ARTÍCULO ORIGINAL
Mantenibilidad de las cosechadoras de arroz New Holland en la empresa “Los Palacios”, Cuba
Maintainability of New Holland Rice Harvesters in “Los Palacios” Company, Cuba
Erwin Herrera-GonzálezI, Alexander Miranda-CaballeroII, Yanoy Morejón-MesaIII, Pedro Paneque-RondónIII
IUniversidad de Guantánamo, Facultad Agroforestal, Guantánamo, Cuba.
IIInstituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.
IIIUniversidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, Centro de Mecanización Agropecuaria, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.
RESUMEN
La investigación se realizó en las condiciones de cosecha y reparación de la Unidad Empresarial Base Agrícola (UEBA) “Sierra Maestra”, en las cosechadoras de arroz New Holland L-521, L-624, L-626, en las operaciones de mantenimiento técnico diario, periódico cada 30 h, con el objetivo de estimar la mantenibilidad de las cosechadoras de arroz durante los mantenimientos técnicos diario, cada 30 h y en el período de cosecha en las condiciones de la Empresa Agroindustrial de Granos (EAIG) “Los Palacios”. A través del análisis matemático se determinó, tiempo medio de mantenimiento técnico diario y periódico cada 30 h. En la investigación se realiza por vez primera la estimación de la mantenibilidad para condiciones reales de explotación. Dentro de los resultados más significativos se encuentra que: para las cosechadoras evaluadas la curva de mantenibilidad muestra que existe entre 95,8...97% de probabilidad que el mantenimiento técnico diario se realice en dos horas; mientras que en el mantenimiento técnico cada 30h la probabilidad es de 74...78% en igual período de tiempo.
Palabras clave: mantenimiento técnico, estimación, cosecha, reparación.
ABSTRACT
The research was carried out in the conditions of harvest and repair of “Sierra Maestra”, Agricultural Base Business Unit (UEBA) in New Holland L-521, L-624, L-626 rice harvesters, in the daily technical maintenance operations, every 30 h periods, with the objective of estimating their maintainability. Through mathematical analysis, average time of daily and periodic technical maintenance every 30 h was determined. In the research, the estimation of maintainability for real operation conditions is made for the first time. Among the most significant results is that for the harvesters evaluated, the maintainability curve shows that there is between 95.8 and 97% probability that the daily technical maintenance will be carried out in two hours; while in technical maintenance every 30 h the probability is between 74 and 78% in the same period of time.
Keywords: Technical Maintenance, Estimation, Harvest, repair.
INTRODUCCIÓN
Dentro del proceso tecnológico de la producción arrocera, el uso de las máquinas cosechadoras es un tema de indudable interés. El deterioro y los años de explotación de los medios utilizados durante la asistencia técnica de estos equipos, ha provocado la disminución de la disponibilidad técnica de las mismas, lo cual afecta la productividad durante la realización de la cosecha. De ahí la importancia de la correcta ejecución de las operaciones de mantenimientos técnicos y reparaciones; para garantizar el funcionamiento de la maquinaria en explotación, hasta que se puedan renovar completamente, de acuerdo a las posibilidades económicas del país.
En Cuba la cosecha del arroz es una operación que se realiza con ayuda de la maquinaria agrícola lo que representa fuerte inversiones; por tal razón la dinámica del proceso productivo exige que las máquinas cosechadoras se hallen en perfecto estado técnico durante este período, motivo por el cual se hace necesario organizar y planificar debidamente el sistema de mantenimiento y reparaciones para asegurar el aumento de la productividad de forma eficiente (Miranda et al., 2003; Mora, 2005; Izmailov, 2007; Amu, 2010; García de la Figal, 2011).
Estudios realizados indican que al efectuarse el mantenimiento técnico diario, en el tiempo establecido y todas las operaciones prevista, el flujo de fallos de las máquinas disminuye en un 50%, en condiciones medias de explotación, lo cual posibilita la reducción de los gastos por conceptos de reparaciones y a la vez mano de obra (Sotskov, 1972; Miranda-Caballero et al., 2004; Shkiliova et al., 2007; Paneque-Rondón et al., 2009; Matos-Ramírez et al., 2014; González-Cueto et al., 2017).
