Influencia de la ingeniería en la optimización del rendimiento de maquinarias
pesadas en Bagua 2022
Influence
of engineering on the optimization of the performance of heavy machinery in
Bagua 2022
Influência
da engenharia na otimização do desempenho de máquinas pesadas em Bagua 2022
Papa Pio Ascona García
*
DOI: https://doi.org/ 10.55996/dekamuagropec.v4i1.140
RESUMEN
Los principales problemas de maquinarias pesadas es la
inoperatividad, deficiente cálculo teórico de producción, escaso utilización de
tecnologías para la producción económica e incompleta capacitación, estas
causan afectan negativamente a la optimización y rendimiento de maquinarias
pesadas en Bagua 2022. En ese sentido, el objetivo de esta investigación fue
comparar la influencia de cuatro dimensiones: operatividad, Cálculo Teórico,
Producción Económica y capacitación (variable independiente X) con la variable
rendimiento (Variable dependiente Y). La metodología comprende el método
científico, inductivo, diseño no experimental, tipo aplicada, nivel
correlativo, enfoque cuantitativo la población fue de 200 servidores públicos,
muestreo probabilístico aleatorio, la recolección de datos fue del INEI, y a
través de encuestas validadas por expertos. El análisis estadístico se realizó
a través de una estadística descriptiva para generar gráficos simples. Los
resultados indican que existe correlación negativa entre la Operatividad y el
Rendimiento, Producción económica-Tecnología y Rendimiento. La ingeniería y la
comparación de dimensiones como calculo, producción, capacitación influyen
significativamente en el rendimiento óptimo de maquinarias pesadas, mientras la
operatividad no influye significativamente.
Palabras clave: Rendimiento,
maquinaria, obras.
ABSTRACT
The main problems of heavy machinery are inoperability,
poor theoretical calculation of production, poor use of technologies for
economic production and incomplete training, which negatively affect the
optimization and performance of heavy machinery in Bagua 2022. In this sense,
the objective of this research was to compare the influence of four dimensions:
operability, theoretical calculation, economic production and training
(independent variable X) with the performance variable (dependent variable Y).
The methodology comprises the scientific method, inductive, non-experimental
design, applied type, correlative level, quantitative approach, the population
was 200 public servants, random probabilistic sampling, data collection was
from INEI, and through surveys validated by experts. The statistical analysis
was performed through descriptive statistics to generate simple graphs. The
results indicate that there is a negative correlation between Operativity and
Performance, Economic Production-Technology and Performance. Engineering and
the comparison of dimensions such as calculation, production, and training have
a significant influence on the optimal performance of heavy machinery, while
operability does not have a significant influence.
Keywords: Performance, machinery, works.
RESUMO
Os principais problemas da maquinaria
pesada são a inoperacionalidade, o mau cálculo teórico da produção, a má
utilização das tecnologias para a produção económica e a formação incompleta,
causas que afectam negativamente a otimização e o desempenho da maquinaria
pesada em Bagua 2022. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa foi comparar a
influência de quatro dimensões: operacionalidade, cálculo teórico, produção
económica e formação (variável independente X) com a variável desempenho
(variável dependente Y). A metodologia compreende o método científico,
indutivo, delineamento não experimental, tipo aplicado, nível correlacional,
abordagem quantitativa, a população foi de 200 servidores públicos, amostragem
probabilística aleatória, a coleta de dados foi junto ao INEI, e através de
inquéritos validados por especialistas. A análise estatística foi efectuada
através de estatística descritiva para gerar gráficos simples. Os resultados
indicam que existe uma correlação negativa entre Operatividade e Desempenho, Produção
Económica-Tecnologia e Desempenho. A engenharia e a comparação de dimensões
como o cálculo, a produção e a formação influenciam significativamente o
desempenho ótimo das máquinas pesadas, enquanto a operacionalidade não tem
influência significativa.
Palavras-chave: Desempenho,
Máquinas, Obras.
