ESTUDIO DE TIEMPOS EN

EQUIPOS MINEROS

• 1. DEFINICIÓN DE ESTUDIO DE TIEMPOS:

• Esta actividad implica la técnica de establecer un estándar detiempo permisible para realizar una tarea determinada, con baseen la medición del contenido de trabajo, con la debidaconsideración de la fatiga y las demoras personales y los retrasosinevitables. El analista de estudios de tiempos tiene variastécnicas que se utilizan para establecer un estándar: el estudiocronométrico de tiempos, datos estándares, datos de losmovimientos fundamentales, muestreo del trabajo yestimaciones basadas en datos históricos.

2. IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE TIEMPO

La importancia del estudio de tiempos abarca los siguientes

puntos:

1. Evaluar el comportamiento del trabajador. Esto se lleva a

cabo comparando la producción real durante un periodo de

tiempo dado con la producción estándar determinada por la

medición del trabajo.

2. Planear las necesidades de la fuerza de trabajo. Para

cualquier nivel dado de producción futura, se puede utilizar la

medición del trabajo para determinar la cantidad de mano de

obra se requiere.

3. Determinar la capacidad disponible. Para un nivel dado de

fuerza de trabajo y disponibilidad de equipo, se pueden utilizar los

estándares de medición del trabajo para proyectar la capacidad

disponible.

4. Facilitar los diagramas de operaciones. Uno de los datos de

salida para todos los diagramas de sistemas es el tiempo estimado

para las actividades de trabajo. Este dato es derivado de la medición

del trabajo.

5. Establecer incentivos salariales. Bajo incentivos salariales, los

trabajadores reciben más paga por más producción. Para reforzar

estos planes de incentivos se usa un estándar de tiempo que define al

100% la producción.

3. ELEMENTOS Y PREPARACIÓN PARA EL ESTUDIO DE TIEMPOS

Es necesario que, para llevar a cabo un estudio de tiempos, el

ingeniero tenga la experiencia y conocimientos necesarios y que

comprenda en su totalidad una serie de elementos que a continuación

se describen para llevar a buen término dicho estudio.

Selección de la operación. Que operación se va a medir. Su tiempo,

en primer orden es una decisión que depende del objetivo general

que perseguimos con el estudio de la medición.

Selección del operador. Al elegir al trabajador se deben considerar

los siguientes puntos: habilidad, conocimiento, experiencia, etc.

4. APLICACION DEL ESTUDIO DE TIEMPOS

Obtener y registrar toda la información concerniente a la operación.

Es importante que el analista registre toda la información pertinente

obtenida mediante observación directa, en previsión de que sea

menester consultar posteriormente el estudio de tiempos. La

información se puede agrupar como sigue:

* Información que permita identificar el estudio de cuando se necesite.

* Información que permita identificar el proceso, el método, la

instalación o la máquina.

* Información que permita identificar al operario.

* Información que permita describir la duración del estudio.

5. TIEMPO CRONOLÓGICO (TCR)

En el tiempo de una faena o trabajo consta de:

Tiempo Cronológico o Calendario (TCR):

Son las horas correspondientes al tiempo calendario natural (días, meses,años, etc.), programado o real. Este a su ves se puede dividir en:

- Tiempo Hábil.- Tiempo Inhábil.

-Tiempo Hábil u Horas Hábiles (HH):Son las horas en que la faena está en actividad productiva y/o en tareas demantención de sus elementos de producción y/o infraestructura.

Un equipo o instalación puede estar en:

- Operación.- Reserva.- Mantención.

-Tiempo Inhábil u Horas Inhábiles (HIN):

Son las horas en que la faena suspende sus actividades productivasy/o mantención de sus elementos y/o infraestructura por:

- Paralizaciones programadas: domingos, festivos, vacacionescolectivas, colaciones etc.

- Imprevistos: paralizaciones originadas y obligadas por:Causas naturales, como lluvias, temblores, nieve, etc.,Otras ajenas a control, falta de energía eléctrica (comprada),

atrasos en la llegada del transporte de personal.

