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TRIVASA, S.A. de C.V

“Proyecto vías de circulación de Mina a Trituración y Rampa en XKANAKU”

BR. Cupul Dzib Edward Jesus

Ingeniería civil

Ing. Ayora Méndez Enrique de Jesús Asesor de investigación

ÍNDICE

CAPÍTULO I.................................................................................................................3 1.1

Introducción......................................................................................................3

1.2. Justificación..........................................................................................................4 1.3. Objetivo general..................................................................................................5 1.3.1. Objetivos específicos......................................................................................5 CAPÍTULO II...............................................................................................................7 2.1. Caracterización del área en que se participó................................................7 2.1.1. Antecedentes de la empresa.........................................................................7 2.1.2. Organigrama de la empresa..........................................................................8 2.1.3 Descripción del área donde se realizó el proyecto...............................9 2.1.4. Antecedentes de la problemática..................................................................9 2.2. Problemas a resolver priorizándolos.............................................................10 2.3. Alcance..............................................................................................................11 2.4. Limitaciones.......................................................................................................11 CAPÍTULO III............................................................................................................13 3.1.1 Técnicas utilizadas para la recolección de la información.......................13 3.1.1.1 Visita al sitio..................................................................................................13 3.1.2. Análisis de la problemática...........................................................................19 3.1.3. Descripción de las condiciones de la rampa.............................................20 3.1.3.1. Memoria de cálculo para determinar la pendiente de la rampa.........21 3.1.4. Método para el diseño de vía......................................................................23 3.1.5. Propuesta de ruta.........................................................................................24 3.1.6. Descripción del levantamiento topográfico................................................26

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CAPÍTULO I

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CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN

1.1 Introducción. En la actualidad la planta de extracción y triturado de la empresa TRIVASA, S.A de C.V, tiene ciertos problemas con la circulación interna de los vehículos que transitan entre la mina de extracción y el lugar de triturado, así como con el ascenso y descenso de volquetes en una rampa que es muy pronunciada. Este proyecto tiene como objetivo diseñar las vías de circulación interna de la mina de extracción de materiales pétreos al lugar de trituración incluyendo el diseño de una rampa con las pendientes adecuadas para el ascenso y descenso de los vehículos que transportan los materiales en la planta antes mencionada de la empresa TRIVASA, S.A. de C.V. Los procedimientos para realizar el proyecto incluyen visitas al sitio, análisis de la problemática, recolección de información de las normas de vialidades, propuesta de la ruta de circulación y procedimientos topográficos así como la interpretación de todo lo ya mencionado como producto final del proyecto.

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1.2. Justificación.

La empresa TRIVASA, S.A. de C.V, tiene la necesidad de realizar el proyecto de vías de circulación en el interior de la planta de la mina al lugar de trituración ya que en los tiempos anteriores y en la actualidad no cuenta con una vía principal en la extracción de la materia prima y en el diseño de la rampa que conduce a la planta de triturado tiene una pendiente que no está bien definida para su uso, el proyecto tiene la finalidad de dar una opción apta para ya no seguir con los problemas mencionados y sea de gran beneficio para la empresa en la extracción de materia prima, el único problema del proyecto serian la ejecución por parte de la empresa ya que el documento es solo el diseño, cabe mencionar que dicho trabajo será de gran resolución de dos problemas mínimos de la empresa, es de importancia que el proyecto solo es diseño lo cual serviría como una base para posibles ideas a futuro, de igual manera la empresa no cuenta con el personal disponible para llevar a cabo dicho proyecto. Este proyecto de residencia proporcionara una ayuda para resolver el problema.

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1.3. Objetivo general.

Proyectar las vías de circulación de la Mina al lugar de trituración y el diseño de la pendiente de la rampa en la trituradora en X-KANAKU.

