Dominico-Díaz and Daquinta-Gradaille: Evaluation of Operation Indicators in Sugarcane Discharge Process

INTRODUCTION

Sugarcane transport is a great importance in the process of sugar production, as it is responsible for supply shanks to the factory, in the shortest time between harvesting and milling. Its impact on the cost of production has always had high significance, so any deviation recorded in it will be of great impact on the profitability of sugar production. Therefore, this must be always adapted to the scenarios of this sector.

Since last decades, many researchers have devoted several studies to this step https://dictionary.cambridge.org/dictionary/english-spanish/this, in all its organizational forms: direct or fractionated hauling, with trucks with and without trailers or tractors with carts; cut into pieces by combined or long manually transported (Matos 2014).

According to Paiva (2007), the sugarcane agribusiness sector began a process of research and development to ensure a display in the Brazilian agricultural sector, so the sugar companies attempted to adapt to the stage of the national economy through innovations to integrate agricultural and industrial areas in a single system. For Caixeta et al. (2001) and Bocanegra-Herrera (2016), the costs of cutting, charging and transport represent 30% of the cost of sugarcane harvest, only the transport corresponds to 12% of that total. Higgins (2006), cited by Decima (2011), refers the problems of Australian Sugar Industry, where it is identified that the lack of integration in the supply chain, due to inefficiencies between harvest and post-harvest processes in the transport system, is the predominant factor in the high cost of production.

The composition of the complex harvest-transport has a direct influence on stability and cost of the process (Rodríguez, 2015) and its rational purpose presents some difficulties during the production process.

Park motor vehicles used in the transportation of sugarcane from field to the sugar mills in Cuba is very diversified, each type of transport presents technical and economic characteristics. To achieve efficiency, under certain operational conditions of exploitation, it is necessary the implementation of results from studies carried out and adapting qualities and specifications of transport conditions peculiarities, which have to operate.

Two technologies are applied in our country generally for sugarcane transport: "direct hauling" to the Jogger with the use of equipment and the "combined hauling" (intermodal), employing the same equipment of trucking (truck with and without trailers and tractors with carts) to bring the cane to cleaning or collection centers, where it is cleaned of straw and extraneous matter. Sugarcane is loaded into the railway boxes and is then taken to the courtyard of the mill where it will be processed.

An important technical indicator of quality is called freshness of the cane, which is defined as the average time since sugarcane is cut in the field, until it is processed in the industry. The utilization of automotive transport generally allows getting fresher cane, but their costs are higher than presenting rail transport. Even so, it is preferred "direct hauling" to Jogger, because processing fresher cane leads to higher yields in sugar production. (Yamada, 2002).

Sugarcane transport systems are evolving in correspondence with different criteria such as local characteristics and geographic, environmental, economic and technological conditions. For these reasons, the system to be used must be directly dependent on the characteristics and degree of development of the local sugar industry and it should be according to the levels of mechanization of sugarcane agriculture.

The tendency in Cuba, as well as other sugar producing countries, is to maintain and develop the system of automotive transport system, by the favorable technical and economic features that it has to assimilate the new technological advances in this area.

Several authors, by studying this process in Cuba, agree that the main problems presented by the automotive transport from 2007-2012, lie in the poor composition of a trailer-truck combined, inadequate organization of the technical assistance of the media involved in the harvest and use of irrational variants in the operations of transport and trans-shipment of raw material. Other problems are the high percentage of foreign matter in the vegetable mass and the influence of the size of cane cuts, which affects the low utilization of the capacity in the transport units. All that brought significant effects on the truck productivity (Manso, 2010; Fuentes and José, 2007; Valdes, 2010; cited by Matos and Garcia, 2012)

In the same way, Bezuidenhout (2011) mentions the results of a research group who agree that the main deficiencies in the process are the underutilization of the working time of transport units and in the reception system of the cane in the Jogger. Besides, deficient organization of technical assistance before breaks of combines and transport units, as well as the operation of machine complexes in low agricultural yields, which affects the efficient work.