En la Empresa Agroindustrial de Granos (EAIG) “Los Palacios”, como en todo el país, el deterioro de las máquinas exige mayor demanda de asistencia técnica, y con ella la necesidad de organizar el proceso de mantenimiento y reparación, trazando estrategias que aseguren una decisión óptima en cada momento, basado en criterios de mantenibilidad.
Mesa-Grajales et al. (2006), señalan que la confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad son herramientas poderosas que auxilian al personal de mantenimiento para tomar decisiones. Estas herramientas brindan los criterios para desarrollar gestión estratégica de los mantenimientos y para poder aumentar la disponibilidad se debe actuar prioritariamente sobre la mantenibilidad.
Miranda-Caballero et al. (2004), plantean que en el aumento de las roturas de las cosechadoras influye la poca atención a los mantenimientos técnicos planificados; encargados del control y prevención de las fallas; y se pueden tomar medidas que ayuden a aumentar la productividad de las cosechadoras, una vez que se conozcan cuáles son las piezas que fallan y el efecto que ocasionan. Otra de las incidencias negativas durante las labores de mantenimiento de las máquinas, es no contar con la organización, recursos y personal capacitado que dé respuesta a las exigencias actuales de perfeccionar las condiciones de explotación y del mejoramiento de los índices de fiabilidad (Miranda-Caballero et al., 2004).
Cada una de las investigaciones realizadas con anterioridad reflejan la necesidad de cumplir los mantenimientos con calidad para elevar la fiabilidad de explotación y aunque está caracterizada por los gastos de tiempo y recursos para el mantenimiento de su capacidad de trabajo se limitan a considerar solamente los gastos de tiempos, por concepto de trabajo vivo de las personas, piezas de repuesto y otros materiales para la reparación. Sin tener en cuenta todas las características y hechos previos que ocurren antes de haber alcanzado el estado de normalidad; diseño, montaje, operaciones, habilidades de los operarios, modificaciones realizadas, reparaciones anteriores, capacidad de operación, confiabilidad, mantenimientos ejecutados a lo largo de la vida útil del equipo, entorno, legislación o indicaciones, calidad de los repuestos, limpieza e impacto ambiental que genera, evaluando la gestión y la operación del mantenimiento.
De acuerdo a la problemática existente, por primera vez en las condiciones de la EAIG “Los Palacios y en Cuba, sobre base científica se fundamentan los parámetros que caracterizan la mantenibilidad durante los mantenimientos técnicos, es decir, la facilidad y economía en la ejecución del mantenimiento de un elemento, dispositivo o equipo que pueda ser restaurado, y en específico de las cosechadoras de arroz, lo que a su vez permite contar con un fundamento metodológico para la solución de tan importante problema científico y práctico en la organización y racionalización del mantenimiento y por consiguiente en la capacidad de trabajo de las cosechadoras.
Teniendo en cuenta la influencia de los mantenimientos técnicos en el aseguramiento de la capacidad de trabajo de la cosechadora y el desconocimiento del nivel de cumplimiento de los mantenimientos técnicos y reparaciones en el tiempo programado, es necesario estimar la mantenibilidad de las cosechadoras de arroz durante los mantenimientos técnicos diario, cada 30 h en el período de cosecha en las condiciones de la EAIG “Los Palacios”, ya que es la variable que influye directamente en la facilidad y economía en la ejecución de los mantenimientos.
MÉTODOS
La investigación experimental se realizó en la EAIG “Los Palacios”, en la provincia de Pinar del Río, el trabajo de campo y la caracterización del sitio experimental, se realizó en las condiciones de reparación y cosecha de la UEBA “Sierra Maestra. La evaluación de los factores que influyen en la mantenibilidad se llevó a cabo en tres modelos de cosechadoras New Holland L-521, L-624, L-626, durante los mantenimientos técnicos diarios (10 h) y periódico MT-1 (cada 30 h), en los períodos de cosecha de arroz junio-julio y septiembre-noviembre del 2012.
