Propuesta de Jabon de Trefilado

7/25/2019 Propuesta de Jabon de Trefilado

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UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEQUERTARO

Nombre del proyectoPropuesta sistema de limpieza del jabn de trefilado

MemoriaQue como parte de los requisitos para obtener

el ttulo de

Ingeniero en Procesos y Operaciones Industriales

Presenta

Martn Prez Guerrero

Mtra. Luz Mara Hernndez Ziga Philippe TissotAsesor de UTEQ Asesor Empresa

Santiago de Quertaro, Qro. a 28 de marzo de 2011

Propuestasistema

delimpiezadel

jabndetrefilado

MartinPrezGuerrero

2011

Universidad Tecnolgica

de Quertaro

Firmado digitalmente por Universidad Tecnolgica de

Quertaro

Nombre de reconocimiento (DN): cn=Universidad

Tecnolgica de Quertaro, o=Universidad Tecnolgica de

Quertaro, ou, [email protected], c=MX

Fecha: 2011.05.04 10:34:18 -05'00'


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C. Matrcula:Candidato al grado de _________________en ______________________P r e s e n t e

AUTORIZACIN DE PRESENTACIN DE MEMORIA

El que suscribe, por medio del presente le informa a Usted, que se le autoriza lapresentacin de su memoria de la Estada profesional, titulada:

______________________________________, realizado en la

empresa:______________________________________________________________.

Trabajo que fue revisado y aprobado por el Comit de Asesores, integrado por:

________________________ ________________________Asesor de la Empresa Profesor Asesor

Se hace constar el NO adeudo de materiales en las siguientes reas.

________________________ _______________________ __________________________Biblioteca UTEQ Lab. Informtica Lab. de Tecnologa

A t e n t a m e n t e

______________________________

Director de la Divisin

C.c.p. .- Subdirector de Servicios EscolaresArchivo

Quertaro, Qro. , a ____ de ____________ de _____.


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RESUMEN

El trefilado es un proceso tecnolgico mediante el cual productos

semiterminados con una seccin transversal redonda se reducen a alambres

mediante reducciones progresivas de su seccin transversal llevadas a cabo a

travs de una sucesin de hileras de dimetros cada vez menores. Tal proceso

obligatoriamente exige la utilizacin de lubricante que queda adherido en el

producto final en forma de polvo. Este polvo se disemina sobre las maquinarias

encargadas de la transformacin del alambre provocando desgastes, suciedad y

contaminacin al ambiente. Se recomienda ampliamente un sistema de limpieza

que permita preparar el alambre antes de entrar a la maquinaria, que consiste en

un dispositivo mecnico que induce friccin con cepillos al pasar del alambre, el

cual tambin es sumergido en una solucin limpiadora adecuada.

ABSTRACT

The wire reduction is a technological process whereby products semi-finished with

a round cross-section are reduced to wires through progressive reductions of its

cross section carried out through a succession of smaller diameters row each time.

Such a process necessarily requires the use of lubricant which is attached at the

output wire in the form of powder. This powder is spread on the machinery

responsible for the transformation of the wire causing wear, dirt and pollution to the

environment. A system that allows cleaning the wire before entering the machinery

is needed; this system consists in a mechanical device that induces friction with

brushes over the wire, which is also immersed in a cleaning solution.


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DEDICATORIAS

Para ti, mi ayuda idnea, el gran amor de mi vida, que me has apoyado y

motivado todos los das para crecer como profesional y como ser humano, para ti

mi dulce esposa Marycarmen.

Para ustedes mis padres que han cultivado el espritu de superacin y

lucha en cada uno de nosotros que jams han cedido ante la adversidad y han

sabido guiarme por el camino correcto en los momentos difciles.

AGRADECIMIENTOS

A mi esposa, por su inmenso amor y sacrificio hechos para llevarme al

cumplimiento de esta meta tan importante.

A mi familia por su apoyo incondicional y por los consejos que me han

permitido enderezar y perfeccionar mis pasos da con da.

A la UTEQ que como institucin se ha ocupado acertadamente de

conjuntar y administrar los elementos adecuados para nuestra formacin como

ingenieros.


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INDICE

Pgina

Resumen 3

Abstract 3

Dedicatorias 4

Agradecimientos 4

ndice 5

I. INTRODUCCIN 6

II. ANTECEDENTES 7

III. JUSTIFICACIN 18

IV. OBJETIVOS 20

V. ALCANCES 21

VI. FUNDAMENTACIN TERICA 22

VII. PLAN DE ACTIVIDADES 36VIII. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS 37

IX. DESARROLLO DEL PROYECTO 38

X. RESULTADOS OBTENIDOS 61

XI. ANLISIS DE RIESGOS 64

XII. CONCLUSIONES 64

XIII. RECOMENDACIONES 65

XIV. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS 66


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I.INTRODUCCIN

El trefilado del alambre consiste en reducir el dimetro de un alambrn

hasta las medidas deseadas, el dimetro de una pieza de metal cilndrica es

reducido jalndola a travs de un agujero cnico que es el perfil interno de un

dado de estirado. El bloque de estirado consiste de tres partes: un sujetador o

cabrestante para sujetar el arrollamiento de varilla lista para estirarse, el dado que

es el que ejecuta realmente la reduccin y el bloque de estirado que suministra la

carga y energa para la reduccin; ste tambin acumula, enrollado, el alambre ya

estirado. Tal proceso aplicado a productos de acero obligatoriamente exige una

preparacin preliminar del producto semiterminado que influencia enormemente el

mismo proceso de trefilado. Durante este proceso es necesario aplicar un jabn

de trefilado el cual sirve como agente lubricante para hacer pasar el alambrn por

el dado.

Este jabn queda en forma de polvo recubriendo el alambre ya enrollado y

as es recibido por el cliente, siendo una fuente de contaminacin y suciedad para

los procesos subsecuentes de transformacin del alambre.