Today, there is a wide range of equipment and technologies for the transport of sugarcane from harvest to industry. There are many factors to consider when planning the system to be used, what is known as hauling balance, enabling maximum yields, lower costs and times of transport from the field to sugarcane industry in the sector. With the increased levels of direct hauling to the industry, which requires organizing an efficient logistical system in the process harvest- transport -reception, and this should ensure the reduction of time losses and the costs of the process. To achieve that, industry must continue refining its system of sugarcane reception in the tandem and of stable milling, in order to achieve high productivity, efficiency and recover the high investment costs (Brizuela, 2006; MINAZ, 2008; Manso, 2008; Varela, 2002, 2006, 2010, 2011 and Puig cited by Matos, 2014).

The business unit (BSU) “1ro de Enero”, in Ciego de Ávila Province, is one of the largest producers of sugarcane in the country. It has a capacity of 4 600 tons as daily potential milling, of which 66% are received by automotive means directly from the field, which guarantees the day grounding, together with the part coming from the railway means that also guarantee the night grounding.

However, this https://dictionary.cambridge.org/dictionary/english-spanish/this UEB does not work as well, because there is a group of shortcomings that originated the present research.

Objective: Evaluate the operation indicators in the process of unloading the sugarcane that arrives by means of automotive transport in UEB ¨1ro de Enero¨, by means of the valuation of the average time that vehicles remain in the reception areas and of the volumes of cane discharged per unit of time.

METHODS

To evaluate the process of the cane discharge in the UEB “1ro Enero” a cross-sectional descriptive study was done (Dorado, 2015). Through observation, the time measurement of the discharging process of transport means and the analysis of the documentation provided by the interviewed staff, it was possible to gather information about the characteristics of this process. The work was carried out from January to March 2017 and 100 trips for each of the following transport units were evaluated:

Kamaz 53212 truck (load capacity- 10 tons) with a trailer brand GKB (rated load capacity - 10 t).
Scania truck P 360 (rated load capacity -15 tons ) with two trailers brand Lisenaga (load nominal capacity 10 tons).
Two tractors MTZ-80 as movers.

Cane volumes transported on each trip, were also recorded allowing determining the productivity of discharge facilities and costs per tons of cane discharged.

Study of Times in the Discharge Process

The study of time, since the arrival of the means of transport to the weight scale, until their departure from the area of the Jogger, was performed using the methodology described in Cuban Standard IAgric (2013a). Assessed times correspond to the organizational variant applied in the process of sugarcane reception in this UEB, as:

T_{t o} = T_{e p t} + T_{pc} + T_{pcr} + T_{dr} + T_{ecd} + T_{e d r} T_{dc} + T_{dcr} + T_{eptf}, h

(1)

where:

T_to

- total time, h.

T_ep

- time of waiting for the train to be weighed, h.

T_pc

- truck weighing time, h.

Tpcr

- trailers weighing time, h.

T_desg

- time of trailers release of, h.

T_edc

- truck waiting time for download, h.

N_der

- trailers waiting time for download, h

T_dc

- truck download time, h.

T_dcr

-trailers download time, h.

T_epft

- time of waiting to form the train, h.

Given the continuous nature of these variables, a statistical analysis using the Minitab program version 17 was performed and mean, variance and standard deviation were determined for the data set. Then a regression analysis was conducted to determine models of adjustments of the download time depending on the volume of cane carried by each means.

Coefficients of Exploitation

To evaluate operation efficiency, a set of coefficients of transport vehicles utilization were used, which include the following: Coefficient of utilization of working in the download time ( $τ$ ).

τ = \frac{T_{t r}}{T_{t o}}; (%)

(2)

T t r = T p c r + T d r + T d c + T d c r; h

(3)

where:

T_tr

-real job download time, h.

Determination of Use of Static Capacity (ɣest)

Coefficient of utilization of the capacity of static load (ɣest), expresses the degree of efficiency with which the possible load capacity is used in “n” number of trips with load. This is determined by the following expression:

γ_{e s t} = \frac{Q r e a l}{Q_{n}}

(4)

where:

Q_real

- amount of charge actually transported, t.

Q_n

- amount of load that should be transported according to the nominal capacity, t.

