UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD ...repositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/19404/1/7771...ii DISEÑO Y FACTIBILIDAD DE UNA PRENSA SEMIAUTOMÁTICA DE ENSILAR PASTO

i

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

Sede Santo Domingo

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Y AUTOMATIZACIÓN

Tesis de grado previo a la obtención del título de:

INGENIERO ELECTROMECÁNICO, MENCIÓN EN AUTOMATIZACIÓN

INDUSTRIAL

“DISEÑO Y FACTIBILIDAD DE UNA PRENSA SEMIAUTOMÁTICA DE

ENSILAR PASTO PARA GANADO BOVINO, EN LA GRANJA “EL OASIS” DE

LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL, SANTO DOMINGO,

2014”

Estudiante:

DAMIÁN ANTONIO MITTE ALMEIDA

Director de Tesis:

Ing. JAVIER DÍAZ. MsC.

Santo Domingo – Ecuador

ABRIL, 2015

ii

DISEÑO Y FACTIBILIDAD DE UNA PRENSA SEMIAUTOMÁTICA DE

ENSILAR PASTO PARA GANADO BOVINO, EN LA GRANJA “EL OASIS” DE

LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL, SANTO DOMINGO, 2014.

Ing. Javier Diaz C. MgS.

DIRECTOR DE TESIS ________________________________

APROBADO

Ing. Edwin Grijalva

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL ________________________________

Ing. Gabriel Obregón

MIEMBRO DEL TRIBUNAL ________________________________

Ing. Holger Zapata

MIEMBRO DEL TRIBUNAL ________________________________

Santo Domingo ….. de……………………….2015.

iii

El contenido del presente trabajo, está bajo la responsabilidad del autor/a.

_________________________________ Damian Antonio Mitte Almeida

C.I 1723149033

Autor: DAMIÁN ANTONIO MITTE ALMEIDA

Institución: UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL.

Título de Tesis: DISEÑO Y FACTIBILIDAD DE UNA PRENSA

SEMIAUTOMÁTICA DE ENSILAR PASTO PARA

GANADO BOVINO, EN LA GRANJA “EL OASIS” DE

LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL,

SANTO DOMINGO, 2014

Fecha: ABRIL, 2015

iv

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Sede Santo Domingo

INFORME DEL DIRECTOR DE TESIS

Santo Domingo…....de……………………del 2015

Ing. Edwin Grijalva

COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Y

AUTOMATIZACIÓN

Estimado Ingeniero

Mediante la presente tengo a bien informar que el trabajo investigativo realizado por el

señor: DAMIÁN ANTONIO MITTE ALMEIDA, cuyo tema es: “DISEÑO Y

FACTIBILIDAD DE UNA PRENSA SEMIAUTOMÁTICA DE ENSILAR PASTO

PARA GANADO BOVINO, EN LA GRANJA “EL OASIS” DE LA UNIVERSIDAD

TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL, SANTO DOMINGO, 2014”, ha sido elaborado

bajo mi supervisión y revisado en todas sus partes, por lo cual autorizo su respectiva

presentación.

Particular que informo para fines pertinentes

Atentamente,

_________________________

Ing. Javier Díaz MgS

DIRECTOR DE TESIS.

v

DEDICATORIA

A mis Padres quiénes son un pilar fundamental en mi vida, con sus sabios consejos me han

guiado por el camino del bien, dándome alientos en los momentos difíciles que he tenido

en mi vida y me han ayudado para no desmallar y seguir adelante en los problemas que se

presentaban, enseñándome a encarar las adversidades sin perder nunca la dignidad ni

desfallecer en el intento.

A mi hermano Elvis que siempre ha estado junto a mí y me ha brindado su apoyo en cada

una de las tareas que se presentaban en mi vida.

A mi hermana Marllely que pese a pequeños inconvenientes que se nos presentaban en

nuestra relación de hermanos ha sabido aceptar y perdonar mis errores.

A Génesis López mi amor gracias por el tiempo brindado, por ser una persona muy

especial en mi vida y demostrar que puedo contar con usted en todo momento.

vi

AGRADECIMIENTO

El presente trabajo de tesis primeramente me gustaría agradecerte a mi padre celestial Dios

por haberme bendecido en cada segundo de mi vida y permitirme llegar donde estoy, por

ser el director de mis acciones y desde el cielo me has ayudado para que otro de mis

objetivos se cumpla.

A la Universidad Tecnológica Equinoccial porque en sus aulas recibi el conocimiento

intelectual y humano de cada uno de los docentes que conforman estas prestigiosa

institucion.

Especial mención merece al Ing. Javier Díaz MsC. quien con sus sabios consejos y

conocimientos aporto para que esta tesis se culmine con exito.

A mis amigos y familiares sin importa donde se encuentren gracias por haber confiado en

mi, les he demostrado que con sencille y humildad el hombre puede alcanzar grandes cosas

en la vida, cada granito de arena que aportaron para mi crecimientopersonal y preofesional

los tendre siempre presente y vivire eternamente agradecido.

vii

ÍNDICE DE CONTENIDO

TEMA PÁG.

Portada…………………………………………………………………………………….… i

Sustentación y Aprobación de los Integrantes del Tribunal.……………..………………… ii

Responsabilidad del Autor………..………………………………..……………………… iii

Informe del Director de Tesis……….………………….….………………………………. iv

Dedicatoria…………………………….……………….……………………………………v

Agradecimiento……………………………………………………………………….…… vi

Índice……………………………………………………………………………………… vii

Resumen Ejecutivo.…………………………………………...…………………………xviii

Executive Summary …………………………………………………….…….…………xix

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN

1.1 Planteamiento del Problema.- .............................................................................. 1

1.1.1 Formulación del problema.- ................................................................................ 2

1.1.2 Sistematización del problema.- ............................................................................ 2

1.2 Justificación.- ....................................................................................................... 3

1.3 Alcance.- .............................................................................................................. 3

1.4 Objetivos de la Investigación.- ............................................................................ 4

1.4.1 Objetivo general.- ................................................................................................ 4

1.4.2 Objetivo específicos.- .......................................................................................... 4

1.5 Hipotesis.- ............................................................................................................ 5

1.5.1 Operacionalización De La Hipótesis.- ................................................................. 5

1.6 Alcance De La Investigación.- ............................................................................ 5

viii

CAPITULO II

MARCO DE REFERENCIA

2.1 Antecedentes.- ..................................................................................................... 8

2.2 Pasto.- .................................................................................................................. 8

2.2.1 Aspectos para el manejo adecuado del pasto.- .................................................... 9

2.3 Silo.-................................................................................................................... 10

2.3.1 Tipos de Silos.- .................................................................................................. 11

2.2.1.1. Silos verticales.- ................................................................................................. 11

2.2.1.2. Silos horizontales.- ............................................................................................ 12

2.2.1.3. Silos de bolsa. .................................................................................................... 13

2.4 Ensilaje.- ............................................................................................................ 14

2.4.1 Beneficios del Ensilaje.- .................................................................................... 15

2.4.2 Etapas del Ensilaje.-........................................................................................... 16

2.4.2.1. Respiración. ....................................................................................................... 17

2.4.2.2. Acidificación...................................................................................................... 17

2.4.3 Proceso de ensilaje.- .......................................................................................... 17

2.5 Sistemas Automáticos.- ..................................................................................... 18

2.5.1 Formas de automatizaciones.- ........................................................................... 18

2.6 Programmable Logic Controller (PLC).- ........................................................... 19

2.6.1 Funciones genérica que realiza un PLC.- .......................................................... 20

2.6.2 Características generales de los PLC.-............................................................... 21

2.6.3 Clasificación de los PLC.- ................................................................................. 21

2.6.3.1. PLC compacto.- ................................................................................................. 21

2.6.3.2. PLC modular ...................................................................................................... 22

2.6.4 Lenguajes de Programación de los PLC.-.......................................................... 23

2.7 Interfaz hombre Maquina (HMI).- ..................................................................... 24

2.7.1 Formas de realizar una HMI.- ............................................................................ 25

2.8 Prensa.- .............................................................................................................. 27

2.8.1 Prensa ensiladora de Pasto.- .............................................................................. 27

2.8.2 Alternativas de prensas ensiladoras.- ................................................................. 28

ix

2.8.2.1. Máquina de ensilar de 3 tambores (Alternativa 1).- .......................................... 28

2.8.2.2. Máquina de ensilar de 4 tambores (Alternativa 2).- .......................................... 29

2.8.2.3. Embutidora de Pasto y Granos (Alternativa 3).- ............................................... 30

2.8.2.4. Silo Pack J10 (Alternativa 4).-........................................................................... 31

2.8.3 Valoración de parámetros para selección de ensiladora.- .................................. 32

CAPÍTULO III

ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LA MAQUINA ENSILADORA

3.1 Pruebas de compactación.- ................................................................................ 34

3.2 Determinación del peso específico del pasto.- .................................................. 34

3.3 Cálculo del peso específico del forraje.-............................................................ 36

3.4 Área de compactación.- ..................................................................................... 36

3.5 Cálculo de la fuerza de compactación.- ............................................................. 37

3.6 Selección del cilindro hidráulico.- ..................................................................... 37

3.7 Selección de la unidad de trabajo hidráulico.- ................................................... 39

3.8 Selección del sistema de mando hidráulico.- ..................................................... 43

3.9 Cálculo de la potencia de motorreductor de giro.- ............................................ 43

3.10 Momento que se requiere para mover el conjunto de silos.- ............................. 44

3.11 Cálculo de la potencia de motorreductor de giro.- ............................................ 46

3.12 Diseño del sistema de transmisión.- .................................................................. 48

3.13 Selección de los rodamientos soportes de la cruceta.- ....................................... 49

3.14 Análisis estructural estático.- ............................................................................. 52

3.14.1 Análisis del pórtico de la estructura ensiladora de pasto.-................................. 52

3.14.2 Simulación del pórtico en SolidWorks.- ............................................................ 60

3.14.3 Simulación de cruceta que soporta los silos.- .................................................... 66

3.14.4 Simulación del eje estático.- .............................................................................. 73

3.15 Descripción del diseño de la máquina ensiladora de pasto.- ............................. 81

3.16 Fases de trabajo.- ............................................................................................... 81

3.17 Accionamiento de la cruceta giratoria.- ............................................................. 82

x

CAPITULO IV

MANUAL CONSTRUCTIVO DE LA ENSILADORA DE PASTO

4.1 Construcción de la Estructura.-.......................................................................... 83

4.1.1 Estructura A (Lado izquierdo de la ensiladora).-............................................... 83

4.1.2 Estructura B (Lado derecho de la ensiladora).- ................................................. 84

4.2 Plato Aprisionador.- ........................................................................................... 85

4.3 Base de sujeción de eje estático.- ...................................................................... 86

4.4 Acople del plato y cilindro hidráulico.- ............................................................. 86

4.5 Placa de sujeción del cilindro hidráulico.- ......................................................... 87

4.6 Eje estático.- ...................................................................................................... 88

4.7 Plato de sujeción de cruceta.- ............................................................................ 88

4.8 Cruceta de soporte de los silos.- ........................................................................ 89

4.9 Silos de compactación.- ..................................................................................... 90

4.10 Tolva de pasto picado.- ...................................................................................... 90

4.11 Ensamble total de piezas mecánicas.- ................................................................ 91

4.12 Montaje de equipos eléctrica.- ........................................................................... 92

4.13 Costos de la ensiladora pasto.-........................................................................... 93

4.13.1 Costos de hora hombre - máquina.- ................................................................... 94

4.13.2 Costos de Materiales.- ....................................................................................... 95

4.13.3 Costos Varios.- .................................................................................................. 98

4.14 Costos Total de la ensiladora de pasto.- ............................................................ 98

CAPITULO V

ANALISIS FINANCIERO

5.1 Evaluación de la rentabilidad económica.- ........................................................ 99

5.2 Activos Tangibles (Costos Fijos).- .................................................................. 101

5.2.1 Terreno.- .......................................................................................................... 102

xi

5.2.2 Maquinarias y Equipos.- .................................................................................. 102

5.2.3 Construcción.- .................................................................................................. 103

5.2.4 Muebles y Enceres.-......................................................................................... 103

5.2.5 Otros activos.- .................................................................................................. 104

5.3 Costos Variables.- ............................................................................................ 105

5.3.1 Materia Prima.- ................................................................................................ 106

5.3.2 Materiales Directos.-........................................................................................ 106

5.3.3 Mano de obra Directa.- .................................................................................... 107

5.4 Presupuesto de ingreso.- .................................................................................. 108

5.5 Estado de Resultado.- ...................................................................................... 110

5.6 Flujo de Caja.- ................................................................................................. 111

5.7 Valor Actual Neto (VAN).- ............................................................................. 112

5.8 TIR.-................................................................................................................. 112

5.9 Periodo de Recuperación de la Inversión (PRI).- ............................................ 113

5.10 Punto de Equilibrio.- ........................................................................................ 114

5.10.1 Grafica del Punto de Equilibrio.- ..................................................................... 115

5.11 Análisis de resultados del estudio económico.- ............................................... 116

CAPITULO VI

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

6.1 Principio de Funcionamiento.-......................................................................... 117

6.1.1 Modo de Operación Manual.- .......................................................................... 118

6.1.2 Modo de Operación Automática. ..................................................................... 121

6.2 Flujograma de operación de la ensiladora de Pasto.- ...................................... 123

6.3 Indicaciones básicas de montaje. ..................................................................... 124

6.3.1 Anclaje y nivelación.- ...................................................................................... 125

6.4 Mantenimiento de la ensiladora de pasto.- ...................................................... 125

6.4.1 Mantenimiento Pre-operaciónal.- .................................................................... 126

6.4.2 Mantenimiento Post-Operación.- ..................................................................... 126

6.4.3 Mantenimiento Semestral de la máquina.- ...................................................... 127

xii

6.4.4 Mantenimiento Anual de la Maquina.- ............................................................ 129

6.5 Procedimiento para la realización de mantenimientos.- .................................. 130

6.6 Problemas frecuentes y posibles soluciones.- .................................................. 131

CAPITULO VII

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 CONCLUSIONES……………………………………..……………………. 133

7.2 RECOMENDACIÓN……………………………………………………….. 134

BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………136

ANEXOS..…………………………………...…....……………………………………...141

PLANOS …………………………………..……………………………………...……149

xiii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura Nº 2. 1: Pasto. .............................................................................................................. 9

Figura Nº 2. 2: Silo de Torre. ............................................................................................... 12

Figura Nº 2. 3: Silos horizontales. ........................................................................................ 13

Figura Nº 2. 4: Silo de bolsa. ................................................................................................ 14

Figura Nº 2. 5: Alimentación del ganado bobino con pasto ensilado. .................................. 15

Figura Nº 2. 6: Ensilaje finalizado. ....................................................................................... 16

Figura Nº 2. 7: PLC. ............................................................................................................. 19

Figura Nº 2. 8: PLC Compacto. ............................................................................................ 22

Figura Nº 2. 9: PLC Modular. .............................................................................................. 23

Figura Nº 2. 10: HMI. ........................................................................................................... 24

Figura Nº 2. 11: Panel de Operación OP277. ....................................................................... 25

Figura Nº 2. 12: Panel de Operación TP277. ....................................................................... 26

Figura Nº 2. 13: Sistema SCADA. ....................................................................................... 27

Figura Nº 2. 14: Prensa de ensilar de 3 tambores. ................................................................ 29

Figura Nº 2. 15: Prensa de ensilar de 4 tambores. ................................................................ 30

Figura Nº 2. 16: Prensa de ensilar pastos y granos. .............................................................. 31

Figura Nº 2. 17: Prensa de ensilar tipo silo pack. ................................................................. 32

Figura Nº 3. 1: Cilindro de Compactación, Volumen inicial pasto picado. ......................... 35

Figura Nº 3. 2: Central hidráulica base Marca Roemheld. .................................................. 41

Figura Nº 3. 3: Válvula de Doble efecto. ............................................................................. 43

Figura Nº 3. 4: Motorreductor. ............................................................................................. 44

Figura Nº 3. 5: Peso del Silo. ................................................................................................ 45

Figura Nº 3. 6: Sistema de transmisión por engranajes. ....................................................... 48

Figura Nº 3. 7: Peso de sistema de giro por medio de SolidWorks. ..................................... 50

Figura Nº 3. 8: Simulación del pórtico de la estructura – Paso 1. ........................................ 53

Figura Nº 3. 9: Simulación del pórtico de la estructura – Paso 2. ........................................ 54

Figura Nº 3. 10: Tubo estructural negro cuadrado, Calidad ASTM A500 ........................... 55

Figura Nº 3. 11: Definición del material de la estructura ..................................................... 56

Figura Nº 3. 12: Definición de los puntos de apoyo. ............................................................ 57

Figura Nº 3. 13: Definición de carga pu. .............................................................................. 58

Figura Nº 3. 14: Simulación de la carga. .............................................................................. 59

xiv

Figura Nº 3. 15: Simulación del pórtico – Paso 1. ............................................................... 60

Figura Nº 3. 16: Simulación del pórtico – Paso 2 ................................................................ 61

Figura Nº 3. 17: Simulación del pórtico – Paso3. ................................................................ 62

Figura Nº 3. 18: Simulación del pórtico – Esfuerzos Von Mises. ........................................ 63

Figura Nº 3. 19: Simulación del pórtico – Deformaciones. .................................................. 64

Figura Nº 3. 20: Simulación del pórtico – factor de seguridad. ........................................... 65

Figura Nº 3. 21: Simulación de cruceta – Paso 1. ................................................................ 66

Figura Nº 3. 22: Sujeción de la cruceta – Paso 2. ................................................................. 67



Figura Nº 3. 25: Simulación de la cruceta – Esfuerzos Von Mises. ..................................... 70

Figura Nº 3. 26: Simulación de la cruceta – desplazamientos. ............................................. 71

Figura Nº 3. 27: Simulación de la cruceta – Factor de seguridad. ....................................... 72

Figura Nº 3. 28: Simulación del eje estático – Paso 1. ......................................................... 73

Figura Nº 3. 29: Sujeción del eje estático – Paso 2. ............................................................. 74

Figura Nº 3. 30: Aplicación de cargas en el eje estático – Paso 3. ....................................... 75

Figura Nº 3. 31: Aplicación de cargas en el eje estático – Paso 4. ....................................... 76

Figura Nº 3. 32: Selección del material del eje estático – Paso 5. ........................................ 77

Figura Nº 3. 33: Simulación del eje estático– Esfuerzos Von Mises. .................................. 78

Figura Nº 3. 34: Simulación del eje estático – Deformaciones. ........................................... 79

Figura Nº 3. 35: Simulación del eje estático – Factor de seguridad. .................................... 80

Figura Nº 3. 36: Prensa de ensilar. ....................................................................................... 81

Figura Nº 5. 1: Punto de Equilibrio. ................................................................................... 115

Figura Nº 6. 1: Ensiladora de pasto de 4 tambores. ............................................................ 117

Figura Nº 6. 2: Accionamiento Manual desde la HMI. ...................................................... 119

Figura Nº 6. 3: Pantalla principal de la aplicación en la HMI. ........................................... 119

Figura Nº 6. 4: Selección del silo de forma manual. .......................................................... 120

Figura Nº 6. 5: Accionamiento automático desde la HMI. ................................................ 121

Figura Nº 6. 6: Flujograma de trabajo de la ensiladora de pasto. ....................................... 124

xv

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla Nº 2. 1: Capacidad de silos de torre. .......................................................................... 11

Tabla Nº 2. 2: Valoración de máquinas ensiladoras. ............................................................ 33

Tabla Nº 3. 1: Resultados obtenidos al compactar el pasto a diferente presiones ................ 36

Tabla Nº 3. 2: Catálogo de cilindros hidráulicos Marca Roemheld. .................................... 38

Tabla Nº 3. 3: Especificaciones técnicas central hidráulica. ............................................... 42

Tabla Nº 3. 4: Catálogo de motorreductor marca ROSSI ..................................................... 47

