Evaluación y propuesta de mejora del proceso de reacondicionamiento de tridentes anódicos de la unidad de varillas

En el siguiente trabajo se realizó una evaluación y propuesta de mejora al proceso de reacondicionamiento de tridentes anódicos para mejorar la gestión y control de los mismos. Esta investigación es de tipo no experimental, el cual se llevó a cabo en la Unidad de Varillas de CVG Venalum, donde se realizó un diagnóstico de la situación actual en el proceso de reacondicionamiento de los tridentes anódicos que se lleva a cabo en el área antes mencionada. El análisis se desarrolló mediante la elaboración de diagramas de línea, diagrama de caracterización, diagrama causa – efecto, diagrama de Pareto y análisis FODA, determinando así las áreas críticas y los focos de oportunidad de mejora continua; para ello se enfoca en la aplicación de métodos de calidad, planes de mantenimiento preventivo y correctivo, charlas de adiestramiento al personal, entre otras.

Palabras claves: Adiestramiento, mantenimiento, calidad.

INTRODUCCION

C.V.G. VENALUM es una empresa del estado venezolano que tiene como función la obtención de aluminio primario con la más alta calidad. Con una capacidad instalada de 430.000 toneladas al año, que se obtiene en 905 celdas de reducción electrolítica, distribuidas en 5 líneas de reducción.

La empresa se compone de tres plantas principales: Planta de Carbón, donde se elabora el ánodo o polo positivo; Planta de reducción, donde se produce el aluminio líquido y Planta de Colada, donde se obtiene los productos terminados. En Planta de Carbón se encuentra el Taller de Varillas y Refractarios, donde se establecen las acciones que regulan los procesos relacionados con la recuperación, reparación, acondicionamiento y ensamblaje de las varillas para el ensamble de ánodos o tridentes anódicos, así como el mantenimiento refractario de los hornos de inducción de los crisoles rociadores y de fundición, mantenimiento de las secciones y reparación de cubiertas de los hornos de cocción, para garantizar el suministro de varillas en el proceso de ensamblaje de ánodos y velar por la continuidad operativa de los hornos de inducción y cocción, contribuyendo con la prevención y conservación ambiental.

La varilla o tridente anódico está constituida por: una barra de aluminio, unida a un yugo de acero de tres (3) puntas, mediante un bimetálico. El proceso que se lleva a cabo para la recuperación de las varillas en el taller de varillas se inicia con la recepción, clasificación y selección de las varillas; luego según su condición se reparan las barras dobladas, erosionadas, se desprende la colada adherida recuperable de las puntas del yugo y cuando esta no se desprende con facilidad la punta es cortada y luego se sueldan las puntas que hagan falta con la máquina de soldadura por fricción (Friction Welder). Cuando la punta se desprende la reparación de la varilla se hace en talleres externos debido a que la máquina de soldadura por fricción no puede soldar puntas de longitud mayor a 180mm. También se desprenden los bimetálicos dañados y se sustituyen por nuevos en las mesas ubicadas en el área para tal fin. Actualmente se desprenden los casquillos y restos de fundición gris que en las puntas del yugo.

Esta investigación se llevó a cabo mediante un seguimiento y control de condiciones físicas y de funcionamiento de máquina: de soldadura por fricción (Friction Welder), la maquina rompe colada, enderezadora de barra, relleno de barra erosionada, corte de punta, carboneo, y la soldadura de bimetálico-yugo, a objeto de un diagnóstico de la situación actual del procedimiento de reacondicionamiento de varillas. De igual forma se les hizo un seguimiento a los operarios, y una evaluación detallada del manejo de inventario de insumos y herramientas necesarias para llevar a cabo el proceso de reacondicionamiento varillas anódicas en Taller de Varillas de CVG Venalum.

En este informe se presentan cinco (5) capítulos dando resultado a la investigación realizada: En el capítulo I: Se hace referencia al problema y objetivos de la investigación. En el capítulo II: Se da un marco referencial de la empresa donde se realiza la investigación, bases teóricas y glosario de términos utilizados en el estudio. En el capítulo III: Se expone un marco metodológico. En el Capítulo IV: Se engloba la situación actual de la empresa. En el Capítulo V: Se expone la situación propuesta; aunado a esto, se presentan conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos.

CAPITULO I

EL PROBLEMA

En este capítulo se presenta la problemática planteada por la empresa CVG VENALUM, específicamente en el área del taller de varillas, conjuntamente con el planteamiento del problema, los objetivos y las limitaciones de la investigación.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La empresa C.V.G. Venalum tiene por función principal, producir y comercializar en forma competitiva, productos de aluminios con calidad de estándar mundial, con una política de conservación del medio ambiente, promoviendo el desarrollo de la industria transformadora a nivel nacional; está ubicada en la Zona Industrial Matanzas en Ciudad Guayana, Estado Bolívar, Venezuela. Fue creada por decreto Presidencial el 02 de Julio de 1961.