Determination of Use of Tandem Unloading Capacity

Coefficient of utilization of tandem capacity (ɣdesc), expresses the degree of efficiency with which possible load capacities are used in the working time to discharge the sugarcane carried by the means of transportation. This is determined by the following expression:

γ_{d e s c} = \frac{Q_{r e a l d e s c}}{Q_{D}}

(5)

where:

R_{eal desc}

- real load unloaded, t.

Q_D

- discharge of tandem according to design capacity, t

Determination of Discharge Tandem Productivity (Wq)

Productivity of discharge tandem is the most important index to characterize the use of these facilities, because it points out useful work in the unit of time and it can be expressed as:

W_{q} = \frac{(\sum Q_{D} \times γ_{d e s c})}{T_{t r}}, t/h

(6)

where:

W_Q- unloading tandem productivity, t/h.

$\sum Q_{D}$ - Sum of unloading capacities according to design of three joggers the mill possesses, t.

Determination of Downloading Operation Costs

For the determination of discharge operating costs, a methodology of calculation from the Cuban standard IAgric (2013b) was developed. This methodology allows determining the direct costs of operating weight/h, adding costs in respect of salaries, depreciation, repair, maintenance, fuel and electricity, as well as the costs per unit mass processed in weight/t. The cost of the discharged ton (CTdesc) was determined by the following expression:

C_{T d e s c} = \frac{(G_{d} + G_{i})}{Q_{r e a l d e s c}}, peso/t

(7)

where:

C_Tdesc

- Cost of ton of cane unloaded, peso/t;

G_D

- direct costs, peso;

G_I

- indirect costs, peso.

RESULTS AND DISCUSSION

Behavior Analysis of Time Elements during the Workday in the Download Process

The results of the descriptive analysis of the information obtained are shown in Table 1 (a-b). According to standard deviations and Kutossis values, it can be inferred that the data conform to a normal model, which is suitable for studies of this nature. Truck discharge times mean values are lower than the trailers, which is explained by the lower maneuverability of transporting tractors. Figure 1 shows the percentage composition of the times. In this process, the main times are weighing (Tp) and discharge (Td), and the sum for the Scanias P 360 trucks (Table 1a) was 10% and for Kamaz 53212 trucks, it was 7% (table 1b). In the case of the Scania P 360 (Figure 1a), the critical operations that generate greater impact are waits for two trailers unloading, (TEDR1 and TEDR2) and in the case of Kamaz 53212 and a trailer (Figure 1b), they were the wait for the trailer and the truck for discharge (TEDC). These values affect the coefficient of utilization of working time during the discharge, which were only 5.1% for the first and 8.6% for the second half.

The daily norm of grounding in “1ro de Enero” mill is 4 600 t. Automotive media must supply 3 430 tons of raw material, for that they should do 54 trips. Hence, only in waiting for download, these media in a working day lose an average of 21.8 h. These results are consistent with studies in other countries (Emu, 2007; Escobar, 2010 cited by Chavarro and Garcia, 2013), where they reported that around 60% of the average time as transport vehicles remain in the area of download incurring downtime, while in the area of charge this time is 35%.

TABLE 1a

Descriptive analysis for Scania P 360 trucks and two trailers

Note: 1- First trailer

2 - Second trailer

TABLE 1b

Descriptive analysis for Kamaz 53212 trucks and a trailer

FIGURE 1a

Percentage behavior of the times of Scania P 360 trucks with two trailers.

FIGURE 1b

Percentage behavior of the times of Kamaz 53212 trucks with a trailer

In the study the causes that influence on these low performance were:

Inappropriate technical state of the reception area.
The area of the existing scale is not enough to weigh the full auto-train.
Little area on 2 and 3 tandem channels which makes sugarcane stagnates on the way to the pool, which increases the time to download.
Frequent discarding of sugarcane in the trailers, which causes delays during the download and there are not proper tools to unlock sugarcanes.
Deficiencies in trailer release operations.
Poor skills of operators of transporting tractors with trailers.

In Figure 2 a-b, the regression models developed to estimate the download time are shown. Provided the values of r² (0.91 for Scania P 360 trucks and 0,93 for Kamaz 53212 trucks), they can be applied on the UEB to estimate this variable.