Es importante limpiar esta suciedad antes de trabajar sobre los rollos de

alambre para evitar la contaminacin ambiental debido a la pulverizacin del

jabn, para mantener en buenas condiciones la maquinaria y alargar el tiempo de

vida de los elementos mecnicos que entran en contacto con el polvo.


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El proyecto propone posibles soluciones al problema del exceso de jabn

en el alambre, para lo cual se determina un procedimiento adecuado

considerando las dimensiones y peso del material, que permita limpiar el material

en un espacio limitado. Tambin se investiga un procedimiento eficiente que

permita el lavado del material antes de que llegue a la maquinaria en el que es

procesado, para lo cual se evalan distintas tcnicas de limpieza para quitar la

suciedad en el momento en que el material es devanado y pasa a las mquinas.

II. ANTECEDENTES

En CGR de Mxico se elabora todo tipo de piezas resultantes de la

deformacin en fro de hilo, varilla rectangular y fleje de acero.

Se elaboran distintos tipos de piezas para la industria automotriz como

soportes para el sistema de escape, varillas del limpiaparabrisas, etc. Tambin

contamos con la fabricacin de todo tipo de resortes, de compresin, de tensin y

de torsin.

El proyecto actual se centra en el rea de resortes industriales, estos se elaboran

en mquinas especializadas donde se usa acero de alto carbn de acuerdo a

normas ASTM227, ASTM228 fosfatizado, galvanizado, con recubrimiento de zinc-

aluminio (bezinal), as como aceros inoxidables de acuerdo a normas AISI 302,

304 y tambin aceros templados al aceite, etc.


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La materia primaviene empacada en forma de rollos con alambre que vara

en su dimetro desde 0,2 mm hasta 12mm, el peso de cada rollo est entre 50

kg y 2 toneladas de material, que es colocado en una devanadora giratoria que

libera las espiras del rollo con ayuda de un motor que hace girar el plato.

Posteriormente, el material pasa a la mquina donde es enrollado y

conformado de acuerdo con las especificaciones del cliente, para despus pasar

por un tratamiento trmico en un horno. Finalmente, los resortes son empacados y

enviados al cliente para distintas aplicaciones, principalmente la automotriz.

FIG.2.1 RESORTE DE TRACCIN


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ROLLODEALAMBRE, DEVANADORA

FIG.2.2DEVANADORA


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FIG.2.3LA MQUINAFSO-1TRANSFORMAELALAMBREENRESORTES

Fig. 2.4 Montaje del resorte en sistema de limpiaparabrisas


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Fig. 2.5 Portalimpiaparabrisas montado.

El material tiene restos del jabn que se utiliza en el trefilado, este jabn se

queda en los rollos en forma de un polvo muy fino, este polvo genera gran

cantidad de suciedad en forma de polvo que contamina la mquina con suciedad

y tambin contamina el ambiente, ya que el proceso de enrollado pulveriza el

jabn y se esparce por toda la planta contaminando toda el rea, por lo cual es

considerado un peligro para la salud de los operadores al respirar en este

ambiente contaminado.


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Fig. 2.6 ROLLO DE ALAMBRE SUCIO

Fig. 2.7 SUCIEDAD EN ARMARIOS Y OTRAS PARTES DE LA PLANTA


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Fig 2.8 COMPRESOR DE AIRE

Fig. 2.9 ENROLLADO DEL RESORTE


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Fig. 2.10 Suciedad general en la planta, se observa polvo sobre todas las reas

de trabajo.

Existe un planning para dar limpieza a la maquinaria para evitar el deterioro

por suciedad, esto conlleva el paro de la produccin todos los das y utilizar

tiempo de operadores y tcnicos de las mquinas por lo que el personal no realiza

actividades de inspeccin ni controla paros de otros equipos durante este tiempo,

causando una baja en la productividad de la planta ya que la limpieza debe

hacerse forzosamente con la mquina en paro total.


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Del total del tiempo disponible para fabricar, el 6.25% es utilizado para

realizar limpieza de acuerdo con el planning siguiente:

CGR DE MXICO, S.A. DE C.V.CALENDARIO DE LIMPIEZA

UAP 2

LUNES MARTES MIRCOLES JUEVES VIERNES SBADO

PRIMER TURNOFSO 1 FSO 1 FSO 1 FSO 1 FSO 1

AREA DEMANTTOAREA AREA AREA AREA AREA

SEGUNDO TURNOFSO 2 FSO 2 FSO 2 FSO 2 FSO 2

BUCH

FTU 30 S BUCH 30S FTU

TERCER TURNO NUCOIL 1 8RUC NUCOIL2 NUCOIL 1 NUCOIL 2

REA DE LIMPIEZA PARTICIPANTES TIEMPO ESTIMADO

FSO 1: DOS TCNICOS + EMPACADOR 30 MIN

REA: OPERADOR NUCOIL 30 MIN

FSO 2:TCNICO TENSIN + OPERADOR

NUCOIL 30 MINFTU : TCNICO COMPRESIN 30 MIN

30 S: TCNICO COMPRESIN 30 MIN

BUCH : TCNICO COMPRESIN 30 MINNUCOIL 1 : OPERADOR NUCOIL 30 MIN

NUCOIL 2 : OPERADOR NUCOIL 30 MIN8 RUC : OPERADOR NUCOIL 30 MIN

AREA DE MANTTO: DOS TCNICOS + OPERADOR NUCOIL 30 MIN

Fig 2.11 Planning de limpieza.


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Los costos de piezas desgastadas y maquinaria deteriorada se pueden

observar en los grficos de Fig.2.12 y Fig.2.13 del gasto total realizado durante el

periodo Agosto- Diciembre del 2010, el 10% de las reparaciones fueron debidas

directa o indirectamente a la suciedad generada por el jabn, tales como piezas

neumticas daadas, guas sin lubricacin, engranes rotos, fallos en elementos

elctricos, etc.

Fig. 2.12 Histrico de gastos Agosto- Octubre 2010

El gasto es en pesos mexicanos.