Dentro del proceso de producción de la planta, existen procesos industriales que desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de la misma, los cuales son: Carbón, Reducción y sala de colada. En el área de carbón se produce un ánodo verde (Molienda y Compactación). Se lleva a cocción (Hornos de Cocción) y se ensambla el tridente o varilla al ánodo en Envarillado, para su posterior envío a reducción. Además, Planta de Carbón cuenta con la unidad de Servicio a Carbón, responsable por el acondicionamiento de varillas anódicas en el taller de varillas.

El taller de varillas es el encargado de recibir y reacondicionar varillas defectuosas que salen del proceso, tales como barras erosionadas, varillas con colada adherida, doblez en la barra, varillas con daño por fusión, varillas con daño por baño, punta de yugo fundida, yugo con punta desprendidas, con cabo y bimetal fisurado.

Actualmente el Departamento de Varillas presenta limitaciones que afectan su rendimiento para suministrar tridentes anódicos a las 245 celdas de producción electrolítica actualmente en operación. No obstante, este departamento fue estructurado para abastecer, casi en su totalidad, un requerimiento de varillas reacondicionadas para 905 celdas en operación.

La situación del Taller de Varillas de CVG Venalum se ve afectada por una problemática de ausentismo laboral, déficit de insumos y materiales, y la falta de un plan de mantenimiento rutinario a los equipos, lo que genera una serie de desviaciones para llevar a cabo el cumplimiento de producción y por ende un mal funcionamiento del departamento y una mala gestión del proceso que da como resultado una baja cantidad de varillas anódicas ensambladas en las instalaciones de la empresa.

Si no se toman medidas sobre la problemática planteada se incrementaría el costo de producción del ánodo envarillado, poniendo en riesgo la disponibilidad de tridentes anódicos a la planta y consecuentemente, el envarillado de los ánodos en la misma, necesario para la reducción electrolítica en las celdas para la producción de aluminio.

1.2 Objetivos

jetivos General:

Evaluar el proceso de reacondicionamiento de tridentes anódicos y formular una propuesta de mejora a la unidad de varillas de CVG Venalum.

jetivos Específicos

Recabar información relevante del proceso productivo de la unidad de varilla de CVG Venalum.

Determinar las especificaciones técnicas que deben cumplir los tridentes anódicos según los requerimientos del proceso de reducción.

Identificar los factores que afectan la producción de tridentes anódicos defectuosos.

Evaluar el proceso de reacondicionamiento de tridentes anódicos.

Elaborar una propuesta de mejora para el proceso de producción de tridentes anódicos.

Justificación

En función a la problemática planteada en CVG VENALUM, específicamente en el Taller de Varillas, se realizó un análisis detallado del déficit de las varillas reparadas y reacondicionadas, las cuales cumplen un papel muy importante en el proceso de reducción del aluminio siendo junto con el ánodo cocido, el polo positivo. Dichas varillas presentan defectos que ocasionan una mala conducción de la energía eléctrica impactando negativamente en el proceso de producción del aluminio.

La reparación no oportuna de varillas anódicas acumuladas en el patio de la unidad se debe solucionar para agilizar el proceso, mantener alta la producción e inventario de varillas reparadas para garantizar el suministro de las mismas a envarillado de ánodos.

Dando respuesta a esta problemática se realizó una evaluación detallada al proceso de reacondicionamiento de varillas, con la finalidad de detectar las fallas más frecuentes y buscar solución a esta situación que afecta en su totalidad a la empresa CVG Venalum.

Alcance y limitaciones

Alcance

La presente investigación estuvo delimitada específicamente en el Taller de Varillas, perteneciente a la Industria Venezolana de Aluminio C.V.G. Venalum, donde se llevan a cabo todas las reparaciones de las varillas que salen del proceso productivo por presentar defectos que pueden afectar negativamente el proceso de reducción electrolítica del aluminio.

El proyecto se enfatizó en la elaboración de un plan de mejora para la gestión del proceso de reacondicionamiento de varillas anódicas y determinar las causas raíces del mal funcionamiento de los equipos, la falta de materia prima e insumos, así como también la disponibilidad de recurso humano en Taller de Varillas de CVG VENALUM.

Limitaciones

No se tienen registros confiables de la parte del proceso donde ocurren la mayoría de las fallas en el proceso de reacondicionamiento de las varillas.

El tiempo de realización del estudio tuvo una duración de (16) semanas, con fecha 02-06-2014 hasta 19-09-2014, en un horario de trabajo de 7:00 am – 4:00 pm.