FIGURE 2a

Regression model to estimate the discharge time according to the load transported. Scania truck P 360 with two trailers.

FIGURE 2b

Regression model to estimate the discharge time according to the load transported by the Kamaz 53212 truck with a trailer.

The productivity of both media is low, (63,29 t/h for the Scania P 360 and 44,89 t/h for Kamaz 53212), even when the values of the coefficient of use of the static load, were high (1,10 and 1,11 respectively). No doubt, that high values of waiting times for downloading influence on that.

These low values of productivity negatively intervened in costs by discharged tons, which were 4,16 weight/t for the Scania P 360 and 1,41 weight/t for Kamaz 53212. Unloading costs are also high, 1,47 weight/t.

If the UEB solves these problems, unloading times could be reduced. For example, with 30% reduction of the waiting time for the download, the download process productivity would increase from 63,29 to 71,45 t/h for the Scania P 360 and from 44,89 to 53,48 t/h for Kamaz 53212. Therefore, the consumption of fuels could be reduced in 17 and 23,3% for both media, respectively.

CONCLUSIONS

The highest time expenditures during unloading are time waiting, with 90% for the Scania P 360 trucks and 97% for Kamaz 53212 trucks.
Regression model developed by the high value of the correlation coefficient 0.97, allows estimating download times.
Deficiencies, both organizational and technological, are responsible for the low productivity values of the discharge process and, therefore, of the high costs of the transport-discharge process: 4,16 peso/ton for Scania P 360 truck, 1,41 peso/ton for Kamaz 53212 truck and 1,47 peso/ton during download.
The decrease of 30% of waiting times would improve the results of the productivity from 63,29 to 71,45 t/h for Scania P 360 trucks and from 44,89 to 53,48 for Kamaz 53212 trucks.

INTRODUCCIÓN

El transporte de la caña es de gran importancia en el proceso de producción de azúcar, pues es el encargado de suministrar la caña a la fábrica, en el menor tiempo entre cosecha y molienda. Su incidencia en los costos de producción siempre ha tenido alta significancia, por lo que cualquier desviación que se registre en el mismo resultará de gran impacto en la rentabilidad de la producción de azúcar, por lo que éste debe adecuarse en todo momento a los escenarios de este sector.

Por ello desde décadas pasadas muchos investigadores han dedicado diversos estudios a este eslabón, en todas sus variantes organizativas; tiro directo o partido; con camiones con y sin remolques o con tractores más carretas; cortada en trozos por combinada o larga de forma manual (Décima et al., 2011; Matos et al., 2014; Rodriguez et al., 2015).

Según de (Paiva y Morabito, 2007), el sector agroindustrial cañero inició un proceso de investigación y desarrollo para garantizar un despliegue en el sector agrícola brasileño, para ello las empresas azucareras procuraron adecuarse al escenario de la economía nacional por medio de innovaciones para integrar en un único sistema las áreas agrícolas e industriales. Para (Caixeta & Hauber, 2001 y Bocanegra & Vidal, 2016), el costo de corte, de carga y de transporte representan el 30% del costo de la cosecha de la caña, y solamente al transporte corresponde el 12% de ese total. (Higgins et al., 2006 citado por Décima et al., 2011), da a conocer la problemática de la industria azucarera austra liana, donde se identifica que la falta de integración en la cadena de abastecimiento, debido a ineficiencias entre el sistema de cosecha y postcosecha desde el punto de vista del transporte, es el factor predominante en los altos costos de producción.

La composición del complejo cosecha-transporte influye directamente en la estabilidad y costo del proceso y su determinación racional presenta algunas dificultades durante el proceso productivo (Rodriguez et al., 2015).

En Cuba el parque de vehículos de transporte automotor empleado en el traslado de la caña de azúcar desde el campo hasta los centrales azucareros es muy diversificado, cada tipo de transporte presenta características técnico-económicas muy particulares y para lograr que, bajo determinadas condiciones operativas y de explotación, su trabajo sea eficiente es necesario la aplicación de los resultados de los estudios realizados y adecuar las cualidades y características técnicas de los medios de transporte a las condiciones particularidades donde han de operar.