1.3.1. Objetivos específicos.

      

Visitar el sitio donde se desarrolla el proyecto. Analizar la problemática a resolver. Revisión de información sobre diseño de vialidades y de rampas. Proponer el trazo de las vías de circulación de la mina a la trituradora. Plantear en el terreno la ruta propuesta. Realizar el levantamiento topográfico de la ruta. Realizar el proyecto y diseño de las vías de circulación y de la rampa

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CAPÍTULO II

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CAPÍTULO II

2.1. Caracterización del área en que se participó.

2.1.1. Antecedentes de la empresa. TRIVASA S.A. de C.V. Se ubica calle 39 por 48 y 50 colonia centro donde cuenta con sus oficinas de atención. Y la fábrica 1 km de la carretera Valladolid – Cancún. Es una empresa fundada y establecida en la ciudad de Valladolid, Yucatán desde 1991, es parte del grupo empresarial Grupo Álcom a partir de 1992. Se dedica a la extracción, producción, distribución y comercialización de materiales para la construcción, y de productos complementarios relativos al ramo. Entre los años de 2004 y 2007 moderniza y aumenta la capacidad instalada de sus plantas de fabricación, con estas innovaciones penetra nuevos mercados aumentando su influencia en el estado de quintana roo y consolida su presencia en el oriente del estado de Yucatán.

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2.1.2. Organigrama de la empresa.

2.1.3 Descripción del área donde se realizó el proyecto. El departamento de producción es el encargado de llevar a cabo el proceso de

explotación de canteras mediante maquinaria pesada y explosivos, y a

su vez triturar la materia prima en agregados de diferentes tamaños, verificando que estos cumplan con el margen de la demanda presentada.

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Actualmente el responsable de producción, mina y triturados es el ING. Francisco Batun, se encuentran también el almacenista, el ING. Víctor Pineda jefe de mantenimiento de equipo y personal tanto como operadores de maquinarias, volqueteros, mecánicos etc. que laboran en la planta XKANAKU El impacto que tendrá el presente proyecto será del diseño de las vías de acceso de mina a trituradora y rampa.

2.1.4. Antecedentes de la problemática. El siguiente Proyecto vías de circulación de Mina a Trituración y Rampa en X-KANAKU, se llevara en la empresa TRIVASA, S.A DE C.V, el proyecto está a cargo del departamento de producción mina y triturado, el ING. Francisco Batun jefe del departamento es el supervisor del proyecto de residencia. La cantera se ubica a 1 km de la carretera Valladolid – Cancún En la actualidad en la planta donde se encuentra la mina de extracción y triturado de materiales de construcción de la empresa TRIVASA, S.A. de C.V, tiene ciertos inconvenientes en las vías y rampa donde circulan los vehículos pesados, tanto como el ascenso y descenso, que por lo general el diseño, las dimensiones y la ruta no están proyectadas a normas específicas que favorezcan las necesidades, que a su paso a traído problemas que son más notorios, como consecuencia fallas mecánicas o accidentes en los vehículos

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durante su tránsito en el ascenso y descenso así como en la temporadas de lluvia se forma un lodazal que afecta en la circulación diaria de los vehículos.

2.2. Problemas a resolver priorizándolos.

  

Carece de vías específicas de la mina hacia el lugar de la trituradora. Carece de una rampa que cumpla con la pendiente requerida. Carece de nivelación en las vías de acceso de mina a trituración.

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2.3. Alcance.

Proyecto vías de circulación de Mina a Trituración y Rampa en X-KANAKU, tendrá una duración de 4 meses y tendrá los siguientes puntos.

 

Investigación de las normas de pendientes admisibles Diseñar las dimensiones de la rampa con las características

  

adecuadas para el ascenso y descenso del material. Diseñar la ruta de circulación. Se realizara un levantamiento topográfico. Se realizara un plano en AutoCAD de la ruta de circulación de la mina hacia el lugar de triturado, así como la rampa de la planta de triturado.

2.4. Limitaciones. Algunos de los factores que podrían presentarse y hacer que el proyecto tenga dificultades a lo largo de su desarrollo, serían:  

Factor climatológico Transporte hacia el lugar.

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CAPÍTULO III

CAPÍTULO III PROCEDIMIENTO Procedimiento y actividades realizadas (Proceso, acciones realizadas para lograr el objetivo general).

3.1.1 Técnicas utilizadas para la recolección de la información. 3.1.1.1 Visita al sitio.

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La primera visitita al sitio tuvo lugar el día miércoles 25 de septiembre del 2016, se realizó un recorrido en la cantera de Trivasa S.A de C.V. llamado XKANAKU con una duración de 2 horas a la luz del día, a cargo del recorrido se encuentra el ingeniero José René Poot. La técnica utilizada fue la observación directa para visualizar las condiciones de las instalaciones en el lugar de estudio, los recursos necesarios fueron: cámara fotográfica para la captura de las condiciones actuales del terreno, cuaderno y pluma para el apunte de notas y datos obtenidos, una cinta métrica de 30 metros para realizar medidas de ancho de caminos y el odómetro equipo proporcionado por la empresa para medir las distancias total de los diferentes puntos y con equipo de seguridad recomendado, casco, chaleco reflector naranja.