CAPITULO II

MARCO DE REFERENCIA

En este Capítulo se da una breve descripción de la empresa, explicando su estructura organizativa, detallando el departamento donde se realizó la investigación. En el mismo, también se desarrollan el marco teórico y el glosario de términos básicos.

2.1 Descripción De La Empresa La Industria Venezolana del Aluminio, C.A. (C.V.G. VENALUM), adscrita a la Corporación Venezolana de Guayana (C.V.G.), es una empresa que tiene como objetivo la producción de aluminio primario y aleaciones.

C.V.G. VENALUM está ubicada en la zona Industrial Matanzas en Ciudad Guayana, urbe creada por decreto presidencial el 2 de Julio de 1961 mediante fusión de Puerto Ordaz y San Félix, tiene una capacidad operativa para producir más de 430.000 t/año de metal, por medio de 5 líneas de reducción a través del proceso electrolítico Hall-Heroult que operan con 180 celdas por línea, cuatro de ellas con tecnología Reynolds P-19, una tecnología Hydro Aluminium HAL-230 y cinco celdas con tecnología venezolana VENALUM V-350 sumando un total de 905 celdas instaladas.

Dentro del proceso de producción de la planta industrial, existen mecanismos de alimentación que desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de la misma, los cuales son: la Planta de Carbón, Planta de Colada, Planta de Reducción e instalaciones auxiliares.

2.2 Misión y Visión

Misión

CVG Venalum (2103) tiene como misión:

"Producir, vender y comercializar Aluminio y productos del Aluminio, de manera eficaz, eficiente, sustentable y de calidad para satisfacer las necesidades de transformación, en función a la capacidad instalada y tipos de productos, con el propósito de impulsar el desarrollo integral de la nación, generando bienestar en los trabajadores, trabajadoras, proveedores y clientes, avanzando en la cristalización de las bases de la SOCIEDAD SOCIALISTA."

Visión

CVG Venalum (2103) tiene como misión:

"Garantizar la producción y transformación de aluminio de manera eficaz, eficiente, sustentable y de calidad en función a la capacidad instalada, en un ambiente de bienestar y compromiso social para cubrir las necesidades de uso, priorizando la demanda nacional, en base a la integración, fusión y consolidación socialista de toda la cadena productiva del aluminio, con el fin de lograr y mantener el desarrollo integral de la patria, generando la mayor suma de felicidad posible a nuestro Pueblo."

Descripción del Área de Estudio y Trabajo Asignado

lanta de Carbón

Los ánodos que se requieren para el proceso de reducción electrolítica, se fabrican en la Planta de Carbón: Molienda y Compactación, Hornos de Cocción y Envarillado de Ánodos.

En Molienda y Compactación, a partir de coque de petróleo calcinado, brea de alquitrán, desecho verde y cabos, se fabrican los ánodos verdes de 960 Kg, los cuales reciben tratamiento térmico hasta 1250°C en Hornos de Cocción, con el fin de mejorar sus propiedades físicas y mecánicas.

En Envarillado, los ánodos cocidos son acoplados a barras conductoras de electricidad (varillas) y luego se trasladan a celdas, para el proceso de reducción electrolítica.

En las plantas de Recuperación de Baño, se limpian los cabos provenientes de celdas para separar y procesar los restos de baño electrolítico. Se procesa además, material de baño a granel, el baño molido se envía a las Líneas de Reducción para la operación de las celdas.

Gerencia de Carbón

Figura 1: Organigrama de la Gerencia de Carbón Fuente: Intranet de CVG.VENALUM En esta área se elaboran ánodos de carbón, a partir de una combinación de coque de petróleo calcinado, cabos de ánodos triturados, ánodos verdes y cocidos de desecho. El peso de los ánodos verdes es de 970 Kg; estos ánodos son fabricados en forma de bloque los cuales se consumen en un 60% aproximadamente durante el proceso de reducción, para producir 1000Kg. de Aluminio (P19) con una vida útil de 22 días. Se requiere una producción diaria de unos 850 ánodos para satisfacer las necesidades de la sala de celdas.

Departamento de Varillas y Refractarios El Departamento de Varilla y Refractarios es una unidad de servicios a la Gerencia de Carbón, y es el encargado de asegurar la disponibilidad de varillas aptas para el proceso de Envarillado de Ánodos; así como también, asegurar la continuidad operativa de los hornos de cocción e inducción Su misión es asegurar en condiciones de calidad, cantidad, costo y oportunidad, la disponibilidad de varillas ensambladas, recuperadas y reparadas, así como la reconstrucción y reparación de los hornos de inducción y cocción de la Gerencia de Carbón.