6. TIEMPO O DURACION DEL CICLO

EL TIEMPO necesario, para el viaje de ida y vuelta, de una máquinade transporte de carga se denomina TIEMPO DE CICLO.

En cualquier trabajo de remoción de tierra, las máquinas se adaptana un ciclo de trabajo determinado. En este ciclo están incluidas lasoperaciones de carga, acarreo, descarga y retorno al lugar original,con algunas variaciones en ciertos casos.

El tiempo de ciclo es el que invierte una máquina para llevar a cabotodas estas operaciones. Las operaciones de carga, acarreo, descargay retorno corresponden al ciclo de camión.

La razón más importante para calcular el tiempo de ciclo es:¡reducirlo!,

La reducción del tiempo se obtiene por medio de mejor planeamiento uorganización del trabajo. No se debe olvidar que el "Tiempo es Oro", pueslas horas que se economizan en un trabajo de remoción de tierra aumentanlas ganancias netas.

El tiempo de ciclo consiste de dos partes que se denominan1. Tiempo FijoEs el que invierte una máquina, durante el ciclo, en todo aquello que no seaacarreo y retorno. Incluye el tiempo para cargar, descargar y maniobrar en elcurso del trabajo.Todos estos tiempos son más o menos constantes, sea cual sea la distancia aque se lleve o acarree el material.

El tiempo fijo se puede comprobar con papel, lápiz y un cronómetro,

registrando el tiempo de los diversos eventos

2. Tiempo VariableEs el que se necesita para el acarreo o, en otras palabras, el tiempo invertidoen el camino acarreando el material y regresando vacío, y varía con ladistancia hasta la zona de vaciado y la velocidad de los camiones.

El tiempo total de un ciclo determina el número de viajes por hora, y esevidente que el ingeniero desea obtener el mayor número posible de viajespor hora. Esto significa que debe reducir y mantener al mínimo el tiempo delciclo. Existen ciertas normas para conseguir la disminución del tiempo en losciclos. Estas normas son de sentido común.

6) PRODUCCIONES DE MAQUINAS

Los maquinas no tienen una capacidad

nominal en tonelada o en metros cúbicos y

por eso el calculo de las producciones

horarias es un proceso de ende más de las

experiencias de los técnicos que con otras

máquinas mineras.

Alguno de los factores que

remarcan el nivel de producción

de estos equipos son:

.Caracteristicas del material

.Potencia y peso del maquina.

.Configuración y capacidad

de hoja o de cucharas tiempo de

ciclo.

ejemplo Las producciones empoje y ripado pueden

calcularse por medio de las siguientes expresiones

• Pripado (m3s/h)=(60*H*D*L*E)/(Tc*V)

•

• Pripado (m3s/h=60*Ch*E/Tc

•

• Donde:

• H: profundidad ripado.(m)

• D: espaciamiento entre masa(m)

• L: longitud de masa(m)

• E: Eficiencia operativa de la masa(tanto por uno)

• Tc=tiempo de ciclo.

• V=factor conversión: volumétrica

• Ch=Capacidad de la hoja.m3

6.1.Configuracion y capacidad de hoja y cucharas.

La capacidad de hoja de empuje puede determinar

experimentalmente (1) o analíticamente (2)

6.2.Tiempo de ciclo empujando y levantar.

El tiempo de ciclo, Tc", de un maquina comprende un

tiempo fijo de maniobra y otro variable según la distancia

de trabajo.

CONDICIONES DE TRABAJOTIEMPO FIJO (min)

Medias

Desfavorables

0,10 — 0,15

0,20 — 0,25

El tiempo variable se calcula empleando la siguiente fórmula:

TANTO POR CIENTO DE PENDIENTE FACTOR DE CORRECCIÓN

— 30 1,26

— 25 1,23

— 20 1,21

— 15 1,18

— 10 1.14

— 5 1,10

0 1,00

+ 5 0,95

+ 10 0,85

+ 20 0,65

+ 25 0,52

+ 30 0,40

TABLALos factores de corrección aplicables son los siguientes:•Arcilla muy compacta, difícil de cortar . ……….0,80•Corrección por pendiente ………1,19•Método de zanja ……….1,20

• Operador con experiencia media …….0,75

• Eficiencia de operación ………0,83

Producción real (m3*s/h) = 1.370 x 0,80 x 1,19 x 1,20 x

0,75x0,83= 974 m3*s/h.