Segunda visita al sitio para medir las distancias, la primera actividad a realizar son medir las distancias de trituradora a mina y de almacén a mina, para esto fue necesario contar con el odómetro, cuaderno, cámara fotográfica. Para medir las distancia total de la trituradora a mina, con una duración de un día, para esto se tomó como punto de partida la trituradora marcando el inicio para empezar a medir y con el odómetro empezar la caminata hacia la trituradora, el odómetro es manual hay que sostenerlo con una mano a un

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costado e ir desplazándose a lo largo del trayecto para que empiece a marcar la medida del trayecto, hasta llegar a la mina que es el punto final de nuestro recorrido y anotando en el cuaderno los datos obtenidos. La actividad se realizó con el equipo de seguridad. La siguiente medida a tomar fue del almacén a mina, con una duración de un día, tomando como punto inicial el almacén

y como se describió

anteriormente en la primera activada se hace el mismo procedimiento siendo nuestro punto final la mina, y anotando los datos obtenidos. (Figura 1)

Figura 1.- Odómetro.

La tercera visita al sitio fue para medir las anchuras del trayecto en las vías de circulación trituradora a mina, la técnica a utilizar en la siguiente actividad es la medición, para determinar los anchos del camino en distintas partes del lugar de estudio, para esto se necesitó la cinta métrica de 30 metros, cuaderno y cámara fotográfica, con una duración de un día, para la realización de la actividad y con la ayuda de un personal para tomar las

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distancias del camino, se tomaron varios secciones de la vía ya que era notorio la uniformidad de camino donde se observó. Para tomar las medidas se utilizó la cinta métrica de 30 metros y con ayuda del personal ir de extremo a extremo para determinar la distancia que tienen cada una de estas secciones de la vía e ir anotando cada dato obtenido, recolectando fotografías del lugar de estudio.

Cuarta visita al sitio observación visual de las condiciones de la vía, para la siguiente actividad se utilizó la técnica de observación visual, cabe recalcar que la duración fue de un día, los recursos a utilizar en la activada una cámara fotográfica y un cuaderno para el apunte de notas, el recorrido fue a pie por lo que se necesitó el equipo de seguridad necesario. Se observó las condiciones de la trituradora a mina ya que son parte principal del proyecto, al observar las vías de trituración a mina hay partes que se encuentran en malas condiciones, como son baches, desnivelaciones. (Figura 2)

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Figura 2.- vía de circulación de trituradora a mina.

Las condiciones que se encuentran la vía del almacén a mina son la misma observada anteriormente del trayecto ya que ambos caminos intersectan a unos pocos metros y siguen la misma circulación. (Figura 3)

Figura 3.- vías de circulación almacén mina.

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La quinta visita al sitio es para observar las condiciones actuales de la rampa, la duración de la actividad fue de un día, teniendo como recursos una cámara fotográfica, cuaderno para el apunte de datos, teniendo en cuenta los equipos de seguridad necesarios, en la caminata se observó que la rampa que hay en la cantera de X-KANAKU, las vías están hechas de material de emulsión, gravilla, y es notorio que no cuenta con ciertos parámetros de diseño en unas partes de la vías , así como ciertos desniveles, baches. Las condiciones son un poco buenas, el radio de curvatura no es adecuada y la pendiente es pronunciada, al ascender y descender de la rampa fue notorio. (Figura 4)

Figura 4.- rampa hacia la trituradora.

La sexta visita al sitio, se observó el lugar de estudio y por consecuencias del mal clima (lluvias), ocasiono un lodazal en las vías de circulación trituradora

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a mina, el paso de los vehículos pesados en la vía se crean baches en el camino, por el tipo de material de la zona es arcillosa ocasionando pequeños grumos de lodo lo que no es conveniente con los vehículos trabajando. (Figura 5).

Figura 5.- condiciones de las vías de circulación por el mal clima .

