Rediseño del diseño del sistema trepante con carro para la empresa Forsa S.A.

REDISEÑO DEL DISEÑO DEL SISTEMA TREPANTE CON CARRO PARA LA EMPRESA FORSA S.A.

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JUAN SEBASTIAN OROZCO FISCHER – 2157396

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA

PROGRAMA INGENIERÍA MECÁNICA

SANTIAGO DE CALI

2021

REDISEÑO DEL DISEÑO DEL SISTEMA TREPANTE CON CARRO PARA LA EMPRESA FORSA S.A.

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JUAN SEBASTIAN OROZCO FISCHER

Anteproyecto de grado para optar al título de Ingeniero Mecánico

Modalidad Pasantía institucional

Director

Ing. HÉCTOR ENRIQUE JARAMILLO SUAREZ. Ph.D.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA

PROGRAMA INGENIERÍA MECÁNICA

 SANTIAGO DE CALI

2021

CONTENIDO

pág.

1. TITULO        8

2. PARTICIPANTES        8

2.1 ESTUDIANTES        8

2.2 DIRECTOR ACADÉMICO DEL PROYECTO        8

2.3 ASESOR EMPRESARIAL        8

3. MODALIDAD        8

4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA        9

5. JUSTIFICACIÓN        11

6. OBJETIVOS        12

6.1 OBJETIVO GENERAL        12

6.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS        12

7. METODOLOGÍA        12

7.1 ETAPAS DEL PROYECTO        14

8. PRESUPUESTO        16

8.1 Justificacion de costos        16

9. CRONOGRAMA        18

Diagrama de Gantt.        18

REFERENCIAS        19

ANEXOS        20

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1  CAD del módulo del sistema trepante con carro actual (implementado en usa) vista isométrica lateral izquierda        10

Figura 2  Diagrama de proceso, versión preliminar, autoría propia.        15

LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1 Simbología establecida para la lectura del diagrama de proceso, Autoría propia.        14

Tabla 2. Diagrama de Gantt.        18

LISTA DE ANEXOS

pág.

Anexo A. Diagrama de Gantt cronograma (ver archivo adjunto en Excel)        20

1. TITULO

Rediseño del sistema trepante con carro para la empresa Forsa S.A.

1. PARTICIPANTES

1. ESTUDIANTES

Juan Sebastián Orozco Fischer.

1. DIRECTOR ACADÉMICO DEL PROYECTO

Héctor Enrique Jaramillo Suarez

1. ASESOR EMPRESARIAL

Jaime Gómez Millán.

1. MODALIDAD

Pasantía institucional

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Forsa es una empresa que ofrece soluciones de ingeniería para sistemas de encofrados y andamios, para la construcción de edificaciones de pequeña, mediana y gran escala desde su creación en el año 1995.

El mercado en Brasil, Estados unidos y el resto del mundo demandan sistemas innovadores para la construcción de edificaciones. Atendiendo esta necesidad la empresa Forsa S.A. pretende abrir nuevos mercados para ofrecer sus servicios y productos. debido a las restricciones que el mercado de Estados Unidos presenta, la empresa Forsa S.A. requiere mejorar, estandarizar y optimizar la materia prima utilizada en la fabricación de su sistema Trepante con Carro, de manera que cumpla con los parámetros funcionales en sus elementos principales: Factor de seguridad (FS) = 4.0 y Resistencia aerodinámica de la estructura ≥ 75 mi/h. El sistema trepante con carro es una alternativa innovadora para la construcción de edificaciones verticales “opción de encofrados” (casas, edificios, columnas de puentes entre otras edificaciones) que facilitan la fundición y conformado de los muros verticales a través del ensamble entre el módulo del sistema trepante con carro y los moldes en aluminio fabricados por Forsa S.A.