6.3. Operación; de ripado, levante y empujado.

Para estimar la producción de ripado, levante y

empujado de un maquina existen también varios

procedimientos.

Ejemplo MOTONIVELADORA

Tiempo de trabajo Motoniveladura Rendimiento

(hora)Velocidad (Km/h) m2/h

80,188

2812,5

90,167

2500

50,300

4500

60,250

3750

90,167

2500

40,375

5625

50,300

4500

90,167

2500

50,300

4500

5

0,300

4500

Ancho de vía(m) 15

distancia(m) 1500

5625

0,000

1000,000

2000,000

3000,000

4000,000

5000,000

6000,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Niv

el

de r

en

dim

ien

to

RENDIMIENTO

m2/h

Velocidad (Km/h)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

niv

el

de h

ora

VELICIDAD Y TIEMPO

(hora)

Velocidad (Km/h)

Clasificación de equipos de Carguío

Equipos mixtos

Pueden realizar en una sola operación el carguío y transporte del material

Unidades de carguío y acarreo

Carga del material desde la frente de trabajo hacia un equipo de transporte que llevará el material a un determinado destino

Unidades sin acarreo

Equipos de carguío:

22

Conceptos de tiempo

• Tiempo nominal:

Corresponde al tiempo total considerado en el periodo de producción. Por ejemplo, el

tiempo nominal en un turno es la duración del mismo (8 o 12 horas).

• Tiempo disponible: Corresponde a la fracción del tiempo nominal en que el equipo está disponible para ser

operado, es decir, se debe descontar al tiempo nominal todos aquellos tiempos en que el

equipo esté sujeto a mantenimiento y reparaciones.

23

Conceptos de tiempo

• Tiempo de reserva: corresponde al tiempo en que el equipo, estando en condiciones de realizar la labor productiva, no es utilizado, ya sea porque no hay un operador disponible, o bien, simplemente porque no se ha considerado su operación en los programas de producción para el período actual.

• Tiempo operativo: corresponde al tiempo en que el equipo está entregado a su operador y en condiciones de realizar la labor programada. Este tiempo se divide en:

• Tiempo efectivo: corresponde al tiempo en que el equipo está desarrollando sin inconvenientes la labor programada.

• Tiempo de pérdidas operacionales: corresponde al tiempo en que el equipo, estando operativo, realiza otras labores, tales como traslados, esperas de equipo complementario, etc.

24

Tiempo de ciclo

• Tiempo de carga: depende del número de paladas necesarias para

llenar la capacidad del camión (o unidad de transporte)

25

Factor nominal del camión (ton)

Capacidad nominal de la pala (m3)

Factor de llenado del balde (fracción)

Factor de esponjamiento (fracción)

Densidad del material in situ (ton/m3)

Tiempo de ciclo de excavación (min)

Numero de pasadas.

Tiempo de ciclo

• Tiempo de giro, posicionamiento y descarga:

26

PRODUCTIVIDAD DE CARGADORES FRONTALES

La productividad de los cargadores frontales depende del volumen delcucharón y de la duración de su ciclo de trabajo. Este resultado será un valorteórico de su producción horaria "QT".

TqQT

60

PRODUCTIVIDAD DE CARGADORES FRONTALES

Dónde:

q = Producción por ciclo (Vol. del cucharón)

T = Duración del ciclo.

DURACION DEL CICLO (T).- Es conveniente cronometrar este valor

en la obra, en las condiciones reales de trabajo, en las tablas que siguen se

proporcionan las duraciones de los ciclos (referenciales), a una distancia de

recorrido al equipo de transporte de cinco a siete metros. Si el recorrido es

mayor se deberá incrementar la duración del ciclo.