En este se encuentran, la máquina de soldadura por fricción (Friction Welder), la máquina Rompe Colada, sierra vertical y horizontal, así como también las máquinas de soldadura necesarias para el ensamblaje de las varillas. Las maquinas Friction Welder y la Rompe Colada actualmente presentan muchas fallas mecánicas, eléctricas y de control por falta de insumos y repuestos para la ejecución de los planes de mantenimiento de estos equipos (rutinario, programado, correctivo y preventivo). En cuanto al corte de puntas de yugo y ensamblaje de varillas, se presenta una gestión deficiente debido a la falla en oportunidad de metimiento a los equipos, , entre otros aspectos al ausentismo de personal y falta de los insumos necesarios para llevar a cabo el proceso.

Debido a lo antes expuesto se necesita diagnosticar el proceso de reacondicionamiento de las varillas para evaluar la condición general que se presenta en esta, a fin de generar las recomendaciones a los distintos problemas presentes y de esta manera lograr abastecer de varillas las 244 celdas en producción y proyectarlas a las 905 celdas. A continuación se indican los objetivos y funciones de este departamento, el cual requiere de las máquinas operativas, insumos y el recurso humano necesarios, para cumplir con los objetivos.

Figura 2: Flujograma Proceso de Reparación De Varillas Fuente: Taller de Varillas CVG Venalum Objetivo Establecer las acciones que regulan los procesos relacionados con la recuperación, reparación, reacondicionamiento y ensamblaje de las varillas anódicas, así como el mantenimiento refractario de los hornos de inducción de los crisoles rociadores y de fundición, mantenimiento de las secciones y reparación de cubiertas de los hornos de cocción, para garantizar el suministro de varillas en el proceso de ensamblaje de anodos y velar por la continuidad operativa de los hornos de inducción y cocción, contribuyendo con la prevención y conservación ambiental.

Funciones

Selección de las varillas desincorporadas o rechazadas en envarillado de ánodos.

Registro de las varillas recibidas en el Patio de Selección, identificación de defectos.

Acondicionamiento y/o ensamblaje de varillas anódicas.

Mantenimiento de refractarios.

Restauración de crisoles rociadores, de fundición, hornos de inducción, tapas, accesorios y cubiertas de los hornos de cocción.

Mantenimiento de las secciones de los hornos de cocción.

El área de varillas y refractarios es primordial para la producción de aluminio, es por esto que el proceso de reacondicionamiento de varillas debe tener una buena gestión, a fin de garantizar un stock de varillas buenas disponibles para la producción de ánodos envarillados y así evitar pérdidas de producción atribuida a falta de varillas reacondicionadas.

abajo asignado

Debido a las fallas muy concurrentes que presentan las máquinas y equipos, disponibilidad del personal e insumos, se tiene como trabajo asignado: Evaluar la situación actual del proceso de reacondicionamiento de tridentes anódicos y dar una propuesta de mejora a la unidad de varillas de CVG Venalum.

2.4 Bases Teóricas Para una completa comprensión del entorno del problema ya establecido, es necesario desarrollar sistemas teóricos que permitan comprender la investigación, para ello se desarrolla todos los factores y variables que interactúan durante el proceso de recuperación de varillas, a continuación se describirán.

Varilla Anódica Barra conductora de electricidad que forma el corazón de los ánodos en las celdas electrolíticas para la producción de aluminio primario. La varilla anódica está formada por tres (3) elementos, como lo son: barra de aluminio de sección transversal rectangular, placa bimetálica aluminio-acero de sección transversal rectangular y un yugo de 3 puntas de sección transversal circular.

Figura 3: El plano muestra dimensiones de la varilla utilizada en CVG Venalum Medidas en mm. Fuente: C.V.G Venalum Las varillas deben ser inspeccionadas en la estación dotada para tal fin; o antes de ser incorporadas en el proceso para evitar su rechazo en la mesa de colada, lo cual, también ocasiona atrasos en la producción, gastos innecesarios de energía, etc.

Barra de Aluminio

Tabla 1: Elementos que conforman la Barra de Aluminio Fuente: C.V.G Venalum Bimetálico: Está formado por diferentes metales, acero y aluminio unidos por soldadura de explosión.

Yugo: Extremo de la varilla cuyas puntas van a ser ensambladas con el ánodo.

Punta de Yugo: Acero ASTM A105 normalizado con una longitud de 280mm de Ơ140mm, la cual debe ser instalada por soldadura de fricción o arco eléctrico.

El proceso de selección de las varillas anódicas es muy importante, ya que el buen estado de las mismas garantiza la buena conducción de la energía eléctrica en las líneas de reducción del aluminio. El proceso de selección, acondicionamiento y ensamblaje de las varillas se encuentra resumido en el siguiente flujograma.