En Cuba generalmente para la transportación de la caña se aplican dos tecnologías: “tiro directo” al basculador con el empleo de equipos de transporte automotor y el “tiro combinado” (intermodal), que emplea los mismos equipos de transporte automotor (camión con y sin remolques y tractores con carretas) para llevar la caña hasta los centros de limpieza o acopio, donde es limpiada de pajas y materias extrañas, se carga en las casillas del ferrocarril y luego es llevada hasta el patio del central donde espera hasta ser procesada.

Un importante indicador técnico de calidad es el llamado frescura de la caña, que se define como el tiempo promedio que tarda la caña desde que es cortada en el campo, hasta que es procesada en central (Varela, 2010). El empleo del transporte automotor generalmente propicia que la caña llegue más fresca, pero sus costos unitarios son superiores a los que presenta el transporte ferroviario. Aun así, se prefiere el “tiro directo” al basculador, pues al llegar más fresca la caña al central se obtienen mayores rendimientos en la producción azucarera (Yamada et al., 2002).

Los sistemas de transporte de caña están evolucionando en correspondencia con criterios diferentes; particularidades locales, condiciones geográficas, ambientales, económicas y tecnológicas. Por tales razones, el sistema a emplear ha de estar en función directa a las características y grado de desarrollo de la industria azucarera local y también según los niveles de mecanización de la agricultura cañera (Roblejo, 2009).

La tendencia de Cuba, al igual que otros países productores de azúcar, es mantener y desarrollar el sistema de transporte automotor, por las favorables características técnicas y económicas que el mismo posee al asimilar los nuevos avances tecnológicos en esta esfera.

Varios autores, al estudiar este proceso en Cuba, coinciden en que los principales problemas que presenta en el transporte automotor desde el 2007-2012, radican en la; deficiente composición de la relación camión-remolques por combinadas, inadecuada organización de la asistencia técnica de los medios que participan en la cosecha, uso de variantes irracionales en las operaciones de transporte y trasbordo de la materia prima, el alto porcentaje de materias extrañas en la masa vegetal y la influencia de la dimensión del trozado de la caña lo cual repercute en la baja utilización de la capacidad de carga de las unidades de transporte, todo esto trajo consigo afectaciones en la productividad de los camiones (Manso, 2010; Fuentes y José, 2007; Valdés, 2010; citados por Matos y García (2012).

En este mismo sentido Bezuidenhout y Baier (2011), en su trabajo citan los resultados de un grupo de investigaciones que coinciden en que las principales deficiencias que aún persisten en el proceso son: bajo aprovechamiento de la jornada de trabajo de las unidades de transporte y en el sistema de recepción de la caña en el basculador, deficiente organización de la asistencia técnica ante las roturas de las cosechadoras y las unidades de transporte, así como la explotación de los complejos de máquinas en bajos rendimientos agrícolas, lo cual afecta el trabajo eficiente de los mismos.

En la actualidad se cuenta con un amplio catálogo de equipos y de tecnologías para el transporte de la caña de azúcar desde la cosecha hasta la industria. Son muchos los factores a considerar al momento de planificar el sistema a emplear, lo que en el sector se conoce como balance de tiro, que propicie los máximos rendimientos, los menores costos y tiempos de traslados desde el campo hasta el ingenio. Con el aumento de los niveles del tiro directo a la industria, lo cual requiere desplegar un sistema logístico eficiente en el proceso cosecha-transporte-recepción, y éste debe garantizar la reducción de las pérdidas de tiempo y de los costos del proceso. Para lograrlo la industria debe continuar perfeccionando su sistema de recepción de la caña en los basculadores y moler estable, con el objetivo de lograr una alta productividad, eficiencia y recuperar el alto costo de la inversión (Varela, 2010; Matos, 2014).

La Unidad Empresarial de Base (UEB) Central Azucarero 1ro de Enero de la Provincia de Ciego de Ávila, es uno de los mayores productores de azúcar del país. Con una capacidad de molida diaria potencial de 4 600 toneladas, de ellas el 66% la recibe por los medios automotrices directamente desde el campo, con lo cual garantiza la molida diaria de conjunto con la parte que llega en los medios ferroviarios que también garantizan la molida nocturna.