INTRODUCCIÓN
Entre los años 1856 – 1915 Federico
Winslow Taylor, estudió el factor humano y concluyó que las áreas en que se
desempeña el hombre es, la operativa y organizacional, debiendo realizar la
asignación de tareas, para producir, incentivar, mejorar, resolver conflictos
científicamente, de allí parte la ingeniería como el arte de hacer un producto
con conocimientos científicos amplios y precisos, es por ello que en la
actualidad la ingeniería ha ingresado a la robotización de procesos como la
industria 4.0 (Pérez Alcalá, 2018).
El ser humano, haciendo uso de
recursos, medios tecnológicos y materiales, construye bienes para mejorar la
calidad de vida del hombre. En ese sentido, la tecnología es un “conjunto de
teorías y habilidades que permiten aprovechar de forma práctica el conocimiento
científico, estos facilitan resolver los problemas de la sociedad hasta lograr
satisfacerlas concretamente” (RAE, 2022). Una de las habilidades para la
producción económica de maquinarias es el uso de tecnología a la interconexión
en red de todos los objetos cotidianos, que a menudo están equipados con algún
tipo de inteligencia, esto permite el intercambio de bienes y servicios de
manera remota” (Salazar & Silvestre, 2019, pág. 51). Los Robots es un
maquina electrónico programable capaz de sujetar, trasladar y ubicar objetos
que realiza diversas operaciones. Sin duda, si no están operativos las
maquinarias pesadas no habrá ninguna producción física y económica.
Kezherashvili (2021) menciona que las organizaciones en su afán de implementar
el “auto servicio bajo demanda; permitir el acceso desde la red (pública,
privada, híbrida, comunitaria); asignación de recursos en modo multiusuario;
capacidad de rápido crecimiento; servicio medido; elasticidad y escalabilidad;
seguridad” (p.11).
Por su parte Solís et al. (2019)
mencionan que “es importante que la empresa constructora haga acopio de los
datos que se generen durante la ejecución del proyecto sobre los rendimientos,
los costos y las condiciones de uso de la maquinaria para que, puestos en
contexto, generen conocimientos aprovechables” (p.01). Horizonte (2017)
menciona que la gestión “el mantenimiento de las maquinarias pesadas, se apoyan
en una plataforma que les permite garantizar su funcionamiento y alargar su
vida útil en base a un trabajo como correctivos, programados, preventivo y
predictivos” (p.24).
Las empresas dedicadas a la
tercerización del servicio de maquinarias, requieren competencias específicas,
técnicos entrenados y un equipo en adecuadas condiciones para asegurar una
alianza estratégica con sus clientes. Un factor clave del éxito de este tipo de
empresas será la consolidación de la disponibilidad de sus maquinarías y la
calidad de sus equipos, lo cual garantice el cumplimiento de los plazos y
operatividad en las instalaciones de los clientes (Mayorca Alvarado, 2019, pág.
140).
El rendimiento de la maquinaria está
asociada al tipo de trabajo en obra, es decir, “la fiabilidad se mide como el
rendimiento en términos de calidad, tiempo y velocidad de reacción, siendo el
rendimiento de calidad la más importante y se mide como él % producto de
calidad dividido por total de producción” (Mayorca Alvarado, 2019, pág. 37).
Arroyo et al. (2018) refieren que el
cálculo de rendimiento de cualquier maquinaria en los trabajos de movimiento de
suelos, representa el volumen del material producido, transportado, tendido o
compactado, durante un lapso de tiempo, sin embargo, para realizar en obra la
medición de rendimiento de dichos equipos, se utiliza fórmulas y factores que
afectan la producción con el fin de obtener resultados de rendimientos de cada
uno de los equipos. De esta manera se obtiene el equipo optimo y adecuado para
efectuar una cierta actividad de trabajo y esto trae consigo una disminución de
costos.
La OCDE “el Perú viene impulsando el
proceso de transformación digital en las entidades de la Administración Pública
orientado a plasmar un Gobierno Digital que genere valor público y mejora la
atención a los ciudadanos” (SGD, 2018) pero ello no es suficiente porque no
lleva con la inducción total a lugares alejados como Amazonas y otros
departamentos.