Maquina Soldadora por Fricción (Friction Welder) Utiliza el método de soldadura por fricción, que aprovecha el calor generado por la fricción mecánica entre la punta que está en movimiento y el Yugo que esta fijo. El principio de funcionamiento consiste en que la Punta en revolución gira en un movimiento de rotación fijo o variable alrededor de su eje longitudinal y se asienta sobre la otra pieza (Yugo). Cuando la cantidad de calor producida por rozamiento es suficiente para llevar las piezas a la temperatura de soldadura, se detiene bruscamente el movimiento, y se ejerce empuje el cual produce la soldadura por fricción granular. En ese momento se produce un exceso de material (rebaba) que se podrá eliminar fácilmente con una herramienta de corte, ya que todavía se encontrara en estado plástico.

Sierra Vertical y Sierra Horizontal Ambas son sierras circulares y son utilizadas para aserrar transversalmente la punta de los yugos, y también para seccionar las puntas nuevas. Están dotadas de un motor eléctrico que hace girar a gran velocidad una hoja circular.

Corte de Rebaba Este proceso consiste en retirar el sobresaliente irregular formado en la superficie de la junta soldada. Esta operación era realizada por la maquina Friction Welder pero fue retirada del ciclo automático de soldadura, según opinión del mecánico y los supervisores del área debido a problemas generados en las cuchillas como en los yugos.

Relleno de Barras Erosionadas Las barras sufren erosión por falla en suspensión o condición de sujeción a la barra dentro de las celdas, o por altas temperaturas en las mismas. Para rellenar la superficie de la barra afectada por la erosión, se emplea el sistema de soldadura MIG (metal Inerte Gas); Sistema definido por AWS como un proceso de soldadura arco, la fusión se produce por calentamiento con un arco entre un electrodo de metal de aporte continuo (Aluminio) y la pieza, donde la protección del arco se obtiene de un gas suministrado en forma externa (argón), el cual protege de la contaminación atmosférica y ayuda a estabilizar el arco. La producción exigida es de siete barras por soldador, luego pasa a esperar para fresada al Taller Central.

Desprendimiento de Bimetales Este proceso se realiza para cortar el bimetálico del yugo para que pueda ser reensamblado a otro previamente soldada la barra. Se realiza en dos fases:

Corte Oxiacetilénico del Bimetal: En esta fase el soldador con un soplete en un medio oxiacetilénico desprende el bimetálico por los lados de aplicación de la soldadura, con la precaución de distinguir la guía del yugo (superficie plana y delgada donde se alinea el yugo con el bimetálico)

Carboneo del Yugo: En esta fase el soldador golpea con una mandarria al bimetal hasta retirar por completo el bimetal y posteriormente procede al desbaste de yugo con electrodo de carbón y aire comprimido.

Las dos fases de desprendimiento se realiza en días diferentes generándose tres tipos de almacenamiento uno de yugo con bimetal, otro de yugo para carboneo y el de yugo limpio en espera de ser ensamble de varillas anódicas. En las dos etapas la producción exigida es de (40) yugos. La duración de estas actividades depende de los niveles de escorias presentes en la soldadura.

Corte de Yugo-Bimetal Esta operación se inicia después de que el operador del equipo móvil traslada al área el equipo de oxiacetilénico (tanques de oxígeno y de acetileno) y consiste en montar los reguladores. El procedimiento es el siguiente:

Quitar la tapa de los cilindros, abriendo y cerrando ligeramente la válvula para expulsar las impurezas.

Conectar los reguladores sus respectivos cilindros y aflojar la Manila, que regula el paso de gas al manómetro de la presión de trabajo.

Coloque las mangueras (boquilla)

Regular las presiones de trabajo para evitar el flujo inverso de oxigeno y presiones elevadas.

Luego se toma el soplete, se enciende apuntando la boquilla sobre un sector libre, sin ahogar la llama para evitar accidentes. Seguidamente se corta el yugo-bimetal, cuya operación consiste en colocar la boquilla del soplete en la soldadura realizada para el ensamble en las dos caras, comienza cuando el soldador coloca la boquilla del soporte en la referencia y termina cuando cambia a otro yugo, esta operación depende de la escoria presente por soldadura sucia, a mayor niveles de escoria mayor es el tiempo de duración de la operación.

Carboneo de Yugos de Varillas El carboneo de puntas de yugo consiste en limpiar las puntas con restos de colada adherida con electrodo de carbón. Cuando las varillas entran en el área de carboneo es porque ya ha recorrido las otras estaciones de trabajo requeridas de acuerdo al daño observado en las varillas, o porque solamente requerían esta reparación.

Ensamble de Varillas Anódicas El ensamble de varillas anódicas consiste en unir mediante soldadura por arco eléctrico la barra y el yugo, se realiza una vez que se desprende en el área de varillas biseladas en un extremo y en otro el orificio para ser sujetadas en las diferentes partes del circuito de varillas. El ensamble se ejecuta en dos etapas bien diferenciadas:

Ensamblaje Barra-Bimetal (soldadura aluminio): Proceso realizado por soldadura MIG es la que el electrodo es de aluminio consumible, utilizado como metal de aporte, por lo que este sistema es considerado como de soldadura continua, para este proceso se dispone de mesa de trabajo con capacidad para ocho (8) barras en el turno de día.