Metodología para recogida de la información sobre los tiempos de mantenimiento
Para la recogida de la información se utilizaron distintas normas cubanas, como la PNO PG-CA-043: 2013a, b. Sobre los gastos de tiempo para realizar los mantenimientos fue necesario una serie de instrumentos de medición (cronómetros digital con una precisión de 1/10s (1%), modelos de control del trabajo del pelotón de cosecha (área trabajada, cantidad de grano cosechado, combustible consumido y duración de la jornada), documentación de la UEBA (elaboradas por el jefe de lote) (campo, área, rendimiento del campo, variedad) y un conjuntos de tablas elaboradas con anterioridad para la toma de los datos primarios.
La Tabla 1 refleja los tipos de mantenimientos técnicos realizados. En la columna 1 se asienta el modelo y número de chasis de la máquina; en la columna 2 se indica el tipo de mantenimiento y en columna 3 las herramientas empleadas. Tiempo promedio que se emplea en el mantenimiento (tiempo principal y auxiliar) se asienta en las columnas 4 y 5. En la columna 6 se brinda la información sobre la cantidad de personas que intervienen. Esta tabla se llena teniendo en cuenta la Tabla 2; donde se asientan los resultados del fotocronometraje de los mantenimientos que se realizan, tomando la hora en que se inicia el mantenimiento y la hora final, por diferencia entre el tiempo inicial y final se calcula el tiempo de duración del mantenimiento, entre el tiempo inicial y final se cronometra el tiempo de cada operación según el tipo de mantenimiento (mantenimiento diario, periódico MT 1 cada 30 h).
El fotocronometraje comienza con la primera tarea de la jornada que es el mantenimiento técnico diario que en algunos casos puede coincidir con el mantenimiento técnico periódico MT-1 (cada 30 h). Con la ayuda del reloj se toma la hora de inicio y fin y con el cronómetro se tiene en cuenta el tiempo de duración de cada operación de mantenimiento
Antes de comenzar la observación es necesario que para cada máquina se tomen los datos relacionados con su características (denominación y marca, fecha de fabricación o de reparación, nombre de la planta productora o reparadora, lugar donde se realiza la observación, fechas de inicio y terminación de la observación); condiciones de trabajo y trabajo útil de la máquina; casos y causas de paradas de las máquinas por problemas técnicos (realización de mantenimientos técnicos, eliminación de fallas y reparaciones).
La Tabla 3 es el modelo de control de trabajo diario en explotación, se utiliza para registrar diariamente por máquina su trabajo, se obtiene la información sobre el campo de los documentos de la UEBA (carta tecnológica del área), la cantidad de combustible inicial y final se mide con la varilla graduada que posee cada máquina, el volumen de trabajo se toma del informe o parte de cosecha emitido por el jefe de pelotón y luego se corrobora con el documento emitido por el centro de recepción (conduce), los datos de tiempo de trabajo limpio, horas de turno, otros materiales de cosecha.
Basados en el manual de empleo y cuidados de las cosechadoras (New Holland serie L) en la Tabla 4 en las columnas 1 y 2 asientan los datos tomados a partir del cronometraje de las operaciones de mantenimientos diarios, periódicos cada 30 h asentados en la Tablas 1 y 2 En la columna 3 se tiene en cuenta la ubicación del punto a atender (Al costado de la máquina, P1; Parte superior de la máquina, P2; Debajo de la máquina, P3; Parte delantera de la máquina, P4; Parte trasera de la máquina, P5). En la columna 4 se brinda la información sobre las posiciones de trabajo del personal que trabaja en el mantenimiento, según Kopchikov (1980), citados por Shkiliova y Fernández-Sanchez (2011), parado trabajando a la altura de los hombros; A, parado inclinado hacia delante, B; parado trabajando por encima de la cabeza, C; agachado, D; de rodilla con columna vertebral recta, E; de rodilla inclinado hacia delante, F; acostado boca arriba, G; sentado inclinado hacia detrás, H; sentado inclinado a delante, I; acostado boca abajo, J. En las columnas 5...8 se asienta el tiempo que se emplea en el trabajo, elemento a trabajar, herramientas utilizadas y las personas que intervienen en la operación. Estos datos se toman de las Tablas 1 y 2.