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Fig. 2.12 Histrico de gastos Noviembre-Diciembre 2010

El gasto es en pesos mexicanos.


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III. JUSTIFICACIN

Se va a proponer un proyecto que realizar una innovacin en el sistema

de manufactura de los resortes para disminuir la presencia del jabn de trefilado

durante el proceso de transformacin de la materia, cuidando los requerimientos

del cliente y considerando la sustentabilidad de la empresa y seguridad del

personal al disminuir las partculas de polvo en el medio ambiente.

El proyecto va a desarrollar e innovar el sistema de manufactura actual a

travs de la direccin de proyectos considerando los estndares de seguridad y

ecologa que implica el mantener un ambiente de trabajo limpio y libre de

contaminantes en el aire.

Existen diversas ventajas por las cuales es recomendable disminuir al

mximo la presencia del jabn de trefilado durante el proceso de transformacin

del alambre en resortes, el implementar un sistema de limpieza tiene como

objetivo aumentar el tiempo de vida de las guas. Actualmente tienen una

duracin aproximada de 400,000 ciclos. De la misma forma se puede lograr el

incremento en el tiempo de vida de los actuadores neumticos. Actualmente

tienen una duracin aproximada de 400,000 ciclos.

Se pueden disminuir los costos de mantenimiento debido a piezas

desgastadas por suciedad de los elementos.


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Costo actual del eje es: $800.00 + Costo actual de soporte torsin:

$1200.00 actualmente se deben cambiar cada 300,000 ciclos.

Una ventaja sustancial en la mejora de la productividad y el tiempo

disponible de la maquinaria es la de reducir paros debido a actividades de

limpieza y reducir paros de mquina debido a mantenimientos correctivos a causa

de elementos daados debido a la suciedad y/o desgaste.

Actualmente existe una frecuencia alta en ausencias del personal debido a

enfermedades respiratorias, las cuales se agravan ante la presencia de sustancias

pulverizadas en el medio ambiente.


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IV.OBJETIVOS

- Investigar y proponer un mtodo de limpieza al 100% de la materia prima

antes de entrar en la maquinaria.

- Disear un sistema de limpieza que limpie en un 50% el alambre en tiempo

real durante el proceso de devanado sin afectar la velocidad de la mquina.

- Investigar y seleccionar el agente lquido adecuado para disolver el jabn

con un costo menor a 60 pesos por litro.

- Determinar el costo - beneficio de implementacin para 3 de las

propuestas a desarrollar.


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V. ALCANCES

El proyecto tendr el siguiente alcance, desde la realizacin de

investigacin respecto a diversos sistemas de limpieza que sustenten la mejor

opcin factible, la determinacin de los costos para cada opcin, hasta la

presentacin de la propuesta que incluya un anlisis de costo beneficio al gerente

de planta para su decisin.


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VI. FUNDAMENTACIN TERICA

El origen del jabn en la materia prima es explicado por el proceso de

trefilado del alambre, a continuacin se muestra el principio de este proceso y la

importancia del jabn durante el proceso, razn por la cual este agente qumico no

puede ser evitado o disminuido durante este proceso.

Trefilado

Es la operacin de reducir la seccin del hilo mediante el paso del

alambrn dentro una hilera o dado.

Se entiende por trefilar a la operacin de conformacin en fro

consistente en la reduccin de seccin de un alambre o varilla hacindolo pasar a

travs de un orificio cnico practicado en una herramienta llamada hilera o dado.El hilo inicial utilizado se llama: hilo alambrn (la resistencia y nivel estado

recocido).

El trefilado hace un efecto de endurecimiento, entonces tenemos un

aumento de la resistencia.

La reduccin se hace con varias operaciones de trefilado, con

tratamientos trmicos intermedios (recocido, hipertemple o tratamiento particular),

para obtener las caractersticas deseadas y ajustadas evitando la fragilizacin.


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El patentado de los hilos de acero con carbono trefilados para los

resortes es un tratamiento trmico combinado con las otras operaciones de

trefilado.

Los hilos trefilados, endurecidos, patentados para los resortes tienen la

resistencia ms alta pero aceptan deformaciones importantes durante la

fabricacin (Doblados, enrrollamiento, estiramiento, etc...) la resistencia de un hilo

trefilado disminuye cuando su seccin aumenta.

El hilo templado con aceite viene de una operacin de trefilado y despus

de un tratamiento trmico de temple ms recocido (estado templado y no

endurecido).

HILERA O DADO INICIAL

HILERADADO

MOTOR

ROLLO

HILO DEALAMBRN

PRINCIPIO DEL TREFILADO

ROLLO

HILOTREFILADO


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Fig. 6.1 Principio del trefilado

HILERA O DADO DE TRMINO

1 2 3 4

dS

dE

1 2 3 4

dS

dE

5


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SIMBOLOGA:

Fig. 6.2 Diagrama del dado de trmino.

Philippe Lanoizele (1998). M65 PROCESO DE TREFILADO. En Manual de

capacitacin tcnica CGR(pp. 3-6). Corregidora, Quertaro.

1 ngulo de ataque

2 Cono de trabajo

3 Alcance

4 Cono de salida

5 Jabn de trefilado

dE Dimetro de entrada

dS Dimetro de salida


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A continuacin se muestra una tabla de lubricantes generalmente utilizados

durante el proceso de trefilado en seco, especficamente productos fabricados por

la compaa TRAXIT international wire lubrication:


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Recuperado el 13 de Febrero de 2011, de http://traxit.com/downloads/spain.pdf


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Existe tecnologa en el mercado capaz de realizar el trabajo de limpieza del

alambre, tal como lo es la limpieza por ultrasonido.