El sistema trepante permite montar y desmontar un conjunto de paneles unidos entre sí, abarcando áreas de gran formato para ser izadas con grúa. La fijación de los paneles de muro se hace utilizando pasadores y cuñas convencionales o tornillos y separadores de muro, también se usan corbatas planas que permite su retiro sin necesidad de desencofrar. El conjunto utiliza dos alineadores horizontales superior e inferior para garantizar muros sin deformaciones. Estos alineadores van ligados al conjunto con tornillos de enfierradura de alta resistencia. (Forsa S.A., 2017)

Este tipo de sistema trepante con carro (Figura 1.) (Sistema Gang – andamio trepante) para la construcción de edificaciones verticales tiene como ventajas la reducción de mano de obra, resanes al tener menos corbatas y aumento de la productividad a la hora de ejecutar un proyecto. Bajo unos análisis realizados por el departamento de Producción, Ingeniería e Innovación de la compañía, concluyeron que hay sobrecostos de fabricación por la no estandarización de la materia prima usada en la fabricación de los módulos de ensamble del sistema trepante con carro (Andamios trepantes). Actualmente la empresa Forsa estima que tiene un sobrecosto en el inventario de un 25% de acero en la planta debido a la incompatibilidad que existe en el sistema de seguridad trepante con carro bajo parámetros funcionales de Estados Unidos (USA) y el resto del mundo. Esto implica que cada proyecto solicitado a la empresa Forsa S.A. en el cual se utilice el sistema trepante con carro se deba someter a variaciones para que el sistema cumpla con los requerimientos locales de cada pais.

Figura 1
CAD del módulo del sistema trepante con carro actual (implementado en usa) vista isométrica lateral izquierda

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El uso de sistemas de encofrado modulares monolíticos disminuye los riesgos dado que sus estructuras complementarias como los sistemas de andamios o pasarelas para trabajo en alturas son más resistentes, durables y cuentan con formas antideslizantes que evitan caídas, además de tener un armado más sencillo y ser más livianos.

Finalmente, como pregunta a resolver en el proyecto se planta:

¿Es posible optimizar las secciones transversales del sistema trepante con carro, de manera que se pueda disminuir el peso de este, conservando la seguridad estructural del sistema?

1. JUSTIFICACIÓN

Los sobrecostos generados por la no estandarización de un módulo trepante con carro que sea funcional en Brasil, Estados unidos y el resto del mundo genera un sobrecosto considerable en el área de producción. Realizando un análisis de la manera en que almacenan la materia prima, la distribuyen y la utilizan para la fabricación y ensamble de los módulos trepantes (andamios trepantes “sistema Gang”) se puede definir un plan específico para la estandarización de la materia prima y la mejora del sistema Gang. La entidad que se beneficiará del correcto análisis y la elaboración del plan de acción a ejecutar será la compañía.

Con este proyecto se pretende optimizar el proceso de producción a partir de la estandarización de la materia prima para el sistema trepante con carro, lo cual permitirá una reducción de costos y estandarización de los procesos al interior de la compañía.

Para optimizar y estandarizar la materia prima en la fabricación del sistema Gang (Modulo trepante con carro), se aplicará la teoría del equilibro de estructuras de ingeniería, la teoría de las restricciones (TOC) “El enfoque TOC hace hincapié en que la única meta de una organización con ánimo de lucro es la de ganar dinero, ahora y en el futuro, considerando los restantes objetivos como simples medios para conseguir la meta final” (Narbona Fernandez, pag. 54, 2007). Análisis de falla estructural, resistencia de materiales, mecánica de fluidos y dibujo de ingeniería. Igualmente se implementarán conceptos tales como: fatiga, tensión de Von Mises, inercia de estructuras, cargas aerodinámicas presentes en la estructura, estructura segura y elementos estructurales no forzados. “Una estructura segura es aquella cuyas restricciones son iguales o inferiores a una. Además, si algún valor de restricción está muy por debajo de la unidad, la estructura se considera de gran tamaño” (Prendes Gero et al., 2006), análisis de puntos de anclaje, análisis por elementos finitos, contracción y expansión térmica, ensamble de elementos estructurales.

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