3.1.2. Análisis de las condiciones actuales del terreno. La cantera de Trivasa S.A. de C.V. actualmente tiene ciertos problemas que afectan la producción de la materia prima. El análisis se deduce la observación directa del sitio teniendo en cuenta las condiciones actuales del lugar de estudio, la duración para esta actividad fue una semana, los recursos necesarios son: cuaderno del apunte de los datos obtenidos. Así como la plática con el ingeniero José rene Poot, el cual describe la problemática que ha observado en todo el tiempo en el lugar de estudió, la plática tuvo comienzo luego

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de haber terminado el recorrido con el residente a cargo del proyecto Edward Jesús Cupul Dzib. La cantera de X-CANAKU tiene tres problemas importantes en la actualidad analizando estos problemas se deducen a las vías de circulación de trituradora a mina, las condiciones de las vías y la pendiente de la rampa, el primer punto no cuenta con unas vías de circulación asignadas los camiones solo entran por entrar siguiendo pues parte de la vía dirigiéndose a su destino trituradora a mina y los accesos al lugar para carga de material, que no tiene acceso propio hacia ese destino por lo que hay problemas viales en la zona cuando hay producción lo cual este proceso no debe tener atrasos ya que la empresa pierde tiempo en la realización de sus actividades, otro problema que hay en las vía es el camino que hay de la trituradora a mina se observó que en ciertos puntos del trayecto las malas condiciones están presentes lo cual es parte del problema que afecta el traslado de la materia prima, los baches y desnivelaciones así como el mal clima son factores que enfrenta el paso de los vehículos pesados a la hora de acarreo de material son afectados de manera que en ocasiones los camiones se descomponen y esto no es beneficiario para la empresa, pero no solo ese problema con lleva la empresa la pendiente de la rampa es otro factor importante en el ascenso y descenso a la trituradora con el material, es notorio que la rampa tiene una pendiente muy pronunciada para los vehículos que

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en ocasiones suceden accidentes en los camiones posibles volcaduras por la pendiente y por la curva muy cerrada en la rampa. Estos puntos mencionados se analizaran más a fondo conforme el proyecto vaya avanzado. 3.1.3. Recolección de datos de la rampa en X-KANAKU. para la actividad se realizaron ciertas medidas de altura y longitud de la rampa, esta actividad tuvo una duración de un día a la luz del sol, los recursos necesarios son: cinta métrica de 30 metros, cuaderno y un ayudante, el procedimiento a utilizar fue medir la longitud total de la rampa, para ello utilizamos la cinta métrica colocando como punto inicial la entrada de la rampa y como punto final donde termina la rampa para poder cubrir toda la distancia total, la altura ya está determinada porque se tiene una base de concreto que ya está limitado por una altura fija. Todos los datos obtenidos se apuntaron en el cuaderno, cabe recalcar que las medidas son para determinar la pendiente de la rampa.

3.1.3.1. Cálculo para determinar la pendiente de la rampa. Para realizar el cálculo de la pendiente se realizó una investigación documental recabando los datos que nos servirán para el cálculo de la rampa, con una semana de duración para la realización de la actividad. La pendiente es la relación que existe entre el desnivel que

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debemos superar y la distancia en horizontal que debemos recorrer. La pendiente se expresa en tantos por ciento, o en grados. Para calcular una pendiente en tantos por ciento basta con resolver la siguiente regla de tres: Distancia en horizontal es a 100 como distancia en vertical es a X.

Distancia real de Distancia la pendiente. vertical en Distancia horizontal metros. DISTANCIA VERTICAL en metros. X 100=PENDIENTE (EN PORCENTAJE ) DISTANCIA HORIZONTAL (Ecuación 1) Para calcular la pendiente en grados basta con resolver el triángulo rectángulo con los dos catetos conocidos. ALTURA TANGENTE A= DISTANCIA (Ecuación 2) Nota: si la pendiente es menor al 8% es aceptable de lo contrario. La pendiente utilizada no es la adecuada y hay que cambiar las dimensiones.

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Si la pendiente no es adecuada se darán ciertas recomendaciones, para que cumplan los criterios y sea de su correcto dimensionamiento.

