designar al proceso mediante el cual se transforma la variable
de conceptos abstractos términos concretos, observables y medibles, es
decir dimensiones e indicadores” (p.63).
De acuerdo a lo planteando por Arias, se puede decir que la
operacionalización no es más que una conversión de términos abstractos a
concretos, un ejemplo notable es la problemática existente en el area de
Extraccion de Aceites de la empresa Alimentos Polar Comercial, Planta
Chivacoa, donde la variable de esfuerzo en el trabajo de las personas
involucradas no es directamente observable, de allí que sea necesario
operacionalizarla en elementos tangibles y cuantificables.
Cuadro 1Operacionalización de la Variable
Variable Dimensión Indicadores Ítems
Automatización
del Suministro de
agua tratada a
las Torres de
Enfriamiento de
la Planta de
Extracción 200 Y
300
Funcionamiento
Funcionamiento
Confiabilidad
Efectividad
Control
Ergonomía
Importancia
Tiempo
1
2
3
4, 5
6, 7
8
9, 10
Personal Capacitación 11, 12
Fuente: Hurtado (2011)
Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos
Para el logro de los objetivos planteados se recurrió a la selección,
diseño y ejecución de las técnicas e instrumentos de recolección de datos.
En muchas de las investigaciones se requiere de ciertas herramientas que
faciliten la recopilación de la información necesaria para profundizar el
estudio y por ende dar respuesta a los objetivos planteados.
Técnicas
Es de mencionar que hecho la operacionalización de las variables y
definidos los indicadores, es de vital importancia señalar las técnicas e
instrumentos de recolección de datos que a su vez ayudaran a constatar las
posibles hipótesis o interrogantes formuladas. Es por ello que se dará una
definición acerca de técnica, según Arias (2006), “se entenderá por técnica,
el procedimiento o forma particular de obtener datos o información”, (p.67).
De acuerdo a lo expuesto por Arias se puede decir que la técnica no es
más que una forma de obtener información, que sirve de complemento al
método científico, y dándole una buena aplicación, la misma conduce a una
recolección de información valiosa, que deberá ser procesada y analizada
posteriormente. Es importante señalar, que existen muchos tipos de técnicas
de recolección de datos; sin embargo, a la hora de aplicarlas se deben
considerar las necesidades que posee el investigador. En este caso se
emplearon la observación directa y la encuesta.
En este sentido, Arias (2006), señala que la observación directa “es uno
de los métodos más empleados por los investigadores; ya que la misma
permite recopilar información de manera directa del lugar donde se suceden
los hechos, permitiendo percibir todo el ambiente y los procesos
concernientes al problema” (p.48). Es por ello, que la observación directa
permite al investigador tener una visión clara de su entorno, fallas existentes
y percibir las posibles soluciones que se pueden tener; ya que la misma
ofrece la oportunidad de palpar el problema en el lugar de los
acontecimientos, brindando así información de primera fuente.
En relación a la encuesta, el mencionado autor, señala que la misma
“se corresponde a un proceso por medio del cual se emplean instrumentos
que son aplicados a poblaciones grandes o pequeñas, los cuales están
conformados por preguntas que van a facilitar la recolección de opiniones
acerca de un hecho determinado” (p.50). Esta técnica se emplea para
descubrir la incidencia relativa, la distribución y la interrelación de variables
de las muestras escogidas; siendo apoyada en primer lugar por la utilización
de cuestionarios como soporte de su efectividad en el ámbito investigativo.
Instrumento
El instrumento de recolección de datos, viene a representar la
herramienta que facilita la recaudación de información valedera directamente
de las personas involucradas en el problema. De acuerdo a Arias (2006), “un
instrumento de Recolección Datos es cualquier recurso, disposición o
formato (en papel o digital), que se utiliza para obtener, registrar o almacenar
información”. (p.69). Con lo expuesto por Arias se puede decir que el
instrumento a emplear en este trabajo de investigación es de tipo
cuestionario, en cuya estructura quedan registradas todas las respuestas
suministradas de formas directa por las personas que se encuentran
involucradas con el problema.
Es de señalar, que según el autor mencionado (ob.cit.), el cuestionario
“es la modalidad de encuesta que se realiza de forma escrita mediante un
instrumento o formato en papel contentivo de una serie de preguntas. Sé le
denomina cuestionario autoadministrado porque es llenado por el
encuestado, sin intervención del encuestador”. (p.74); en este caso, el mismo
se basó en una serie de preguntas de doce items con opciones de
respuestas dicotómicas (Si-No).
Validez y Confiabilidad del Instrumento
Todo instrumento de medición con el cual el investigador pretende
recopilar información que se requiere para el estudio en cuestión debe reunir
dos características esenciales Validez y Confiabilidad. Estos son aspectos de
gran importancia en el proceso investigativo; ya que permiten medir la
aceptación y veracidad del instrumento a ser empleado por el investigador
para recopilar la información que requiere para su estudio.