Una vez ordenados estos datos se promedian por operación y máquinas lo que permitirá realizar el análisis fundamentado en la base teórica.
Metodología para procesamiento de los datos que influyen en los niveles de mantenibilidad
Para el procesamiento de los indicadores que influyen en la mantenibilidad, se utilizaron las normas UNE-EN 61703: 2002, UNE-EN 13306: 2002, UNE-EN 61703: 20032002a, 2002b, 2003, y se agrupan en tablas que permitan calcular los datos de los mantenimientos técnicos por tipos (Tabla 2), lo que permitirá la elaboración de gráficos necesarios para mostrar los resultados de la investigación.
Empleando el software de cálculo Mathcad 2000 profesional se calculan los tiempos medios de mantenimiento técnico diario, periódico cada 30 h y la estimación de la mantenibilidad se agrupa en base de datos en Microsoft Excel lo que permitirá su procesamiento estadístico de los valores de las medias aritméticas, desviación estándar, coeficientes de variación, prueba de Kolmogorov (Massey, 1951), para bondad de ajuste y los gráficos de probabilidad en el programa estadístico STATGRAPHICS PLUS, Versión 5.1 (Statistical Graphics Crop, 2000).
Evaluación y determinación del efecto económico
El efecto económico se basó en los datos obtenidos durante período de cosecha 2009, con la evaluación de las máquinas en explotación, la cantidad de grano dejado de cosechar se determinó por la ecuación:
donde:
Adcpm-Cantidad de granos dejados de cosechar;
TMdmd- Tiempo medio de mantenimiento diario extra;
TMdm30h- Tiempo medio de mantenimiento cada 30 horas extra;
Wexp- Productividad;
N- Número de mantenimientos.
RESULTADO Y DISCUSIÓN
Tiempo de mantenimientos técnicos
Apoyados en los datos obtenidos del cronometraje de los tiempos de los mantenimientos técnicos realizados durante el período de cosecha; se determinaron valores promedios (Figura 1). El tiempo medio de mantenimiento técnico de las cosechadoras esté compuesto por el tiempo medio principal y auxiliar, este último prolongado por lo que dificulta la optimización del tiempo de mantenimiento técnico, arrojando que en los mantenimientos diarios entre 99,5...108,6 min (59...64%) es tiempo principal y entre 35,4...42,2 min (36...41%) es tiempo auxiliar lo que demuestra la excesiva pérdida de tiempo por falta de herramientas y dispositivos adecuados. En los mantenimientos cada 30 h entre 101,6...121,9 min (50...55%) se emplea en las operaciones principales y entre 68,3...74,2 min (45...50%) en la espera y preparación de las herramientas, dispositivos, traslado entre puntos a ser atendidos, posicionamiento para ejecutar las operaciones, etc.
Estimación de la mantenibilidad de los mantenimientos técnicos
De los resultados obtenidos del cálculo de estimación, la Figura 2 y la Tabla 5 muestran que en la cosechadora L-521, existe la probabilidad del 97% de que el mantenimiento técnico diario se realice en 2 horas, en la cosechadora L-624 existe la probabilidad del 96% de que el mantenimiento técnico diario se realice en 2 horas, y en la cosechadora L-626 existe la probabilidad del 95,8% de que el mantenimiento técnico diario se realice en 2 horas. Demostrando que las dos horas normadas de los mantenimientos diarios no es suficiente tiempo para efectuar el mantenimiento diario lo que origina que se utilicen más tiempo (2,40 h) provocando pérdida de tiempo de explotación de la cosechadora.