La limpieza por ultrasonidos es una alternativa ambientalmente amigable

para la limpieza de materiales continua, tales como cables y alambres, cintas o

tubos. El efecto de la cavitacin (pequeas implosiones en el lquido, este tema se

explica a fondo lneas abajo) generado por la energa ultrasnica elimina los

residuos de lubricante como el aceite o grasa, jabones, estearatos o

polvo. Adems, las partculas de contaminacin se dispersan en el lquido de

limpieza tal y como se muestra en la figura siguiente:

Fig. 6.3 Diagrama del sistema de limpieza por ultrasonido

Mediante el uso de una innovadora tecnologa ultrasnica, se generan

campos de cavitacin muy fuertes, por lo que limpieza con muy buenos

resultados en lneas de alta velocidad se pueden lograr. Como el efecto de

limpieza se basa en la limpieza de los efectos fsicos de la ecografa, que puede


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ser utilizado para cualquier material ferroso y materiales no ferrosos, por

ejemplo, acero inoxidable, cobre, aluminio, pero tambin de plstico o de

vidrio. Las mquinas de limpieza por ultrasonidos ms comnmente se utilizan

para el alambre trefilado, por ejemplo, antes de revestimiento o extrusin. Por la

concentracin de la energa ultrasnica a un volumen de lquido bajo, un diseo

muy compacto puede ser realizado.

Esto puede ser fcilmente integrado en nuevas lneas de produccin

existentes o, por ejemplo, inmediatamente despus del carrete.

La cavitacin es un efecto, que se genera en los lquidos que son atacados

con intensas ondas ultrasnicas. Las ondas de presin que resultan crean

burbujas de vaco, que provocan una implosin. Como resultado de estas

implosiones, presiones y temperaturas muy elevadas se producen en combinacin

con chorros de lquido de hasta 1000 km / h. En las superficies, estas fuerzas

mecnicas aflojan las impurezas, para que puedan ser arrastrados con el lquido

de limpieza. Para una intensa cavitacin y para una limpieza intensiva son

necesarias amplitudes altas y un ultrasonido de baja frecuencia (aprox. 20kHz). La

regeneracin de lquido dentro del sistema permite un uso prolongado de los

lquidos de limpieza. Esto en combinacin con la transformacin eficiente de la

energa elctrica en la limpieza mecnica mejora el ambiente de equilibrio

ecolgico de todo el sistema.

El sonotrodo fue inventado y diseado para la tarea especial de limpieza de

perfiles continuos, tales como cables o cintas. La energa ultrasnica se concentra


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en el lquido que rodea el cable en la limpieza del can. Esto se traduce en altas

densidades de energa de hasta 100 vatios por centmetro cbico.

En general, el dimetro del agujero debe ser de 3 a 4 mm ms ancho que la

seccin transversal del material a limpiar. Geometras especiales de sonotrodo

permiten una limpieza simultnea de varios cables en un solo sistema. La eleccin

del sonotrodo derecho se determina por el nmero de cables y su dimetro

individuales. Por otra parte, sonotrodos planos se pueden utilizar para la limpieza

de las cintas de ancho o muchos cables paralelos. Para ello, los sonotrodos se

instalan por encima y por debajo del material. Por este principio, es posible limpiar

las telas de alambre o malla de alambre, tambin.

Imagen de sonotrodos para limpieza de uno o varios alambres:

Fig. 6.4 sonotrodo


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Fig. 6.5 DIAGRAMA TPICO DE UN SISTEMA DE LIMPIEZA POR

ULTRASONIDOS PARA ALAMBRE CONTINUO

Recuperado el 13 de Febrero de 2011, de http://www.hielscher.com


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Es necesario observar los valores recomendados por la Norma Oficial Mexicana

en cuanto a la calidad del aire ambiente para considerar los valores permisibles de

partculas suspendidas en el aire.

NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-024-SSA1-1993. SALUD AMBIENTAL.

CRITERIO PARA EVALUAR LA CALIDAD DEL AIRE AMBIENTE, CON

RESPECTO A LAS PARTCULAS SUSPENDIDAS TOTALES (PST). VALOR

PERMISIBLE PARA LA CONCENTRACIN DE PARTICULAS SUSPENDIDASTOTALES (PST) EN EL AIRE AMBIENTE, COMO MEDIDA DE PROTECCIN A

LA SALUD DE LA POBLACIN.

Introduccin

El Plan Nacional de Desarrollo 1989-1994, seala que la contaminacin

atmosfrica ha sido producto del proceso de la industrializacin, as como de las

grandes concentraciones urbanas, primordialmente por la emisin de humos,

polvos y gases provenientes de fuentes mviles y fijas. Para prevenir, restablecer

y mantener la calidad de aire, se realizarn acciones para reducir la emisin de

contaminantes.

La Ley General de Salud, contempla que en materia de efectos del ambiente en la

salud, las autoridades sanitarias establecern las normas, tomarn medidas y

realizarn las actividades a que se refiere esta Ley tendientes a la proteccin de la

salud humana ante los riesgos y daos dependientes de las condiciones del


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ambiente, as como determinar, para los contaminantes atmosfricos, los valores

de concentracin mxima permisible para el ser humano.

La Ley General del Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente y su

Reglamento en materia de prevencin y control de la contaminacin de la

atmsfera, sealan que la calidad del aire debe ser satisfactoria en todos los

asentamientos humanos y regiones del pas, y que la Secretara de Desarrollo

Social, expedir, en coordinacin con la Secretara de Salud en lo referente a la

salud humana, las normas oficiales mexicanas correspondientes, especificando

los niveles permisibles de emisin e inmisin por contaminante y por fuente de

contaminacin, de acuerdo con el reglamento respectivo.

El Programa Nacional para la Proteccin del Medio Ambiente 1990 1994 dicta

que en materia de Proteccin al Ambiente se cuente con los conocimientos

cientficos y tcnicos que permitan incorporar en los procesos productivos,

tecnologas que reduzcan al mnimo el impacto sobre el medio ambiente, as

como definir e incluir criterios ecolgicos para regular y optimizar las actividades

productivas.

Como partculas suspendidas totales se considera a la contaminacin del aire

provocada por material slido o lquido finamente particulado.

A estas partculas se les considera capaces de bloquear los mecanismos de

defensa del aparato respiratorio, tanto a nivel de vas areas superiores como en

bronquios y en alveolos.