Como el problema empírico es la
improductividad de las maquinarias de construcción y agrícolas, administradas
por el gobierno local son por dos razones:, en primer lugar, los servicios
prestados a las comunidades nativas con maquinarias pesadas es muy deficiente,
porque el trabajo que realizan las maquinarias no son a diarios, sino pocas
veces o cuando hay obras civiles y construcción, en segundo lugar, esas
maquinarias tienen una vida útil limitado, lo cual no es considerado
técnicamente para su renovación continua, siendo generalmente obsoletos o
discontinuos, a estos dos realidades se adicionan el uso deficiente de las
tecnologías.
En Perú uno de los objetivos es
“elevar la calidad de servicios básicos e incrementar el alcance de los
servicios públicos de infraestructura con impacto en la competitividad y
productividad, para ello se debe plantear un trabajo articulado y proveer la planificación
y priorización eficiente de los recursos públicos” es decir, utilizar la
tecnología como apoyo para las actividades sociales, económicas, políticas y
cultural pero no siendo una prioridad funcional y de servicio para la sociedad
(CNCF, 2019).
Con base en lo mencionado, el
objetivo de esta investigación fue comparar la operatividad estadístico y real
de maquinarias, los cálculos teóricos y real del rendimiento de maquinarias, el
uso de tecnologías para la producción económica de las maquinarias, la
capacitación estadístico y real en maquinarias que influyen en el rendimiento
de maquinarias pesadas en Bagua 2022.
MATERIALES Y MÉTODOS
El estudio realizado se ubica en
el distrito de Bagua, provincia Bagua, región Amazonas, Perú. El periodo de
ejecución fue desde de abril a noviembre de 2022. La investigación es de tipo
deductivo, según su finalidad es de tipo aplicada, según el nivel de alcance
correlacional porque se compara datos estadísticos y datos recolectados, según
su enfoque de datos empleados es cuantitativo según su diseño es no
experimental, y según su método inferencial es inductivo porque parten de una
observación y luego se generaliza, y según se temporalidad o fuente es
longitudinal y documental. La población fue de 200 servidores públicos de la
municipalidad distrital de Bagua el muestreo fue probabilístico porque la
selección de los individuos se hizo al azar, la muestra 132 servidores
públicos; la técnica de recolección de datos es la observación de datos y
reportes estadísticos; el instrumento de recolección fue el cuestionario
validado por expertos con 22 preguntas, con alternativas cerradas. La técnica
de análisis de resultados es Estadística descriptiva y análisis de correlación
entre variables, el análisis se desarrolló con el software SPSS, (Quezada
Lucio, 2010, págs. 26-28; Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista
Lucio, 2010; Hurtado de Barrera, 2012, pág. 139). Para el cálculo teórico de
rendimiento de los diferentes tipos de maquinarias se consideró las fórmulas
expresadas en la Tabla 1.
RESULTADOS
Tabla 2, se muestra las
características del tipo de maquinarias que contaba el municipio de Bagua,
entre ellos resalta la retroexcavadora, rodillo vibratorio, cama baja, cargador
frontal, motoniveladora, volquete, tractor uruga, recolector compactador, tractor
agrícola y otras máquinas livianas de construcción.
Tabla 1. Fórmulas para el cálculo de
rendimiento de maquinarias
|
Maquinaria
|
Formula
|
Especificación
|
|
Cargadores
|
|
R= rendimiento (m3/hora), Q=
capacidad nominal del cucharon, K= factor de llenado del cucharon, E = factor
de rendimiento de trabajo, T = tiempo de ciclo de trabajo (minutos), F =
factor de abundamiento del suelo.
|
|
Excavadoras
|
|
R= rendimiento (m3/hora), Q= capacidad nominal
del cucharon, K= factor de llenado del cucharon, E = factor de rendimiento de
trabajo, T = tiempo de ciclo de trabajo (minutos), F = factor de abundamiento
del suelo.
|
|
Motoniveladoras
|
|
D = distancia recorrida en cada pasada, N =
número de pasadas que se requiere, V = velocidad de operación (km/hr),
|
|
Compactadoras
|
|
A = ancho compactado por la maquina en m, V =
velocidad en km/hr, e = espesor de la capa a compactar en cms, C =
coeficiente de reducción (0.6-0.8)
|
|
Camión volquete
|
|
Q = Capacidad m3,
F =
Factor de
esponjamiento, E = Factor de Eficiencia, Cm = Ciclo de trabajo.