Ensamble Barra-Bimetal-Yugo Se toma la barra mediante la grúa puente, operación realizada por dos operadores donde el elemento se inicia cuando el operador coloca la herramienta de sujeción a la altura del centroide de la barra y luego se eleva la varilla. Se traslada la barra del almacenamiento temporal con bimetal hasta la mesa giratoria de soldadura de acero. Luego de haber sido trasladado el yugo con la grúa puente, el soldador alinea la barra con el yugo con una escuadra de 90° y manteniendo igual distancia desde los extremos de yugo a la barra, se procede a alinear horizontalmente la barra y el yugo, se suelda un punto para asegurar de esta forma la barra al yugo y evitar desviaciones. Luego de haber fijado las placas sujetadores que fijan las placas de a la mesa por medio de tornillos, ejerciendo presión sobre la barra o el yugo se colocan triángulos de acero a cada lado entre la barra y el yugo de forma de generar el pozo a llenar con soldadura. Se procede a soldar, rellenando de forma homogénea con cordones de soldadura el pozo creado por el yugo, el bimetálico y los triángulos en ambos lados. Se retiran las placas completamente y luego se trasladan las varillas a la mesa giratoria de soldadura de acero hasta el área dispuesta para el apile de varillas.

Figura 4: Ensamblaje de Varillas Fuente: Taller de Varillas CVG Venalum

Diagrama Causa-Efecto

Los Diagramas Causa-Efecto ayudan a pensar sobre todas las causas reales y potenciales de un suceso o problema, y no solamente en las más obvias o simples. Además, son idóneos para motivar el análisis y la discusión grupal, de manera que cada equipo de trabajo pueda ampliar su comprensión del problema, visualizar las razones, motivos o factores principales y secundarios, identificar posibles soluciones, tomar decisiones y, organizar planes de acción.

El Diagrama Causa-Efecto es llamado usualmente Diagrama de "Ishikawa" porque fue creado por Kaoru Ishikawa, experto en dirección de empresa interesado en mejorar el control de la calidad; también es llamado "Diagrama Espina de Pescado" porque su forma es similar al esqueleto de un pez: Está compuesto por un recaudo (cabeza), una línea principal (columna vertebral), y 4 o más líneas que apuntan a la línea principal formando un ángulo aproximado de 70??(espinas principales). Estas últimas poseen a su vez dos o tres líneas inclinadas (espinas), y así sucesivamente (espinas menores), según sea necesario.

Figura 5: Estructura de Diagrama Ishikawa Fuente: Internet.

Como interpretar un diagrama Causa-Efecto

El diagrama Causa-Efecto es un vehículo para ordenar, de forma muy concentrada, todas las causas que supuestamente pueden contribuir a un determinado efecto. Permite, por tanto, lograr un conocimiento común de un problema complejo, sin ser nunca sustitutivo de los datos. Es importante ser consciente de que los diagramas de causa-efecto presentan y organizan teorías. Solo cuando estas teorías son contrastadas con datos, podemos probar las causas de los fenómenos observables.

Errores comunes son construir diagramas antes de analizar globalmente los síntomas, limitar las teorías propuestas enmascarando involuntariamente la causa raíz, o cometer errores tanto en la relación casual como en el orden de las teorías, suponiendo un gasto de tiempo importante.

Proceso de elaboración de diagrama

Identificar el efecto: identifique el efecto con una línea horizontal y el nombre del resultado o meta a resolver

Identificar categorías de la causa principal: Ramificar las causa con las cinco categorías citadas, partiendo de la línea horizontal y que de alguna manera influye en el resultado o efecto.

Identificar causas menores específicas: se identifican las causas específicas que contribuyen al resultado o efecto, registrándola en la categoría que le corresponda en el diagrama; registrar todas las contribuciones posibles, fomentando la participación del grupo para aportar ideas. Cada causa menor es considerada a su vez como un efecto, y desarrollar el análisis a un nivel de detalle más bajo.

Análisis: Una vez que ha sido completado el diagrama de Ishikawa con las causas identificadas, se debe determinar aquellas causas primordiales que pueden conducir a resolver el efecto o resultado establecido. Se seleccionan las causas menores más probables posibles para una investigación adicional.