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Por su contenido de metales pesados, si es el caso, dan lugar a los cuadros

especficos correspondientes (plomo, cadmio.)

1. Objetivo y campo de aplicacin

1.1Objetivo

Esta Norma Oficial Mexicana establece el valor permisible para la concentracin

de partculas suspendidas totales en el aire ambiente.

1.2 Campo de aplicacin

Aplicable en todo el territorio mexicano.

Aplicable en las polticas de saneamiento ambiental en lo referente a la salud

humana.

Aplicable en actividades o situaciones ambientales que causen o puedan causar

riesgos o daos a la salud de las personas.

Aplicable para el desarrollo de investigacin permanente y sistemtica de los

riesgos y daos que, para la salud de la poblacin, origine la contaminacin

ambiental por partculas suspendidas totales.

2. Referencias

Esta Norma se complementa con la Norma Oficial Mexicana:

NOM-CCAM-002-ECOL/1993, que establece los mtodos de medicin para

determinar la concentracin de partculas suspendidas totales en el aire ambiente

y los procedimientos para la calibracin de los equipos de medicin.

3. Definiciones


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3.1Aire ambiente

Atmsfera en espacio abierto

3.2 Las unidades en que se mide la concentracin de partculas suspendidas son

microgramos por metro cbico (g/m3)

4.Especificaciones

La concentracin de partculas suspendidas totales como contaminante

atmosfrico, no debe rebasar el lmite mximo permisible de 260 g/m3, en 24

horas, en un perodo de un ao y 75 g/m3 en una media aritmtica anual, para

proteccin a la salud de la poblacin susceptible.

5. Mtodos de prueba

NOM-CCAM-002-ECOL/1993, que establece los mtodos de medicin para

determinar la concentracin de partculas suspendidas totales en el aire ambiente

y los procedimientos para la calibracin de los equipos de medicin.

6. Concordancia con normas internacionales

Esta Norma no tiene concordancia con normas internacionales.

Recuperado el 13 de Febrero de 2011, de

http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/024ssa13.html


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VII.PLAN DE ACTIVIDADES

Se presenta en la Fig. No.6.6 en un diagrama de Gantt lasactividades planeadas para la realizacin del proyecto, estas actividadesson derivadas de los objetivos a lograr en el tiempo requerido. El plan iniciaen la semana 1 de 2011 y termina en la semana 13 del mismo ao.

Fig. 6.6 Actividades planeadas


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VIII. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS

En la Tabla No. 1 se presenta la relacin entre los recursos (materiales y

humanos) necesarios para la realizacin del proyecto y el rea correspondiente

que proporcion los recursos.

RECURSO NECESARIO CARACTERSTICAS REA

Computadora Acceso al equipo para

organizar la informacin

Ingeniera

Acceso a internet Conexin para la bsqueda de

informacin

Ingeniera

Experiencia de los operadores Conocer las principales

problemticas del polvo

generado.

Produccin

Software de dibujo Manejo de Solid Works 2010

para el diseo de estructuras.

Ingeniera

Datos sobre costos de

mantenimiento

Grficos de gastos provocados

por la suciedad

Mantenimiento

Telfono Acceso a la lnea para

comunicacin con proveedores

Ingeniera

Herramientas de medicin Flexmetro, calibrador vernier,

para la toma de medidas

necesarias para el diseo

Mantenimiento

Impresora, escner Impresin, escaneado de

documentos

Direccin

Papelera Hojas, bolgrafos, etc. Direccin

Tabla No. 1.- Recursos materiales y humanos


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IX. DESARROLLO DEL PROYECTO

El presente proyecto se elabor en las instalaciones de la empresa CGR de

Mxico S.A. de C.V. especficamente en el rea de resortes industriales de la

planta realizando la actividad de ingeniera y desarrollo de un mtodo adecuado

para la limpieza del alambre, se describen las acciones realizadas a continuacin.

9.1 Establecer proyecto de mejora.

Durante esta etapa del proyecto se detectaron las principales necesidades

de mejora dentro del proceso de manufactura de la empresa, en especfico se

determin trabajar sobre el rea de resortes industriales, en concreto sobre la

fabricacin de los resortes de tensin.

9.1.1 Definir oportunidad de mejora.

Se determin trabajar sobre la disminucin del polvo generado en el

trefilado del alambre para mantener el rea limpia ya que es uno de los

requerimientos esenciales para toda industria el de mantener el orden y limpieza

del taller de produccin, disminuir los costos provocados por el mantenimiento de

los equipos, disminuir los tiempos de paro debidos a la limpieza de la maquinaria y

reducir el riesgo de tener un ambiente propicio para generar enfermedad en los

trabajadores.


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9.1.2 Establecer objetivos y alcances.

Se definieron los principales objetivos y alcances del presente proyecto los

cuales se muestran en el captulo IV y V.

9.1.3 Presentar propuesta a directivos.

Se realiz una reunin de apertura del proyecto donde se present la

propuesta de mejora al director de la planta, explicando los principales objetivos y

metas del proyecto a desarrollar as como los principales recursos necesarios

para la realizacin del proyecto y los alcances del mismo.

9.1.4 Analizar y autorizar la propuesta de proyecto.

El director de planta analiz la propuesta teniendo una respuesta positiva

con lo que se inici la investigacin y el diseo de los mtodos de limpieza

adecuados al proceso de manufactura.

9.2. INVESTIGAR Y DEFINIR ALTERNATIVAS

9.2.1. Investigar lquidos limpiadores

Como primer paso en el desarrollo de alternativas de limpieza se realiz

investigacin sobre los posibles agentes de limpieza que pudieran utilizarse en el

proceso sin tener el riesgo de posibles daos a la maquinaria o a las piezas

terminadas.


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Debido a que el lquido limpiador entra en contacto con los elementos

neumticos, mecnicos y elctricos de la mquina fue necesario recomendar un

agente dielctrico para evitar posibles daos a la maquinaria.