Validez
La validez de un instrumento viene dada por el grado de fe y seguridad
que se tenga en el mismo a la hora de aplicarlo y de recolectar los datos
específicos que se ameriten para la investigación. Ésta representa una parte
importante en la estructuración de un instrumento; es por ello, que Arias
(2006), señala que la misma “se refiere al grado en que un instrumento mide
la variable que pretende medir.” (p.234); es decir, que ésta permite asegurar
la consistencia, exactitud y capacidad de predicción de resultados obtenidos
a través de la aplicación del instrumento.
Es de mencionar, que existen varias formas de probar o medir la validez
de un instrumento; sin embargo, en esta investigación se empleará el Juicio o
Criterio de Expertos, el cual según Balestrini (2006), es el tipo de prueba de
validez que “… se efectúa con jueces o testigos; es decir, con personas de
gran experiencia en investigación o largo tiempo de servicio y conocedores
del área inherente al problema estudiado” (p.167). Por lo que se considera un
método útil para medir la validez del contenido del instrumento que fue
elaborado para los fines de la presente investigación.
Confiabilidad
La confiabilidad es el segundo aspecto a considerar a la hora de
elaborar un instrumento; ésta se calcula luego de establecer la validez. Para
ello, hay diversos procedimientos que permiten obtener los resultados de la
misma de acuerdo al coeficiente logrado, cuyos valores oscilan entre cero (0)
y uno (1), es decir de confiabilidad nula a confiabilidad total. La escogencia
de la fórmula adecuada depende del tipo de investigación, cantidad de ítems,
tiempo para desarrollar el estudio, entre otras.
Cabe destacar, que la confiabilidad es definida por Arias (2006), como
“el grado de precisión o exactitud de la medida, en el sentido de que si se
aplica repetidamente el instrumento al mismo sujeto u objeto produce iguales
resultados.” (p.235). En relación a la confiabilidad del instrumento empleado
en esta investigación, cabe afirmar que el mismo se medirá por medio del
Coeficiente Alfa de Cronbach, el cual se regirá a través de la aplicación de la
formula siguiente:
N ∑ S2y
α = --------- 1 - ---------
N – 1 S2t
Donde:
α = Coeficiente de Confiabilidad
N = Número de ítems del instrumento.
S2y = Varianza de cada ítem.
S2t = Varianza total del instrumento.
Técnicas de Análisis de Datos
Las técnicas de análisis de datos son todas aquellas herramientas
empleadas por el investigador para efectuar la descripción e interpretación
de cada información obtenida a través de la aplicación de un instrumento. Asi
mismo, Arias (2006), define las técnicas de análisis de datos de la siguiente
manera:
En este punto se describen las distintas operaciones a las
que serán sometidos los datos que se obtengan: clasificación,
registro, tabulación y codificación si fuere el caso. En lo referente
al análisis, se definirán las técnicas lógicas (inducción,
deducción, análisis-síntesis), o estadísticas (descriptivas o
diferenciales), que serán empleadas para descifrar lo que revelan
los datos recolectados. (p.111).
ANEXOS
ANEXO AINSTRUMENTO
ITEMSNo SI NO
01¿Conoce usted como es el funcionamiento del suministro de agua tratada a las torres de enfriamiento de la planta de Extracción en Alimentos Polar Comercial, C.A municipio Bruzual, estado Yaracuy?
02¿Considera usted que dicho sistema es confiable en cuanto a su funcionamiento?
03
¿Cree usted que la efectividad del mencionado sistema facilita la ejecución de las actividades que se llevan a cabo en el proceso de Extracción en Alimentos Polar Comercial, C.A municipio Bruzual, estado Yaracuy?
04¿Considera usted que es moderno el sistema de control eléctrico y operacional del suministro de agua tratada a las torres de enfriamiento?
05¿Considera usted que el descontrol que se presenta en ocasiones en el sistema de suministro de agua genera problemas operacionales?
06¿Considera usted que la operación actual del proceso podría traer como consecuencias problemas ergonómicos al operador?
07¿Considera usted que es necesario realizar una propuesta para optimizar la ergonomía de los operadores?
08¿Considera usted que es importante el suministro constante de agua a la planta de extracción de aceites de la planta?
09¿Cree usted que la empresa cuenta con el tiempo necesario para la ejecución de la automatización?
10¿Cree usted que con la ejecución de la propuesta se reducirán los tiempos de operación de los procesos?
11¿Considera usted que la empresa cuenta con el personal capacitado para realizar esta automatización?
12
¿Estaría usted dispuesto a participar en la mejora de la automatización del suministro de agua tratada a las torres de enfriamiento de la planta de Extracción en Alimentos Polar Comercial, C.A municipio Bruzual, estado Yaracuy?