Tabla Nº 3. 5: Engranes. ....................................................................................................... 48

Tabla Nº 3. 6: Capacidad de carga. ...................................................................................... 51

Tabla Nº 3. 7: Capacidad de carga básica. ........................................................................... 51

Tabla Nº 4. 1: Procedimiento construcción estructura A. ................................................... 84

Tabla Nº 4. 2: Procedimiento construcción estructura B. .................................................... 85

Tabla Nº 4. 3: Procedimiento construcción del plato aprisionador. .................................... 86

Tabla Nº 4. 4: Procedimiento construcción de la base de sujeción eje estático. ................. 86

Tabla Nº 4. 5: Procedimiento construcción de acople del plato y cilindro hidráulico. ....... 87

Tabla Nº 4. 6: Procedimiento construcción de la placa del cilindro hidráulico. ................. 87

Tabla Nº 4. 7: Procedimiento de construcción del eje estático. .......................................... 88

Tabla Nº 4. 8: Procedimiento construcción del plato de sujeción de la cruceta. ................. 89

Tabla Nº 4. 9: Procedimiento construcción de cruceta de soporte de los silos. .................. 89

Tabla Nº 4. 10: Procedimiento construcción de cruceta de soporte de los silos. ................ 90

Tabla Nº 4. 11: Procedimiento construcción de Tolva de pasto picado. ............................. 91

Tabla Nº 4. 12: Procedimiento construcción de cruceta de soporte de los silos. ................ 92

Tabla Nº 4. 13: Procedimiento de montaje de equipos eléctricos. ...................................... 93

Tabla Nº 4. 14: Costo trabajos mecánicos. .......................................................................... 94

Tabla Nº 4. 15: Costo trabajos mecánicos. .......................................................................... 94

Tabla Nº 4. 16: Costos de Materiales Hidráulicos. .............................................................. 95

Tabla Nº 4. 17: Costo de Materiales Mecánicos. ................................................................ 96

Tabla Nº 4. 18: Costos de Materiales Eléctricos. ................................................................ 97

Tabla Nº 5. 1: Activos Tangibles de la inversión. .............................................................. 101

Tabla Nº 5. 2: Terreno. ....................................................................................................... 102

Tabla Nº 5. 3: Maquinarias y Equipos. ............................................................................... 103

Tabla Nº 5. 4: Construcción. .............................................................................................. 103

xvi

Tabla Nº 5. 5: Muebles y Enceres. ..................................................................................... 104

Tabla Nº 5. 6: Otros Activos. ............................................................................................. 105

Tabla Nº 5. 7: Costos variables de la inversión. ................................................................. 106

Tabla Nº 5. 8: Materia Prima. ............................................................................................. 106

Tabla Nº 5. 9: Materiales Directos. .................................................................................... 107

Tabla Nº 5. 10: Mano de obra directa. ................................................................................ 108

Tabla Nº 5. 11: Presupuesto de ingresos. ........................................................................... 109

Tabla Nº 5. 12: Estado de Resultados. ................................................................................ 110

Tabla Nº 5. 13: Flujo de Caja. ............................................................................................ 111

Tabla Nº 5. 14: Valor actual neto. ...................................................................................... 112

Tabla Nº 5. 15: Tasa interna de retorno. ............................................................................. 112

Tabla Nº 5. 16: Periodo de recuperación de la inversión. .................................................. 113

Tabla Nº 5. 17: Punto de Equilibrio. .................................................................................. 114

Tabla Nº 6. 1: Problemas frecuentes y posibles soluciones. ............................................ 132

xvii

INDICE DE ANEXOS

ANEXO A Catálogo de cilindros hidráulicos Marca Roemheld.

ANEXO B Catálogo de centrales hidráulicos Marca Roemheld.

ANEXO C Catálogo de cilindros hidráulicos Marca Roemheld ficha técnica.

ANEXO D Catálogo de Circuitos de válvulas hasta 500 bar.

ANEXO E Esquema hidráulico para centrales hidráulicas.

ANEXO F Catálogo de motorreductor marca ROSSI.

ANEXO G Tubo estructural negro cuadrado, Calidad ASTM A500.

xviii

RESUMEN EJECUTIVO

El contenido del presente trabajo investigativo, determina el diseño y la factibilidad de una

prensa utilizada para el ensilaje de pasto en el OASIS DE LA UNIVERSIDAD

TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL SEDE SANTO DOMINGO, 2014. Se aplicaran

cálculos técnicos y paquetes informáticos que ayudaran a obtener una maquina con

tecnología moderna, el diseño de esta máquina continuara con el proceso de

automatización de los diferentes procesos que se desarrollan en el OASIS de la

Universidad Tecnológica Equinoccial. La futura implementación de la ensiladora de pasto

aportara significativamente a la alimentación de los ganados bovinos de la granja.

La máquina más rentable fue seleccionada de cuatro posibles alternativas en las cuales se

analizaron las especificaciones técnicas de mayores relevancias, y siendo la ensiladora de

pasto de 4 tambores la maquina con mayor rendimiento (90%). Se calculó en base a una

capacidad de carga de 40 Kg por cada tambor, los material que se escogieron fueron

seleccionados en base a los resultados de los cálculos técnicos y sus respectivas

comparaciones con la simulación en los paquetes informáticos como lo son el SAD 2000 y

el SOLIDWORKS. Una vez concluido el diseño se analizara la factibilidad del proceso de

ensilaje a desarrollarse en la granja teniendo en cuenta las disponibilidades con las que

cuenta la granja y el tipo de pasto que tiene mayor rendimiento en la zona.

Finalmente se elaboró un manual de mantenimiento y operación de la máquina diseñada,

para un correcto uso de operación y alargar la vida útil de la maquina con la realización de

los diferentes tipos de mantenimientos.

xix

EXECUTIVE SUMMARY

The content of this investigative work determines the design and feasibility of a press used

for grass silage in “OASIS of the UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL”

headquarters SANTO DOMINGO, 2014. There will be applied technical calculations and

software packages that will help to obtain a machine with modern technology, the design

of this machine will continue with the process of automation of the different processes that

develop in OASIS of the Universidad Tecnológica Equinoccial. The future implementation

of grass silage will significantly add to the power of the cattle from the farm.

The most profitable machine was selected of four possible alternatives in which the

technical specifications of major relevancies were analyzed, and being the silo of grassland

of 4 drums the machine with major yield (90 %). It was calculated on the basis of a 40 Kg

load capacity for each drum, the material chosen were selected based on the results of

technical calculations and their respective comparisons with simulation in computer

packages such as the SAD 2000 and the SOLIDWORKS. As soon as the design was

concluded there will be analyzed the practicality of the process of ensilage to develop in

the farm taking into account availability of the farm and the type of grass that has higher

performance in the area.

Finally there was prepared a manual of maintenance and operation of the designed

machine for a correct use of operation and to lengthen the useful life of the machine with

the completion of the different types of maintenance.

1

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN

1.1 Planteamiento del Problema.-

En toda granja ganadera sea pequeña, mediana, grande, la crianza del animal depende de la

alimentación que se le suministre, el pasto siendo el nutriente de mayor importancia en este

proceso de crianza y en el medio tropical como el nuestro la producción está condicionada

por el clima, porque en épocas extremas de sequía o de fuertes inviernos la producción se

reduce, presentando escasez de forraje, con la perdidas en la producción animal.

Teniendo en cuenta que los animales necesitan recibir su alimento en forma adecuada

durante todos los días sin importar el estado del tiempo en la cual nos encontremos, para

que la producción sea la más conveniente para las granjas se pone en consideración

alternativa para suplir la falta de forraje, es el caso de la técnica de ensilado de pasto.

Sabiendo del aporte de la Facultad Ciencias de la Ingeniería especialización Ingeniería

Electromecánica y Automatización Industrial la Universidad Tecnológica Equinoccial y la

provincia, el siguiente plan es; EL DISEÑO Y FACTIBILIDAD DE UNA PRENSA

SEMIAUTOMATICA PARA ENSILAR PASTO PARA GANADO BOVINO, EN LA

GRANJA “EL OASIS” DE LA UNIVERSIDAD TEGNOLOGICA EQUINOCCIAL

(UTE) SEDE SANTO DOMINGO, 2014

Esta tesis se presenta como una alternativa para el OASIS de la UTE, en el ámbito de

alimentación del ganado bovino.

2

1.1.1 Formulación del problema.-

¿Podrá mantenerse la demanda necesaria para la alimentación del ganado bovino en el

OASIS perteneciente a la UTE en la ciudad de Santo Domingo de los Colorados,

determinado mediante el Diseño y Factibilidad de una prensa para ensilar pasto?

1.1.2 Sistematización del problema.-

Todas las siguientes interrogantes que se presentaran a continuación en el problema del

plan, serán resueltas mediante el diseño y factibilidad de la prensa de ensilar pastos.

• ¿Sera capaz la prensa de ensilar el pasto existente (no utilizado) en el OAISIS?

• ¿Podrá trabajar dicha prensa de manera constante sin sufrir desperfectos?

• ¿Podrá la prensa trabajar de una forma segura que no ponga en riesgo la presencia

del o los operarios?

• ¿Qué beneficios ofrece la prensa de ensilar a la UTE?

• ¿Quiénes se beneficiaran con la presencia de la prensa de ensilar pastos en el

OASIS?

• ¿De qué forma se realizará el análisis de la factibilidad de la prensa de ensilar pasto?

• ¿Tendrá esta prensa una ficha de mantenimiento que pueda ser captada de una forma

correcta por la persona a cargo de la misma?

3

1.2 Justificación.-

Esta prensa será utilizada para ensilar pasto, en la granja “el OASIS” de la UTE, y será de

gran ayuda en la crianza de ganado bovino. Porque con su implementación se mantendrá

constante la alimentación del ganado bovino de las granjas.

La problemática de las granjas criadoras de ganado bovino, es mantener una producción

constantes de pasto para abastecer diariamente a dicho ganado, y la falta de

implementación de Máquinas industriales que funcionen de acuerdo a los requerimientos

de los dueños de las granjas, despiertan la visión de un estudiante de la facultad de ciencias

de la ingeniería carrera Ingeniería Electromecánica y Automatización y como tal, con la

investigación del Diseño de un prensa de ensilar pasto , se propone el inicio del desarrollo

de una máquina industrial sustentable.

En la actualidad es necesario conocer de técnicas que ayuden a que la alimentación de

dicha especie no se vea afectada, por lo que es necesario crear sistema automatizados, para

que la alimentación del ganado en el OASIS de la UTE no se vea afectado y tenga un

abastecimiento constante durante todos los días del año.

Este diseño contribuirá de una manera positiva a los dueños de granjas porque hará que las

empresas proveedoras de estas maquinaria desarrollen maquinas sofisticadas. En base al

estudio realizado para el diseño de esta prensa.

1.3 Alcance.-

Con el diseño y la factibilidad de la prensa de ensilar pastos utilizada en las granjas

criadoras de ganado bovino, se pretende diseñar una maquina capaz de adaptarse a las

condiciones de la granja perteneciente a el OASIS de la UTE, además de operar de forma

semiautomática, nos permite simplificar la utilización de operarios encargados de la

operación de máquinas, ya que puede ser utilizada por el mismo propietario de la granja.

4

El primer beneficiado será la granja “el OASIS” perteneciente a la Universidad

Tecnológica Equinoccial sede Santo Domingo, porque se diseñara una máquina de alta

calidad que podrá ser implementada en el futuro y abastecerá constantemente la necesidad

de la granja. Para la factibilidad de la prensa de ensilarse utilizaran métodos estadísticos

para su respectivo análisis, y así tener una perspectiva concreta de la viabilidad de la

prensa.

1.4 Objetivos de la investigación.-

1.4.1 Objetivo general.-

Diseñar y analizar la factibilidad de una prensa semiautomática para ensilar pasto, utilizada

para la alimentación del ganado bovino en la granja “EL OASIS” de la UTE sede Santo

Domingo de los Colorados, 2014.

1.4.2 Objetivo específicos.-

• Analizar las especificaciones técnicas de requerimiento de la prensa de ensilar pasto

a ser diseñada.

• Indagar acerca de las prensas de ensilar, y comparar con prototipos ya

implementados semejantes con nuestra maquina a diseñar.

• Realizar los cálculos técnicos y sustentarlos de cada uno de los componentes

mecánicos a ser utilizados en nuestra prensa.

• Diseñar una prensa de ensilar que abastezca la demanda total, requerida por el

ganado bovino del OASIS de la UTE sede Santo Domingo.

5

• Analizar la factibilidad económica de la implementación de la prensa de ensilar

pasto, mediante la utilización de los indicadores estadísticos VAN y TIR.

• Diseñar el sistema semiautomático para el control de la prensa de ensilar pasto.

1.5 Hipótesis.-

Con el Diseño y análisis de factibilidad de una prensa de ensilar pasto para el OASIS de la

UTE, ¿permitirá obtener una prensa que abastezca la demanda necesaria para los animales

bovinos del OASIS, y su alimentación sea constante durante todos los días del año?

1.5.1 Operacionalización De La Hipótesis.-

• Variable dependiente:

Calidad del ensilado.

Porcentaje de producción de ensilado.

• Variable Independiente:

Diseño y Factibilidad de la prensa para ensilaje de pasto.

1.6 Alcance de la investigación.-

El diseño de esta máquina es de mucha importancia para las granjas que se dedican a la

crianza de ganado bovino, porque ayudara que los animales mantengan una alimentación

constante durante todos los días del año. Además se empleara una técnica de ensilaje muy

innovadora utilizando una máquina que disminuirá las pérdidas de materia prima que se

producen al momento del ensilaje. Con esta máquina no solo podremos ensilar pasto, si no

6

que podremos ensilar material vegetal que contenga bastante producción de materia verde

en cada corte, y que sea fácil de cosechar para los granjeros.

¿Cómo funcionara la máquina?

La materia prima a ensilar es colocada en alguno de los tambores de la máquina, con la

ayuda de la prensa que consta de un cilindro neumático, compactara la materia que se

colocó en el tambor seleccionado, en este momento podremos cargar cualquiera de los

otros dos tambores.

Después de realizar el compactado del primer tambor con la ayuda del motor eléctrico se

hará girar los tambores y se compactara el siguiente tambor, para finalmente compactar el

tambor final. Esta máquina puede ser operada de forma manual o automática.

¿Cuáles son las ramas que ayudaran a sustentar el diseño de la maquina?

Esta máquina utiliza métodos y técnicas de última tecnología, además está encaminada en

4 ramas muy importante para su diseño como son las siguientes:

Mecánica.- Con la ayuda de la mecánica se diseña una máquina que utilice materiales

apropiados, que serán sustentados con los respectivos cálculos determinando los diferentes

tipos de esfuerzos de cada uno de sus componentes además de saber el método utilizado

para la transmisión de la potencia desde el motor hacia la máquina y la velocidad

transmitida a la misma.

Neumática.- En lo que tiene que ver con esta rama se incluirá los cilindros de doble o

simple efecto (esto será determinado al momento del diseño), mando neumático que nos

ayudara a comandar la máquina de una forma manual, además constara con un manómetro

indicador que ayudara al operador conocer la presión de trabajo en la máquina y circuito

neumático de alimentación utilizando mangueras apropiadas. Para el control automático se

emplearan electroválvulas que serán las encargadas de comandar los cilindras neumáticos.

7

Maquinas Eléctrica.- Aquí nosotros dimensionaremos nuestros motores a ser empleados en

nuestra máquina, sabremos la potencia necesaria de los motores, el consumo de energía

eléctrica por parte de la prensa.

Control automático y automatización Industrial.- Para esta máquina se empleara sensores y

actuadores, los sensores ayudaran a comandar nuestra prensa de una forma automática,

estos dispositivos se encargaran de enviar una señal de instrumentación predeterminada

hacia el PLC, el mismo que realizara las operaciones programadas por el diseñador, y

enviara una señal hacia los actuadores para que realicen su función además incluirá un

variador de frecuencia que será el encargado de controlar la velocidad de giro de los

motores eléctricos.

¿Cuál es el proceso a seguir para el ensilado del pasto?

Inicialmente se pica la materia prima a ensilar con la ayuda de una trituradora, es

recomendable que el picado sea fino, el siguiente paso es colocar una bolsa de PVC en

cada uno de los tambores donde se realizara el compactado, una vez compactada se

recomienda aplicar una solución que consta de melaza y Agua y finalmente se cierra la

funda de PVC ensilada y es almacenada en un lugar libre de roedores.

8

CAPITULO II

MARCO DE REFERENCIA

2.1 Antecedentes.-

La ganadería en América Latina y el Caribe tiene una importancia relevante y es una

fuente de alimentos básicos para la seguridad alimentaria de la población.

Alrededor de una décima parte de la población mundial tiene algún grado de vinculación

del sector ganadero y de cría, por tanto, los sistemas de producción pecuaria son

considerados como la estrategia demográfica, social, económica y cultural más apropiada

para mantener el bienestar de las comunidades especialmente las rurales-, debido a que es

la única actividad que puede simultáneamente proveer seguridad en el sustento diario,

conservar ecosistemas, colaborar en las estrategias de poblamiento nacional y satisfacer los

valores culturales y tradiciones.

América Latina, con sus extensas áreas de pasturas, un régimen climático favorable y un

uso racional de insumos, cuenta con todos los insumos necesarios para ser un importante

productor pecuario para garantizar la seguridad alimentaria regional y mundial.

2.2 Pasto.-

ESTABRAHM (2009, http://estabrahm.wordpress.com/) Los pastos (figura 2.1) son la

base fundamental de todo programa de alimentación en ganadería de trópico, puesto que

proveen al animal de nutrientes. Es un alimento muy completo pero al mismo tiempo el

más económico de toda la dieta para un bovino.

9

Cuando en un predio se cultivan pastos y forrajes de diferentes géneros y especies para

alimentar un grupo de bovinos en particular, a todo el material vegetal producido se le

conoce como base forrajera.

Figura Nº 2. 1: Pasto.

Fuente: http://www.engormix.com/MA-ganaderia- carne/manejo/articulos/beneficios-ganaderia-intensiva-tropical-t2115/124-p0.htm

2.2.1 Aspectos para el manejo adecuado del pasto.-

Lilian Gélvez (2013, http://mundo-pecuario.com/tema190/pastos_forrajes): Sostiene los

pastos constituyen la fuente de alimentación más económica, sin embargo depende de un

manejo adecuado para que un pasto desarrolle todo su potencial para desarrollar las

funciones de crecimiento, desarrollo, producción y reproducción en los animales.

Cuando se habla de manejo adecuado de pastos y forrajes, se deben tomar en cuenta

algunos aspectos como:

10

• La necesidad o no de implementar riego.

• La necesidad de mantener buenas técnicas de drenaje.

• El modo como ha de ser sembrado o establecido el pastizal.

• La conveniencia o no de la rotación de potreros.

• El establecimiento de asociaciones con otros pastos.

• La capacidad de carga de pastos.

• La tolerancia del forraje en cuando a algunos factores como la quema, la sequía, las

heladas, el pisoteo, suelos ácidos, suelos pobres y otros.

• La presencia de sustancias tóxicas para una especia animal determinada.

2.3 Silo.-

(CORPOICA, 2002) define al silo como un depósito o construcción donde se almacena

forraje picado, con el fin de producir la fermentación anaeróbica de la masa forrajera

necesaria para conservarla. Debe ubicarse a una distancia media o proporcional entre el

cultivo y el lugar de alimentación, para economizar mano de obra y tiempo en el llenado

del silo y en la alimentación de los animales.

11

2.3.1 Tipos de Silos.-

Para (Álvaro Castro, 2002) Existen varios tipos de silos, al igual que diferentes tipos de

construcciones. Entre los tipos más comunes se encuentran los verticales (torre y foso), los

horizontales (trinchera o subterráneo y bunker o superficial) y de bolsa.

2.2.1.1. Silos verticales.-

Cuando las construcciones son verticales la profundidad del silo debe ser alrededor del

doble de su diámetro. El tamaño del silo depende del número de animales que hay que

alimentar en un periodo determinado y de la calidad de alimento que se suministre.

Para los silos verticales en la tabla 2-1, se da un ejemplo de estas relaciones. En el Cuadro

se aprecia que la capacidad está en relación con el diámetro y la altura. Por ejemplo, si

tenemos un silo de torre de 10 metros de altura y 3,5 m de diámetro, su capacidad es de 83

toneladas.

Tabla Nº 2. 1: Capacidad de silos de torre.

Fuente: Libro Ganadería de Carne Gestión Empresarial, Álvaro Castro, pag135

• Silos de Torre: estructuras verticales, solas o en batería, provistas de techo, de

escalera y de canal exterior para facilitar el descargue, con paredes fuertes,

impermeables, lisas y bien aplanadas, para facilitar la compactación, con el fin de

resistir la acción de los ácidos, las paredes interiores se protegen con asfalto, pinturas

a base de caucho, yeso, cemento o aceite de linaza cocido; no se recomiendan las de

12

base de plomo; los cimientos deben ser fuertes, resistentes y bien drenados para

evacuar los líquidos (Figura 2.2). Su capacidad corresponde al cálculo del volumen

de un cilindro: diámetro x diámetro

Figura Nº 2. 2: Silo de Torre.

Fuente: Libro El ensilaje una alternativa para conservación de forrajes, Corpoica, pag16.

2.2.1.2. Silos horizontales.-

Este tipo de silos permiten una fácil utilización del forraje para la alimentación del ganado,

con la colocación de separadores (cepos) esta puede hacerse en el mismo silo; además de

este modo, el llenado, compactación y extracción son labores que se realizan con gran

facilidad.

Se recomienda la construcción de silos con capacidad mínima de 50 a 60 toneladas, aunque

ésta determinada por la capacidad de cosecha, transporte y llenado del silo en períodos de 5

a 7 días.

La longitud del silo depende del tiempo que se utilizará el ensilaje, y el ancho o corte

transversal, de la cantidad que se va a consumir diariamente. La altura varía entre 1.8 y 3

metros y su capacidad corresponde al cálculo del volumen de un trapecio:

13

Figura Nº 2. 3: Silos horizontales.

Fuente: Libro El ensilaje una alternativa para conservación de forrajes, Corpoica, pag 18.

2.2.1.3. Silos de bolsa.

En una bolsa de polipropileno, como la de los fertilizantes o la de los concentrados, se

introduce una bolsa de polietileno (figura 2.4), por ejemplo, una de basura sencilla o doble,

la cual se llena de forraje picado, compactando bien el material. En una bolsa normal de

fertilizantes se pueden ensilar 35 kg de forraje bien compactado. Las pérdidas en este tipo

de silos son reducidas y facilitan las labores de alimentación: pueden utilizarse bolsas con

capacidad de 30 a 35 o de 50 a 60 kilogramos, que ayudan a la manipulación posterior.

14

Figura Nº 2. 4: Silo de bolsa.

Fuente: Libro El ensilaje una alternativa para conservación de forrajes, Corpoica, pag 19.

2.4 Ensilaje.-

El ensilaje es un método de conservación de pastos y forrajes (figura 2.5) basado en la

fermentación anaeróbica (sin aire) de la masa forrajera mediante el control regulado de una

serie de cambios bioquímicos ocurridos en el hacinamiento del material verde, que permite

mantener, durante periodos prolongados de tiempo, la calidad que tenía el forraje en el

momento del corte.

15

Figura Nº 2. 5: Alimentación del ganado bobino con pasto ensilado.

Fuente:http://www.abc.com.py/edicion-impresa/suplementos/abc-rural/pasturas-y-forrajes-en-el- tambo-408059.html

El proceso consiste en una fermentación y su éxito radica en permitir una degradación,

dentro de límites bastante estrechos, que impidan bruscas transformaciones en la

composición del producto que se ha de conservar. (Chaverra, 2000)

2.4.1 Beneficios del Ensilaje.-

Para (Carlos Gavilanes, 2011): El uso de ensilaje ofrece los siguientes beneficios:

• Permite tener alimentación constante y segura a los animales evitando las pérdidas de

peso o de producción.

• Un forraje bien ensilado, conserva la calidad nutritiva del mismo tal como se cosechó

en el campo.

16

• Los animales alimentados con ensilaje responden a sus condiciones corporales,

genéticas y de reproducción, tal como si estuvieran alimentados con forrajes de

excelente calidad.

• El uso de ensilaje permite al ganadero ser más eficiente en la producción de la finca.

• El uso de forrajes conservados en el país permitiría incrementarla carga animal

promedia de 0.5 a 2.5 y 5.0 animales por hectárea, en ladera y zona plana

respectivamente.

2.4.2 Etapas del Ensilaje.-

Se encontró (Duthil, 1980; citado por F.Jimenez y Joaquin. M, 2002) quien expresa; a

partir del período de recolección y picado del forraje, hasta finalizar el proceso de ensilaje,

(figura 2.12) se dan dos fases principales que es necesario conocer para dar un manejo

correcto y obtener los logros deseados, así:

Figura Nº 2. 6: Ensilaje finalizado.

Fuente: http://www.alimentacionbovinos.enfinca.com/

17

2.4.2.1. Respiración.-

Después de cosechada la planta, cuando la célula vegetal aún respira, produce anhídrido

carbónico (HCO) y agua que elevan la temperatura hasta 58 o 60°C, conduciendo al

oscurecimiento del ensilado y caramelización de los azúcares.

Esta fase aerobia no se debe permitir, pues disminuye sensiblemente el contenido de

azúcares solubles y la digestibilidad; si el silo se cierra, en forma hermética, el oxígeno

presente se consume con rapidez (primeras cinco horas) y garantiza un buen resultado.

2.4.2.2. Acidificación.-

Al comienzo del proceso, cuando hay presencia de oxígeno y la temperatura se encuentra

entre 20 y 60°C se presenta un crecimiento de bacterias aerobias gram negativas, las cuales

conservan los azúcares y liberan ácido fórmico, acético, láctico, butírico, alcohol, y

anhídrido carbónico.

Una vez se agota el oxígeno se inicia un proceso de fermentación láctica, cuyo grado

depende del contenido de azúcares fermentables y del nivel de anaerobiosis; por tanto,

cuando el material ensilado no contiene suficientes carbohidratos, como ocurre con las

leguminosas, es conveniente adicionar durante el proceso de ensilaje, materiales ricos en

estos elementos como melaza, granos molidos, entre otros.

2.4.3 Proceso de ensilaje.-

Para (Bragachini, Cattani,Gallardo,Peiretti; 2008): El propósito de ensilar es mantenerlas

condiciones de la planta tal como se cosecha. Una vez seleccionada la especie forrajera a

ensilar el proceso inicia con la siembra del cultivo, el desarrollo del mismo y el momento

de la cosecha, y continúa con el corte y picado del forraje buenas prácticas de ensilar,

sellado del silo para impedir la entrada de aire y de agua. Para lograr un buen ensilaje se

debe tener en cuenta tres aspectos prioritarios:

18

• Porcentaje de humedad del forraje. Se refiere a la cantidad de agua que debe poseer

el forrajeen el momento de ensilarlo, a humedad óptima para lograr un buen silo es

del 68 al 75%.

• Grado de madurez de la cosecha. Se deben cosechar en estado de prefloración, a

excepción del sorgo forrajero que se debe cortar cuando el grano está en estado

lechoso o cuando por lo menos el 90% del cultivo está florecido, puesto que el sorgo

en estados previos posee contenidos altos de ácido cianhídrico que puede ser toxico

para los animales.

Otras gramíneas como la avena y el maíz que son de una o dos cosechas anuales, se deben

cortarla primera cuando el grano está en estado lechoso aproximadamente a los 110 días de

la siembra y el maíz cuando la mazorca esté en estado de choclo y comiencen a secarse las

hojas inferiores. Las leguminosas se deben cosechar cuando comiencen a florecer.

2.5 Sistemas Automáticos.-

(José Roldan Viloria, 2007) sostuvo el principio del automatismo está fundamentado en el

control y ejecución de acciones de forma automática, sin la intervención del operador o

con el mínimo número de intervenciones.

2.5.1 Formas de automatizaciones.-

Pérez & Pineda (2006) sostuvieron que se utilizan en la industria tres formas diferentes de

realizar automatizaciones:

• Mediante mies. Este método, empleado de forma clásica, está prácticamente en

desuso.

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• Mediante equipos específicos realizados con micro controladores. Se utiliza para

grandes series de máquinas iguales, pero tiene la dificultad de que su programación

es compleja.

• Mediante PLC la más extendida en la industria actual, dado que se apoya en equipos

industriales de amplia difusión, que se pueden programar de forma simple, con

lenguajes de programación estandarizados, mediante potentes herramientas de

desarrollo ofrecidas por los propios fabricantes.

2.6 Programmable Logic Controller (PLC).-

Domingo, Gamiz, Grau, Martínez (2004) expresaron; PLC Es un sistema de control basado

en un microprocesador y los elementos necesarios para que este microprocesador opere de

forma conveniente. Al estar basado en un microprocesador, permite que la función que el

PLC realice sea programable por cada usuario a efectos de satisfacer cada necesidad

concreta de control, lo que le convierte en una herramienta sumamente útil y flexible.

El PLC (figura 2.7) es un elemento de control de procesos de propósito general amoldable

a prácticamente todas las situaciones en las que se requiera una automatización.

Figura Nº 2. 7: PLC.

Fuente: http://www.cursosdeplc.com.mx/que-es-plc/

20

2.6.1 Funciones genérica que realiza un PLC.-

• Conexionado de contactos en serie y paralelo.

• Realización de funciones lógicas simples (AND, OR, NOT, etc.) y más complejas

(conexionado paralelo de bloques en serie, conexionado en serie de bloques

paralelos,etc.).

• Conteos, normalmente tanto ascendentes como descendentes.

• Temporizaciones.

• Operaciones y cálculos aritméticos (*, /, +, —).

• Enclavamientos de contactos.

• Procesado de señales digitales y analógicas.

• Regulaciones (P1D, fuzzy, etc.).

• Comunicaciones industriales (fieldbusses).

• Procesos de autodiagnóstico.

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2.6.2 Características generales de los PLC.-

• "Caja negra" con hardware transparente al usuario o programador.

• Reducidas dimensiones con gran compactación.

• Facilidad en su montaje e instalación.

• Fácil programación, en general gracias a la ayuda de un software intuitivo y bastante

"amigable".

• Posibilidad de almacenar programas para su posterior y rápida utilización.

• Fácil reutilización de los programas.

2.6.3 Clasificación de los PLC.-

(RaulSolves, 2013) Clasifica los PLC en función de los componentes del mismo y se

describe a continuación:

2.6.3.1. PLC compacto.-

Se llama PLC compacto (figura 2.8) al dispositivo que integra en un único módulo, todos

los componentes del autómata programable (fuente de alimentación, unidad de control,

entradas y salidas).

22

Figura Nº 2. 8: PLC Compacto.


2.6.3.2. PLC modular

Se dice que un PLC es modular (figura 2.9) cuando los componentes que forman el

autómata programable se sitúan en módulos diferentes, los cuales se acoplan entre sí

mediante conectores especiales.

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Figura Nº 2. 9: PLC Modular.


2.6.4 Lenguajes de Programación de los PLC.-

(Sergio Gallardo, 2013) sostuvo: En los inicios de los autómatas programables cada

fabricante utilizaba su propia tecnología y lenguaje de programación. La amplia variedad

de arquitecturas y lenguajes propietarios que existían propició que en la década de los

setenta, la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC: International Electrotechnical

Commission) elaboro la norma IEC-1131, para estandarizar el mercado de PLC. La norma

IEC-1131 está dividida en cinco partes, y es la referida como IEC-1131-3 (en España

UNE-EN 61131- 3) la que hace referencia a los lenguajes de programación y son los

siguientes:

• Lenguajes literales o textuales: Son aquellas donde las instrucciones del programa

están formadas por letras, símbolos y números. Los lenguajes que contempla la

norma son: Lenguaje textual de lista de instrucciones (IL: InstructionList) y Lenguaje

de texto estructurado (ST: Structured Text).

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• Lenguajes gráficos. En este caso las instrucciones se representan con esquemas y

figuras geométricas. La norma define tres lenguajes: Lenguaje gráfico de esquema de

contactos (LD: LadderDiagram), Lenguaje de diagrama de funciones (FBD Function

Block Diagram) y Diagrama funcional de secuencias (SFC:

SequentialFunctionCharl).

2.7 Interfaz hombre Maquina (HMI).-

(Eugenio Nieto, 2013) Se entiende por elementos de dialogo hombre-máquina (Human

Machine interface en inglés) a todos los elementos que colaboran con información al

operario, además de permitir que el operario de órdenes a la máquina.

Por último queda decir que cuando se instala un conjunto máquina - HMI existen dos

objetivos considerados como más importantes:

• Ahorro de costos.

• Evitar averías.

Figura Nº 2. 10: HMI.

Fuente: Libro Mantenimiento industrial práctico, Eugenio Nieto, pag54

25

2.7.1 Formas de realizar una HMI.-

Para (Enrique Mandado, 2009) Existen varias formas de realizar una unidad HMI entre las

que cabe citar los paneles de operación, las pantallas táctiles y los paneles con computador

industrial a continuación de describe como es el funcionamiento de cada uno de ellos:

• Paneles de operación: Los paneles de operación, conocidos por las siglas OP

(acrónimo de Operation Panel) están formados por una pantalla gráfica y un

conjunto de pulsadores de membrana, es controlado mediante un procesador

especializado que constituye un controlador de pantalla y teclado, que se acopla al

autómata programable a través de la correspondiente interfaz, a continuación se

ilustra una figura de una pantalla OP277.

Figura Nº 2. 11: Panel de Operación OP277.

Fuente: http://www.gkzhan.com/st36626/product_1073548.html

• Paneles táctiles: Los paneles táctiles conocidos por las siglas TP (acrónimo de

Touch Panel) emplean una pantalla gráfica que posee elementos sensores sensibles al

tacto. De esta forma la pantalla realiza la función de entrada y de salida y se elimina

el teclado a continuación podemos observar una panel táctil.

26

Figura Nº 2. 12: Panel de Operación TP277.

Fuente:http://www.automatyka.siemens.pl/solutionandproducts_ia/1276.htm

• Paneles con computador industrial embebido: Existen máquinas en las que es

conveniente que el sistema electrónico de control sea complejo y proporcionar más

funciones que un panel de operación o un panel táctil, como por ejemplo debe poseer

elevada capacidad de memoria, funciones de autómata programable, funciones de

supervisión y adquisición de datos conocidas como SCADA. Entre las prestaciones

de una herramienta de este tipo destaca:

• Monitoreo.

• Supervisión.

• Adquisición de datos.

• Visualización de estados.

27

Figura Nº 2. 13: Sistema SCADA.

Fuente:http://electrical-engineering-portal.com/responding-to-cyber-intrusion-in-scada-system

2.8 Prensa.-

Para (Eugene A. Avallone , 2006) La máquina utilizada para la mayoría de las operaciones

de trabajo en frio y algunos en caliente, se conoce como prensa. Se basa de un bastidor que

sostiene una bancada y un ariete, una fuente de potencia, y un mecanismo para mover el

ariete linealmente y en ángulos rectos con relación a la bancada.

2.8.1 Prensa ensiladora de Pasto.-

Es un equipo práctico, apropiado para el ensilado mecanizado de maíz, sorgo forrajero,

pasto de corte y caña de azúcar, consiguiendo almacenar de forma segura los alimentos del

ganado, con la ventaja que conserva los nutrientes del material a ensilar.

28

2.8.2 Alternativas de prensas ensiladoras.-

2.8.2.1. Máquina de ensilar de 3 tambores (Alternativa 1).-

Para (Jairo Sánchez, 2014) es una maquina rápida, económica y segura" el pasto se

almacena en una bolsa, lo que permite reutilizar la bolsa, con capacidad de 30 kg a 50 kg,

está equipada con un sistema hidráulico, el cual brinda una compactación y extracción de

oxígeno dentro de la bolsa, que permite la fermentación anaeróbica, conservando todos los

nutrientes del forraje a disposición de los animales. Sus características son las siguientes:

• Acción hidráulica (500 a 550 psi).

• Motor eléctrico monofásico 110/220 v 2 hp o de combustión interna 5.5 hp.

• Fácil mantenimiento.

• Peso del equipo aproximado 250 a 280 kg.

• Producción 1.2 a 1.5 toneladas (30 a 50 bolsas de por hora).

• Numero de operarios (3 persona).

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Figura Nº 2. 14: Prensa de ensilar de 3 tambores.

Fuente:http://ventagro.com.ve/clasificados/Equipos/MAQUINA-DE-ENSILAR-AGRO-SILO-PRENSA/3544

2.8.2.2. Máquina de ensilar de 4 tambores (Alternativa 2).-

Según (Francisco Sánchez, 2013) Esta ensiladora (figura 2.15) está enfocada en medianos

ganaderos, sus características son las siguientes:

• Producción 60 bolsas por hora de 50 Kg.

• Tipo producto a ensilar; maíz, caña, pastos de corte y sorgo.

• Tipo de accionamiento: motor eléctrico 1 Hp.

• Número de personas para su operación (2 persona).

30

Figura Nº 2. 15: Prensa de ensilar de 4 tambores.

Fuente: http://www.invento.com.co/product_silo_2.html

2.8.2.3. Embutidora de Pasto y Granos (Alternativa 3).-

Para (María José Ibarrola, 2014) Esta embutidora (figura 2.16) de pasto o granos puede

solucionar eficazmente algunas limitaciones y permite acopiar una importante cantidad del

mismo en la época de sequía, permitiendo contar con un alimento de bajísimo costo, sus

características son las siguientes:

• Producción 3 toneladas por hora.

• Potencia Requerida 10 HP.

• Numero de operarios (4 personas).

• Mantenimiento bajo la supervisión de un técnico especializado.

31

Figura Nº 2. 16: Prensa de ensilar pastos y granos.

Fuente: http://www.maquinariasibarrola.com.ar/detalle-embutidora-de-granos-martinez-y-staneck-embuti-de-forrajes-picado-fino-y-subproductos-p-bo-1268.php

2.8.2.4. Silo Pack J10 (Alternativa 4).-

Para (Infoagro, 2014) Con la nueva Silo Prensa de Ideagro, se podrá empacar cantidades

pequeñas de silo con la mejor compactación y presentación. La Silo Pack J10, es el equipo

por excelencia para aquellos productores que comercializan ensilaje y o lo transportan de

un lugar a otro. La presentación del producto varía entre 40 y 60 kilos., sus características

son las siguientes:

• Producción 2 toneladas por hora.

• Potencia motor electico 9 a 10 HP.

• Numero de operarios (4 personas).

• Tipo de accionamiento: eléctrico (motor), a gasolina o con el tractor.

32

Figura Nº 2. 17: Prensa de ensilar tipo silo pack.

Fuente: http://www.infoagro.com/compraventa/oferta.asp?id=22281

2.8.3 Valoración de parámetros para selección de ensiladora.-

En todas las alternativas que se describen anteriormente, intervienen múltiples aspectos, de

manera que se deben establecer prioridades, por lo que se aplicó el "método de

ponderación individual", el cual se basa en unas tablas donde se da un valor (1 a 5) a cada

maquinaria donde 5 es el valor más significativo y predomina sobre el número 1 que es el

menos significativo.

33

Tabla Nº 2. 2: Valoración de máquinas ensiladoras.

Máquina

Característica

Alternativa 1 Alternativa 2

Alternativa 3

Alternativa 4

Costo de Implementación

4.5/5 4.0/5 3.0/5 2.0/5

Capacidad de producción (1.2 – 4) toneladas/hora.

1.5/5

5.0/5

3.7/5

2.5/5

Mantenimiento. (mecánico, Hidráulico, eléctrico, neumático)

4.0/5

3/5

4.5/5

5.0/5

Potencia Requerida para la operación (1-10 hp)

4.5/5 4.0/5 1.0/5 1.25/5

Operación ( 2 -4 personas)

3.7/5 4.0/5 2.5/5 2.5/5

Total 18.2/25 puntos 20/25 puntos 14.7/25 puntos 13.25/25 puntos

Rentabilidad 72.8% 80.0% 58.8% 53.0%

Como se pudo observar en la tabla 2, se pudo concluir que la máquina de la alternativa 2

(Maquina ensiladora tipo4 tambores) es la mejor opción para que satisfaga los parámetros

más importantes que se utilizan para la selección de maquinarias, con una rentabilidad

según los parámetros técnicos analizados del 80.0%.

34

CAPÍTULO III

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA MAQUINA ENSILADORA

3.1 Pruebas de compactación.-

Para obtener la presión (Fuerza requerida por unidad de área) de compactación se realiza

una prueba empírica con una prensa con la cual se extrae la mayor cantidad de aire

contenida en el pasto picado, para tener la fermentación anaeróbica y reducir con esto el

volumen que ocupa.

También se busca obtener en el producto que mantenga una forma adecuada para el

almacenamiento y evitar pérdidas de humedad.

3.2 Determinación del peso específico del pasto.-

Para determinar el peso específico del pasto se realiza una prueba en la que se tiene un

volumen y peso determinado de pasto y se lo compacta en una prensa. El peso específico

es una constante y se lo obtiene:

𝝆 =𝒎𝑽

Donde:

ρ: es el peso específico o densidad del pasto [kg / m3]

m: masa en [kg]

V: el volumen de la muestra [m3]

35

El experimento consistió en colocar en una prensa pasto picado a diferentes presiones y ver

la que mejor resultado de compactación nos ofrece, para lo cual se hizo un dispositivo que

consistía en un cilindro o pedazo de tubo de Ø 6”, por una longitud de 250 mm en la cual

se almacenó 1 kg de pasto picado con una buena cantidad de humedad y se determinó el

volumen que ocupaba el pasto antes de ser compactado.

• Volumen inicial de pasto picado sin compactar Vo = 0,0054 m3

Figura Nº 3. 1: Cilindro de Compactación, Volumen inicial pasto picado.

Fuente: SolidWorks.

36

Tabla Nº 3. 1: Resultados obtenidos al compactar el pasto a diferente presiones

Al compactar el pasto se obtiene que la mejor presión de compactación ocurre a los 552

kPa, debido a que se compacta idealmente y sin tanta potencia, además el volumen

obtenido luego de la compactación es Vc= 0,0024 m3.

3.3 Cálculo del peso específico del forraje.-

𝝆 =𝒎𝑽

𝜌 =1 𝑘𝑘

0,0024 𝑚3

𝝆 = 𝟒𝟒𝟒 𝒌𝒌 𝒎𝟑�

3.4 Área de compactación.-

Para compactar 40 kg, se lo va a realizar mediante bolsas de PVC industriales que poseen

las siguiente dimensiones: 0,60 x 1,0 m, con lo cual se tiene un diámetro de funda deØf=

386 mm, y con esto el área de compactación.

Presión del

cilindro

Resultados

345 kPa (50 Psi) El pasto pierde forma al sacarlo del empaque, no llega a compactarlo

414 kPa (60 Psi) El pasto se compacta pero por igual se desmorona al sacarlo del empaque

483 kPa (70 Psi) El pasto se compacta, no pierde la forma, existe buena compactación, no existe pérdida de agua

552 kPa (80 Psi) El pasto se compacta, no pierde la forma, existe buena compactación, no existe pérdida de agua

620 kPa (90 Psi) El pasto se compacta, no pierde la forma, existe buena compactación, no existe pérdida de agua significativa, algo de humedad en las paredes

689 kPa (100 Psi) El pasto se compacta, no pierde la forma, existe buena compactación, existe pérdida de agua significativa en las paredes

37

𝑨𝑨 = 𝝅 ∗ 𝒓𝟐

𝐴𝐴 = 𝜋 ∗ 0,192𝑚2

𝑨𝑨 = 𝟎,𝟒𝟒 𝒎𝟐

3.5 Cálculo de la fuerza de compactación.-

Para realizar el diseño partiendo del experimento se va extrapolar el resultado obtenido de

compactar 1 kg, para realizar el diseño para un equipo que nos permita compactar 40 kg de

pasto.

𝑭𝑨 = 𝑷𝑨 ∗ 𝑨𝑨

Donde:

Fc: Fuerza de compactación

Pc: Presión de compactación

Ac: Área de compactación

𝐹𝐴 = 552 𝑘𝑘𝑘 ∗ 0,11 𝑚2

𝑭𝑨 = 𝟔𝟎,𝟒𝟐 𝒌𝒌

3.6 Selección del cilindro hidráulico.-

Se tiene en base al cálculo anterior que la fuerza de compactación del cilindro, es Fc

=60,72N, y con la cual y según el catálogo; el cilindro hidráulico para compactar 40 kg de

pasto es de un diámetro del pistón de Ø 63 mm, la carrera depende de la longitud que se

comprime el pasto. Para nuestro equipo se requiere un cilindro con una carrera de 630 mm,

con lo cual se obtendrá la compresión necesaria en el producto. Tabla 3.2.

38

Tabla Nº 3. 2.

Catálogo de cilindros hidráulicos Marca Roemheld.

Fuente:http://www.roemheld-gruppe.de/fileadmin/user_upload/produkte/Werkstueck-Spannelemente/PDFs/B12811_es_1206.pdf

39

3.7 Selección de la unidad de trabajo hidráulico.-

La unidad de trabajo se selecciona mediante la presión a la que trabaja el cilindro

hidráulico y que según el catálogo el cilindro trabaja a 200 bares, con lo cual se tiene que

encontrar una bomba con esa característica. Para determinar la potencia de la bomba se

procede a calcularla mediante la siguiente fórmula:

𝑷𝑷𝑷𝒉 = 𝒑 ∗ 𝒒

Dónde:

P: Presión de trabajo

Q: caudal

• Presión de la bomba hidráulica

𝒑𝒃 =𝑭𝑨𝑨𝑨

𝑝𝑏 =62,3 𝑘𝑘

31,17 ∗ 10−4𝑚2

𝒑𝒃 = 𝟐 ∗ 𝟒𝟎𝟒𝒌𝒎𝟐

• Determinación del suministro de aceite en el cilindro.

𝑽𝑨 = 𝑨𝑨 ∗ 𝑳𝑨

Donde:

V: Volumen del cilindro

A: Área efectiva

Lc: Carrera del cilindro

40

𝑽𝑨 = 𝑨𝑨 ∗ 𝑳𝑨

𝑉𝐴 = 31,17 𝐴𝑚2 ∗ 63 𝐴𝑚

𝑉𝐴 = 1963,71 𝐴𝑚3 = 1,96 𝑙

• Caudal de la Bomba hidráulica.

𝒒 = 𝒏 ∗ 𝑽

Donde:

q: Caudal volumétrico (l/min)

n: revoluciones de la bomba

Vg: Volumen de líquido transportado con cada giro

𝒒 = 𝒏 ∗ 𝑽𝒌

𝑞 = 1450 𝑚𝑚𝑚−1 ∗ 1 ∗ 10−3 𝑙

𝑞 = 1,45 𝑙

𝑚𝑚𝑚= 0,024 ∗ 10−3

𝑚3

𝑠

• Potencia hidráulica de la bomba.

𝑷𝑷𝑷𝒉 = 𝒑 ∗ 𝒒

𝑘𝑃𝑃ℎ = 200 ∗ 105𝑘𝑚2 ∗ 0,024 ∗ 10−3

𝑚3

𝑠

𝑘𝑃𝑃ℎ = 𝟎,𝟒𝟒 𝒌𝒌

Si se tiene una eficiencia del 80 % tenemos:

𝑷𝑷𝑷𝒉𝒓 =𝑷𝑷𝑷𝒉𝒏

𝑘𝑃𝑃ℎ𝑟 =0,480,80

𝑷𝑷𝑷𝒉𝒓 = 𝟎,𝟔𝟎 𝒌𝒌

41

Revisando el catálogo se ha escogido la siguiente central hidráulica, de marca

ROEMHELD, con una potencia de 0,75 kW, una presión de 200 bares y caudal de 1,5

l/min, con lo cual se cumple los cálculos obtenidos. Esta central hidráulica según el

catálogo posee una bomba de engranajes, con un volumen utilizable de 6 litros. Anexo B.

Figura Nº 3. 2: Central hidráulica base Marca Roemheld.

Fuente: Catalogo de centrales hidráulicas Roemheld.

A continuación se detalla las características generales y eléctricas. Anexo C y D.

42

Tabla Nº 3. 3: Especificaciones técnicas central hidráulica.

Fuente: Catalogo de centrales hidráulicas Roemheld

43

3.8 Selección del sistema de mando hidráulico.-

Para comandar el cilindro hidráulico se ocupará el siguiente circuito de mando hidráulico

en el que se tiene lo siguiente, 2 electroválvulas 3/2 iguales, alimentadas alternativamente

Anexo D.

Figura Nº 3. 3: Válvula de Doble efecto.

Fuente: Catalogo de centrales hidráulicas Roemheld

3.9 Cálculo de la potencia de motorreductor de giro.-

Para que el equipo sea semiautomático se procede a realizar el movimiento de los silos

alrededor de su propio eje mediante un motorreductor, el cual transmite su movimiento

mediante un sistema de engranes, los engranes hace girar a la cruceta que soporta los silo,

estando esta soportada mediante un disco que es soportado en un rodamiento cónico

44

Figura Nº 3. 4: Motorreductor.

Fuente: SolidWorks.

3.10 Momento que se requiere para mover el conjunto de silos.-

𝑴𝑺 = 𝟎,𝟎𝟎 ∗ 𝑷𝑨𝒄 ∗ 𝑳𝑨𝒓

Donde:

Ms: Momento para mover los silos sobre su propio eje

Pcs: Peso conjunto de silos

Lcr: Brazo de cruceta

0,09 es el coeficiente de rozamiento cinético de acero sobre acero,

Pcs= Ps + Pp

Ps: Peso de silos

Pp: Peso de Pasto

45

Figura Nº 3. 5: Peso del Silo.

Fuente: SolidWorks.

𝑘𝐴𝑠 = 28 𝑘𝑘 + 40 𝑘𝑘

𝑘𝐴𝑠 = 68 𝑘𝑘

𝑀𝑠 = 0,09 ∗ 68 ∗ 0,5 𝑘𝑘 ∗ 𝑚

𝑀𝑠 = 3,06 𝑘𝑘 𝑚

Al ser 4 silos sería Mst= 3,06 * 4 kg m

𝑴𝒄𝑷 = 𝟒𝟐,𝟐𝟒 𝒌𝒌 𝒎

𝑴𝒄𝑷 = 𝟒𝟒𝟎,𝟎𝟗 𝒌 𝒎

Al momento obtenido se le multiplica por un factor de seguridad y robustez n=2,5

𝑴𝒄𝑷 = 𝟐𝟎𝟎,𝟒𝟒 𝒌 𝒎 = 𝟑𝟎 𝒅𝒅 𝒌𝒎

46

3.11 Cálculo de la potencia de motorreductor de giro.-

𝑷 =𝑻 ∗ 𝝎𝟎,𝟒

Donde:

Pm: Momento para mover los silos sobre su propio eje

Tm: Torque del motorreductor

𝜔𝑚: Velocidad angular del motorreductor

Se tiene que una velocidad adecuada para este sistema es de 8 rev /min o lo que es lo

mismo 0,83 rad/s.

𝑘 =299,88 𝑘𝑚 ∗ 0,83 𝑟𝑟𝑟

𝑠0,80

𝑷 = 𝟑𝟒𝟒,𝟒𝟐 𝒌

Se requiere un motorreductor con una potencia de 0,311 kW y un par de 119,95 Nm.

Anexo F.

47

Tabla Nº 3. 4: Catálogo de motorreductor marca ROSSI

Fuente: Reductores y motorreductores de sinfín Catálogo A04 edición de diciembre 2011

Comercialmente encontramos un motorreductor Marca Rossi de 0,37 kW, con una

velocidad de salida de 8,06 rpm y un par de 41,9 daNm, con lo cual se satisface las

condiciones del cálculo.

P1(kW) n2 (rpm) M(daN m) fs Motorreductor i

48

3.12 Diseño del sistema de transmisión.-

El motorreductor imprime una velocidad de 8 rev /min, y lo vamos a reducir con 2

engranes:

Figura Nº 3. 6: Sistema de transmisión por engranajes.

Fuente: SolidWorks.

Se decidió este sistema de transmisión para reducir la velocidad y transmitir la fuerza y

movimiento del motorreductor hacia la cruceta para el giro de los silos. Los engranes se

decidieron así debido a la geometría del sistema siendo:

Tabla Nº 3. 5: Engranes.

ENGRANES Número de Dientes Z Módulo m Conductor 15 dientes m=6 Conducido 25 dientes m=6

49

Velocidad obtenida mediante el sistema de transmisión.

𝑚 =𝑍1𝑍2

𝜔2 = 𝑍1𝑍2𝑥 𝜔1

𝜔2 = 1525

𝑥 8 𝑟𝑟𝑟/𝑚𝑚𝑚

𝝎𝟐 = 4,8 rev / min

Siendo está la velocidad con la que gire la cruceta

3.13 Selección de los rodamientos soportes de la cruceta.-

Se tiene como dato el peso de los silos con producto y del sistema de giro conformado por

la cruceta y discos de sujeción

𝑘𝑅𝑅 = 𝑘𝐴𝑠𝑃 + 𝑘𝑠𝑘 + 𝑅𝑟 + 𝑅𝑝

Donde:

PRC: Peso sobre rodamiento cónico

PCST: Peso conjunto silos total

Psg: Peso sistema de giro

Cv: Cargas varias por apoyo de personas sobre la cruceta

Cpistón: Parte de Carga del pistón en el momento de pistonar (20%)

𝑘𝑟𝑠𝑃 𝑇𝑃𝑃𝑘𝑙: 272 𝑘𝑘 + 36 𝑘𝑘 + 200 𝑘𝑘 + 2040,8 𝑘𝑘

50

Figura Nº 3. 7: Peso de sistema de giro por medio de SolidWorks.

Fuente: SolidWorks.

𝑅𝑘𝑟𝑘𝑘 𝐴𝑥𝑚𝑘𝑙 𝑇𝑃𝑃𝑘𝑙: 2548,8 𝑘𝑘 = 24,98 𝑘𝑘

• El rodamiento debe ser de una Fuerza Axial de 24,98 𝑘𝑘

• El rodamiento a parte soporta una fuerza radial igual a la fuerza que produce el

motorreductor con el sistema de transmisión por medio del juego de engranes.

Faxial = 24,98 𝑘𝑘

Fradial =588 N = 0,59 kN

• Dinámicamente.

𝑘𝑜 = 0,5 𝐹𝑟 + 𝑌 𝐹𝑘

𝑘𝑜 = 0,4 (0,59) + 1,6 (24,98) 𝑘𝑘

𝑷𝑷 = 𝟑𝟎,𝟎𝟒 𝒌𝒌

51

• Estáticamente.

𝑘𝑜 = 0,5 𝐹𝑟 + 𝑌𝑃 𝐹𝑘

𝑘𝑜 = 0,5 (0,59) + 0,9 (24,98) 𝑘𝑘

𝑷𝑷 = 𝟐𝟐,𝟒𝟒𝒌𝒌

Si analizamos el resultado, se requiere un rodamiento cónico para la base de la cruceta con

una capacidad de carga básica siguiente:

Tabla Nº 3. 6: Capacidad de carga.

Si observamos los catálogos de rodamientos veremos que se requiere un rodamiento

sumamente pequeño desde uno que tiene d=20mm

Tabla Nº 3. 7: Capacidad de carga básica de rodamientos.

Por la geometría del caso se escogió un rodamiento 32208 J2/Q, el cual cumple

ampliamente el cálculo y se tiene mejor estabilidad por sus medidas en cuanto al diámetro

de la pista y su ancho.

Capacidad de carga básica kN

Dinámica 39,97

Estática 22,77

Capacidad de carga básica 32304 J2/Q, d=20mm

32208 J2/Q, d=40mm

Dinámica kN 44,00 74,80

Estática kN 45,50 86,50

52

3.14 Análisis estructural estático.-

3.14.1 Análisis del pórtico de la estructura ensiladora de pasto.-

Para simular el pórtico de la estructura se realiza un dibujo y se simula en el programa SAP

2000.

53

• Paso 1.

Figura Nº 3. 8: Simulación del pórtico de la estructura – Paso 1.

Fuente: SolidWorks.

54

• Paso 2.

Figura Nº 3. 9: Simulación del pórtico de la estructura – Paso 2.

Fuente: SAD 2000.

55

Se procede a definir el material y el tipo de elementos del pórtico. Anexo F.

Figura Nº 3. 10: Tubo estructural negro cuadrado, Calidad ASTM A500.

Fuente: Catálogo Dipac 2014.

56

• Paso 3.

Figura Nº 3. 11: Definición del material de la estructura.

Fuente: SAD 2000.

57

Se procede a seleccionar el tipo de apoyo del pórtico.

Figura Nº 3. 12: Definición de los puntos de apoyo.

Fuente: SAD 2000.

58

Se procede a seleccionar el tipo de carga pu.

Figura Nº 3. 13: Definición de carga pu.

Fuente: SAD 2000.

59

Se procede a seleccionar el tipo de carga pu.

Figura Nº 3. 14: Simulación de la carga.

Fuente: SAD 2000.

60

3.14.2 Simulación del pórtico en SolidWorks.-

• Paso 1.

Figura Nº 3. 15: Simulación del pórtico – Paso 1.

Fuente: SolidWorks.

61

• Paso 2.

Figura Nº 3. 16: Simulación del pórtico – Paso 2

Fuente: SolidWorks.

62

• Paso 3.

Figura Nº 3. 17: Simulación del pórtico – Paso3.

Fuente: SolidWorks.

63

• Paso 4.

Figura Nº 3. 18: Simulación del pórtico – Esfuerzos Von Mises.

Fuente: SolidWorks.

64

• Paso 5.

Figura Nº 3. 19: Simulación del pórtico – Deformaciones.

Fuente: SolidWorks.

65

• Paso 6.

Figura Nº 3. 20: Simulación del pórtico – factor de seguridad.

Fuente: SolidWorks.

66

3.14.3 Simulación de cruceta que soporta los silos.-

Mediante el programa SolidWorks, se simula la carga a la que se somete la cruceta:

Figura Nº 3. 21: Simulación de cruceta – Paso 1.

Fuente: SolidWorks.

67

Se selecciona la sujeción de la cruceta esto es en la parte señalada, como en el gráfico:

Figura Nº 3. 22: Sujeción de la cruceta – Paso 2.

Fuente: SolidWorks.

68

Se procede a colocar la carga que actúa sobre la cruceta, siendo esta de 6 kN o la décima parte de la carga que efectúa el cilindro sobre la cara

de la cruceta


Fuente: SolidWorks.

69

Se procede a seleccionar el material el cual es ASTM A36.


Fuente: SolidWorks.

70

Se realiza la simulación, en el gráfico se observa los esfuerzos de Von Mises en N/m2

Figura Nº 3. 25: Simulación de la cruceta – Esfuerzos Von Mises.

Fuente: SolidWorks.

71

Se realiza la simulación, en el gráfico se puede observar el desplazamiento en mm, el cual es sumamente mínimo.

Figura Nº 3. 26: Simulación de la cruceta – desplazamientos.

Fuente: SolidWorks.

72

Finalmente se tiene que si se aplica un factor de seguridad de 5, tenemos que la cruceta de la ensiladora cumple ampliamente con la seguridad

constructiva.

Figura Nº 3. 27: Simulación de la cruceta – Factor de seguridad.

Fuente: SolidWorks.

73

3.14.4 Simulación del eje estático.-

La mayor carga del eje funciona como columna, por lo que las demás cargas no se han tomado en cuenta.

Figura Nº 3. 28: Simulación del eje estático – Paso 1.

Fuente: SolidWorks.

74

Se selecciona la sujeción del eje estático esto es en la parte señalada, como en el gráfico:

Figura Nº 3. 29: Sujeción del eje estático – Paso 2.

Fuente: SolidWorks.

75

Se procede a colocar la carga que actúa sobre el eje, siendo las siguientes:

- Carga por compresión 60720N

Figura Nº 3. 30: Aplicación de cargas en el eje estático – Paso 3.

Fuente: SolidWorks.

76

- Carga que ejercen rodamientos sobre la carga crítica de la cruceta y peso de los silos 40000N

Figura Nº 3. 31: Aplicación de cargas en el eje estático – Paso 4.

Fuente: SolidWorks.

77

Se procede a seleccionar el material el cual es AISI 4340, Acero bonificado para maquinaria.

Figura Nº 3. 32: Selección del material del eje estático – Paso 5.

Fuente: SolidWorks.

78

Se realiza la simulación, en el gráfico se observa los esfuerzos de Von Mises en N/m2

Figura Nº 3. 33: Simulación del eje estático– Esfuerzos Von Mises.

Fuente: SolidWorks.

79

En la gráfica siguiente se puede observar las deformaciones del eje estático aplicando cargas 50 veces mayor.

Figura Nº 3. 34: Simulación del eje estático – Deformaciones.

Fuente: SolidWorks.

80

Finalmente observamos en la gráfica que el eje estático cumple ampliamente con la seguridad constructiva aplicando un factor de seguridad de

4.

Figura Nº 3. 35: Simulación del eje estático – Factor de seguridad.

Fuente: SolidWorks.

81

3.15 Descripción del diseño de la máquina ensiladora de pasto.-

Con el fin de cumplir los requerimientos del equipo, se plantea el diseño de una cruceta

giratoria construida con tubos rectangulares, la cual en su parte superior aloja cuatro silos

cilíndricos con capacidad de carga de 40 kg de pasto picado, construidos en lámina de

acero ASTM A36, cada silo posee una compuerta para su apertura, lo que permite una fácil

extracción del producto

Figura Nº 3. 36: Prensa de ensilar.

Fuente: SolidWorks.

3.16 Fases de trabajo.-

• Fase 1 – Preparación.- Del silo para el respectivo llenado, se coloca la bolsa de

PVC y se cierra las compuertas.

• Fase 2 – Llenado.- DE las bolsas con pasto picado proveniente de la tolva receptora

ubicada en la parte superior de los silos, la cantidad a colocar en la tolva es de 40 kg.

82

• Fase 3 – Compactación.- El sistema de giro mueve el silo 90º, se acciona con un

pedal y mediante un sensor se posiciona alineadamente con el plato apisonador del

cilindro hidráulico, donde se procede a la compactación del pasto, el cilindro al bajar

debe ejercer su presión por aproximadamente 3 segundos, luego del cual el cilindro

vuelve a su posición inicial que mediante un sensor o final de carrera hace que se

proceda con el siguiente silo.

• Fase 4 – Extracción.- De la bolsa ya compactada donde se extrae todo el aire de la

bolsa y se la cierra para apilarla y dejar está en un lugar libre de agentes externos que

la destruyan.

3.17 Accionamiento de la cruceta giratoria.-

El giro de la cruceta giratoria se logra mediante un motorreductor de bajas velocidad y

mediante un sistema de reducción de velocidad por medio de engranes de hierro fundido.

83

CAPITULO IV

MANUAL CONSTRUCTIVO DE LA ENSILADORA DE PASTO

4.1 Construcción de la Estructura.-

Es la parte fundamental de la máquina, la cual sirve como sujeción de otras piezas o

equipos asociados a la máquina. Los materiales escogidos cumplen con todos los

requerimientos técnicos necesario para su implementación y lo son el ACERO ASTM A36

y ASTM A500.

Para una observación más detallada y según el plano final, para una mejor comprensión la

estructura está dividida en 2 partes y su proceso de construcción se detalla a continuación:

4.1.1 Estructura A (Lado izquierdo de la ensiladora).-

Es la parte encargada de la sujeción de la central hidráulica, tablero eléctrico y parte de la

carga generada por los silos, los materiales utilizados para su construcción son: ACERO

ASTM A36 y ASTM A500. Su proceso constructivo se describe a continuación:

84

Tabla Nº 4. 1: Procedimiento construcción estructura A.

Paso Tiempo empleado

Señalar y cortar 2 tubos rectangulares de 100x50x4 (1120 mm) 10 minutos Señalar y cortar plancha de 2 mm (350x600 mm) 15 minutos Señalar y cortar tubo cuadrado de 40x40x3 (450 mm) a 45 grados

15 minutos

Señalar y cortar plancha de 10 mm (160x130 mm) 20 minutos Señalar y cortar 2 tubos cuadrados de 40x40x3 (600 mm) 10 minutos Señalar y cortar 2 tubos cuadrados de 40x40x3 (350 mm) 10 minutos Señalar y cortar 2 tubos rectangulares 100x50x4 (900 mm) 10 minutos Perforar en las esquina de la plancha de 10mm agujeros de 15mm a una distancia entre agujeros:

1) Por el lado de 160 mm a 15 mm desde el filo. 2) Por el lado de 130 mm a 20 mm desde el filo. 3) A 95 mm desde el centro de la plancha.

30 minutos

Soldar las piezas obtenidas en los pasos anteriores, siguiendo las indicaciones del plano con electrodo 6011.

50 minutos

Lijar y Pintar estructura. 30 minutos Tiempo Total empleado 200 min (3.33hrs)

4.1.2 Estructura B (Lado derecho de la ensiladora).-

En esta parte de la estructura se alojan las cargas generada por: el cilindro hidráulico, el

plato apisonador, motorreductor y los silos.

Los materiales utilizados para su construcción son: ACERO ASTM A36 y ASTM A500 y

su proceso constructivo se describe a continuación:

85

Tabla Nº 4. 2: Procedimiento construcción estructura B.

Paso Tiempo empleado Señalar y cortar tubo cuadrados de 100x100x4 (1000 mm) 5 minutos Señalar y cortar tubo cuadrados de 100x100x4 (1100 mm) 5 minutos Señalar y cortar 2 planchas de 10 mm (160x130mm) 10 minutos Perforar en la plancha de 10mm agujeros de 10 mm en las 4 esquinas siguiendo las indicaciones del plano.

30 minutos

Señalar y cortar plancha de 10 mm (200x120 mm) 10 minutos Señalar y cortar plancha de 10 mm (200x180 mm) 10 minutos Señalar y cortar plancha de 10 mm (90x90 mm) 5 minutos Cortar eje perforado de 80x35 (40 mm) 10 minutos Soldar eje perforado en plancha 8 mm (90x90 mm) 10 minutos Soldar pieza obtenida anteriormente en el extremo del tubo cuadrado 1000mm.

10 minutos

Soldar las planchas de 10 mm obtenidas anteriormente en los extremos de los tubos según indicaciones del plano.

90 minutos

Ensamblar tubos cuadrados formando una L, con la ayuda de pernos de M10x40.

10 minutos

Lijar y Pintar estructura. 30 minutos Tiempo Total empleado 235 min (3.9 hrs)

4.2 Plato Aprisionador.-

Es la pieza mecánica que esta acoplada con el cilindro hidráulico para realizar el trabajo de

compactación del pasto en el interior de los silos. El material con el cual será construida

esta pieza mecánica es un acero ASTM A36 y AISI 1038 (Eje perforado acoplado al plato).

Su procedimiento para la construcción se detalla en la tabla descrita a continuación:

86

Tabla Nº 4. 3: Procedimiento construcción del plato aprisionador.

Paso Tiempo empleado Rayar y cortar plancha de 8mm en forma redonda con un diámetro de 375 mm.

20 minutos

Rayar en cruz el círculo, posteriormente realizar las perforaciones según las especificaciones del plano con broca de 10mm.

15 minutos

Rayar y cortar eje perforado de 60x40 (200 mm). 25 minutos Realizar una perforación al eje con broca de 16 mm siguiendo las especificaciones del plano.

15 minutos

Soldar eje perforado en el centro de la plancha de 8mm con un ángulo de inclinación de 90 grados.

25 minutos

Lijar y Pintar plato aprisionador. 20 minutos Tiempo Total empleado 120 min (2hrs)

4.3 Base de sujeción de eje estático.-

Es la pieza mecánica que cumple la función de centrar y sujetar al eje estático, además

sobre esta descansa parte de la carga generada por los silos, el material con el cual se

construirá esta parte mecánica son los aceros: ASTM A36 y AISI 1038. Su procedimiento

de construcción se detalla a continuación:

Tabla Nº 4. 4: Procedimiento construcción de la base de sujeción eje estático.

Paso Tiempo empleado Señalar y cortar plancha de 10mm (600x200 mm). 10 minutos Cortar eje perforado de 80x40 (30 mm). 15 minutos Señalar y perforar a un costado del eje hueco, con broca 7/16 pulgadas.

15 minutos

Pasar machuelo M10x1.5 en la perforación hecha en el paso anterior.

10 minutos

Soldar eje perforado en el centro de la plancha de 10mm. 15 minutos Lijar y Pintar base de sujeción del eje estático. 25 minutos

Tiempo Total empleado 90 min (1.5 hr)

4.4 Acople del plato y cilindro hidráulico.-

La función de esta pieza mecánica es unir el cilindro hidráulico con el plato aprisionador,

para tener mayor seguridad se ha incluido un pasador que ayudara a tener estáticas a las

87

piezas anteriormente mencionadas, el material con el cual será construida esta pieza es un

acero AISI 1045.

El procedimiento para la construcción del acoplador se detalla en la tabla descrita a

continuación:

Tabla Nº 4. 5: Procedimiento construcción de acople del plato y cilindro hidráulico.

Paso Tiempo empleado Cortar eje macizo AISI 1045 de Ø 40 mm (70 mm) 15 minutos Mecanizar el eje macizo en el torno según las especificaciones del plano.

70 minutos

Lijar la pieza mecánica con una lija 800. 05 minutos Tiempo Total empleado 90 min (1.5 hr)

4.5 Placa de sujeción del cilindro hidráulico.-

La función de esta pieza es de mantener centrado el vástago del cilindro hidráulico, además

de servir como sujeción para el cilindro, el material con el cual se construirá esta pieza

mecánica es un acero ASTM A36 y su procedimiento constructivo a seguir se detalla a

continuación:

Tabla Nº 4. 6: Procedimiento construcción de la placa de sujeción del cilindro hidráulico.

Paso Tiempo empleado Señalar y cortar plancha de 15 mm (200x120 mm) 10 minutos Buscar el centro de la plancha y hacer perforación de 5mm. 10 minutos Incrementar el diámetro a 70 mm de la perforación de 5mm 20 minutos Realizar perforaciones de 10 mm en las esquinas de la plancha, siguiendo las especificaciones del plano.

20 minutos

Realizar cuatro perforaciones de 16 mm formando un cuadrado alrededor del orificio de 70 mm.

20 minutos

Lijar y Pintar placade sujeción de cilindro hidráulico. 10 minutos

Tiempo Total empleado 90 min (1.5 hr)

88

4.6 Eje estático.-

La función es de servir como soporte para otras piezas mecánica como rodamientos, piñón,

etc. Además de transmitir el movimiento generado por el moto reductor hacia la cruceta

para hacer girar los silos.

El material con el cual se va a construir es un acero AISI 1018 y su procedimiento

constructivo se describe a continuación:

Tabla Nº 4. 7: Procedimiento de construcción del eje estático.

Paso Tiempo empleado Cortar eje macizo AISI 1018 de Ø60 mm (185 mm) 20 minutos Sujetar, centrar y mecanizar en torno el eje macizo según las indicaciones del plano.

240 minutos

Comprobar con un calibrador que las medidas del eje sean acordes con la del plano.

10 minutos

Tiempo Total empleado 270 min (4.5 hrs)

4.7 Plato de sujeción de cruceta.-

Su función es centrar el eje estático, soportar parte de la carga generada por la cruceta y

servir como alojamiento de los rodamientos y engranaje. Además trabaja conjuntamente

con otras piezas mecánicas para transmitir el movimiento generado por el motorreductor y

hacer girar la cruceta con los silos.

El material con el cual se construirá esta pieza mecánica es un acero ASTM A36 y su

procedimiento constructivo a seguir se detalla a continuación:

89

Tabla Nº 4. 8: Procedimiento construcción del plato de sujeción de la cruceta.


Señalar y cortar plancha de 8 mm en forma circular con un diámetro de 340 mm.

20 minutos

Cortar 80 mm de eje macizo AISI 1018 con un diámetro 100 mm.

20 minutos

Soldar eje macizo AISI 1018 en el centro de la plancha de 8 mm. 25 minutos Mecanizar en el torno el eje soldado a la plancha según las indicaciones del plano.

300 minutos

Realizar perforaciones en cruz en la plancha con agujeros de 13 mm de diámetro, siguiendo las especificaciones del plano.

15 minutos

Lijar y Pintar plato de sujeción de cruceta. 20 minutos Tiempo Total empleado 400 min (6.6hrs)

4.8 Cruceta de soporte de los silos.-

La finalidad de la ubicación de esta pieza dentro de la maquina ensiladora de pasto, es

servir como soporte para los silos y además recibir la potencia mecánica generada por el

motorreductor. El material con el cual se construirá esta pieza mecánica es un acero ASTM

A500 y su procedimiento constructivo a seguir se detalla a continuación:

Tabla Nº 4. 9: Procedimiento construcción de cruceta de soporte de los silos.


Señalar y cortar 1350 mm de tubo rectangular (100x50x4mm). 5 minutos Señalar y cortar 2 piezas de 600 mm c/u del tubo rectangular (100x50x4 mm).

10 minutos

Señalar y cortar de forma circular plancha de 8 mm con un diámetro de 350 mm.

10 minutos

Soldar en forma de cruz los tubos rectangulares, según indicaciones del plano.

20 minutos

Soldar en sobre el centro de la cruz la plancha de 350 mm de diámetro.

10 minutos

Realizar perforación de 120 mm de diámetro sobre la cruz y la plancha circular.

30 minutos

Realizar perforaciones en cruz en la plancha con agujeros de 13 mm de diámetro, siguiendo las especificaciones del plano.

15 minutos

Lijar y Pintar cruceta de soporte de los silos. 20 minutos Tiempo Total empleado 120 min (2hrs)

90

4.9 Silos de compactación.-

La función prestar su área para que en su interior se realice el proceso de compactación del

pasto, Su capacidad de compactación es de fundas de 40 kg las mismas que serán

extraídas posteriormente por las compuertas laterales de los silos. El material con el cual

serán construidos estos silos es un acero ASTM A36 y su construcción se describe a

continuación.


Paso Tiempo empleado Señalar y cortar 1212x900 mm de plancha con espesor de 3mm.

10 minutos

Barolar tomando como referencia la parte más extensa de la plancha y dejando como diámetro final de 386 mm y un largo de 900mm.

30 minutos

Soldar extremos de la plancha barolada. 10 minutos Señalar y cortar de forma circular la plancha de 3 mm con un diámetro de 386mm.

10 minutos

Señalar y cortar el orificio utilizado para la compuerta de los silos, según las indicaciones del plano.

15 minutos

Señalar y cortar 626x700 mm de la plancha de 3 mm para las compuertas de los silos.

10 minutos

Barolar plancha de la compuerta teniendo como radio 193 mm. 10minutos Colocar bisagras y compuertas de los silos, según las indicaciones de los planos.

10 minutos

Colocación de los seguro de la compuerta. 5minutos Lijar y Pintar silo. 10 minutos

Tiempo individual empleado para cada silo 120 min (2 hrs)

4.10 Tolva de pasto picado.-

El pasto que es picado con la ayuda de la maquina picadora ingresa por la parte superior de

la tolva hacia el interior de la misma, que posteriormente por la parte inferior provee de

pasto a los silos para que se lleve a cabo el proceso de compactación del mismo. El

material con el cual se construirá esta pieza mecánica es un acero ASTM A36 y su

procedimiento constructivo a seguir se detalla a continuación:

91

Tabla Nº 4. 11: Procedimiento construcción de Tolva de pasto picado.


Señalar y cortar dos piezas de 200 mm c/udel tubo cuadrado (50x50x2mm).

5 minutos

Señalar y cortar 500 mm de tubo cuadrado (50x50x2mm). 5 minutos Soldar en forma de H los tubos rectangulares. 10 minutos Señalar y cortar 4 piezas de la plancha de 3 mm en forma de trapecio con medidas de 597x800x300.

20 minutos

Señalar y cortar 150x300 mm de la plancha de 3 mm. 10 minutos Unir los trapecios por el lado de 800 mm, formando una pirámide truncada como figura final.

30 minutos

Soldar la pirámide truncada a la estructura en forma de H, según las indicaciones del plano.

15 minutos

Soldar la plancha de 150x300 mm según las indicaciones del plano.

5 minutos

Lijar y Pintar Tolva de pasto picado. 20 minutos Tiempo Total empleado 120 min (2 hrs)

4.11 Ensamble total de piezas mecánicas.-

Consiste en unir cada una de las piezas mecánicas que se detallaron su construcción

anteriormente, cada una de las piezas debe cumplir la función para la cual fue diseñada por

tal motivo nos debemos guiar en el plano total de la ensiladora de pasto.

92



Soldar BASE SUJETA EJE ESTATICO en el extremo de la ESTRUCTURA A, siguiendo las indicaciones del plano.

10 minutos

Colocar rodamiento cónico 32208J2/Q en el eje estático. 15 minutos Ubicar eje estático en la BASE SUJETA EJE ESTATICO. 5 minutos Instalar y apretar el prisionero M10x1.5 para sujeción del EJE ESTATICO.

5 minutos

Fijar PLATO SUJETA CRUCETA con pernos M13x30. 5 minutos Colocar rodamiento rígido de bola 6007. 5 minutos Alojar ENGRANE B (Z=35) en el extremo del eje estático, según indicaciones del plano y colocar su respectiva chaveta.

10 minutos

Acoplar Estructura B sobre la estructura A y sujetar entre ellas con la ayuda de pernos M10x40, seguir indicaciones del plano.

15 minutos

Soldar los SILOS en los extremos de la CRUCETA. 25 minutos Fijar la base del cilindro hidráulico sobre la ESTRUCTURA B, según indicaciones del plano.

5 minutos

Lijar partes unidas durante el ensamble y pintar las uniones. 20 minutos Tiempo Total empleado 120 min (2 hrs)

4.12 Montaje de equipos eléctrica.-

Este procedimiento está centralizado en la instalación de los equipos eléctricos dentro del

tablero de control y las acometidas de alimentación para los motores, las mismas que

ayudaran para que dichas motores desarrollen su trabajo utilizando la energía eléctrica. A

continuación se describe el procedimiento a seguir para el montaje de los equipos

eléctricos.

93

Tabla Nº 4. 13: Procedimiento de montaje de equipos eléctricos.


Instalar del tablero de control 30 minutos Colocar riel din en el tablero de control para la fijación de los equipos electritos.

5 minutos

Análisis del área disponible y la futura posición de cada equipo eléctrico dentro del tablero eléctrico.

10 minutos

Colocar los equipos eléctricos y realizar sus respectivas conexiones según las especificaciones del plano eléctrico (Sensores, electroválvulas, contactores, etc.).

120 minutos

Perforar el tablero de control para instalar los terminales de las mangueras funda sellada que se dirigirán a los motores.

10 minutos

Colocar cable de alimentación de los motores eléctricos en el interior de las mangueras.

20 minutos

Fijar el motorreductor y la central hidráulica. 30 minutos Realizar las conexiones de cada uno de los motores eléctricos. 25 minutos Realizar la transferencia de aplicaciones al PLC y HMI. 30 minutos Comprobar el estado de conexión entre PLC y HMI. 5 minutos

Tiempo Total empleado 285 min (4.58 hrs)

4.13 Costos de la ensiladora pasto.-

El costo total de la maquina ensiladora está establecida en base algunos parámetros como

lo son: el valor agregado de la mano de obra, valor de materiales y equipos, etc. Para

obtener el valor exacto se aplica la siguiente fórmula:

𝑪𝑻 = 𝑪𝑪 + 𝑪𝑴 + 𝑪𝑽

Donde:

CT = Costo total de la ensiladora de pasto (Dólares).

CH = Costo de hora hombre - máquina (Dólares).

CM = Costo de Materiales (Dólares).

CI = Costo Varios (Dólares).

A continuación se detallara detalladamente cada uno de los costos que infieren en la

implementación de la ensiladora de pasto.

94

4.13.1 Costos de hora hombre - máquina.-

Los valores de hombre maquina corresponden a la mano de obra para el proceso de

construcción de la ensiladora, también se incluyen los valores de alquiler de las

maquinarias y herramientas. A continuación se detalla los valores que infieren en este

costo.

Tabla Nº 4. 14: Costo trabajos mecánicos.

COSTO DE TRABAJOS MECÁNICOS Descripción Tiempo (horas) Costo Hora (U$$) Costo Total (U$$) Medición y Corte 6,00 25,00 150,00 Perforación 3,00 15,00 45,00 Suelda Eléctrica 4,00 30,00 120,00 Pulida 3,00 8,00 24,00 Barolado 1,50 35,00 52,50 Mecanizado en torno 10,00 60,00 600,00 Lijado y Pintada 3,00 12,00 36,00 Ensamble 4,00 30,00 120,00

SUBTOTAL 1 1147,50

Tabla Nº 4. 15: Costo trabajos eléctricos.

COSTO DE TRABAJOS ELÉCTRICOS E HIDRÁULICOS Descripción Tiempo (horas) Costo Hora U$$ Costo Total U$$ Montaje de Central y Motorreductor 1,00 25,00 25,00 Montaje de tablero eléctrico 0,50 15,00 7,50 Instalación de sensores 1,00 50,00 50,00 Conexionado eléctrico 3,00 30,00 90,00 Conexionado hidráulico 1,50 25,00 37,50 Transferencia de aplicaciones 2,00 40,00 80,00

SUBTOTAL 2 290,00

95

𝑅𝑃𝑠𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑘𝑙 ℎ𝑃𝑟𝑘 ℎ𝑃𝑚𝑜𝑟𝑟 / 𝑚á𝑞𝑞𝑚𝑚𝑘 = 𝑆𝑆𝑆𝑇𝑆𝑇𝐴𝑆 1 + 𝑆𝑆𝑆𝑇𝑆𝑇𝐴𝑆 2

𝑅𝑃𝑠𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑘𝑙 ℎ𝑃𝑟𝑘 ℎ𝑃𝑚𝑜𝑟𝑟/ 𝑚á𝑞𝑞𝑚𝑚𝑘 = $1147,50 + $290,0

𝑅𝑃𝑠𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑘𝑙 ℎ𝑃𝑟𝑘 ℎ𝑃𝑚𝑜𝑟𝑟/ 𝑚á𝑞𝑞𝑚𝑚𝑘 = $𝟒𝟒𝟑𝟒,𝟗𝟎 Dólares.

4.13.2 Costos de Materiales.-

Los materiales son los elementos básicos que serán transformados o utilizados por el

hombre para obtener un producto final que será la ensiladora de pasto. En la tabla que se

presenta a continuación se detalla cada uno de los materiales utilizados.

Tabla Nº 4. 16: Costos de Materiales Hidráulicos.

ITEM UNIDAD DETALLE Costo Unitario U$$

Costo Total U$$

1 1 Bomba hidráulica 325,00 325,00

2 1 Electroválvula 5/2 centro cerrado 120,80 120,80

3 1 Matriz para electroválvula 5/2 28,00 28,00

4 1 Reguladora de presión 1000- 3500 psi 115,54 115,54

5 1 Filtro con entrada y salida de 3/4" 12,40 12,40

6 2 Mangueras de 1 metro con conector recto 3/4" 22,18 44,36

7 2 Mangueras de 3 metro con conector recto de 1/2" 31,40 62,80

8 2 Mangueras de 80 cm con conector recto de 1/2" 18,30 36,60

9 6 Conectores rectos hembra cónicos de 1/2" 2,80 16,80

10 4 Conectores rectos hembra cónicos de 3/4" 3,24 12,96

11 1 Manómetro de presión escala de 0 5000 psi 5,60 5,60

12 1 Cilindro hidráulico ø 63 mm, carrera de 630 mm 185,89 185,89

SUBTOTAL 3 966,75

96

Tabla Nº 4. 17: Costo de Materiales Mecánicos.

ITEM CANTIDAD UNIDAD DETALLE Costo Unitario U$$

Costo Total U$$

1 8,50 Metro Tubo rectangular A500 100x50x4 11,10 94,35

2 1,50 Metro Tubo Cuadrado A500 100X100X4 11,15 16,72

3 2,50 Metro Tubo Cuadrado A500 40x40x3 11,55 28,87

4 4,50 Metro Tubo Cuadrado A36 50x50x2 12,28 55,26

5 30.00 Centímetros Eje perforado 60x40 AISI 1018 0,68 20,40

6 20.00 Centímetros Eje macizo AISI 1045 de 40 mm 0,35 7,00

7 10.00 Centímetros Eje perforado 80x40 AISI 1018 1,76 17,6

8 20.00 Centímetros Eje macizo AISI 1045 de 60 mm 0,48 9,60

9 2,25 Unidades Plancha de 3mm ASTM A36 6,36 14,32 10 0,25 Unidades Plancha de 2mm ASTM A36 40,94 10,235 11 0,25 Unidades Plancha de 10mm ASTM A36 329,00 82,25 12 0,25 Unidades Plancha de 8mm ASTM A36 293,76 73,44 13 0,25 Unidades Plancha de 15mm ASTM A36 425,00 106,25 14 6.00 Unidades Lija 800 0,28 1,7 15 90.00 Unidades Electrodos 6011x1/8 0,12 10,675 16 50.00 Unidades Electrodos 6013x1/8 0,15 7,32 17 15.00 Unidades Electrodos 7018x1/8 0,33 5,000 18 2.00 Unidades Disco de Desbaste 7 Pulgadas 2,50 5,000 19 2.00 Unidades Disco de Corte 7 Pulgadas 2,25 4,5 20 12.00 Unidades Bisagras tipo dedo ¾ 1,79 21,48 21 1.00 Unidades Piñón paso500 35 dientes 56,75 56,75 23 1.00 unidades Motorreductor 0.5 Hp 437,00 837,00

SUBTOTAL 4 1194,87

97

Tabla Nº 4. 18: Costos de Materiales Eléctricos.

ITEM UNIDAD DETALLE Costo Unitario U$$ Costo Total U$$

1 3 Contactor SIRIUS 3RT20 22,50 67,50 2 1 Breaker 2 polos control 21,60 21,60 3 2 guarda motor 3V20 50,69 101,38 4 2 Contacto auxiliar guarda motor 8,69 17,38

5 4 Relés de interfaz tipo bornera a 220V AC 21,43 85,72

6 1 Supervisor de tensión 440 VAC 128,40 128,40 7 1 Fuente de alimentación SITOP 107,00 107,00

8 1 Pulsador rojo de tipo hongo 40 mm. + 1NC 25,43 25,43

9 2 Pulsador verde + 1NA 10,24 20,48 10 1 Caja portable 2 servicios. 13,55 13,55 11 3 Contactor SIRIUS 3RT20 20,44 61,32

12 12 Manguera sellada de 1/2" pulgada (metros) 4,35 52,20

13 6 Conector recto sellado de 1/2" 3,25 19,50 14 12 Borneras auxiliares 1,80 21,60 15 1 riel dim 3,80 3,80 16 2 Canaleta ranurada gris 25x25mm 5,30 10,60 17 2 Porta fusibles con fusible de 1A 4,30 8,60 18 1 Amarras de 10cm 1,70 1,80 19 100 Cable de control numero # 16 0,43 43,00 20 100 punteras cable 18 0,03 3,00 21 1 Caja plástica 12x12 cm 8,00 8,00 22 4 prensas estopa PG 13.5 1,20 4,80 23 1 Tablero Beacoup 60x40 cm 70,80 70,80 24 1 Starter Kit Simatic S7-1200, 565,64 565,64

SUBTOTAL 5 1463,50

𝑅𝑃𝑠𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑘𝑙 𝑚𝑘𝑃𝑟𝑟𝑚𝑘𝑙𝑟𝑠 = 𝑆𝑆𝑆𝑇𝑆𝑇𝐴𝑆 3 + 𝑆𝑆𝑆𝑇𝑆𝑇𝐴𝑆 4 + 𝑆𝑆𝑆𝑇𝑆𝑇𝐴𝑆 5

𝑅𝑃𝑠𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑘𝑙 𝑚𝑘𝑃𝑟𝑟𝑚𝑘𝑙𝑟𝑠 = $966,75 + $1194,87 + 1463,50

𝑅𝑃𝑠𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑘𝑙 𝑚𝑘𝑃𝑟𝑟𝑚𝑘𝑙𝑟𝑠 = $3625,12

98

4.13.3 Costos Varios.-

Aquí se incluye los valores de transporte de la ensiladora de pasto, además del transporte

de las personas y este valor está estimado en $ 250 dólares.

4.14 Costos Total de la ensiladora de pasto.-

𝑅𝑇 = 𝑅𝐻 + 𝑅𝑀 + 𝑅𝑉

𝑅𝑇 = $1437,50 + $3625,12 + $250

𝑅𝑇 = $5312,62

99

CAPITULO V

ANÁLISIS FINANCIERO

5.1 Evaluación de la rentabilidad económica.-

En todo proyecto es primordial saber la rentabilidad económica del mismo, y luego según

los resultados el investigador justificara su implementación, El análisis de rentabilidad

mide la capacidad para generar ganancias o utilidades por parte de un negocio o proyecto.

Éste análisis de rentabilidad sirve para evaluar aquellos resultados económicos derivados

de una inversión inicial, a continuación describimos algunos indicadores utilizados para la

evaluación de la rentabilidad de nuestro proyecto:

• Tasa Interna de Retorno (TIR). Es el indicador estadístico utilizado para medir y

comparar la rentabilidad de las inversiones. Las tasas internas de retorno se emplean

habitualmente para evaluar la conveniencia de las inversiones o proyectos.

Cuanto mayor sea la tasa interna de retorno de un proyecto, más deseable será llevar a cabo

el proyecto. El TIR se obtiene al analizar los flujos de cajas netos de un proyecto o

inversión, proyectando dicho flujo de caja en un periodo determinado.

𝑉𝑘𝑘 = ∑𝑅𝑃

(1 + 𝑚)𝑡

Donde:

t = el tiempo del flujo de caja

i = la tasa de descuento (la tasa de rendimiento que se podría ganar en una inversión en los

mercados financieros con un riesgo similar).

Rt= el flujo neto de efectivo (la cantidad de dinero en efectivo, entradas menos salidas) en

el tiempo t.

100

Si TIR es mayor al 10% dicho proyecto se acepta.

Si TIR es menor al 10% el proyecto se rechaza.

• Valor Actual Neto (VAN).Es el valor de la inversión requerida actual para tener un

valor futuro determinado, nos permite determinar la valoración de una inversión en

función de la diferencia entre el valor actualizado de todos los cobros derivados de la

inversión y todos los pagos actualizados originados por la misma a lo largo del plazo

de la inversión realizada.

𝑉𝐴𝑘 = �𝑉𝑃

(1 + 𝑘)𝑡

𝑛

𝑡=1

− 𝐼𝑃

Donde:

Vt= Representa los flujos de caja en cada periodo t.

Io= Es el valor del desembolso inicial de la inversión.

n = Es el número de períodos considerado.

k= d o TIR es el tipo de interés.

A continuación se describen los posibles valores del VAN en un proyecto y su significado:

Si VAN es mayor a 0 se acepta el proyecto.

Si VAN es menor a 0 se rechaza el proyecto.

Si VAN igual 0, La inversión no produciría ni ganancias ni pérdidas y el proyectista

decidirá su implementación.

• Periodo de Recuperación de la Inversión (PRI).Es el indicador estadístico encargado

de cuantificar el tiempo de recuperación de la totalidad de la inversión, es decir nos

revela la fecha en la cual se cubre la inversión inicial en años.

101

• Punto de Equilibrio. Es un concepto financiero que hace referencia al nivel de ventas

donde los costos fijos y los variables se encuentran cubiertos. Esto supone que el

negocio en su punto de equilibrio, tiene un beneficio que es igual a cero, es decir no

gana dinero pero tampoco pierde.

Determinación del punto de equilibrio en Valor:

𝑘.𝐸 =𝑅𝑃𝑠𝑃𝑃𝑠 𝐹𝑚𝐹𝑃𝑠

1 − 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑉𝑟𝑟𝑉𝑟𝑏𝑉𝑉𝑠𝑉𝑉𝑛𝑡𝑟𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑟𝑉𝑉𝑠

Determinación del punto de equilibrio en Volumen:

𝑘.𝐸 =𝑅𝑃𝑠𝑃𝑃𝑠 𝐹𝑚𝐹𝑃𝑠

𝑉𝑟𝑚𝑃𝑘𝑠 𝑇𝑃𝑃𝑘𝑙𝑟𝑠 − 𝑅𝑃𝑠𝑃𝑃𝑠 𝑉𝑘𝑟𝑚𝑘𝑜𝑙𝑟𝑠

5.2 Activos Tangibles (Costos Fijos).-

Para garantizar la operación de un proyecto son muy importante los activos tangibles,

porque es el lugar donde se va a desarrollar nuestra actividad o servirán como objeto

dentro de algún proceso. Es primordial indicar que los activos tangibles no son objetos de

comercialización por parte de la empresa y son utilizados durante su vida útil.

Tabla Nº 5. 1: Activos Tangibles de la inversión.

RUBRO VALOR

Terreno 17963,20 Maquinaria y Equipo 8858,00 Construcción 9014,56 Equipos de Oficina 1377,11 Otros activos 678,98

Total 37891,85

102

5.2.1 Terreno.-

El terreno se constituye en un bien de mucha importancia en nuestro proyecto, porque será

el medio del cual se obtenga la materia prima y además el lugar donde se procesara la

misma, conociendo la disponibilidad de área para la plantación de pasto de corte del

OASIS perteneciente a la UTE, la cual es de 1 hectárea.

A continuación se detallan el valor en dólares del terreno, según la ubicación en la vía a

San Jacinto del Búa

Tabla Nº 5. 2: Terreno.

DETALLE UNIDAD CANTIDAD V. UNITARIO V. TOTAL

Área para la plantación

HECTAREA 1 16.000 16000,00

Área para galpón

m2 900,00 1,60 1440,00

SUBTOTAL 17440,00 IMPREVISTO 523,2

TOTAL 17963,20

5.2.2 Maquinarias y Equipos.-

Comprenden las inversiones necesarias para la transformación de nuestra materia prima,

según el estudio técnico se seleccionara la que mejor se adapte a nuestras necesidades, en

nuestro proceso para el ensilaje de pasto utilizaremos primeramente una picadora de pasto

que será la encargada de triturar el pasto para luego ingresar a la maquina ensiladora, que

procederá a compactar el pasto triturado y finalmente será almacenado en las fundas de

ensilaje.

103

Tabla Nº 5. 3: Maquinarias y Equipos.


Ensiladora de pasto Unidad 1 5.312 5312,00

Picadora de pasto Unidad 1 3.288 3288,00

SUBTOTAL 8600,00

IMPREVISTO 3% 258,00

TOTAL 8858,00

5.2.3 Construcción.-

Corresponde a las edificaciones donde se procederá a la transformación de la materia

prima, y el área calculada técnicamente que será utilizada para el almacenamiento de las

fundas que contienen pasto ensilado.

Tabla Nº 5. 4: Construcción.


Galpón De Almacenamiento

1 8.752 8752

SUBTOTAL 8752

IMPREVISTO 3% 262,56

TOTAL 9014,56

5.2.4 Muebles y Enceres.-

Son los equipos que facilitaran el trabajo del operador de la ensiladora de pasto para

realizar cálculos, guardar información, almacenar documentos, etc. Nos aportaran de una

manera positiva haciendo que el operador disminuya el tiempo en la realización de las

actividades anteriormente mencionadas y que labore en un lugar que preste todas las

facilidades para la realización correcta de su rutina diaria de una forma ergonómica.

104

Tabla Nº 5. 5: Muebles y Enceres.


Calculadora Unidad 2 18,00 36,00

Escritorio Unidad 1 250,00 250,00

Computadora Unidad 1 695,00 695,00

Archivador Unidad 2 95,00 190,00

Silla Unidad 4 22,00 88,00

Silla Ergonómica Unidad 1 78,00 78,00

SUBTOTAL 1337,00

IMPREVISTO 3% 40,11

TOTAL 1377,11

5.2.5 Otros activos.-

Se constituyen en un complemento dentro del proceso donde algunos pueden ser de mucha

utilidad u otros deben ser algo estrictamente necesarios para la protección de las personas

encargadas de manipular el proceso, como es el caso de los Equipos de protección personal

(EPP), en este proceso se utiliza algunos equipos de poca duración que son remplazados

con mucha facilidad durante el lapso del año.

105

Tabla Nº 5. 6: Otros Activos.


Balanza Unidad 1 70,00 70,00

Machete Unidad 3 7,00 21,00

Selladora de fundas Unidad 3 72,00 216,00

Escoba Unidad 6 2,50 15,00

Pala Unidad 3 16,00 48,00

Cavadora Unidad 1 15,00 15,00

Hacha de Mano Unidad 1 15,00 15,00

Bomba de fumigar

(Mochila)

Unidad 1 80,00 80,00

Guantes Pares 24 1,80 43,20

Botas Pares 6 8,00 48,00

Cascos Unidad 8 11,00 88,00

Mascarilla Pack (24

unidades)

2 16,50 33,00

SUBTOTAL 692,20

IMPREVISTO 3% 20,76

TOTAL 712,96

5.3 Costos Variables.-

Corresponde en primer lugar los costos ligados directamente a la producción del bien,

como lo son la materia prima en nuestro proceso el pasto MARALFALFA, también entran

los valores correspondiente a la prestación del servicio por parte de personas que están

directamente ligadas con el proceso (Mano de obra directa e indirecta), y finalmente los

valores de los costos administrativos propios de la organización de la empresa.

106

Tabla Nº 5. 7: Costos variables de la inversión.

RUBRO VALOR ANUAL

MATERIA PRIMA 1713,41

MATERIALES DIRECTOS 84,46

MANO DE OBRA DIRECTA 14993,71

TOTAL 16791,58

5.3.1 Materia Prima.-

Es el insumo que sufrirá precisamente el proceso de transformación y quedará plenamente

involucrado en el bien producido. En nuestro caso el pasto MARAFALFA el cual fue

seleccionado por su alto rendimiento en la localidad y su aceptación por parte del ganado,

también incluyen los productos utilizados en el proceso de transformación de nuestro

insumo como son; la melaza utilizada para ser mezclada con el pasto triturado y las fundas

utilizadas para el almacenamiento de nuestro producto final.

Tabla Nº 5. 8: Materia Prima.

DETALLE UNIDAD CANTIDAD V. UNITARIO V. ANUAL Semillas de plantas Plantas 10100,00 0,07 707,00 Melaza Litro 327,00 0,50 163,50 Fundas plásticas de ensilaje

Unidad 3000,00 0,50 1500,00

SUBTOTAL 1663,50 IMPREVISTOS 3% 49,90

TOTAL 1713,40

5.3.2 Materiales Directos.-

Son los productos que no ingresan dentro del proceso de transformación de la materia

prima, pero son de mucha importancia para la limpieza, siembra, control de plagas y

mantenimiento de la misma.

107

En nuestro proceso son utilizados los siguientes; herbicida es empleado para la eliminación

de malezas durante la preparación del terreno y crecimiento del pasto, fungicida es

utilizado durante el proceso de crecimiento del pasto para la eliminación de los hongos y

mohos y finalmente el insecticida que es el encargado del control de insectos durante el

crecimiento del pastizal.

Tabla Nº 5. 9: Materiales Directos.

DETALLE UNIDAD CANTIDAD V. UNITARIO V. ANUAL Herbicidas 1 (preparación terreno.)

Litros 2,00 10,5 21,00

Fungicidas Kilogramos 2,00 8,00 16,00 Herbicidas 2 (3 semana) Litros 2,00 6,5 13,00 Insecticidas Litro 4 8,00 32,00


TOTAL 84,46

5.3.3 Mano de obra Directa.-

Son los operarios que participan directamente en el proceso de transformación de la

materia prima, constituyen en el arma más importante dentro de este proceso de ensilaje

del pasto MARALFALFA porque son parte de la preparación del terreno, plantación, la

trituración y ensilaje del pasto.

Con sus conocimientos técnicos aportaran para que el pasto MARALFALFA tenga un

mayor rendimiento, además de una aceptación del ganado durante su alimentación.

108

Tabla Nº 5. 10: Mano de obra directa.

DETALLE UNIDAD CANTIDAD V. UNITARIO V. ANUAL Preparación del terreno Jornales 7,00 15,00 105,00 Establecimiento de plantación

Jornales 10,00 15,00 150,00

Manejo de plantación Unidad 1,00 146,00 146,00 Corte de pasto Jornales 21,00 15,00 315,00 Traslado de pasto Jornales 9,00 15,00 135,00 Picado de pasto Jornales 15,00 15,00 225,00 Ensilado de pasto Jornales 15,00 15,00 225,00 Aplicación de herbicida Jornal 3,00 18,00 54,00 Mantenimiento pastizal Jornal 6,00 18,00 108,00 Técnico operador Salario 1,00 1087,00 13044,00


TOTAL 14942,21

5.4 Presupuesto de ingreso.-

En base a datos técnicos del rendimiento del pasto MARALFALFA en la región el mismo

que es de 28,4 kilogramos por cada metro cuadrado cosechado, se puede calcular las

fundas de 40 kg de pasto MARALFALFA ensiladas en el año y son las siguientes:

Fpea = 𝑅𝑡∗𝐴𝑡𝐶𝐶𝑉

Fpea=28.4 𝑘𝑘𝑚2∗1000 𝑚2

40 𝑘𝑘 Fpea= 𝟒𝟒𝟎𝟎 𝒇𝒇𝒏𝒅𝒅𝒄

Donde:

Fpea = Fundas de pastos ensiladas al año.

Rt = Rendimiento del terreno. (Kg/m2)

At = Área del terreno a cosechar. (m2)

Cfe = Capacidad de la funda donde se almacenara el pasto. (Kg)

Como todo proyecto el precio del producto final en relación con el tiempo se ve afectada

por la tasa de crecimiento anual, la misma que en la actualidad se encuentra en 4.146%,

realizamos una proyección del costo de nuestro producto final que durante nuestro primer

año con relación al precio actual en el mercado es de 5 dólares Americanos.

109

Tabla Nº 5. 11: Presupuesto de ingresos.

AÑOS

DETALLE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Fundas ensiladas por

año 7100 7100 7100 7100 7100 7100 7100 7100 7100 7100

Precio de venta

funda ensilada 5,00 5,21 5,42 5,65 5,89 6,13 6,39 6,65 6,93 7,22

Ingreso total 35500,00 36976,80 38515,03 40117,26 41786,14 43524,44 45335,06 47221,00 49185,39 51231,50

110

5.5 Estado de Resultado.-

Tabla Nº 5. 12: Estado de Resultados.

. AÑOS

DETALLE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ingresos 35500,00 36976,80 38515,03 40117,26 41786,14 43524,44 45335,06 47221,00 49185,39 51231,50

(-) Costos de producción 19873,21 20574,88 21173,09 21941,98 22744,46 23574,49 24448,67 25360,80 26312,45 27305,28

Utilidad bruta 15626,79 16401,92 17341,95 18175,28 19041,68 19949,95 20886,39 21860,20 22872,94 23926,22

(-) Gastos administrativos 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

(-) Gastos de ventas 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

(=) Utilidad operacional 15626,79 16401,92 17341,95 18175,28 19041,68 19949,95 20886,39 21860,20 22872,94 23926,22

(-) costo financiero 5665,34 5421,10 5130,91 4786,15 4376,52 3889,85 3311,64 2624,67 1808,47 838,75

(=) utilidad antes de reparto 9961,45 10980,82 12211,03 13389,13 14665,16 16060,10 17574,74 19235,53 21064,46 23087,47

(-) 15% reparto utilidades 1494,22 1647,12 1831,66 2008,37 2199,77 2409,01 2636,21 2885,33 3159,67 3463,12

(=)Utilidad antes de impuesto 8467,23 9333,70 10379,38 11380,76 12465,38 13651,08 14938,53 16350,20 17904,79 19624,35

(-)25% impuesto a la renta 2116,81 2333,42 2594,84 2845,19 3116,35 3412,77 3734,63 4087,55 4476,20 4906,09

(=) Utilidad neta 6350,43 7000,27 7784,53 8535,57 9349,04 10238,31 11203,90 12262,65 13428,59 14718,26

111

5.6 Flujo de Caja.-

Tabla Nº 5. 13: Flujo de Caja.

AÑOS

Detalle 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Utilidad neta 6350,43 7000,27 7784,53 8535,57 9349,04 10238,31 11203,90 12262,65 13428,59 14718,26 (+) Depreciaciones 1485,57 1485,57 1351,15 1351,15 1351,15 1343,74 1343,74 1343,74 1343,74 1343,74 (+) Amortizaciones (+) Valor residual 22470,48 (+) Capital de trabajo 16766,86 (-) Inversión inicial 52980,63 (+) Préstamo 0,00 (-) Amortización del capital 1298,48 1542,72 1832,90 2177,67 2587,29 3073,96 3652,18 4339,15 5155,35 6125,07 (=) Flujo de cajero neto

-21195,86 6537,52 6943,12 7302,78 7709,05 8112,90 8508,08 8895,46 9267,24 9616,99 49174,27

112

5.7 Valor Actual Neto (VAN).-

Tabla Nº 5. 14: Valor actual neto.

AÑOS Detalle 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TOTAL

Flujo neto de caja -21195,86 6537,52 6943,12 7302,78 7709,05 8112,90 8508,08 8895,46 9267,24 9616,99 49174,27

-21195,86 6019,89 5887,16 5701,84 5542,47 5370,98 5186,63 4993,41 4790,21 4577,40 21552,30 48426,46

$ (0,00)

5.8 TIR.-

Tabla Nº 5. 15: Tasa interna de retorno.

TASA INTERNA DE RETORNO

TIR 25%

113

5.9 Periodo de Recuperación de la Inversión (PRI).-

Para el cálculo de PRI en nuestro proyecto que consta con un flujo de caja no uniforme,

debemos sumar los flujos de caja desde el año 0 (inversión inicial) hasta el año 10. Cuando

nuestro resultado arroje un valor positivo significa que durante ese año nuestra inversión

inicial será recuperada.

Tabla Nº 5. 16: Periodo de recuperación de la inversión.

AÑO FND

0 -21195,86

1 6019,89 -15457,47

2 5887,16 -9805,51

3 5701,84 -4281,53

4 5542,47 1099,05

5 5370,98 6322,01

6 5186,63 11313,16

7 4993,41 16121,99

8 4790,21 20737,00

9 4577,40 25147,11

10 21552,30 46623,31

En nuestro proyecto podemos observar que nuestra inversión inicial se recupera en el

cuarto año:

PRI= 4 años

114

5.10 Punto de Equilibrio.-

Tabla Nº 5. 17: Punto de Equilibrio.

AÑOS

Detalle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Costos fijos 8771,69 8531,62 8113,13 7780,51 7385,15 6907,50 6348,30 5682,72 4890,38 3947,10

Costos variables 16766,86 17464,36 18190,87 18947,61 19735,83 20556,85 21412,01 22302,75 23230,54 24196,93

Costo total 25538,55 25995,98 26304,00 26728,13 27120,98 27464,35 27760,31 27985,47 28120,93 28144,03

Ingresos 35500,00 36976,80 38515,03 40117,26 41786,14 43524,44 45335,06 47221,00 49185,39 51231,50

Costo variable unitario 2,36 2,46 2,56 2,67 2,78 2,90 3,02 3,14 3,27 3,41

Precio venta 5,00 5,21 5,42 5,65 5,89 6,13 6,39 6,65 6,93 7,22

Pe cantidad 3324,54 3104,40 2834,22 2609,47 2377,95 2135,32 1884,08 1619,19 1337,77 1036,61

Pe dólares 16622,68 16167,74 15374,67 14744,36 13995,12 13089,97 12030,27 10768,96 9267,46 7479,90

115

5.10.1 Grafica del Punto de Equilibrio.-

En la gráfica que se muestra a continuación nos indica el comportamiento de nuestro

proyecto en base a las unidades producidas (x) por la ensiladora de pasto y los valores en

dólares (y) de los costos fijos y variables. El área de riesgo representa el lugar donde

nuestro proyecto no se debe ubicar porque generara resultados económicos negativos para

el proyecto y su continuidad en esta área sería una amenaza para el OASIS.

Por tal motivo la finalidad de este proyecto es ubicaros sobre el punto de equilibrio es decir

la zona donde nuestro proyecto genera utilidades.

Figura Nº 5. 1: Punto de Equilibrio.

Fuente: AutoCAD.

116

5.11 Análisis de resultados del estudio económico.-

En el presupuesto de los activos fijos del proyecto de ensilaje de pasto, se ha considerado

las inversiones necesarias para la ejecución del proyecto, es decir son los recursos

financieros que se requieren para la instalación y puesta en marcha de la ensiladora de

pasto a implementar en el OASIS perteneciente a la UTE extensión Santo Domingo. Es

necesario indicar que en este proyecto es importante la producción del pasto ensilado para

la alimentación del ganado, esto hace que nuestros activos fijos requieran de un gasto

utilizado para seguros y mantenimientos.

El Capital de Trabajo está constituido por los valores necesarios para la operación normal

del proyecto durante un ciclo productivo y son de mucha importancia ya que la mano de

obra es necesaria en el proceso de ensilaje se desarrolle de una manera correcta con

personal idóneo que conozca de los procedimientos técnicos adecuados para el ensilaje de

pasto. Con la realización del estudio financiero se pudo determinar que el proyecto es

rentable para su implementación, mediante el análisis de cuatro aspectos importantes:

presupuesto, fuentes de financiamiento, estados financieros proformas de equipos y la

evaluación económica y financiera, basados en los resultados obtenidos en los Indicadores

de Rentabilidad propuestos anteriormente como lo son el TIR y VAN.

El punto de equilibrio nos permitió determinar donde los gastos son iguales a los ingresos,

y tratar de no mantenernos en ese punto para que nuestra producción no se vayaa convertir

como un gasto para la UTE. Se pudo observar que nuestro proyecto de ensilaje de pasto,

tiene un TIR del 26 % el cual es rentable y puede ser implementada para cubrir la

necesidad de alimentación del ganado bovino en el OASIS de la UTE sede Santo

Domingo.

117

CAPITULO VI

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

6.1 Principio de Funcionamiento.-

La ensiladora de pasto es una maquina sofisticada utilizada para compactar cualquier tipo

de forraje, que puede ser empleado para la alimentación del ganado bobino. Con la

implementación de 4 silos giratorios hace que esta máquina tenga un mayor rendimiento en

comparación con otras máquinas existentes en el mercado.

Figura Nº 6. 1: Ensiladora de pasto de 4 tambores.

Fuente: SolidWorks (Damián Mitte / 2014).

118

La materia prima a ensilar es triturada con la ayuda de un molino, la misma que

posteriormente por medio de una tolva es enviada hacia alguno de los silos de la ensiladora

de pasto que tienen colocados las fundas de polietileno empleadas para ensilaje, una vez

lleno el silo con el pasto triturado entra en funcionamiento la prensa que consta de un

cilindro accionado hidráulicamente. La fuerza producida verticalmente por el pistón hace

que el pasto triturado se compacte y valla tomando la forma del silo, la trituradora y el

pistón trabajan conjuntamente hasta que el silo se llene en su totalidad o según la cantidad

que el operador lo requiera.

El principio de funcionamiento de esta máquina se inicia al momento que ingresa el pasto

al interior de alguno de los silos, y al ser una maquina semiautomática consta de dos

modos de operación y son los siguientes:

• Modo manual

• Modo automático

6.1.1 Modo de Operación Manual.-

Al seleccionar el modo de operación manual tendremos la opción de accionar cada una de

las salidas digitales de nuestra máquina, sin que el funcionamiento de alguna de ellas esté

condicionada con el de otra, las mismas que son: bomba hidráulica, giro del motor a la

izquierda, giro de motor a la derecha y la electroválvula que es encargada de accionar el

pistón.

En la figura que se muestra a continuación mostraremos la pantalla existente en la HMI

para el modo de operación manual.

119

Figura Nº 6. 2: Accionamiento Manual desde la HMI.

Fuente: Tia Portal.

6.1.1.1. Procedimiento para realizar una operación manual correctamente.-

Paso 1: Llenado de alguno de los silos con pasto triturado y con el aditivo a utilizar.

Paso 2: En la pantalla principal de la aplicación de la HMI hacemos click en INGRESAR.

Figura Nº 6. 3: Pantalla principal de la aplicación en la HMI.

Fuente: Tia Portal.

120

Paso 3: En la pantalla secundaria (figura Nº 5.2) del modo de operación seleccionamos la

opción manual.

Paso 4: Enel lado derecho de la pantalla secundaria (figura Nº 5.2) introducimos el número

de unidades a producir.

Paso 5: Una vez ingresado los datos y ubicada la perilla en modo manual, hacemos click

en SEGUIR y nos dirigirá a la pantalla de operación manual en la aplicación de la HMI.

Paso 6: Al encontrarnos en la pantalla de operación manual seleccionamos el silo al cual

llenamos con pasto triturado y aditivo, para que este se ubique debajo del pistón.

Figura Nº 6. 4: Selección del silo de forma manual.

Fuente: Tia Portal.

Paso 7: Con la ayuda del pedal exterior accionamos el cilindro hidráulico las veces que el

operador considere necesarias, para que el pasto en el interior de la funda de polietileno

tome la forma del silo.

Paso 8: Una vez que el silo se encuentre lleno o con la cantidad de pasto que el operador

crea necesaria, procedemos a extraer la funda de polietileno para posteriormente ser

sellada.

121

6.1.2 Modo de Operación Automática.

Al seleccionar el modo de operación automático de la máquina, tenemos la ventaja que el

proceso de ensilaje de pasto se lo realiza de una manera automática y responde a una

secuencia especifica.

Figura Nº 6. 5: Accionamiento automático desde la HMI.

Fuente: Tia Portal

6.1.2.1. Procedimiento para realizar una operación automática correctamente.-

Paso 1: Llenado del silo más cercano al pistón con pasto triturado y con el aditivo a

utilizar.

Paso 2: En la pantalla principal de la aplicación de la HMI hacemos click en INGRESAR

(figura Nº 5.2).

Paso 3: En la pantalla secundaria (figura Nº 5.2) seleccionamos la opción de modo de

operación automática.

122

Paso 4: En el lado derecho de la pantalla (figura Nº 5.2) introducimos el número de

unidades a producir y el tiempo de prensado (Lapso en el cual el vástago del pistón

hidráulico se encuentra en el límite inferior de alguno de los silos).

Paso 5: Una vez ingresado los datos y ubicada la perilla en modo automático, hacemos

click en SEGUIR.

Paso6: Al encontrarnos en la pantalla del modo automático hacemos click sobre el botón

INICIAR PROCESO y así de esta manera empieza el ciclo correspondiente:

• Sensa el nivel del silo que se encuentra debajo del pistón.

• Enciende el motor eléctrico de la central hidráulica.

• Acciona el cilindro hidráulico para que el vástago comprima al pasto.

• El vástago permanece comprimiendo al silo por el tiempo anteriormente

preseleccionado anteriormente.

• Llena el silo con el pasto finalmente compactado.

• El vástago del cilindro ingresa al cuerpo del mismo.

• Motorreductor gira a la derecha e inicia el proceso de compactación del próximo silo.

Paso 7: Procedemos a extraer la funda de polietileno con pasto ya compactado para

posteriormente sellar.

123

6.2 Flujograma de operación de la ensiladora de Pasto.-

En la compactación del pasto en la maquina ensiladora de 4 silos para desarrollar el trabajo

de ensilaje de cada funda, dicha maquina antes mencionada debe cumplir con 4 procesos

secuenciales que se describen a continuación.

• Proceso 1: Este proceso consiste en el ingreso de la materia prima triturada y con

presencia del aditivo, el operario estará al tanto de la cantidad de pasto triturado que

se insertara a cualquiera de los 4 silos.

• Proceso 2: Consiste en preparar a los componentes de la máquina para que desarrolle

su trabajo de una manera óptima y no sufra averías que como consecuencia nos

arrojaran un producto final no acorde con las necesidades del operario.

• Proceso 3: Es la etapa de compactación del pasto triturado con un porcentaje de

aditivo, El pistón que es accionado hidráulicamente realizara este trabajo. Si se opera

automáticamente se debe preseleccionar un tiempo para que el vástago comprima el

material y la funda llena de pasto tome la forma del silo, si se opera manualmente la

compactación la controlaremos por medio de un pedal externo el cual accionara el

cilindro.

• Proceso 4: Es la etapa final en la cual el operario extrae la funda con pasto

compactada del interior del silo en el cual se desarrolló el trabajo y la prepara para su

sellado.

124

Figura Nº 6. 6: Flujograma de trabajo de la ensiladora de pasto.

6.3 Indicaciones básicas de montaje.

Para el correcto funcionamiento de los componentes de la maquina es muy importante

proteger cada uno de ellos, ya que exponerlos en lugares sin protección harán que alguno

de ellos puedan tener percance al momento de la operación y nuestra maquina no

funcionaría de una manera correcta.

125

Por tal motivo es recomendable instalar la máquina en un área con cubierta para protección

de lluvias, el tablero eléctrico de control se debe encontrar en un área seca libre de aceites,

corriente de aire o ambiente con presencia de grasa.

6.3.1 Anclaje y nivelación.-

La máquina se debe instalar en un lugar con piso firme, ya que al momento de la operación

se pueden generar vibraciones que con el tiempo pueden afectar a los equipos.

El anclaje de la máquina se lo realiza con pernos de expansión colocados en la base de la

ensiladora de pasto, además de la colocación de elementos de amortiguación como cauchos

en los puntos de apoyo de la base y el piso que son de mucha utilidad para absorber la

vibración y aumentar la vida útil de los componentes de la máquina.

6.4 Mantenimiento de la ensiladora de pasto.-

La vida útil de una maquina está relacionada directamente con la frecuencia que se realizan

los diferentes tipos de mantenimiento, si planificamos de una forma ordenada de acuerdo

con las especificaciones de los fabricantes de los componentes y la experiencia obtenida,

estaremos garantizando el funcionamiento de nuestra máquina y minimizando las fallas

que pueden aparecer en el proceso de producción. Además de garantizar la seguridad de

los operarios.

Es recomendable la realización del mantenimiento preventivo porque nos ayudara a crear

un ambiente favorable tanto para la maquina como para el operador, debemos minimizar la

ejecución del mantenimiento correctivo y proyectar nuestros mantenimientos a corto,

mediano y largo plazo.

126

6.4.1 Mantenimiento Pre-operacional.-

Consiste en la realización de tareas antes de que la maquina entre en funcionamiento, que

ayudaran a detectar fallas presentes además de mejorar el desempeño de los componentes

de la máquina y alargar la vida útil de los mismos.

El mantenimiento pre-operación de la ensiladora de pasto corresponde a las siguientes

tareas enunciadas a continuación:

• Revisión del tablero de control.

• Lubricar las piezas mecánicas que tienen contactos entre ellas.

• Verificar el nivel del fluido hidráulico.

• Encender el motor del sistema hidráulico.

• Comprobar que la presión de trabajo sea la correcta.

• Identificar si existen fugas en mangueras y la central hidráulica.

• Realizar un proceso en vacío para ver si los actuadores se activan correctamente.

6.4.2 Mantenimiento Post-Operacional.-

Está basada en la realización de tareas de limpieza y supervisión, se tienen que mantener

todos los componentes de los sistemas completamente limpios y libres de polvo y residuos

de pasto, ya que éstos pueden hacer que la sincronía del sistema se desajuste o dañe, y por

127

consiguiente generar algún daño en alguno de los elementos de la máquina con el paso del

tiempo.

Es importante realizar la limpieza de los silos después de la operación, ya que si no se

limpia se tendrán problemas de deterioro de los mismos a causa de la composición que se

crea con la agregación del aditivo escogido para ensilar. Las tareas que se realizaran

después de la operación son las siguientes:

• Revisión del sistema eléctrico (contactares, PLC, HMI, Breakers, relés térmicos ,

cables de control y fuerza , etc)

• Inspección del sistema hidráulico ( Mangueras, central hidráulica, nivel de aceite,

pistón hidráulico)

• Inspección del sistema electromecánico (Engranajes, estructura, motorreductor).

• Limpieza de los silos.

• Limpieza de la estructura.

6.4.3 Mantenimiento Semestral de la máquina.-

Por la frecuencia con la que se opera la máquina y el lugar donde va hacer instalada la

misma es recomendable la realización de un mantenimiento semestral, este mantenimiento

nos ayudara a ver el estado de los componentes de la máquina y detectar posibles fallas

para posteriormente ser corregidas.

El objetivo de este mantenimiento es prevenir la ocurrencia de fallas para una posterior

operación de los elementos de la máquina, accesorios e infraestructura en general.

128

Además se considera un mantenimiento correctivo en caso de ser necesario. Este

mantenimiento está basado en la realización de las siguientes tareas:

• Verificar el nivel y estado del aceite del motorreductor.

• Cambio del filtro del sistema hidráulico.

• Cambiar el aceite hidráulico.

• Comprobar los tiempos de ciclo e índices de desviación del sistema hidráulico.

• Comprobar que los orificios de desagüe de la bomba hidráulica no presente fugas.

• Ajuste de pernos y tornillos de la máquina.

• Ajuste de tornillos de los contactares y elementos del sistema eléctrico.

• Verificar que todos los elementos de la ensiladora cumplan correctamente su función

para la cual fue insertada en la máquina.

• Revisión del estado de los dientes del engranaje.

• Lubricación de los elementos mecánicos que tengan contactos con otras piezas.

• Medición de la corriente consumida por los motores eléctricos.

129

6.4.4 Mantenimiento anual de la Maquina.-

Las tareas de mantenimiento anual son procedimientos minuciosos que se realiza a cada

uno de los componentes de la máquina, con la finalidad de detectar el estado en el que se

encuentran cada una de ellos y si necesitan ser reparadas o remplazadas actuar

inmediatamente.

La diferencia de este mantenimiento con los anteriores es que para la realización de este

mantenimiento se necesita la presencia de un técnico especialista, las tareas de

mantenimiento a anual son las siguientes:

• Remplazo de rodamientos de los motores eléctricos y caja reductora de velocidad.

• Remplazo de retenedores y empaques del motor eléctrico de la central hidráulica y el

motorreductor.

• Inspeccionar el estado de los bobinados de los motores eléctricos y posteriormente

barnizar cada uno de ellos.

• Revisar el estado de la bornera de conexión de los motores eléctricos.

• Verificar que eje del motorreductor no presente desgaste.

• Revisión detallada de los piñones (motorreductor y máquina).

• Desmontaje del cilindro hidráulico y desarme para ver el estado de sus componentes.

• Desarme y limpieza de la bomba hidráulica.

130

• Remplazo del aceite del motorreductor.

• Cambio de rodamiento cónico.

• Limpieza de los contactos principales y auxiliares de los contactores.

• Limpieza de los contactos principales de los Breakers.

• Realizar pruebas de disparo de los relés térmicos de los motores eléctricos.

6.5 Procedimiento para la realización de mantenimientos.-

El mantenimiento es esencial para que los equipos, máquinas y el entorno de trabajo siga

siendo seguro y fiable. La falta de mantenimiento o un mantenimiento inadecuado pueden

provocar situaciones de peligro, accidentes y problemas de salud.

El mantenimiento es una actividad de alto riesgo, y algunos de sus peligros derivan de la

naturaleza del trabajo. Por tal motivo para la realización de alguno de los mantenimientos

anteriormente señalados en la maquina ensiladora de pasto se debe tener en cuenta los

siguientes puntos:

• Utilizar los equipos de protección acorde con el tipo de tarea a realizar.

• Mantener limpia el área de trabajo.

• Emplear correctamente las herramientas y equipos.

131

• Apagar y bloquear la máquina, solo si la tarea a realizar necesita tener encendida la

maquina suprimir este punto y emplear todas las medidas de seguridad.

• Señalizar el área de trabajo y el estado de bloqueo de los equipos eléctricos.

6.6 Problemas frecuentes y posibles soluciones.-

Realizar un mantenimiento programados en las maquinas es de mucha importancia para

detectar posibles fallas a tiempo y también incrementar la vida útil de la máquina y sus

componentes, pero esto no nos garantiza que nuestra maquina nunca pueda tener fallas por

tal motivo a continuación se detallaran una lista de las posibles fallas que podrá tener

nuestra ensiladora de pasto. Así como también se describirá las posibles causas de las

fallas y las soluciones que podrá realizar el operador para normalizar el funcionamiento de

la ensiladora.

132

Tabla Nº 6. 1: Problemas frecuentes y posibles soluciones.

PROBLEMA CAUSA POSIBLE SOLUCIONES

Motor no enciende

Térmico Disparado Resetear el térmico Breakers quemados Cambiar Breakers Contactores dañado Remplazo de Contactores Problemas programación PLC Revisión circuito LADDER

Motor con fuga de aceite

Empaques o retenedores dañados Remplazo de retenedores

Pernos de acople de la caja sueltos Ajuste de pernos

Calentamiento excesivo del motor

Recalentamiento del bobinado Rebobinado del motor Problema con las partes de acoplamiento Alineación de los piñones

Maquina no acciona Pulsador de emergencia activado Revisar estado de contactos. Ausencia de energía o presión baja Revisar acometidas

Prensado incorrecto

Tiempo de prensado muy bajo Corregir tiempo de preselección

Vástago del cilindro dañado Inspección y reparación

Fuga en la acometida hidráulica Revisar acometidas hidráulicas

Válvula hidráulica no acciona

Contactos de los relé pegados Revisión de los relé Bobina dañada Cambiar bobina

Modo automático no cumple secuencia

Sensores dañados Chequear sensores

Programación PLC con averías Revisión circuito LADDER

Funcionamiento ruidoso

Nivel de aceite incorrecto Revisar niveles de aceites Bomba hidráulica desgastada

Inspección y reparación Partes mecánicas en rozamiento

133

CAPITULO VII

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 Conclusiones.-

• Se realizó la indagación acerca de diferentes tipos de máquinas utilizada para el

proceso de ensilaje y comparando distintos parámetros como lo son: capacidad de

producción, potencia requerida, número de personas para la operación, etc. Se pudo

deducir que la maquina más eficiente para el OASIS de la UTE es la ensiladora de

pasto de 4 tambores giratorios.

• Con el diseño y factibilidad de la prensa de ensilar pasto se puede satisfacer a todos

los requerimientos técnicos por parte del personal del OASIS para una futura

implementación.

• En base a los conocimientos técnicos obtenidos durante la etapa de estudio, se realizó

análisis técnicos de cada uno de los componentes de la maquina ensiladora de pasto y

la elección de cada uno de las piezas y materiales de las misma están previamente

sustentados con cálculos técnicos.

• El cálculo para la construcción de los silos giratorios de la ensiladora de pasto, se

realizó en base a un peso de 40 kg de pasto maralfalfa picado con la presencia de

cualquier tipo de aditivo utilizado para el ensilaje.

• Al instalar una pantalla HMI en la maquina ensiladora de pasto ayudara a tener una

mejor interacción entre el operario y la máquina, su proceso será comprendido de

una mejor manera por parte del operario e informara de manera precisa al operario de

las fallas que presente la máquina durante el paro no programado.

134

• Al semi-automatizar la maquina ensiladora de pasto su proceso se desarrollara de

manera óptima, ya que podremos variar el tiempo de prensado del pasto por parte del

plato aprisionador, escoger el número de unidades que necesitamos producir en el día

y su proceso se desarrollara de manera continua minimizando el tiempo.

• En el análisis financiero los indicadores estadísticos nos arrojaron resultados

satisfactorio acerca de la implementación de la ensiladora de pasto con un TIR del

26% y un periodo de recuperación de la inversión dentro del lapso de 4 años, un

proyecto totalmente viable para el OASIS de la UTE y sus resultados favorables

serán reflejados desde el momento de su implementación.

• Para la realización del análisis financiero se escogió al pasto maralfalfa por ser el de

mejor rendimiento alrededor de la zona, además sus semillas para la plantación

tienen un costo accesible para los agricultores.

• Se desarrolló un plan de mantenimiento de la maquina no muy complejo, pero que si

lo seguimos de una manera correcta garantizara el funcionamiento de la ensiladora

de pasto. Además de proveer de indicaciones previas a la realización de un

mantenimiento que ayudaran a minimizar los riesgos de accidentes.

7.2 Recomendaciones.-

• Definir correctamente el tipo de operación manual o automática de la ensiladora de

pasto.

• Operar la ensiladora de pasto de una forma correcta según se indica en el capítulo de

operación y mantenimiento.

135

• Seguir correctamente el proceso constructivo de las piezas que conforman la

ensiladora de pasto, porque es un proceso que previamente fue analizado y se obtuvo

como resultado la minimización del tiempo.

• Emplear las herramientas y equipos acorde al tipo de trabajo que se va a realizar, con

la finalidad de evitar daños en los mismo e incrementar la su vida útil.

• Utilizar los Equipos de protección personal (EPP) acorde al tipo de trabajo que se va

a realizar durante el proceso de construcción de la ensiladora de pasto. Además de

revisar que los EPP se encuentren en perfecto estado.

• Incursionar en el proceso de construcción de máquinas ensiladoras de pasto ya que

con la implementación de dichas maquinas, ayudaremos para que los agricultores de

la región mejoren su economía.

136

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Servei de Comunicació i Publicacions, 2013.

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práctico de diseño de sistemas productivos. España: Ediciones Díaz de Santos, 2006.

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22. Fraile Mora, Jesús. Máquinas eléctricas (6a. ed.). España: McGraw-Hill España, 2008.

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apuntes, 2009.

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España: Prensas de la Universidad de Zaragoza, 2013.

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bienes de equipo y máquinas industriales (UF0459). España: IC Editorial, 2011.

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28. Guillén Salvador, Antonio. Aplicaciones industriales de la neumática. España:

Marcombo, 2009.

139

29. Castillo Jiménez, Rafael. Ajuste, puesta en marcha y regulación de los sistemas

mecánicos: montaje y puesta en marcha de bienes de equipo y maquinaria industrial

(UF0457). España: IC Editorial, 2012. ProQuest ebrary. Web. 16 March 2015.

30. Gómez González, Sergio. SolidWorks®. España: Marcombo, 2008.

31. La modelación en 3D con el uso del paquete profesional SolidWorks 2015. Cuba:

Editorial Universitaria, 2013.

32. Análisis por elementos finitos (FEA). CosmosWorks 2006. Cuba: Editorial

Universitaria, 2013.

33. Reyes Cortés, Fernando, Cid Monjaraz, Jaime, and Vargas Soto, Emilio. Mecatrónica:

control y automatización. México: Alfaomega Grupo Editor, 2013.

34. Rodríguez-Avial Llardent, Mariano, and González-Alberto García, Antonio.

Fundamentos de resistencia de materiales. España: UNED - Universidad Nacional de

Educación a Distancia, 2010.

35. Ortiz Berrocal, Luis. Resistencia de materiales (3a. ed.). España: McGraw-Hill

España, 2007.

36. Rodríguez-Avial Llardent, Mariano. Elasticidad y resistencia de materiales II. España:

UNED - Universidad Nacional de Educación a Distancia, 2013.

140

Paquetes informáticos:

37. Dassault Systèmes. SOLIDWORKS [DVD-ROM]. Edición 2014. Concord, EE.UU.

Baker Avenue. Programa computacional.

38. Autodesk. AUTOCAD [DVD-ROM]. Versión 2010. San Rafael, EE.UU. Febrero;

2009. Programa computacional.

39. CSI, SAP2000 [DVD-ROM]. Versión 15. California, EE.UU. Junio; 2011. Programa

computacional.

40. Siemens. TIA Portal STEP 7 [DVD-ROM]. Versión 12. NÜRNBERG, ALEMANIA.

Enero; 2013. Programa computacional.

ANEXOS

ANEXO A

Catálogo de cilindros hidráulicos Marca Roemheld

ANEXO B

Catálogo de centrales hidráulicos Marca Roemheld.

ANEXO C

Catálogo de cilindros hidráulicos Marca Roemheld ficha técnica.

ANEXO D

Catálogo de Circuitos de válvulas hasta 500 bar.

ANEXO E

Esquema hidráulico para centrales hidráulica.

ANEXO F

Catálogo de motorreductor marca ROSSI.

ANEXO G

Tubo estructural negro cuadrado, Calidad ASTM A500.

PLANOS

211

0

2128

7

2

1

412

19

157

3

16

A

A

11

B

A-A

7

8

94

10

B (1 : 10)

5

17

6

1314

18

15

N.º DE ELEMENTO

NOMBRE DE ELEMENTO CARACTERÍSTICAS MATERIAL CANT

1 SILO PLANO ASTM A36 4

2 ESTRUCTURA A ASTM A36 / A500 1

3 ESTRUCTURA B ASTM A36 / A500 1

4 PLATO APISONADOR

ASTM A36/ AISI 1018 1

5 BASE SUJETA EJE ESTÁTICO

ASTM A36/ AISI 1018 1

6 ENGRANE A Z=15 dientes, m=6 HIERRO FUNDIDO 1

7 CILINDRO HIDRÁULICO

Ø63 mm, 200 bar, carrera=630mm 1

8 PISTÓN / VÁSTAGO

pistón Ø63 mm, vástago Ø40mm 1

9 ACOPLE CILINDRO AISI 1045 1

10 PLACA SUJECIÓN DE CILINDRO ASTM A36 1

11 CENTRAL HIDRÁULICA 1

12 TABLERO DE CONTROL 1

13 EJE COLUMNA AISI 1018 1

14RODAMIENTO CÓNICO DE

RODILLOS32208J2/Q ACERO 1

15 PLATO SUJETA CRUCETA ASTM A36 1

16CRUCETA

SOPORTE DE SILOS

ASTM A500 1

17 ENGRANE B Z=35 dientes, m=6 HIERRO FUNDIDO 1

18 RODAMIENTO RIGIDO DE BOLAS 6007 1

19 TOLVA DE PASTO PICADO ASTM A36 1

F

8

E

D

C

B

A

G

H

J

K

L

M

7654321 9 10 11 12 13 14 15 16

91 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12

K

G

A

B

C

D

E

F

H

J

ENSILADORA DEPASTO

PLANO: EP CONJUNTO

DIBUJÓ: Damian Mitte

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIALPROYECTO: ENSILADORA DE PASTO FECHA: 23 / 12 / 2014

ESCALA:1:20

APROBÓ: Ing. Javier Dìaz Msc.

100X4

50

40

40x4

0x3

2

455

340

100X50X4

100

1

00

100

1200

600

600

380 100

A

100

123

5

10

- Se aplica suelda GMAW O SMAW para unir los tubos- El corte para la unión de los tubos rectangulares de 100x50es a inglete

130

95

15

20

130

160

A (1 : 5)

APROBÓ: Ing. Javier Díaz Msc.

ESCALA 1:10

FECHA: 23/ 12 2014PROYECTO: ENSILADORA DE PASTO



PLANO: EP1

ESTRUCTURA IZQUIERDADE ENSILADORA

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

100x4

10

0x4

10

100

0

10

490 10

C

10

200

180

110

10

130

35

53

17

Placas refuerzo

160

130

A B

95

140

20 15

10

10

160

130

A (1 : 5)

80

10

35

C (1 : 5)

70

120

200

170

27

67 1

5

10

B (1 : 5)

- Estructura puede ser soldada con GMAW Ó SMAW


ESCALA:1:10

FECHA: 23 / 12 / 2014PROYECTO: ENSILADORA DE PASTO



PLANO: EP2

ESTRUCTURA DERECHAENSILADORA

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

600

200

40

100

300

A A

A-A

M10x1.5 80

30

10

VISTA LATERAL1:2

- Se suelda bocín a base para sostener ejeestático- Se puede soldar con GMAW o SMAW


ESCALA:1:5




PLANO: EP3

BASE INFERIOR EJE ESTÁTICO

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

71

182,75

20 30 51,75

35

h6

38

40

h6

58

40

N6 N6

- SE COLOCA RODAMIENTO RÍGIDO DE BOLAS 6007 (35 62 14)- SE COLOCA RODAMIENTO DE RODILLOS CÓNICO 32208J2/Q (40 80 24,75)

N6N8


ESCALA: 1:1

FECHA: 23/ 12 / 2014PROYECTO: ENSILADORA DE PASTO



PLANO: EP4

EJE ESTÁTICO

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

13

285

A

A

B

8

18

84

50

62

50

80

56

80

21

16

3

32

0

A-A (1 : 2)

N6

N6

22 N9

5,6

0 N

9

B (1 : 1)

N6N8


ESCALA:1:5

FECHA: 23 /12 / 2014PROYECTO: ENSILADORA DE PASTO



PLANO: EP5

SUJETA PIÑON Y CRUCETA

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

150

1350

150

135

0

150X50X3

150

A

50

8

32

0

13

120

A (1 : 5)

- Se suelda el disco con la cruceta mediante GMAW O SMAW

APROBÓ: Ing.Javier Dìaz Msc.

ESCALA:1:10




PLANO: EP6

CRUCETA SOPORTE DE SILOS

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

120

80

210

A

A

B

221

,71

12

0

75

A-A (1 : 2)

N7

22 N9

8,4

0 N

9

B (1 : 1)

- PIÑON FABRICADO EN HIERRO FUNDIDO

N7N8


ESCALA: 1:2




PLANO: EP7

ENGRANE Z=35, m=6

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

25

90

A

A

B

101

,26

60

25

45

A-A (1 : 1)

N7

8 N9

4 N

9

B (2 : 1)

- SE FABRICA EN HIERRO FUNDIDO

N7N8

APROBÓ: Ing.Javier Dìaz Msc.

ESCALA:1:2




PLANO: EP8

ENGRANEz=15, m=6

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

890

200

190

386

3


ESCALA:1:10




PLANO: EP9

CILINDRO SUJECIÓN DE FUNDA

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

8

200

16

375

10

140

280


ESCALA:1:5




PLANO: EP10

PLATO APISONADOR

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

67

67

14 1

4 B

B

765

30

107 68

63

75

70

95

28

34

40

B-B

N5

M18

X 1,5

C

C

D

D

M18 X 1,5

95

C-C

95

95

D-D

754

20 40

63

N5

N5N8


ESCALA:1:5




PLANO: EP11

CILINDRO HIDRÁULICOØ63 Ø40

CARRERA=630 mm

1 2

A

B

8

A

B

1 2

F

E

D

C

43

76543

D

C

Documents

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD ...repositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/19404/1/7771...ii DISEÑO Y FACTIBILIDAD DE UNA PRENSA SEMIAUTOMÁTICA DE ENSILAR PASTO