Diagrama de Pareto

El diagrama de Pareto constituye un sencillo gráfico de análisis que permite discriminar entre las causas más importantes de un problema (los pocos y vitales) y las que son menos (los muchos y vitales). El nombre de Pareto fue dado por el Dr. Juran en honor al economista italiano Wilfredo Pareto (1843-1923) quien realizó un estudio sobre la distribución de la riqueza y la mayoría de la población poseía la menor parte de la riqueza. El Dr. Juran aplico este concepto a la calidad, obteniéndose con lo que hoy se conoce como la regla 80/20. Según este concepto, si se tiene un problema con muchas causas, podemos decir que el 20% de las causas resuelven el 80% del problema. Se recomienda el uso de del Diagrama de Pareto:

Para identificar oportunidades para mejorar

Para identificar un producto o servicio para el análisis de mejoras de la calidad

Cuando existe la posibilidad de llamar la atención a los problemas o causas de una forma sistemática

Para analizar las diferentes agrupaciones de datos

Al buscar las causas principales de los problemas y establecer la prioridad de las soluciones

Para comunicar fácilmente a otro miembros de la organización las conclusiones sobre causas, efectos y costos de los errores

La gráfica de Pareto es una herramienta sencilla pero poderosa al permitir identificar visualmente en una sola revisión las minorías de características a las que es importante prestar atención y de esta manera utilizar todos los recursos necesarios para llevar a cabo una acción de mejoras sin malgastar esfuerzos ya que con el análisis descartamos las mayorías triviales.

2.4.2.3 Ventajas del Diagrama de Pareto

Ayuda a concentrarse en las causas que tendrán mayor impacto en caso de ser resueltas.

Proporciona una visión simple y rápida de la importancia relativa de los problemas

Ayuda a evitar a que se empeoren algunas causas al tratar de solucionar otras y ser resueltas

Su formato altamente invisible proporciona un incentivo para seguir luchando por más mejoras.

Glosario de Términos Varillas Anódicas Dobladas: Este defecto se presenta como una desviación de la rectitud a lo largo de la varilla anódica. Se origina por la presión ejercida sobre la varilla, durante el proceso de cambio de ánodos en celdas.

Varillas Anódicas Erosionadas: Defecto que se presenta como un deterioro y/o perforaciones en la superficie de la varilla. Se origina por conducción eléctrica, cuando la grapa no está bien ajustada a la barra de aluminio durante la reducción electrolítica del ánodo envarillado en celdas.

Varillas con Colada Adherida: Es cuando las puntas de los yugos tienen presencia de restos de fundición gris mayor a 10mm.

Varilla Anódica Inclinada: Defecto que se presenta como una desviación en la ortogonal del yugo con respecto a la barra de aluminio.

Puntas Fundidas: Defecto que se presenta en la punta de los yugos como fusión de una o más puntas de yugo por la acción del baño electrolítico.

Ánodo: Bloques de carbón fabricados en la planta de molienda y compactación, con las siguientes materias primas (coque de petróleo calcinado, alquitrán, cabo y desecho verde).

Ánodo Cocido: Es el ánodo sometido a un proceso de cocción a fin de adecuar sus propiedades mecánicas y físicas para su uso en el proceso de reducción electrolítica como polo positivo de la celda.

Ánodo Envarillado: Es el ánodo cocido unido a la varilla anódica mediante una fundición gris vaciada en los orificios del ánodo.

Bimetal Fisurado: Defecto que se presenta en la unión Aluminio- Bimetálico, interface Aluminio-Acero y Bimetálico-Yugo, el cual se manifiesta por sobrelleno, falta de penetración del material de aporte, cordones desalineados o fuera de costura, porosidades, grietas, abolladuras ene le cordón de soldadura o desgarramiento de estas por la aplicación de las fuerzas sometidas por el funcionamiento de las varillas.

Fundición Gris: Es una composición de elementos químicos y se llama fundición porque contiene más del 2% de carbono y se le atribuye el nombre de gris por su apariencia grisácea.

Reducción Electrolítica: Proceso electroquímico que incluye los principios de la electrolisis, referidos a la separación y deposición de metales.

Banqueo de Ánodo: Consiste en crear una costra en la celda para proteger a los ánodos de la oxidación del aire y garantizar el balance térmico. Se logra descargando la alúmina primaria sobre el ánodo hasta aproximadamente la mitad de la punta del yugo.

Grafitado de Puntas: Consiste en recubrir las puntas de yugo con una solución de grafito coloidal con el propósito de facilitar la separación de los restos de colada.

CAPITULO III

DISEÑO METODOLÓGICO

A continuación, se exponen los aspectos referidos a la metodología que se utiliza para el desarrollo del estudio, indicando el tipo de estudio, las unidades de análisis (población y muestra), los instrumentos que se utilizarán y finalmente se especifica el procedimiento metodológico que se empleó.

TIPO DE INVESTIGACION

Aplicada: Debido a que busca mejorar las condiciones del proceso de reacondicionamiento del Tridente Anódico disminuyendo las fallas presentadas en el mismo, a través, del diseño de estrategias y herramientas prácticas y directamente relacionadas con su situación en el ambiente de trabajo.