CONDICIONES

DE CARGA

FORMA DE CARGADO Y TAMAÑO DEL CUCHARON

CARGADO EN "V” CARGADO EN CRUZ

<3 M3 3.1 a. 5 M3 >5 M3 <3 M3 3.1 a. 5 M3 >5 M3

FACIL 0,5 0,6 0,7 0,45 0,55 0,65

PROMEDIO 0,6 0,7 0,75 0,55 0,65 0,7

MOD. DIFICIL 0,75 0,75 0,8 0,7 0,7 0,75

DIFICIL 0,8 0,8 0,85 0,75 0,8 0,8

Tabla 1. Duración del ciclo para cargadores frontales en minutos1

Los cargadores frontales también pueden efectuar trabajos de carga y transporte en distancias relativamente cortas, no mayores a 300 metros y sobre plataformas con capas de rodadura compactada y uniforme.

ZV

D

V

DT

RC

Dónde:

D = Distancia de acarreo en metrosZ = Tiempo fijoVC = Velocidad con carga en m/min.VR = Velocidad de retorno en m/min.

321 tttZ

TIEMPO FIJO (Z)

Para hallar el número de cargas por hora de un cargador, hay quedeterminar el tiempo del ciclo.El tiempo total del ciclo incluye los segmentos siguientes:

•Tiempo de cargado “t1”.- Este tiempo depende del tipo de materialoscila entre 0.2 a 0.35 min.

•Tiempo de giro “t2”.- Este tiempo depende del operador, para unoperador competente el tiempo de giro es de 0.15 min.

•Tiempo de descarga “t3”.- Depende del tamaño y resistencia delvehículo o tolva en que se vacía y varia de 0.0 a 0.10 min.

Por tanto el tiempo fijo se expresa con la siguiente formula:

Condiciones de operación

Velocidad

con carga

(Km/hra)

Velocidad

Retorno

(Km/hra)

Buenas: acarreo sobre camino lleno bien compactado, con pocas

protuberancias10 a 23 11 a 24

Promedio: camino parejo con pocas protuberancias, trabajo auxiliar de

carga reducido, pequeño porcentaje de rocas.10 a 18 11 a 19

Moderadas: protuberancias en la superficie del camino, mucho trabajo

auxiliar.10 a 15 10 a 16

Deficientes: irregular con grandes protuberancias, trabajo difícil de realizar,

trabajo auxiliar intenso.9 a 12 9 a 12

Tabla 2. Velocidades de acarreo en condiciones promedio2

PRODUCTIVIDAD DE PALAS MECANICASLa pala mecánica se coloca en el piso del banco que se explota porcortes sucesivos, La pala excava la roca en el corte desde abajo haciaarriba y a medida que se progresa el trabajo se desplaza adelante. Lasoperaciones básicas durante el trabajo de una pala son:

Dónde:Te = duración de excavación en seg.(corte y levante)Tgd= duración de giro para descarga en seg.Td = duración de descarga en seg.Tgr= duración de giro para regreso en seg.

T= Te + Tgd + Td + Tgr (segundos)

34

Tamaño de cucharón Condiciones de excavación

Yd3 M3 fáciles promedio med. duras duras

4

5

6

7

8

10

12

15

20

25

3

4

5

5

6

8

9

11

15

19

18

20

21

21

22

23

24

26

27

29

23

25

26

26

27

28

29

30

32

34

28

29

30

30

31

32

32

33

35

37

32

33

34

34

35

36

37

38

40

42

Tabla 1.

Duración de ciclo de palas mecánicas en segundos.

35

lle

ex

kek

Ettc

Dónde: E = Volumen de la caja del cucharón, m3;Tex = Duración del ciclo de una pala mecánica, mine = Volumen del cucharón, m3Ke= Coeficiente de esponjamientoKll= Coeficiente de llenado.

La duración de la carga con pala mecánica, draga o cargador frontalpodemos determinar también con la siguiente formula3: