Incremento del rendimiento tecnológico en decapado

RESUMEN

En este trabajo se determinó por primera vez una propuesta de límites de control de las variables de la soldadura, para establecer un criterio de aceptación y rechazo entre las mismas, así como las condiciones óptimas para la cuadratura ortogonal entre bandas y un cepillado ideal. Todo esto con el objetivo principal de que el cliente interno acepte la sección soldada como parte de la bobina de acero y así eliminar dicho descarte para incrementar la productividad, disminuir el tiempo de operaciones e incrementar el tiempo efectivo de las líneas de Decapado. Para cumplir con este objetivo fue necesario realizar un estudio estadístico de tipo descriptivo y de campo, para obtener el tiempo de la operación del descarte, la disponibilidad de la grúa de desalojo de chatarra y el peso real del descarte para saber como incidirá en la productividad. Los instrumentos utilizados fueron los siguientes: máquina de prueba de embutido, cronómetro, calculadora, cinta métrica y computadora. Los resultados obtenidos muestran que la variable de soldadura más crítica es la corriente (A), y también que el desempeño de los operarios es primordial para conseguir los objetivos planteados en esta investigación. Finalmente se presentan las conclusiones obtenidas durante el estudio y las recomendaciones hechas en base a los resultados obtenidos.

INTRODUCCIÓN

La empresa Siderúrgica del Orinoco (SIDOR C.A), tiene corno misión principal producir y comercializar productos de acero, a través de sus diferentes líneas de producción, a precios competitivos para su exportación tanto en el mercado interno corno el externo. Desde su inicio SIDOR C.A. se conoció como una empresa productiva y rentable, sin embargo, después de su privatización ha emprendido un plan de reducción de costos operativos con el objetivo de aumentar su productividad y rentabilidad.

Dentro de la estructura de SIDOR C.A. se encuentra el área de Decapado cuyo objetivo principal es remover el óxido generado en el proceso de laminación en caliente preservando el acero de la superficie de las bobinas. Las líneas de Decapado son alimentadas con bobinas en caliente en un proceso por lote una a una ; estas se sueldan para sumergirlas en ácido clorhídrico a velocidad constante y luego, a la salida ,se vuelven a separar, cortando el cordón de soldadura mediante una cizalla transversal, que descarta una sección de la bobina que contiene el cordón de soldadura .

Este trabajo esta orientado a lograr incrementar el rendimiento tecnológico de las líneas de Decapado mediante la eliminación del descarte de la sección soldada y así aumentar su productividad, reducir el tiempo total del proceso y aumentar el tiempo disponible de la grúa que desaloja la chatarra; todo esto con el objetivo de cumplir con el plan de reducción de costos, mejoramiento continuo y optimización de recursos implementado en SIDOR C.A.

La investigación está estructurada de la siguiente manera:

CAPÍTULO I: Conformado por el Planteamiento del problema, Objetivos planteados, Justificación de la investigación, Alcance y Limitaciones presentadas durante el desarrollo del trabajo.

CAPÍTULO II: Presenta una breve descripción de la empresa y descripción del área de Decapado.

CAPÍTULO III: Contempla el Marco Teórico que sustenta la investigación.

CAPITULO IV: Formado por el Marco Metodológico bajo el cual se realizo el trabajo, indica el Tipo de Estudio, Población y Muestra, Instrumentos para la recolección de datos y el Procedimiento que se siguió para realizar la investigación.

CAPÍTULO V: Presenta los resultados obtenidos en el estudio.

Por último se indican las Conclusiones y Recomendaciones emanadas de la investigación, así como también la bibliografía consultada y anexos.

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

• ANTECEDENTES

Actualmente en las líneas de Decapado continuo I y II, después de efectuarse el proceso de remoción del óxido de la superficie del acero laminado en caliente, se descarta la sección soldada (esta es desechada como chatarra para luego reprocesarla) ya que sólo es necesario que la soldadura resista el decapado. A pesar de que el proceso de soldadura cumple con el objetivo de darle continuidad al proceso y resistir el decapado, las condiciones en que se encuentra no son suficientes para el nuevo objetivo que tiene la empresa de no descartar dicha sección para que en un futuro sea laminable. Esta situación obliga a optimizar las condiciones actuales del proceso de soldadura que involucra también al cepillado y a la cuadratura de las bandas soldadas.

Este trabajo forma parte de las estrategias de optimización de las operaciones para reducir los costos operativos, logrando así alcanzar un nivel óptimo y las mejores condiciones de productividad y rentabilidad.

• PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La sección soldada que actualmente es descartada en las líneas de Decapado I y II de SIDOR C.A., implica una pérdida de material, lo cual resta productividad y aumenta el tiempo final del proceso. Esta investigación persigue lograr establecer las condiciones necesarias para que dicho descarte se elimine, es decir, no sea necesario descartar esa sección de la bobina de acero, y así las líneas aumenten su rendimiento.

La soldadura será entonces entregada al cliente interno que estaría dispuesto a recibirla si se cumplen tres condiciones fundamentales que serán abordadas en este trabajo :

• 1- Una resistencia mínima de la soldadura

• 2- Un acabado óptimo de la soldadura.

• 3- Una cuadratura entre las bandas soldadas lo suficientemente precisa.

Cabe destacar que SIDOR C.A. a futuro tiene el objetivo de laminar la soldadura en el siguiente proceso (Tandem), por lo cual la soldadura debe cumplir con las condiciones expuestas anteriormente.

• JUSTIFICACIÓN

Entre las razones mas importantes que sustentan la investigación se encuentran: en primer lugar el incremento del rendimiento de las líneas, impactando ésto positivamente en su productividad, ya que al eliminar el descarte de la sección soldada se gana material, lo que aumenta el tonelaje /hora producido en estas líneas. En segundo lugar, disminuye el tiempo final del proceso al eliminar la operación de descarte. En tercer lugar permite aumentar el tiempo disponible de la grúa ya que ésta, actualmente tiene que utilizarse diariamente para botar la caja de chatarra donde se desecha el descarte, disminuyendo la disponibilidad de este útil equipo.

• ALCANCE

La investigación se realizó en la línea de Decapado I debido a que ésta fue preparada para la realización del estudio, pero la intención es utilizar los resultados para aplicar la mejora también en Decapado II, pues ambas líneas son muy similares.

• LIMITACIONES

Los factores que fueron limitantes durante el desarrollo de la elaboración de este trabajo son:

• Los paros sindicales que se presentaron eventualmente.

• El estudio se realizó solo en el 2do turno ( 7 am -3 pm ) dejando por fuera los otros dos turnos.

• Las constantes fallas que presentó el equipo que grafica las variables de la soldadura que no permitió el estudio de tres de las variables de la soldadura.

1.6 OBJETIVO GENERAL

Incrementar el rendimiento tecnológico en Decapado mediante la eliminación del descarte de la sección soldada.

1.6.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Recaudar información bibliográfica referente al problema planteado.

• Establecer límites de control de los parámetros de la soldadura que permitan determinar si una soldadura se acepta o se rechaza.

• Determinar las condiciones necesarias para que el cepillado de la soldadura sea limpio y óptimo, para que en un futuro pueda ser laminable en el siguiente proceso ( Tandem ).

• Establecer las condiciones necesarias para que la cuadratura de las bandas antes de soldar sean ortogonales, y así evitar desviaciones a lo largo de la banda soldada.

• Calcular el peso exacto del descarte para calcular la cantidad de material desperdiciado y el ahorro en el que se incurrirá.

• Calcular el tiempo que tarda el operario en descartar la sección soldada .

• Reducir el tiempo final del proceso eliminando la operación en donde descartan la sección soldada.

• Aumentar la disponibilidad diaria de la grúa eliminando el desalojo diario de la caja donde se desecha el descarte.

CAPITULO II

GENERALIDADES DE LA EMPRESA

2.1 LA EMPRESA

En 1964 es creada la empresa C.V.G Siderúrgica del Orinoco. (SIDOR) y es alrededor del año 1978, que se crea la planta de laminación. Varias investigaciones fueron realizadas desde la década de los 80 estaban encaminadas hacia la automatización de estos procesos. El 18 de Diciembre de 1997 el gobierno venezolano privatiza SIDOR después de cumplir un proceso de licitación pública ganado por el consorcio Amazonia, holding conformado por cinco de las empresas más importantes de América Latina en el área de producción de acero. La oferta realizada por del Consorcio Amazonia estuvo 5% por encima a la oferta de su competidor más cercano y el 27 de Enero de 1998, C.V.G. SIDERURGICA DEL ORINOCO, C.A. (SIDOR) pasa a ser una empresa privada. SIDOR fue la última gran empresa siderúrgica privatizada en Latinoamérica.

2.2 UBICACIÓN GEOGRÁFICA

La empresa Siderúrgica del Orinoco, se encuentra ubicada al norte del Estado Bolívar dentro del perímetro urbano de Ciudad Guayana, Estado Bolívar, en la zona Industrial Matanzas, Sobre la margen derecha del río Orinoco, a unos 17 kilómetros de su confluencia con el río Caroní y a 300 kilómetros de la desembocadura del río Orinoco en el Océano Atlántico. Está conectada con el resto del país por vía terrestre, y por vía fluvial-marítima con el resto del mundo, a través del río Orinoco y Caroní como lo muestra la figura 1.

Figura 1. Ubicación Geográfica de la Empresa

2.3 POLÍTICAS DE TRANSFORMACIÓN DE SIDOR C.A.

2.3.1 POLÍTICA DE CALIDAD.

"SIDOR tiene como compromiso la búsqueda de la excelencia empresarial con un enfoque dinámico que considera sus relaciones con los clientes, accionistas, empleados, proveedores y la comunidad, promoviendo la calidad en todas sus manifestaciones, como una manera de asegurar la confiabilidad de sus productos siderúrgicos, la prestación de servicios y la preservación del medio ambiente".

"El compromiso con esta política de calidad es responsabilidad de todos los integrantes de la empresa".

2.3.2 POLÍTICA DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL.

"SIDOR en la fabricación y la comercialización de sus productos de acero, considera que su capital más importante es su personal y por ello juzga prioritario el cuidado de su seguridad y salud en el ámbito laboral".

Esta política esta dirigida al desarrollo de todas sus instalaciones industriales en modelos de gestión de trabajo seguro y eficiente, proyectando sus programas de seguridad a la comunidad.

"Un accidente podrá ser explicado pero nunca justificado".

2.3.3 POLÍTICA DEL MEDIO AMBIENTE.

SIDOR C.A. considera a la variable ambiente como uno de los pilares para la fabricación comercialización de acero de calidad internacional.

2.4 ESTRUCTURA ORGANIZATIVA DE LA EMPRESA

El consorcio plantea una estructura organizativa en la que se distribuyen las posiciones siguiendo en lo posible una tendencia horizontal que centra las actividades por ambiente de especialización y que persigue hacer una empresa más dinámica para el alcance de los objetivos planteados a corto plazo. En el nuevo organigrama se busca lograr la mayor eficiencia y eficacia en la obtención de los resultados, tendiendo siempre al trabajo en equipo y a las interrelaciones que siguen direcciones matriciales.

• Junta Directiva: Es la encargada de planificar, discutir y aprobar las estrategias a seguir en la empresa. Formula decisiones importantes dentro de las políticas del directorio.

• Presidencia Ejecutiva: Se encarga de dirigir, organizar, coordinar y controlar todas las actividades de la empresa. Es la representante de SIDOR en los aspectos legales y sociales.

• Dirección Administrativa: presenta los servicios de contabilidad, auditoria y sistema de información.

• Dirección Industrial: Se encarga de fabricar productos siderúrgicos prestando sus servicios Industriales requeridos de manera competitiva y rentable.

• Dirección de Relaciones Institucionales: Se encarga de promover la imagen institucional de la empresa a través de la interpelación con su entorno relevante.

• Dirección de Recursos Humanos: Se encarga de formular y aplicar las políticas y estrategias corporativas en el ámbito sociolaboral, comunicacional y servicios al personal.

• Dirección Finanzas: Se encarga de administrar y asegurar el adecuado rendimiento de los recursos financieros de la compañía.

• Dirección de Planificación: Se encarga de proponer e impulsar las políticas y estrategias corporativas, en materia comercial, operativa, financiera y de control de gestión.

• Dirección Asuntos Legales: Se encarga de garantizar la actuación de la empresa dentro del marco legal vigente y representarla ante terceros en todos los aspectos jurídicos en los que estén involucrados sus derechos e intereses.

• Dirección Comercial: Se encarga de comercializar y despachar los productos siderúrgicos en condiciones de calidad y oportunidad competitiva.

• Dirección Abastecimiento: Se encarga de obtener y suministrar materiales, insumos y servicios requeridos por la empresa para sus operaciones.

Figura 2. Organigrama de SIDOR

2.5 DEBILIDADES Y FORTALEZAS DE SIDOR

2.5.1 FORTALEZAS

• El optimismo, confianza y convicción de los inversionistas, de que SIDOR se puede convertir en un tiempo reducido de alrededor de cuatro años en una de las Empresas Siderúrgicas más importantes del mundo.

• El Consorcio Amazonia tiene un tremendo desafío y motivación para instalar la transformación y un potencial de ganancia de productividad sobre la base de la utilización de los recursos que hoy están paralizados dentro de la propia organización.

• Tiene precios de mineral de hierro, de energía y de gas mucho mas barato que el resto de sus competidores mundiales por su posición geográfica.

• Tiene un pilar fundamental el recurso humano, el cual con capacitación, entrenamiento, trabajo conjunto y entendimiento, se pueda entender la tarea de desarrollar y llevar a la empresa a donde debe estar.

2.5.2 DEBILIDADES

• Las perspectivas de crecimiento del producto interno bruto están impactadas por un ambiente de inflación.

• Debe soportar la existencia de precios de dumping y prácticas de comercio desleal producidos luego de la crisis del sureste asiático y su extensión a Korea y Japón

• Sustitución de envases de acero por envases de aluminio o de polímeros.

2.6 VISIÓN DE LA EMPRESA

SIDOR tendrá estándares de competitividad similares a los productores de acero más eficientes y estará ubicada entre las mejores siderúrgicas del mundo, unidad de negocios orientada al mercado y focalizada hacia la atención integral de sus clientes, manteniendo un liderazgo en sus mercados primarios, sostenido mediante una continua mejora y adecuada tecnología de sus procesos e instalaciones.

2.7 MISIÓN DE LA EMPRESA

Comercializar y producir hierro, reducción directa, planchones laminados planos en caliente, en frío y recubiertos, de manera eficiente, competitiva y rentable, propiciando la satisfacción de accionistas, clientes y trabajadores.

2.8 OBJETIVOS DE LA EMPRESA

• Optimizar la producción y los beneficios de la empresa en función de las exigencias del mercado, en cuanto al volumen, calidad u oportunidad.

• Alcanzar la independencia, dominio y desarrollo de la tecnología siderúrgica.

• Lograr mantener una estructura financiera sana para la empresa, teniendo presente los requerimientos propios y la política financiera

• Satisfacer los requerimientos y expectativas de los clientes.

• Educar y motivar al personal en la mejora continua de la calidad del trabajo.

2.9 SIDOR HOY DESPUÉS DEL CAMBIO

En diciembre de 1997, el Consorcio Amazonia, conglomerado de empresas latinoamericanas líderes en el sector siderúrgico, adquirió el 70% del paquete accionario de SIDOR. Luego de la capitalización de deuda en el 2003, el consorcio Amazonia posee el 60% y el estado el 40%.

Entre las características principales del Consorcio, destacan:

• Concentra el 25% de la producción de acero líquido en América Latina.

• Mantiene presencia en MERCOSUR, Pacto Andino, G3, Nafta y CARICOM.

• Abarca toda la línea de productos siderúrgicos: Planos, Largos, Tubos con y sin costura.

• El 27% de los despachos de las empresas que lo conforman son destinados a la exportación.

• En conjunto emplea a más de 35 mil trabajadores.

2.10 PRODUCTOS ELABORADOS EN SIDOR

La Siderúrgica del Orinoco (SIDOR) elabora productos con más de 1.500 formas especificas. Los principales productos Semielaborados y acabados, así como sus usos se muestran a continuación:

2.10.1 PRODUCTOS SEMI-ELABORADOS

• Pella: Aglomerados de fino mineral de hierro. Insumo básico para el proceso de reducción directa para la fabricación de hierro esponja.

• Palanquillas: Acero Semi-elaborado utilizado como insumo básico para la fabricación de tubos sin costuras, perfiles, cabillas y Alambrón.

• Planchones: Acero semi-elaborado utilizado como insumo directo para la fabricación de productos planas como chapas y bandas.

2.10.2 PRODUCTOS ELABORADOS

• Barras: Producto de acero utilizado para la construcción.

• Cabillas: Barras de acero de sección redonda, utilizada en la construcción, minería e industria en general.

• Alambrón: Productos de acero presentado en rollo, utilizado para la fabricación de alambre, mallas electro-soldadas, clips, ganchos, clavos, tornillos, etc.

• Tuberías (sin costuras): Producto de acero que utiliza la industria petrolera de construcción y minería.

2.11 PROCESO PRODUCTIVO

SIDOR produce acero a partir de un mineral de alto contenido de hierro, utilizando la vía de reducción directa, hornos eléctricos de arco y colada continua.

Habitualmente la carga en sus hornos eléctricos es de 80 por ciento mínimo de hierro de reducción directa (HRD), y 20% máximo de chatarra, lo que contribuye a la elaboración de un acero de bajo contenido de impureza y de residuales con características particulares. SIDOR cuenta con tres sistemas productivos en una extensión de 2.200 hectáreas:

• Sistema de reducción

• Sistema productos planos.

• Sistema productos largos.

Figura 3. Procesos Productivos de SIDOR

2.12 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE DECAPADO

En la empresa SIDERÚRGICA DEL ORINOCO C.A., la Gerencia de Laminación en Caliente tiene adscrita la superintendencia de Decapado, cuyas líneas tienen como propósito principal disolver o desprender el óxido, generado en el proceso de laminación en caliente, preservando el acero de la superficie de la bobina . El proceso de Decapado tiene como materia prima las bobinas provenientes del laminador en caliente, iniciándose el proceso en el cortador de flejes y desenrrollador; para luego pasar por el corte transversal y preparar la soldadura .

El corte transversal consiste en eliminarle a la bobina la punta y la cola para conseguir un acabado que permita realizar la soldadura, luego iniciar el decapado de la misma (pues el Decapado es un proceso continuo).

En Cada línea de Decapado existen dos púlpitos o puntos de control donde en el primero de ellos (púlpito de entrada) se realiza y supervisa la soldadura y en el segundo (púlpito

de salida) se realiza el descarte de la sección soldada, luego de haber sido decapada, para después separar las bobinas y poder transportarlas al Tandem (cliente interno).

Específicamente se trabajó con la máquina soldadora MIEBACH de la línea de Decapado continuo I, la cual se encuentra en la entrada de dicha línea.

2.12.1 PROCESO DE DECAPADO

El Decapado es el proceso mediante el cual se elimina químicamente el óxido superficial formado en el metal por la acción de una solución de ácido inorgánico, quedando completamente limpia de óxido la superficie. Este proceso utiliza solución dé ácido clorhídrico (HCL) con una concentración del 10% aproximadamente.

El ataque decapante con la temperatura y concentración, no puede elevarse arbitrariamente la temperatura, ya que la presión de vapor del ácido es de considerable importancia, incluso a temperaturas reducidas, aumenta fuertemente al elevarse las mismas.

La velocidad del decapado depende de los siguientes factores:

• Forma y composición de la cascarilla de óxido.

• Concentración y temperatura del baño de decapado.

En las bobinas es imprescindible la remoción de óxidos para la continuidad de los procesos, ya que estos son producto de la conformación de material (en caliente), y el óxido dañaría los cilindros del laminador en frío además que no permite obtener la calidad superficial deseada .

Dicho proceso se realiza en dos líneas de funcionamiento continuo: DC I Y DC II. La capacidad instalada del DC I es 780.000 t/año y del DC II 1.100.000 t/año, para un total de 1.880.000 t/año.

Los insumos de este proceso son las bobinas en caliente con espesor de 6 a 1.90 mm, ancho de 1 .250 a 600 mm y diámetro externo de bobina de 1.850 mm.

La línea I es la más antigua, es la que ocupa mayor espacio y es la que presenta mayores problemas. Uno de estos problemas, es el escape de vapores de HCI, que trae como consecuencia, el deterioro acelerado del techo de la nave. Además la presencia de HCL en el aire, presenta un riesgo para las personas que allí laboran. La fuga de este ácido se debe a que los sistemas de succión de ellos es deficiente.

La línea II es similar a la línea I, se diferencian por el sistema de enjuague, la longitud del sistema de compensación, la cantidad de enrrolladores y el tipo de material procesado. Presenta el mismo problema que la línea I, pero a menor escala.

Las líneas están formadas por tres secciones las cuales constan de las siguientes partes:

-La sección de entrada: Formada por cadena transportadora, desenrrolladores, niveladoras, cizalla de corte (punta y cola), transportadora de chatarra, soldadora de banda, brida #1, el acumulador de entrada y la brida #02.

– La sección media: Formada por los tanques de decapado, lavado y zona de secado.

– La sección de salida: Formada por la brida # 03, acumulador de salida, brida # 04, brida # 05,cortadora de bordes, cizalla cortadora del cordón de soldadura, enrrolladores y cadena transportadora.

El flujo del proceso se inicia con los transportes de las bobinas a la cadena transportadora por medio de la grúa, asegurando que siempre exista una reserva de (07) bobinas como máximo, lo que permite el uso de la grúa en otras actividades.

Luego la bobina pasa de la cadena transportadora al carro porta bobinas, el cual se encarga de llevarla al mandril desenrrollador en donde se realiza un movimiento de

centrado asegurando que la bobina se deposite en este sin sufrir ninguna deformación. Al colocar la bobina, el mandril se expande para asegurar la bobina.

Con la ayuda de un elemento que se asemeja a un cincel se abre la primera espira de la bobina y se saca la punta y es introducida a la niveladora por medio de rodillos aprisionadores, para luego ir a la cizalla de corte de cola y de punta, inmediatamente pasa a la máquina soldadora MIEBACH que realiza una "soldadura por resistencia" definida como la obtenida mediante la aplicación de una fuerza en el sentido longitudinal de la banda (fuerza de recalque), sin aporte de material, utilizando para el calentamiento o fusión, el efecto térmico de la corriente eléctrica al atravesar ésta los extremos de la banda a soldar. Luego de soldar la banda en proceso con la punta de la banda que entrará en éste, el cordón de soldadura es cepillado con el objeto de eliminar el material de la unión soldada, mediante el desgarre del material utilizando herramientas de corte. Esto se hace con el fin de uniformizar la superficie de la banda para evitar posibles fallas de laminación o daños a equipos durante el proceso.