3.1.4. Método para el diseño de vía. Para el diseño de vía se realizó una investigación documental recolectando la información clara y precisa para el diseño lo cual obtuvimos del manual de diseño, construcción y mantención de caminos mineros del apartado ancho de caminos, con una duración de una semana, los recursos a utilizar son computadora El manual de diseño, construcción y mantención de caminos mineros especifica que el ancho total de un camino se deben considerar dos componentes: ancho de la vía de transporte, el pretil de seguridad. El criterio para definir el ancho de las pistas en secciones rectas está basado en el ancho del equipo más grande que esté actualmente en uso. Se recomienda que cada pista de transporte debe proveer espacio libre tanto a la izquierda como a la derecha igual a la mitad del ancho del equipo mayor que transitará por ella. Además se recomienda que para el tráfico en dos pistas el ancho del camino no debe ser menor que 3.5 a 4 veces el ancho del camión. Estas recomendaciones fueron consideradas en el diseño de ancho para dos tipos de caminos: En rampas y caminos interiores a mina En caminos principales

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3.1.4.1 En rampas y caminos interiores a mina. Para las vías en caminos interiores a mina y rampa, se considera el criterio del espacio libre a cada lado del camión igual a la mitad del ancho del mismo. Y da como resultado que el ancho total del camino que debe ser 3,5 veces el ancho del camión de acuerdo al manual de diseño, construcción y mantención de caminos mineros. El ancho de vía puede estimarse con la siguiente expresión: A = a (0.5 + 1.5 n) (Ecuación 3) Donde: A= Anchura total de la vía (m) a= Anchura del vehículo en (m) n = Número de carriles deseados 3.1.4.2. En caminos principales. Para la vía principal se considera el criterio del espacio libre a cada lado del camión igual a la mitad del ancho del mismo. Y obtenemos el ancho total del camino debe ser 4 veces el ancho del camión más el pretil más la berma intermedia. De acuerdo al manual de diseño, construcción y mantención de caminos mineros. Para el cálculo del ancho, utilizaremos la siguiente formula. AC=4∗A + Bi

(Ecuación 4)

Donde: A = ancho del camión más grande en la operación B = ancho berma con pretil de seguridad Bi = de camellón intermedio

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3.1.5. Propuesta de ruta.

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La ruta está compuesta de vías de acarreo, vías auxiliares y una vía de acceso a X-KANAKU. Las vías auxiliares tienen la función de desviar los camiones de la ruta principal que se encuentra de la trituradora a mina y también tiene la función de que las cargadoras se desvíen para el cargamento de material. Como toda ruta cuenta con un acceso principal para llegar a cada una de ellas.

3.1.6. Descripción del levantamiento topográfico. 25

Para la realización del levantamiento topográfico en X-KANAKU, con estación total, se delimitara por medio de estacas y marcas de pintura, a la superficie del terreno, los puntos principales que serán descritos por las siguientes iniciales: A, B, C, D, E, los que estarán representadas en la siguiente poligonal para tener una referencia de puntos de cada estación y poligonales sobre el cual se trabajara. (Figura 8)

C

E

B A

D Figura 8. Referencia de puntos y poligonales.

Es recomendable que este procedimiento se realice en las primeras horas del día, para poder abarcar la mayor cantidad de área con la luz del día y apoyándose con el equipo de topografía, “estación total, cinta, balizas y estadal”. El levantamiento que se llevara a cabo es de tipo altimétrico, ya que se desea determinar las alturas del terreno a lo largo del trayecto. Esto se lograra realizando un levantamiento vertical (altimétrico), en cada uno de las estaciones, dando como punto de inicio “A” BN1( que se considera banco de nivel 1) , en un lugar firme, seguro y de fácil acceso y se 26

le asignara una cota 0+00, para proseguir a la nivelación de la estación y marcando con una estaca el BN1. Para la cota serán a cada 10 metros hasta llegar a los distintos puntos de las estaciones, (0+00, 0+10, 0+20 etc.) Para las lecturas se hacen con el estadal leyendo dos dígitos: en forma directa se observara en metros, el decímetro, lo cual será apreciado por el operador. A cada metro con la ayuda de la cinta se determinaran los niveles hasta llegar a la cuota, lo cual los del lado izquierdo son positivos y los del lado derecho negativos.