Para el mantenimiento periódico cada 30 h las cosechadoras L-521 existe una probabilidad del 78% de que el mantenimiento técnico cada 30 se realice en 2 horas, en la cosechadora L-624 existe una probabilidad del 75% de que el mantenimiento técnico cada 30 se realice en 2 horas y en la cosechadora L-626 existe una probabilidad del 74% de que el mantenimiento técnico cada 30 se realice en 2 horas. Lo que evidencia que las dos horas normadas para realizar el mantenimiento técnico periódico cada 30 horas no es suficiente; por lo que es necesario aumentar el tiempo hasta 3 horas lo que origina pérdida de tiempo de explotación de la cosechadora. Por lo tanto la probabilidad de realizar un mantenimiento en un tiempo cero es cero, en la medida que se amplía el tiempo de realización la curva de mantenibilidad aumenta para volverse máxima en un tiempo mayor o infinito; esto revela que en la medida que se asigne un tiempo más grande y máximo para realizar un mantenimiento, la probabilidad exitosa de realizarlo crece.
Como se observa en la Figura 3, la mayor pérdida ocurre en las cosechadoras L-624 que se dejó de cosechar 112 7,86 t lo que representa 225 571.08 pesos cubanos (CUP) o 9 022.84 pesos cubanos convertibles (CUC) y de ellos 129 601.08 CUP o 5184.04 CUC pertenece al tiempo extra de mantenimiento diario. Mientras que la cosechadora L-626 dejo de cosechar 779,46 t lo que representa 155 892.8 CUP (6 235.71 CUC) y de ellos 90 518.40 CUP (3 620.74 CUC) pertenece al tiempo extra de mantenimiento técnico diario. La cosechadora L-521 posee valores más discretos, la pérdida de arroz dejado de cosechar es de 621,99 t lo que representa 124 396.65 CUP (4 975.87 CUC) de ellos 33 533.01 CUP (1 341.32 CUC) por lo que la situación podría mejorar si disminuyen los tiempos extras de mantenimiento técnico diarios provocado por la deficiencia del sistema logístico (piezas de repuestos, herramientas y dispositivos para efectuar los mantenimientos en el campo), sin dejar de pasar por alto la necesidad de la capacitación del personal de mantenimiento, lo que contribuiría a disminuir las pérdidas por concepto de paradas improductiva
CONCLUSIONES
NOTA
La mención de marcas comerciales de equipos, instrumentos o materiales específicos obedece a propósitos de identificación, no existiendo ningún compromiso promocional con relación a los mismos, ni por los autores ni por el editor.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS
AMU, L.G.: “Logística de cosecha. Evaluación de tiempos y movimientos. Indicadores y control”, Revista Tecnicaña, 26: 25-30, 2010, ISSN: 0123-0409.
COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN (CEN): Guía de mantenibilidad de equipos Parte 4-8: Planificación del mantenimiento y de la logística de mantenimiento, no. UNE 20654-4, Inst. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), Madrid, España, abril de 2002.
COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN (CEN): Terminología del mantenimiento, no. UNE-EN 13306, Inst. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), Madrid, España, febrero de 2002.
COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN (CEN): Expresiones matemáticas para los términos de fiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad y de logística de mantenimiento, no. UNE-EN 61703, Inst. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), Madrid, España, marzo de 2003.
GARCÍA DE LA FIGAL, A.E.: Mecanización Agropecuaria, Ed. Félix Varela, La Habana, Cuba, 2011, ISBN: 978-959-07-0510-6.
GONZÁLEZ-CUETO, O.; MACHADO-TRUJILLLO, N.; GONZÁLEZ-ÁLVAREZ, J.A.; ACEVEDO-PÉREZ, M.; ACEVEDO-DARIAS, M.; HERRERA-SUÁREZ, M.: “Evaluación tecnológica, de explotación y económica del tractor XTZ-150K-09 en labores de preparación de suelo”, Revista Ingeniería Agrícola, 7(1): 49–54, 2017.
IAGRIC: Sistema de Gestión de la calidad. Prueba de máquinas agrícolas. Evaluación tecnológico explotativa, no. PNO PG-CA-043, Inst. Ministerio dela Agricultura, La Habana, Cuba, p. 13, 2013a.
IAGRIC: Sistema de Gestión de la calidad. Prueba de máquinas agrícolas. Metodología para la evaluación económica, no. PNO PG-CA-043, Inst. Ministerio dela Agricultura, La Habana, Cuba, p. 13, 2013b.