A continuacin se muestra la ficha tcnica del agente a utilizar:

DIELECTRICDESENGRASANTE LIMPIADOR DIELCTRICO

Dielectrices un desengrasante con propiedades dielctricas ideal para lograr unalimpieza eficiente en trabajos de mantenimiento, en Instalaciones industriales,talleres, etc.

Est elaborado con derivados naturales y del petrleo por lo que su formulacinrepresenta un producto de bajo impacto ambiental.No causa vapores condensados, porque no se evapora rpidamente, efectuandouna limpieza total sin daar los equipos.Elimina grasas y aceites, no es txico en condiciones normales de trabajo, no esconductor de electricidad, acta sin atacar los barnices aislantes, ni metales,

elimina la humedad y no deja residuos.No deja residuos, protege contra la humedad, es de secado lento, tiene fuerzadielctrica (Hasta 25,000 Voltios) y alto poder limpiador.

Se utiliza en la limpieza de motores elctricos, transformadores, bobinas, equipoelctrico en general, equipo electrnico (radio, televisin, telfonos,computadoras, telecomunicaciones, etc.)

FORMA DE USO:Aplicaciones: Por aspersin con pistola de aire.Directamente con brocha o cepillo (no usar brocha de pintor).

Por inmersin en el caso de piezas pequeas.

SEGURIDAD:Evite el contacto prolongado con la piel y ojos. En caso de contacto lave conabundante agua durante 15 minutos, no se ingiera, en caso de ingestin provocarvomito y recibir atencin mdica.Para su manejo, use guantes y lentes de seguridad. No aplicar sobre la flamaabierta. Evite su contaminacin con agua, alcohol, acetona o cualquierlquido polar porque afecta su resistencia dielctrica.


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RIESGOS A LA SALUD 1PELIGRO DE FLAMABILIDAD 0REACTIVIDAD 0

OTROS --

9.2.2. Investigar Sistemas de limpieza.

Como primer paso para el desarrollo de una nueva alternativa, se

investigaron los sistemas de limpieza para el alambre existentes en el mercado.

Actualmente existen diversas opciones para limpiar materiales metlicos en

preparacin para procesos subsiguientes, tales como galvanizado, pasivado,

zincado, fosfatizado, etc. Sin embargo, estos procesos involucran sumergir las

piezas ya terminadas despus del proceso de formado y la meta del proyecto es

limpiar el alambre en tiempo real durante la alimentacin del material.

Por lo tanto, las alternativas que se necesitaban eran las que realizan la

limpieza continua del alambre.

Limpieza contina del alambre por ultrasonidos.

Se encontr como mtodo que asegura la limpieza al 100% el realizado por

medio de ultrasonidos cuyo principio de funcionamiento se explica en el captulo 4

del presente trabajo.

En este mtodo, la limpieza se realiza en tiempo real sobre el alambre

mientras es alimentado a la mquina, se considera una velocidad aproximada de

1 m/seg. El diseo de este dispositivo se muestra en la figura 9.1


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Fig. 9.1 Dispositivo de limpieza por ultrasonido.

El diseo compacto contiene todo lo que se necesita para limpiar un

cable. Adems, la limpieza de los tanques, bombas, calentadores, filtros, toallitas-

aire para el secado final se instalan en el sistema. El sistema de limpieza es

todo de acero inoxidable, por lo que no hay problemas de corrosin. Una cubierta

de proteccin de sonido reduce las emisiones de sonido a un nivel por debajo del


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habitual lmite internacional para la zona de produccin. La operacin manual se

reduce a un mnimo de movimientos sin complicaciones y los interruptores, con el

fin de sacar el trabajo del operador.

En general, el dimetro del agujero debe ser de 3 a 4 mm ms ancho que

la seccin transversal del material a limpiar. El sonotrodo estndar es capaz de

limpiar los cables de 32 mm. Material de mayor tamao, as como formas

especiales pueden ser limpiados mediante diseos especficos.

Esta suciedad se puede limpiar con agua pura (alrededor de 70 C) o se

puede aadir un producto de limpieza (diluido al mximo en un 5%).

El posible proveedor para este tipo de sistema de limpieza es una

compaa alemana dedicada a la preparacin y limpieza de los aceros para

procesos donde se requiere limpieza al 100%, lo cual no es la situacin en CGR

de Mxico.

9.2.3 Diseo de sistema de limpieza continuo.

El diseo de este sistema estuvo basado especficamente en la necesidadde CGR de Mxico de reducir la cantidad de jabn presente en el alambre al

menos en un 50% antes de entrar a las operaciones de transformacin.

El espacio existente para realizar esta operacin se muestra en la figura 9.2


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Fig. 9.2 Espacio destinado al sistema de limpieza

El espacio destinado era de 0.5m de ancho X 1m de largo, para la insercin

de elementos automticos se contaba con alimentacin elctrica de 220V, aire

comprimido en presin mxima de 10 bar.

Con base en estos elementos y considerando el espacio destinado se

dise el mecanismo ilustrado en la figura 9.3 y 9.4, este sistema consiste en un

aspersor de lquido desengrasante dielctrico, una tina de acero inoxidable que

permite la sedimentacin de la suciedad, una bomba para hacer recircular el


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lquido limpiador, dos cepillos giratorios, un sistema reductor de velocidad para

mover los cepillos y un motor elctrico.

Fig. 9.3 Esquema del dispositivo de limpieza


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Fig 9.4 Plano del dispositivo de limpieza


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9.2.3.1 Tina de acero inoxidable.

La funcin de esta tina no es solamente la de recoger el lquido que cae del

aspersor, tambin cuenta con unas compuertas que aprovechando la gravedad

provocan la sedimentacin de las partculas slidas que fueron limpiadas del

alambre permitiendo la recirculacin del desengrasante nuevamente al aspersor.

La tina cuenta con tapas al fondo para recoger los sedimentos una vez que se

acumulan al fondo. (Ver figuras 9.5 y 9.6) El flujo del lquido es representado por

flechas.