El sistema de recepción en esta empresa está compuesto por dos operaciones; pesaje y descarga de caña en las tolvas de la industria. Idealmente, este sistema debería operar como un flujo continuo de entrega de caña, que permita moliendas uniformes y evite paradas que incrementen los gastos de energía y los costos a la industria. En la realidad esta UEB no funciona así, pues existe un grupo de insuficiencias que originaron la presente investigación.

Objetivo: Evaluar los indicadores de explotación en el proceso de descarga de la caña de azúcar que arriba por medios de transporte automotriz en UEB ¨1ro de Enero¨, mediante la valoración del tiempo medio que los vehículos permanecen en las áreas de recepción y de los volúmenes de caña descargadas por unidad de tiempo.

MÉTODOS

Para evaluar el proceso de descarga de la caña en la UEB ¨1ro de Enero¨ se realizó un estudio de tipo descriptivo transversal (Dorado, 2015). A través de la observación, la medición del tiempo del proceso de descarga de los medios de transporte y el análisis de la documentación suministrada por el personal entrevistado, fue posible recopilar la información sobre las características de este proceso. El trabajo se realizó en los meses enero-marzo del 2017, fueron evaluados 100 viajes para cada una de las siguientes unidades de transporte:

Camión KAMAZ 53212 (capacidad de carga-10 t) con un remolque marca GKB (capacidad nominal de carga-10 t).
Camión Scania P 360 (capacidad nominal de carga-15 t) con dos remolques marca Liseñaga (capacidad nominal de carga-10 t).
Dos tractores MTZ-80 como movedores.

También se registraron los volúmenes de caña transportados en cada viaje, lo cual permitió determinar la productividad de las instalaciones de descarga y los costos por toneladas de caña descargadas.

Estudio de los tiempos en el proceso de descarga

El estudio de los tiempos, desde la llegada de los medios de transporte a la pesa hasta su salida del área del basculador, se realizó mediante la metodología descrita en la norma cubana IAgric (2013a). Los tiempos evaluados se corresponden con la variante organizativa aplicada en el proceso recepción de la caña esta UEB, como:

T_{t o} = T_{e p t} + T_{pc} + T_{pcr} + T_{dr} + T_{ecd} + T_{e d r} T_{dc} + T_{dcr} + T_{eptf}, h

(1)

donde:

T_to

- tiempo total, h;

T_ep

- tiempo de espera del tren para ser pesado, h;

T_pc

- tiempo de pesaje del camión, h;

T_pcr

- tiempo de pesaje de los remolques, h;

T_desg

- tiempo de desenganche de los remolques, h;

T_edc

-tiempo de espera del camión para la descarga, h;

T_edr

-tiempo de espera de los remolques para la descarga, h;

T_dc

- tiempo de descarga del camión, h;

T_dcr

- tiempo de descarga de los remolques, h;

T_epft

- tiempo de espera para formar el tren, h.

Dada la naturaleza continua de estas variables, fue realizado un análisis estadístico con el empleo del programa Minitab versión 17, determinándose los siguientes estadígrafos; la media, la varianza y la desviación estándar para el conjunto de datos. Posteriormente se realizó un análisis de regresión para determinar los modelos de ajustes del tiempo de descarga en función del volumen de caña transportado por cada medio.

Coeficientes de explotación

Para evaluar la eficiencia de la explotación, se emplean un conjunto de coeficientes de aprovechamiento de los vehículos de transporte, entre los que se encuentran los siguientes:

El coeficiente de aprovechamiento del tiempo de trabajo en la descarga ( $τ$ ).

τ = \frac{T_{t r}}{T_{t o}}; (%)

(2)

T t r = T p c r + T d r + T d c + T d c r; h

(3)

donde:

T_tr

-tiempo de trabajo real para la descarga, h.