|
|
Tractor agrícola
|
 , 
 , 
|
Rendimiento de motor
Rendimiento
térmico (Rt)
Rendimiento
térmico al freno (Rtf)
Rendimiento
mecánico (Rm)
Rendimiento
volumétrico (Rv)
|
Tabla 2. Maquinarias pesadas y
agrícolas de la comuna de Bagua
|
Maquinaria
|
Marca
|
Modelo
|
Año
|
Estado
|
|
Cargador frontal
|
John Deere
|
624K
|
2020
|
operativo
|
|
Tractor oruga
|
CAT
|
|
1998
|
Inoperativo
|
|
Retroexcavadora
|
Newholland
|
B110B
|
2011
|
operativo
|
|
Motoniveladora
|
Newholland
|
RG1708
|
2011
|
operativo
|
|
Motoniveladora
|
Komatsu
|
GD511A-1
|
2009
|
operativo
|
|
Rodillo liso Vibratorio
|
Dynapac
|
CA250D
|
2011
|
operativo
|
|
Volquete
|
Volkswagen
|
Worker 31-310
|
2008
|
operativo
|
|
Volquete
|
Volkswagen
|
Worker 31-311
|
2008
|
operativo
|
|
Cama baja
|
Camc
|
hn125
|
2000
|
operativo
|
|
Tractor agrícola
|
RH
|
|
1998
|
Inoperativo
|
Nota: se observa que algunas
maquinarias ya cumplieron su vida útil
La municipalidad de Bagua cuenta con
maquinarias pesadas para obras civiles y construcción como: retroexcavadora,
rodillo vibratorio, cama baja, cargador frontal, motoniveladora, volquete,
tractor uruga en estado operativo, pero no necesariamente están produciendo a
diario (Figura 1a).
Figura 1b, se observa que el cálculo
teórico se encuentra por encima del rendimiento, pero según el marco teórico
debería ser semejantes estas tendencias de frecuencias, sin duda esto no afecta
los tipos de maquinarias de obras civiles como cargador frontal, compactador,
tractor oruga, volquete, retroexcavadora, cama baja, rodillo vibratorio.
La figura 1b,
representa la variable independiente (x) y la producción económica (X3,) el
cual influye a la optimización del rendimiento de maquinarias pesadas (Y). Es
decir, que la comuna de Bagua recaudaba (producción económica utilizando el
TIC) a través de sus maquinarias pesadas para obras civiles y construcción
como: retroexcavadora, rodillo vibratorio, cama baja, cargador frontal,
motoniveladora, volquete, tractor uruga, muy inferior a lo establecido
normalmente.
Figura 1c,
se evidencia que la comuna realiza muy pocas capacitaciones en el tema de
máquinas, ello complica la administración del rendimiento de las máquinas
pesadas. Esto se confirma con la figura 1d de amebas de las maquinarias pesadas
de obras civiles y de construcción estaban muy dispersos, es decir, no ha sido
una curva estándar la que representa la variable dependiente (Y).
Tabla 3,
se evidencia la correlación de las variables dependientes e independientes,
donde se evidencia una correlación positiva entre la operatividad y
capacitación. Así mismo, está muy relacionada entre la dimensión capacitación y
producción.
DISCUSIÓN
Los datos estadísticos de (INEI,
2020) y el registro de municipalidades establecen que la comuna cuenta con
maquinarias operativas en un 35 porcentual promedio de maquinarias pesadas.