Tamayo y Tamayo, (2000). Dice que: "Los de tipo aplicado tienen como fundamento esencial enfocar la atención sobre la solución de teorías a fin de lograr la optimización de la gestión por los sujetos involucrados en el estudio".

Explicativo: Los estudios explicativos van más allá de la descripción de conceptos, fenómenos o establecimiento de relaciones entre conceptos; están dirigidas a responder a las causas de los eventos. Su interés se centra en explicar por qué ocurre un efecto y en qué condiciones se da. Se considera explicativo, ya que, la investigación se basa en buscar las causas de las fallas para poder dar solución al problema.

Según el autor (Fidias G. Arias (2012)), define: La investigación explicativa se encarga de buscar el porqué de los hechos mediante el establecimiento de relaciones causa-efecto. En este sentido, los estudios explicativos pueden ocuparse tanto de la determinación de las causas (investigación post facto), como de los efectos (investigación experimental), mediante la prueba de hipótesis. Sus resultados y conclusiones constituyen el nivel más profundo de conocimientos.

De campo: Se realiza observando los fenómenos presentados en los tridentes anódicos en su ambiente natural.

Por su parte, Ramírez (1999) señala que la investigación de campo "es aquel tipo de investigación a través de la cual estudian los fenómenos sociales en su ambiente natural" y sobre la que Bisquerra (2003) agrega que ". los métodos y técnicas a emplear se aplican en forma directa en la realidad mediante el trabajo concreto del investigador."

DISEÑO DE LA INVESTIGACION

Se empleará un diseño de tipo no experimental ya que no se manipularán las variables existentes; tomando en cuenta lo expuesto por Hernández, Fernández y Baptista (2005).Con este diseño "No se pretende poseer el control directo ni manipular deliberadamente las variables, sino observar fenómenos tal y como se dan en su contexto natural para luego analizarlos".

En relación al tiempo, el estudio no experimental es de tipo transitorio o transversal, porque se recolectan datos en un solo momento del tiempo. Según Hernández, Fernández y Baptista "su propósito es describir variables, y analizar su incidencia en un momento dado".

3.3 POBLACION Y MUESTRA Se entiende por población es el universo sujeto a estudio y la muestra es una parte de ese universo, no otra cosa fuera de este y muestra "es aquel donde a los elementos de la muestra no se les ha definido la probabilidad de ser incluidos en la misma" (Méndez, 2001, p.184).

La población, como la muestra está representada por los procesos que se llevan a cabo para el reacondicionamiento de los tridentes anódicos en el Taller de Varillas de CVG Venalum.

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS

VACIÓN DIRECTA

La observación directa permitirá conocer e identificar cada una de las actividades, tecnología, metodologías y procedimientos de reacondicionamiento de varillas realizados en el Taller de Varillas de CVG Venalum.

DATOS HISTÓRICOS

La revisión de los datos históricos permitirá obtener la información esencial con respecto al proceso que se lleva para el reacondicionamiento y recuperación de varillas del Taller de Varillas de CVG Venalum por los mecánicos, ayudantes y apoyos que posee el taller de equipo móvil.

REVISTAS

Se realizaron entrevistas no estructuradas al personal involucrado en las labores de proceso del Taller de Varillas con la finalidad de obtener una información no sesgada, precisa y detallada acerca de las fallas, funcionamiento de los equipos, y la gestión del proceso por medio de una serie de preguntas abiertas y aleatorias surgidas de las necesidades pertinentes a dudas o temas específicos, que permitieron realizar un diagnóstico de la situación actual.

VISIÓN DE MATERIAL BIBLIOGRÁFICO

La revisión de material bibliográfico incluye la revisión del histórico de producción de varillas, la revisión de textos de consulta e informes de pasantía con el fin de complementar los fundamentos teóricos del presente informe, la consulta a referencias electrónicas (Intranet de IBH y Internet).

PAQUETES COMPUTARIZADOS

Para el desarrollo, obtención, codificación de los datos, así como la estructuración formal del proyecto, se utilizaron como apoyo los paquetes computarizados Microsoft Word, Microsoft Power Point y Microsoft Excel.

PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO

Para poder cumplir con los objetivos planteados en este estudio se realizaron una serie de pasos que permitieron la obtención de la información necesaria para la realización de una mejora en el proceso de reacondicionamiento de tridentes anódicos, estos pasos son los siguientes:

DESCRIBIR EL PROCESO PRODUCTIVO DE LA UNIDAD DE VARILLAS DE CVG VENALUM

Se procederá a conocer las distintas actividades realizadas en el Taller de Varillas de CVG Venalum para el reacondicionamiento de los tridentes anódicos, a través de una observación directa al proceso, equipos e instalaciones y a las acciones que se realizan en las distintas secciones del Taller.