Determinación del aprovechamiento de la capacidad de carga estática (ɣ_est)

El coeficiente de aprovechamiento de la capacidad de carga estática (ɣ_est), expresa el grado de eficiencia con el cual se aprovecha la capacidad de carga posible en “n” número de viajes con carga. Este se determina por la siguiente expresión:

γ_{e s t} = \frac{Q r e a l}{Q_{n}}

(4)

donde:

Q_real

- cantidad de carga realmente transportada, t.

Q_n

- cantidad de carga que debería transportarse según la capacidad nominal, t.

Determinación del aprovechamiento de la capacidad de descarga de los basculadores

El coeficiente de aprovechamiento de la capacidad de carga de los basculadores (ɣ_desc), expresa el grado de eficiencia con el cual se aprovechan las capacidades de carga posibles en el tiempo de trabajo para la descarga de la caña transportada por los medios de transportes. Este se determina por la siguiente expresión:

γ_{d e s c} = \frac{Q_{r e a l d e s c}}{Q_{D}}

(5)

donde:

Q_realdesc

- Carga real descargada, t;

Q_D

- Capacidad de descarga de los basculadores según diseño, t.

Determinación de la producción de los basculadores de descarga Wq

La productividad de los basculadores de descarga es el índice más importante para caracterizar el aprovechamiento de estas instalaciones, pues señala el trabajo útil en la unidad de tiempo y se puede expresar como:

W_{q} = \frac{(\sum Q_{D} \times γ_{d e s c})}{T_{t r}}, t/h

(6)

donde:

W_q

- Productividad de los basculadores de descarga, t/h.

∑Q_D

- Sumatoria de las capacidades de descarga, según diseño, de los tres basculadores con que cuenta el central, t.

Determinación de los costos de explotación durante la descarga

Para la determinación de los costos de explotación durante la descarga, se desarrolló una metodología de cálculo a partir de la norma cubana IAgric (2013b). Esta metodología permite determinar los costos directos de explotación en peso/h, adicionando los costos por concepto de salarios, amortización, reparación, mantenimientos, combustible y energía eléctrica, así como los costos por unidad de masa procesada en peso/t. El costo de la tonelada descargada (CTdesc) se determinó por la expresión siguiente:

C_{T d e s c} = \frac{(G_{d} + G_{i})}{Q_{r e a l d e s c}}, peso/t

(7)

donde:

C_Tdesc

- Costo de la tonelada de caña descargada, peso/t;

- gastos directos, peso;

G_i

- gastos indirectos, peso.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Análisis del comportamiento de los elementos del tiempo de la jornada laboral en el proceso de descarga

En la Tabla 1(a-b) se muestran los resultados del análisis descriptivo de la información obtenida. De acuerdo a los valores de las desviaciones standars y de la Kutossis, puede inferirse que los datos se ajustan a un modelo normal, lo que es apropiado para estudios de esta naturaleza. Los valores de las medias de los tiempos de descarga de los camiones son inferiores a la de los remolques, lo que explica por la menor maniobrabilidad de los tractores movedores. En el grafico 1 se muestra la composición porcentual de los tiempos. En este proceso los tiempos principales son, pesaje Tp) y descarga (Td) y la suma para los camiones Scanias P 360 (Tabla 1a) fue de 10% y para los camiones Kamaz 53212 fue de 7% (Tabla 1b). En el caso de la Scania P 360 (Figura 1a) las operaciones críticas que generan mayor impacto son; las esperas para la descarga de los dos remolques, (TEDR1 y TEDR2) y en el caso del Kamaz 53212 y un remolque (Figura 1b) fueron la espera del remolque (TEDR) y del camión para la descarga, (TEDC). Estos valores afectaron el coeficiente de aprovechamiento del tiempo de trabajo durante la descarga, que solo fueron del 5,1% para el primero y del 8,6% para el segundo medio.

La norma diaria de molida del central 1ro de Enero es de 4 600 t, los medios automotrices deben suministrar de 3 430 toneladas de materia prima, para ello deben realizar un total de 54 viajes, por lo que solo en la espera para la descarga estos medios en un día de trabajo pierden como promedio 21,8 h. Estos resultados coinciden con estudios realizados en otros países, (Emú, 2007; Escobar, 2010; citados por Chavarro et al. (2016), donde reportaron que alrededor del 60% del tiempo promedio que los vehículos de transporte permanecen en la zona de descargue incurriendo en tiempos improductivos, mientras que en la zona de cargue se estima que este tiempo es del 35%.