IZMAILOV, A.Y.: Technologies and technical solutions to incresa the effectiveness efficiency of trnasport of agricultura, Ed. M. FGNU “Rosinformagrotech”, Moscú, Rusia, 200 p., 2007, ISBN: 978-5-7367-0683-9.
MASSEY, F.J.: “The Kolmogorov-Smirnov Test for Goodness of Fit”, Journal of the American Statistical Association, 46(253): 68-78, 1951, ISSN: 0162-1459, 1537-274X, DOI: 10.1080/01621459.1951.10500769.
MATOS-RAMÍREZ, N.; IGLESIAS-CORONEL, C.; GARCÍA-CISNEROS, E.: “Organización racional del complejo de máquinas en la cosecha - transporte - recepción de la caña de azúcar en la Empresa Azucarera «Argentina»”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 23(2): 27-33, junio de 2014, ISSN: 2071-0054.
MESA-GRAJALES, D.H.; ORTIZ-SÁNCHEZ, Y.; PINZÓN, M.: “La confiabilidad, la disponibilidad y la mantenibilidad, disciplinas modernas aplicadas al mantenimiento”, Scientia et Technica, 12(30), 5 de enero de 2006, ISSN: 2344-7214, DOI: 10.22517/23447214.6513, Disponible en: http://revistas.utp.edu.co/index.php/revistaciencia/article/view/6513, [Consulta: 14 de noviembre de 2017].
MIRANDA, A.; SHKILIOVA, L.; IGLESIAS-CORONEL, C.E.; ANILLO, J.: “Determinación de la cantidad de mantenimientos técnicos de las máquinas cosechadoras de arroz New Holland L520”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 12(3): 59-62, 2003, ISSN: 1010-2760, 2071-0054.
MIRANDA-CABALLERO, A.; SHKILIOVA, L.; POZO, E.; RIVERO, R.; TEJEDA, T.: “Análisis de los principales indicadores de fiabilidad de las cosechadoras de arroz New Holland l520”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 13(3): 43-46, 2004, ISSN: 1010-2760.
MORA, G.L.A.: Mantenimiento estratégico para empresas industriales o de servicios, [en línea], Ed. AMG, Medellín, Colombia, 306 p., 2005, ISBN: 978-958-33-8218-5, Disponible en: https://books.google.com.cu/books?id=DAzIMgEACAAJ, [Consulta: 20 de abril de 2011].
PANEQUE-RONDÓN, P.; MIRANDA-CABALLERO, A.; ABRAHAM-FERRO, N.; SUÁREZ-GÓMEZ, M.: “Determinación de los costos energéticos y de explotación del sistema de cultivo del arroz en seco”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 18(1): 7-10, 2009, ISSN: 1010-2760.
SHKILIOVA, L.; FERNÁNDEZ-SANCHEZ, M.: “Sistemas de Mantenimiento Técnico y Reparaciones y su aplicación en la Agricultura”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 20(1): 72-77, marzo de 2011, ISSN: 2071-0054.
SHKILIOVA, L.; MIRANDA-CABALLERO, A.; IGLESIAS-CORONEL, C.: “Cálculo de los índices de fiabilidad de explotación de la técnica agrícola”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 16(2): 52-55, 2007, ISSN: 1010-2760.
SOTSKOV, B.: Fundamentos de la teoría y del cálculo de fiabilidad de elementos y dispositivos de automatización y técnica del cálculo, [en línea], Ed. MIR, Moscú, Rusia, 262 p., Google-Books-ID: 8bylcQAACAAJ, 1972, ISBN: 978-4-00-021849-8, Disponible en: https://books.google.com.cu/books?id=8bylcQAACAAJ, [Consulta: 20 de abril de 2011].
STATISTICAL GRAPHICS CROP: STATGRAPHICS ® Plus, [en línea], (Versión 5.1), [Windows], ser. Profesional, 2000, Disponible en: http://www.statgraphics.com/statgraphics/statgraphics.nsf/pd/pdpricing.
Recibido: 28/01/2017.
Aceptado: 11/09/2017.
Erwin Herrera-González, Profesor Asistente, Universidad de Guantánamo-Facultad Agroforestal, Guantánamo. Cuba. E-mail: erwin@cug.co.cu