Fig. 9.5 Tina de acero inoxidable.


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Fig. 9.6 Plano de tina recolectora


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9.2.3.2 Aspersor de desengrasante dielctrico.

El aspersor tiene la funcin de mojar el alambre y los cepillos con el lquido

limpiador en forma continua, se dise un contenedor con pequeos agujeros en

su parte inferior, el cual aprovechar la presin generada por la bomba y el lquido

saldr por estas salidas pequeas tal y como se muestra en las figuras 9.7 y 9.8.

Fig. 9.7 Aspersor


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Fig. 9.8 Plano aspersor


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9.2.3.3 Cepillos.

Se disearon un par de cepillos que permitan limpiar en tiempo real el

alambre mientras ste pasa en medio de ellos. Se propuso que las cerdas del

alambre fueran de un material plstico e intercambiable para evitar que rayen el

material provocando un defecto y que puedan cambiarse fcilmente cuando se

desgasten. El diseo de estos cepillos se muestra en las figuras 9.9 y 9.10.

Fig. 9.9 Cepillo de limpieza.

Fig. 9.10 Plano de cepillo.


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9.2.3.4 Sistema de poleas y reductor.

Se dise un sistema de poleas y engranes para permitir que con el

movimiento de un solo motor, los dos cepillos giren en forma encontrada para

realizar una mejor limpieza del alambre, de tal forma que el primer cepillo gira en

sentido de las manecillas del reloj y el segundo cepillo gira al contrario, tal como

se muestra en figura 9.11 y 9.12.

Tambin se dise un reductor el cual disminuye la velocidad de giro del

motor para evitar que las cerdas de los cepillos se desgasten demasiado rpido.

Fig. 9.11 Sistema de poleas y engranes.


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Fig. 9.12 Sistema reductor.


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9.2.4 Diseo de sistema de limpieza Alterno.

Como sistema alterno se dise una forma distinta de limpiar el alambre

mediante fibras, en este sistema dos placas presionan el alambre mientras es

rociado de lquido desengrasante tal como se muestra en figura 9.13.

Fig. 9.13 Sistema de limpieza por fibras.


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9.3 REALIZAR ANALISIS DE COSTO-BENEFICIO

9.3.1 Bsqueda de proveedores

Se realiz la bsqueda de proveedores adecuados y confiables para cada

una de las opciones propuestas utilizando medios electrnicos, internet, guas

amarillas y contactos de proveedores autorizados por la empresa.

9.3.2 Entrevistar proveedores.

Se entrevistaron alrededor de 6 proveedores distintos para la cotizacin de

los elementos necesarios para cada una de las opciones de limpieza, se cito a los

proveedores para presentacin de su empresa y analizar cules de ellos eran

adecuados para el proyecto de acuerdo a la relacin calidad-costo que present

cada uno de ellos.

9.3.3 Cotizar alternativas.

Para la propuesta de limpieza por el sistema continuo de ultrasonidos se

tuvo contacto con el seor Gunther Benner, quien es el Gerente del departamento

de ventas de la compaa Hielscher Ultrasonics en Alemania.

El precio por el sistema de limpieza por ultrasonidos se estima en 45,000

Euros. (Ver fig. 9.14)


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Fig. 9.14 Cotizacin de propuesta de sistema de limpieza por ultrasonido.


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Tambin se cotiz el precio para el sistema de limpieza mecnico el cual se

dise especficamente para la necesidad de CGR de Mxico.

El precio para la fabricacin y ensamble del mecanismo basado en limpieza

por rodillos es de 25,530 pesos de acuerdo a cotizacin en figura 9.15. Este

precio tambin aplica para la alternativa donde se usan fibras en lugar de rodillos.

Fig. 9.15 Cotizacin sistema de limpieza diseo especial.


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A continuacin se muestra la cotizacin del agente limpiador dielctrico

proporcionado por la compaa COMERCIALIZADORA DE PRIMERA1:

Fig. 9.16 Cotizacin de desengrasante dielctrico.


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9.3.4 Anlisis de costos

Las cotizaciones presentadas son las opciones mejor adaptadas al

proyecto, se consideraron aspectos importantes tales como calidad, tiempo de

entrega y costos.

La propuesta de limpieza por ultrasonidos es la opcin ms costosa pero

tambin la nica que asegura la limpieza al 100% del alambre, sin embargo es un

proceso demasiado especializado y que rebasa las necesidades de la empresa.

La propuesta de limpieza por el diseo realizado tiene un costo de

aproximadamente $ 30,000 pesos para su instalacin, y est considerado un

costo de $800 pesos mensuales por concepto de lquido desengrasante y

mantenimiento del equipo.

Esto es menor al gasto promedio mensual por concepto de reparaciones al

equipo debidas a problemas relacionados con la suciedad de la maquinaria (el

cual es de $3000 pesos al mes). El costo de instalacin equivale al gasto que se

realiza actualmente de mantenimiento por falta de limpieza durante 10 meses por

lo que la relacin costo-beneficio resulta favorable en el mediano plazo, aunque

los beneficios por la limpieza son inmediatos.


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9.4 PRESENTAR PROPUESTAS.

9.4.1 Organizar la informacin.

Despus del proceso de cotizaciones y anlisis de costos se

procedi a organizar la informacin de forma tal que se pudiera presentar al

Gerente de planta la investigacin realizada y los gastos de instalacin y

mantenimiento de cada una de las opciones propuestas, como proceso de

organizacin se utiliz la estructura del presente proyecto al contar con todos los

recursos necesarios para la toma de decisin.

9.4.2 Presentacin de la informacin al Director.

Como paso final del proyecto se present la informacin recopilada y los

diseos propuestos al Director de planta, el cual se encargar de tomar la

propuesta ms adecuada y autorizar la implementacin de cualquiera de las

opciones presentadas.


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X. RESULTADOS OBTENIDOS

Una vez realizadas todas las actividades que integraron el proyecto se

realiz la siguiente tabla que muestra las actividades planeadas con los resultados

obtenidos para cada una de ellas.