Luego la banda pasa al carro acumulador de entrada recorriendo antes las bridas 01 y 02 con el objeto de imponerle tracción. En el acumulador ésta es almacenada con el propósito de lograr el paso continuó de material a través de las secciones media y salida, pasando a los tanques de decapado o zona de tratamiento con ácido la cual está formada por (04) tanques colocados en fila con temperaturas entre 75-85 0C, disminuyendo del primero al cuarto, en donde cada tanque mantiene su temperatura, por medio de un sistema de control automático de intercambiadores de calor.

Al salir del cuarto tanque la banda entra en zona de lavado donde es enjuagada por medio de unas toberas las cuales permiten rociar la banda con agua a presión a una temperatura aproximadamente de 40 0C, para luego ir a la zona de secado donde por medio del vapor esta es secada, logrando alcanzar una temperatura de 60-700C, inmediatamente entra en el acumulador de salida, con el objeto de lograr el paso continuo de material a través de las secciones de entrada y media evitando de esta manera que se detenga la zona media o de proceso.

Después la banda pasa por la brida # 04 y entra al compensador de bucle donde se elimina la tensión de la banda (requerimiento para la protección de las cuchillas de corte longitudinal) para que continúe hacia la zona de salida. Seguidamente pasa a la cortadora de bordes para realizarle el corte dependiendo de las especificaciones del cliente, entra en la brida # 05 y se desplaza para ser aceitada por la máquina aceitadora con el fin de protegerla de la oxidación mientras se almacena y/o se prepara para la laminación en frío. Una vez realizado todo este proceso es necesario volver a formar la bobina por lo que se elimina a la banda la sección soldada para que sea enrollada obteniéndose así la bobina decapada. Luego se pasa al carro porta bobina, de ahí a la cadena transportadora para luego ser pesada, flejada e identificada con el fin de ser llevada ala venta o a su futura laminación (Tandem).

2.12.2 DIAGRAMA DE PROCESO DE DECAPADO

CAPITILO III

MARCO TEÓRICO

3.1 POBLACIÓN

Es todo conjunto de elementos, finito o infinito, definido por una o más características, de las que gozan todos los elementos que lo componen, y sólo ellos. En muestreo se entiende por población a la totalidad del universo que interesa considerar, y que es necesario que esté bien definido para que se sepa en todo momento qué elementos lo componen.

3.2 MUESTRA

Es una parte representativa de la población. Para que una muestra sea representativa, y por lo tanto útil, debe de reflejar las similitudes y diferencias encontradas en la población, ejemplificar las características de la misma. Cuando decimos que una muestra es representativa indicamos que reúne aproximadamente las características de la población que son importantes para la investigación.

3.3 TIPOS DE MUESTREO

Los autores proponen diferentes criterios de clasificación de los diferentes tipos de muestreo, aunque en general pueden dividirse en dos grandes grupos: métodos de muestreo probabilísticos y métodos de muestreo no probabilísticos.

• Muestreos Probabilísticos:

• Aleatorio Simple

• Aleatorio Sistemático

• Estratificado

• por Conglomerados

• Polietápico

• por Ruta Aleatoria

3.3.1 MUESTREO ALEATORIO SIMPLE

Es aquel en que cada elemento de la población tiene la misma probabilidad de ser seleccionado para integrar la muestra.

Una muestra simple aleatoria es aquella en que sus elementos son seleccionados mediante el muestreo aleatorio simple.

En la práctica no nos interesa el individuo o elemento de la población seleccionado en general, sino solo una característica que mediremos u observaremos en él y cuyo valor será el valor de una variable aleatoria que en cada individuo o elemento de la población puede tomar un valor que será un elemento de cierto conjunto de valores. De modo que una muestra simple aleatoria se puede interpretar como un conjunto de valores devariables aleatorias independientes, cada una de las cuales tiene la misma distribución que es llamada distribución poblacional.

3.4 CÁLCULO DEL TAMAÑO DE LA MUESTRA

A la hora de determinar el tamaño que debe alcanzar una muestra hay que tomar en cuenta varios factores: el tipo de muestreo, el parámetro a estimar, el error muestral

admisible, la varianza poblacional y el nivel de confianza. Por ello antes de presentar algunos casos sencillos de cálculo del tamaño muestral delimitemos estos factores.

Parámetro. Son las medidas o datos que se obtienen sobre la población.

Estadístico. Los datos o medidas que se obtienen sobre una muestra y por lo tanto una estimación de los parámetros.