TABLA 1a

Análisis descriptivo para los camiones Scania P 360 y dos remolques

Nota: 1- Primer remolque

2 - Segundo remolque

TABLA 1b

Análisis descriptivo para los camiones Kamaz 53212 y un remolque

FIGURA 1a

Comportamiento porcentual de los tiempos de los camiones Scania P 360 con dos remolques.

FIGURA 1b

Comportamiento porcentual de los tiempos de los camiones Kamaz 53212 con un remolque.

En el estudio las causas que incidieron sobre estos bajos resultados fueron:

Mal estado técnico del área de recepción.
El área de la báscula existente no es suficiente para pesar el autotrén completo.
Poca área en el canal de los basculadores 2 y 3 lo cual hace que se estanque la caña en el trayecto hacia la piscina, por lo cual aumenta el tiempo para la descarga.
Atoros frecuentes de la caña en los remolques, lo cual provoca demoras durante la descarga y no se disponen de herramientas adecuadas para destrabar la caña
Insuficiencias en las operaciones de desenganche de los remolques.
Pocas habilidades de los operadores de los tractores movedores con los remolques.

En las Figuras 1a-b se muestran los modelos de regresión desarrollado para la estimación del tiempo de descarga, dado el valor de r² (0,91 y 0,93 para los camiones Scanias 360 P para los camiones Kamaz 53212 respectivamente), los mismos pueden ser aplicados en la UEB para estimar esta variable.

FIGURA 2a

Modelo de regresión para estimar el tiempo de descarga en función de la carga transportada. Camión Scania P 360 con dos remolques.

FIGURA 2b

Modelo de regresión para estimar el tiempo de descarga en función de la carga transportada por el camión Kamaz 53212 con un remolque.

La productividad de ambos medios es baja, (63,29 t/h para el camión Scania P 360 y 44,89 t/h para el camión Kamaz 53212), aun cuando fueron altos los valores del coeficiente de aprovechamiento de la carga estática, (1,10 y 1,11 respectivamente). Indudablemente en que ellos influyeron los altos valores de los tiempos de espera para la descarga.

Esos valores bajos de la productividad intervinieron negativamente en los costos por toneladas descargadas, que fueron de 4,16 peso/t para el camión Scania P 360 y de 1,41 peso/t para el camión Kamaz 53212. En el caso de la descarga los costos también son altos, 1,47 peso/t.

Si la UEB soluciona estos problemas podrían disminuir los tiempos improductivos. Por ejemplo, con una reducción del 30% del tiempo de espera para la descarga, la productividad del proceso de descarga se incrementaría de 63,29 a 71,45 t/h para el camión Scania P 360.y de 44,89 a 53,48 t/h para el camión Kamaz 53212. Por lo mismo, se podrían reducir los consumos de combustibles en un 17 y 23,3% para ambos medios respectivamente.

CONCLUSIONES

Los mayores gastos de tiempos durante la descarga son los de espera, con el 90% para los camiones Scanias P 360 y el 97% para los camiones Kamaz 53212.
El modelo de regresión desarrollado por el alto valor del coeficiente de correlación, 0,97, permite estimar los tiempos de descarga.
Las deficiencias, tanto organizativas como tecnológicas, son las causantes de los bajos valores de la productividad del proceso de descarga y por consiguiente en los altos costos del proceso transporte-descarga; 4,16 peso/t para los camiones Scanias P 360, 1.41 peso/t para los camiones Kamaz 53212 y 1.47 peso/t. durante la descarga.
La disminución del 30% de los tiempos de espera mejoraría los resultados de la productividad de 63,29 a 71,45 t/h y de 44,89 a 53,48 t/h para los camiones Scanias P 360 y los camiones Kamaz 53212 respectivamente.

Evaluation of Operation Indicators in Sugarcane Discharge Process

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Evaluación de indicadores de explotación en el proceso de descarga de la caña de azúcar