ACTIVIDAD/OBJETIVO RESULTADO REAL

Definir oportunidad de

mejora.

CUMPLIDO AL 100%

Establecer objetivos y

alcances.

Se determinaron los objetivos y alcances

presentados en captulo IV y V. Cumplimiento

100%

Presentar propuesta a

directivos y autorizar.

Se present la propuesta con resultado positivo, se

autoriz realizar propuesta. Cumplimiento 100%

Investigar lquidos

limpiadores.

Se investig sobre los distintos agentes en el

mercado y se propuso el ms adecuado a la

necesidad.

Investigar sistema de

limpieza al 100%.

Se localizaron proveedores de limpieza al 100% del

alambre.

Disear sistema de

limpieza continuo.

Se dise sistema de limpieza continuo que

funciona a la misma velocidad de la mquina por lo

que no interrumpe ni afecta el proceso normal.


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ACTIVIDAD/OBJETIVO RESULTADO REAL

Diseo de sistema de

limpieza alterno.

Se dise sistema de limpieza al 100% que

funciona con dos placas que limpian el alambre con

fibras.

Bsqueda de

proveedores.

Se realiz bsqueda exitosa de proveedores para

los lquidos limpiadores, el sistema de limpieza por

ultrasonido y el sistema diseado.

Entrevista de

proveedores.

Se entrevistaron 6 proveedores distintos con los

cuales se negociaron los precios para entrar dentro

de los objetivos.

Cotizar todas las

alternativas.

Se cotizaron el 100% de las alternativas, para los

lquidos y sistemas de limpieza.

Anlisis de costos. Se realiz el anlisis de costos y se cumpli con los

objetivos de costo del lquido (menor a $60) as

como con el costo de implementacin del sistema

de limpieza diseado, el cual es menor al costo de

mantenimiento actual por causas imputables a la

suciedad.

Presentar informacin La presente informacin fue revisada por el director

de la planta quedando pendiente la autorizacin de

compra.


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Comparativo con los objetivos del proyecto, captulo IV

OBJETIVO RESULTADO REAL

- Investigar y proponer un mtodode limpieza al 100% de la materiaprima antes de entrar en lamaquinaria.

El mtodo de limpieza al 100% se

logra con la propuesta de limpieza

ultrasnica.

- Disear un sistema de limpiezaque limpie en un 50% el alambreen tiempo real durante el procesode devanado sin afectar lavelocidad de la mquina.

Se disea exitosamente un sistema

de limpieza al 50%

- Investigar y seleccionar el agentelquido adecuado para disolver el

jabn con un costo menor a 60pesos por litro.

Agente dielctrico seleccionado,

costo menor a 60 pesos/litro

- Determinar el costo - beneficio deimplementacin para 3 de laspropuestas a desarrollar.

Se realiza el anlisis costo-beneficio

con las 3 propuestas al 100%.


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XI. ANALISIS DE RIESGO.

De acuerdo con el plan de trabajo y con el desarrollo del mismo, no

existieron barreras que impidieran concluir con ninguna de las actividades

planeadas y por lo tanto el cumplimiento de los objetivos al 100%.

XII. CONCLUSIONES.

La investigacin de sistemas de limpieza nos llev al conocimiento de

diversas tcnicas y mtodos para la limpieza del alambre, encontrando tecnologa

de vanguardia que permite asegurar en un 100% la efectividad de este proceso,

sin embargo resulta en un proceso que supera las necesidades de la empresa,

normalmente estos procesos se utilizan para preparar el alambre a un proceso de

pintura o recubrimiento (decapado, galvanizado, zincado, etc) donde se requierela inexistencia de cualquier impureza.

El costo de los sistemas ultrasnicos resulta inviable para CGR ya que la

relacin costo-beneficio resulta negativa, el objeto de CGR es mantener un

ambiente limpio para operadores y para la maquinaria en general.

El desarrollo de una nueva opcin de limpieza result en un mecanismo

provechoso y adecuado a la necesidad actual de la empresa. El costo del mismo

se reporta adecuado y se garantiza la efectividad del sistema para la necesidad

actual (limpiar al menos el 50% de la suciedad).


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XIII.RECOMENDACIONES.

Es altamente recomendable la implementacin del sistema de

limpieza del alambre por cepillos ya que recupera el lquido desengrasante en su

charola y lo regresa manteniendo un flujo constante que aprovecha al mximo las

propiedades del agente limpiador, tambin permite cambiar fcilmente los cepillos

en caso de desgaste y es un dispositivo de fcil mantenimiento.

Por las razones ya presentadas en el capitulo anterior, no se recomienda

utilizar el sistema de limpieza por ultrasonido dada su falta de rentabilidad, es un

sistema no adecuado para las necesidades de CGR.

Asimismo se recomienda tener dos cepillos nuevos listos (como recambio)para ocuparse cuando se desgasten los anteriores y realizar la limpieza del

dispositivo, retirando todos los sedimentos, una vez por semana.

Las propuestas presentadas pueden ser aplicadas en todos aquellos

procesos donde se utilice alambre trefilado para la fabricacin de formas de

alambre y donde se requiera de limpieza del material antes de entrar a los

proceso de transformacin. Tambin puede aplicarse en materiales con secciones

diversas tales como secciones rectangulares, cuadradas o flejes.


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XIV.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

1.

Norma oficial mexicana NOM-024-SSA1-1993.

(2011). Recuperado el 13 de Febrero de 2011, de

http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/024ssa13.html

2.

Limpieza ultrasnica del alambre.


http://www.hielscher.com

3.

Lubricantes para el trefilado del alambre.


http://traxit.com/downloads/spain.pdf

4.

Philippe Lanoizele(1998). M65 PROCESO DE TREFILADO.

En Manual de capacitacin tcnica CGR(pp. 3-6).

Corregidora, Quertaro.

Documents

Propuesta de Jabon de Trefilado