Error Muestral, de estimación o standard. Es la diferencia entre un estadístico y su parámetro correspondiente. Es una medida de la variabilidad de las estimaciones de muestras repetidas en torno al valor de la población, nos da una noción clara de hasta dónde y con qué probabilidad una estimación basada en una muestra se aleja del valor que se hubiera obtenido por medio de un censo completo. Siempre se comete un error, pero la naturaleza de la investigación nos indicará hasta qué medida podemos cometerlo (los resultados se someten a error muestral e intervalos de confianza que varían muestra a muestra). Varía según se calcule al principio o al final. Un estadístico será más preciso en cuanto y tanto su error es más pequeño. Podríamos decir que es la desviación de la distribución muestral(1) de un estadístico y su fiabilidad.

Nivel de Confianza. Probabilidad de que la estimación efectuada se ajuste a la realidad. Cualquier información que queremos recoger está distribuida según una ley de probabilidad (Gauss o Student), así llamamos nivel de confianza a la probabilidad de que el intervalo construido en torno a un estadístico capte el verdadero valor del parámetro.

Varianza Poblacional. Cuando una población es más homogénea la varianza es menor y el número de entrevistas necesarias para construir un modelo reducido del universo, o de la población, será más pequeño. Generalmente es un valor desconocido y hay que estimarlo a partir de datos de estudios previos.

3.5 TÉCNICAS DE MUESTREO SOBRE UNA POBLACIÓN

La teoría del muestreo tiene por objetivo, el estudio de las relaciones existentes entre la distribución de un carácter en dicha población y las distribuciones de dicho carácter en todas sus muestras.

Las ventajas de estudiar una población a partir de sus muestras son principalmente:

Costo reducido:

Si los datos que buscamos los podemos obtener a partir de una pequeña parte del total de la población, los gastos de recogida y tratamiento de los datos serán menores. Por ejemplo, cuando se realizan encuestas previas a un referéndum, es más barato preguntar a 4.000 personas su intención de voto, que a 30.000.000.

Mayor rapidez:

Estamos acostumbrados a ver cómo con los resultados del escrutinio de las primeras mesas electorales, se obtiene una aproximación bastante buena del resultado final de unas elecciones, muchas horas antes de que el recuento final de votos haya finalizado;

Más posibilidades:

Para hacer cierto tipo de estudios, por ejemplo el de duración de cierto tipo de bombillas, no es posible en la práctica destruirlas todas para conocer su vida media, ya que no quedaría nada que vender. Es mejor destruir sólo una pequeña parte de ellas y sacar conclusiones sobre las demás.

De este modo se ve que al hacer estadística inferencial debemos enfrentarnos con dos problemas:

• Elección de la muestra (muestreo).

• Extrapolación de las conclusiones obtenidas sobre la muestra, al resto de la población (inferencia).

3.6 MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Y DISPERSIÓN

De forma análoga podemos definir para variables aleatorias medidas de centralización, dispersión, simetría y forma. Por su interés nos vamos a centrar en dos medidas sobre variables aleatorias que son la esperanza matemática que desempeña un papel equivalente al de la media y el momento central de segundo orden, también denominado varianza.

3.6.1 MEDIA

Es el número calculado mediante determinadas operaciones utilizando todos los elementos de un conjunto y que sirve para representar a éste. La media puede recibir distintos nombres según las operaciones realizadas para calcularla: media aritmética, media geométrica, media armónica, entre otras.

3.6.2 MODA

Es el valor que aparece con más frecuencia en un conjunto dado de números. Por ejemplo, en el conjunto {3,4,5,6,6,7,10,13} la moda es 6. Si son dos los números que se repiten con la misma frecuencia, el conjunto tiene dos modas. Otros conjuntos no tienen moda.

3.6.2 DESVIACIÓN ESTÁNDAR

Es el número que representa el alejamiento de una serie de números de su valor medio. Se calcula a partir de todas las desviaciones individuales con respecto de la media. Es un concepto importante en la mayoría de los cálculos estadísticos porque es una indicación precisa de la variabilidad entre un grupo de números.

3.7 DIAGRAMA DE PARETO

Es una herramienta que permite localizar el problema principal y ayuda a localizar la causa más importante de este, se llama diagrama o análisis de Pareto. La idea anterior contiene el llamado principio de Pareto, conocido como "Ley 80-20" o "pocos vitales, muchos triviales", el cual reconoce que unos pocos elementos (el 20%) generan la mayor parte del efecto (el 80%);el resto de los elementos generan muy poco del efecto total. De la totalidad de problemas de una empresa sólo unos pocos son realmente importantes.

La idea fundamental de un diagrama de Pareto es localizar los pocos defectos, problemas o fallas vitales para concentrar los esfuerzos de solución o mejora en éstos. Una vez que sean corregidos, entonces se vuelve a aplicar el principio de Pareto para localizar de entre los que quedan a los más importantes, volviéndose este ciclo una filosofía. También el diagrama de Pareto apoya la identificación de las pocas causas fundamentales de los problemas vitales con lo que se podrá reducir de manera importante las fallas y deficiencias en la empresa.