0+010 1m

BN1 Para cada cota se realizara lo mismo, cabe recalca si el operador ya no tiene la visibilidad del estadal, se ejecutaran los puntos de liga para lo cual hay que mover la estación y nivelar de nuevo el equipo para seguir tomando las distancias de los niveles con la ayuda del estadal y la cinta. Hasta cubrir todos los puntos mencionados anteriormente.

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Con la siguiente tabla se anotaran los datos obtenidos en cada punto. Est. BN-1 1 2 3 4 5 0+00 5 4 3 2 1 0+010 0+020 0+030 PL-1 0+040 0+050 0+060

+

-

cota

Los datos obtenidos en campo servirán para llevar a cabo en civil cad lo cual usaremos este software para vaciar todos los datos obtenidos y determinar los niveles así como la representación de cada uno de las secciones a conocer.

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3.2 .Resultados (hallazgos)

3.2.1.- Tablas, planos o prototipos de mayor importancia.

3.2.2. Resultados de la visita al sitio. En base a cada una de las actividades programadas se lograron los siguientes resultados. Se presenta de forma congruente la actividad realizada de la segunda semana lo cual se realizó mediciones de las distancias de almacén a mina y

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de mina a trituradora, para ello utilizamos el odómetro los datos obtenidos son los siguientes: Las dos distancias a registradas son las siguientes:



De almacén a mina. La distancia total registrada por el odómetro fue de 625 metros.



De mina a trituradora: La distancia total registrada por el odómetro fue de 600 metros.

Estas dos distancias fueron medidas conforme a las necesidades que la empresa requiere.

Los resultados obtenidos de la tercera visita que se realizo fue la medición del ancho del camino, que por lo se nota en trayectos de la vía no cuentan con la misma medida. Los datos obtenidos son los siguientes: Es notorio que hay partes en el camino que varía la ancho entre los 8.70 metros y 10.10 metros de la trituradora a mina. Como se muestra en las siguientes imágenes.

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3.2.3. Resultados de diseño de vías en mina. En base a cada diseño de vía plateado se obtuvo los resultados siguientes: Para el diseño de vías de almacén a mina, de mina a trituradora, vías de acarreo y extracción de material. Se tiene como formula la (ecuación 2) de manual de diseño, construcción y mantención de caminos mineros. El criterio para definir el ancho de las pistas en secciones rectas está basado en el ancho del equipo más grande que esté actualmente está en uso. (Internacional modelo 9400).

La siguiente ilustración describe el total del ancho de camión.

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Figura.- dimensiones y capacidades modelo internacional 9400.

El ancho total del camión internacional 9400 es de 2.428.2 mm que es equivalente a 2.428 metros, este dato nos servirá para el cálculo de las anchuras. Ya obtenido la anchura total del vehículo se aplicaran las formulas mencionadas anteriormente. Para Rampas y caminos interiores a mina Para las siguientes vías se considera el criterio del espacio libre a cada lado del camión igual a la mitad del ancho del mismo. Y da como resultado que el ancho total del camino debe ser 3,5 veces el ancho del camión.

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El ancho de vía puede estimarse con la siguiente expresión A = a (0.5 + 1.5 n) (Ecuación) Donde: A= Anchura total de la vía (m) a= 2.428m (internacional 9400) n = número de carriles (2) Sustituyendo los datos. a= 2.428m n=2 A = (2.428m) * (0.5 + 1.5 (2)) Donde: A= Anchura total de la vía (m) A= 8.498 metros ~ 8.5 metros. Es la anchura que se tomara de la trituradora a la mina, almacén mina, caminos auxiliares (extracción de material).

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Para determinar el ancho total en caminos principales se tiene lo siguiente. Se considera el criterio del espacio libre a cada lado del camión igual a la mitad del ancho del mismo. Y da como resultado que el ancho total del camino debe ser 4 veces el ancho del camión más el camellón intermedio de acuerdo al manual de diseño, construcción y mantención de caminos mineros.

Para el cálculo del ancho, utilizaremos la siguiente formula.

AC =4∗A + Bi (Ecuación 4)

Donde: A = 2.428 metros (internacional 9400) Bi = 2 metros ancho de camellón AC= anchura total de la vía (m)

Sustituyendo los datos. AC =4∗( ( 2.428 m ) + ( 2 m) ) (Ecuación) AC= 12.712 metros ~ 13 metros Únicamente para el acceso principal

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