Figura 4. Diagrama de Pareto

3.7.1 CARACTERÍSTICAS DE UN BUEN DIAGRAMA DE PARETO

La clasificación por categorías del eje horizontal puede abarcar diferentes tipos de variables. Por ejemplo: tipos de defectos, grupo de trabajo, producto, tamaño, máquina, obrero, turno, fecha de fabricación, cliente, proveedor, métodos de trabajo u operaciones. Cada caso corresponde a una aplicación distinta del diagrama de Pareto.

El eje vertical izquierdo debe representar unidades de medida que den una clara idea de la importancia de cada categoría. Por ejemplo, la escala izquierda debe estar en pesos, número de artículos rechazados, horas- hombre, horas- máquina; o en número de fallas, retrasos, incumplimiento o quejas.

El eje vertical derecho representa una escala en porcentajes de 0 a 100, para que con base en esta se pueda evaluar la importancia de cada categoría respecto a las demás.

La línea acumulativa representa los porcentajes acumulados de las categorías. Para que no haya un número excesivo de categorías que dispersen el fenómeno, se recomienda agrupar las categorías que tienen relativamente poca importancia en una sola y catalogarla como la categoría "otras", aunque no es conveniente que esta categoría represente un porcentaje de los más altos. Si esto ocurre se debe revisar la clasificación y evaluar las alternativas.

Un criterio rápido para saber si la primera barra o categoría es significativamente más importante que las demás, no es que ésta represente el 80% del total, más bien en si ésta al menos duplica en magnitud al resto de las barras. En otras palabras, hay que verificar si dicha barra predomina claramente sobre el resto.

Cuando en un diagrama de Pareto no predomina ninguna barra y este tiene una apariencia plana o un descenso lento en forma de escalera, significa que se deben revisar los datos o el problema y su estrategia de clasificación. En estos casos, y en general, es

conveniente ver el Pareto desde distintas perspectivas, siendo creativo y clasificando

el problema o los datos de distintas maneras, hasta localizar un componente importante.

Es necesario agregar en la gráfica el período que representan los datos. Se recomienda anotar claramente la fuente de los datos y el título de la gráfica.

Cuando se localiza el problema principal, es indispensable hacer un diagrama de Pareto de segundo nivel en el cual se identifiquen los factores o causas potenciales que originan tal problema.

3.7.2 PASOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN DIAGRAMA DE PARETO

Decidir y delimitar el problema, área de mejora que se va atender y tener claro que objetivo se persigue. A partir de lo anterior visualizar o imaginar que tipo de diagrama de Pareto puede ser útil para localizar prioridades o entender mejor el problema.

Con base en lo anterior, discutir y decidir el tipo de datos que se van a necesitar y los posibles factores que sería importante estratificar. Construir una hoja de verificación bien diseñada para la colección de datos que identifique tales factores.

Si la información se va a tomar de reportes anteriores o si se va a recabar, definir el periodo de que se tomarán datos y determinar quien será responsable d e ello.

Al terminar de obtener los datos, construir una tabla donde se cuantifique la frecuencia de cada defecto, su porcentaje y demás información.

Para representar gráficamente la información de la tabla obtenida en el paso anterior, construir un rectángulo que sea un poco más alto que ancho. En este rectángulo se construirán las escalas de la siguiente manera:

El lado izquierdo del rectángulo será el eje vertical que determinará la importancia de cada categoría, para construir la escala o darle dimensiones al eje de las Y, marcar el inicio con un cero y el final con el total acumulado de defectos. En seguida, a partir del cero, trazar divisiones de igual longitud hasta completar con el total.

Marcar el lado o eje derecho con una escala porcentual, iniciando con 0% y terminando en la escala superior con 100%.

Dividir la base del rectángulo o eje horizontal en tantos intervalos iguales como categorías sean consideradas. De acuerdo con la frecuencia con que ocurrió cada categoría (defecto), ordenarlas de izquierda a derecha y de mayor a menor, y anotar el nombre da cada una.

Construir una gráfica de barras, tomando como altura de cada barra el total de defectos correspondientes.

Con la información del porcentaje acumulado de la tabla realizada gráfica una línea acumulada.

3.8 DIAGRAMA CAUSA – EFECTO

El diagrama de causa y efecto trata de clasificar las causas de los problemas que afectan a cualquier parte de un proceso productivo, en las categorías directamente relacionadas con los insumos del proceso.

Figura 5. Diagrama Causa Efecto

Algunos de los problemas que se enfocan son:

MANO DE OBRA:

• Operador usando el procedimiento correcto

• Entrenamiento suficiente

• Entendimiento del problema existente

• Motivación al corregir el problema

• Suficiente experiencia

Partes: 1, 2, 3