También datos recabados de los servidores de la comuna, (Comuna Provincial,
2022) refieren que las maquinarias pesadas utilizados en la ejecución de obras
civiles y de construcción están operativas en un 89%, pero es cuestionable
estos datos porque las maquinarias pesadas son muy antiguos en su mayoría, es
decir, a la fecha ya cumplió su vida útil. De modo que la operatividad influye
negativamente en el rendimiento de las maquinarias como menciona Mayorca (2019)
los cálculos teóricos de rendimiento de las maquinarias pesadas utilizados en
la ejecución de obras civil y construcción es casi ideal en el sector público,
donde las horas de trabajo debería ser 8 horas al día y 210 horas mensuales,
sin embargo, el promedio de trabajo del día en cuanto a la maquinaria volquete
es 5.23 m3/horas al día y 136 m3/ horas mensuales, esto implica que el trabajo
efectivo de las maquinarias pesadas es menor de lo que debería ser, siendo casi
el mismo porcentaje para el resto de maquinarias pesadas.
Ello es coherente con lo que
mencionaban Miranda & Torres (2018) que “en los últimos años el sector de
la construcción ha incrementado las ventas y alquiler de maquinaria pesada como
excavadoras, tractores orugas, motoniveladoras, rodillos compactadores y
cargadores frontales”.
Los datos estadísticos muestran que
la comuna de Bagua de la región de Amazonas tiene bajo Producción económica o
precarias recaudación de ingresos de maquinarias en el rubro de alquiler,
pestano, convenios interinstitucional, esto puede deberse a varias causas como
el poco acceso a internet, deficiente uso de las tecnologías, deficiente
depreciación técnico, carencia de obras por administración directa, es decir,
la producción económica en el año 2022 la comuna recauda por concepto de
maquinarias solo el 2.14% de ocho horas promedio.
Figura 1. Operatividad (X1) vs
rendimiento de maquinarias pesada (Y). Fuente: información de Registro Nacional
de Municipalidades 2021 (a); Figura 2. Cálculo teórico (X2) vs rendimiento de
maquinaria pesadas (Y) (b); Figura 3 Producción económica (X3)
con TIC vs rendimiento de maquinarias (Y) (c); Figura 4 Capacitación (X4) Vs
rendimiento de maquinarias pesadas (Y) (d).
Tabla 3. Correlación Pearson
|
|
Operatividad
|
Cálculo teórico
|
Producción
|
Capacitación
|
Rendimiento (Y)
|
|
Operatividad
|
1
|
-.166
|
.033
|
.156
|
-.328
|
|
Cálculo teórico
|
-.166
|
1
|
-.363
|
-.090
|
-.187
|
|
Producción
|
.033
|
-.363
|
1
|
.385
|
-.029
|
|
Capacitación
|
.156
|
-.090
|
.385
|
1
|
-.264
|
|
Rendimiento (Y)
|
-.328
|
-.187
|
-.029
|
-.264
|
1
|
Calcina & Hidalgo, (2015) encontró
que la conectividad en el rio Napu de Amazonas es solo 10%. Esta tendencia
defiere negativamente a la optimización del rendimiento de maquinarias, como
menciona la Norma técnica (MVCS, 2018). Es decir, que los ingresos corrientes
por concepto de ventas de bienes, servicios y derechos administrativos es
frágil en la comuna de Bagua.
Los datos del Ministerio de
Agricultura y Riego, Agencia Agraria, Gobierno Regional e Instituto Nacional de
Innovación Agraria (INIA), en la Encuesta Nacional Agropecuaria 2014 – 2018
(INEI, 2020) revelan que la comuna ha realizado capacitaciones a los acuicultores
al menos en una ocasión, pero en maquinarias pesadas no precisa. Mientras que
con la aplicación de la encuesta a los servidores de la comuna refieren que la
capacitación es muy poco en operación, mantenimiento, seguridad en el trabajo y
otros son muy deficientes que solo una vez se orienta o durante el mes por
temas distintos y casi nada en temas de maquinarias, de modo que las
capacitaciones son muy importantes para el cumplir los objeticos estratégicos y
planes de la organización (Cota Luévano, 2017).
De la operatividad versus rendimiento
de maquinarias pesadas se evidenció que la operatividad influye negativamente
en el rendimiento óptimo contrastado con una correlación débil (-0,34), es
decir, cuando las maquinarias se encuentran inoperativos ya sea por falta de
mantenimiento programado o por antigüedad, entonces su rendimiento no es óptimo.
CONCLUSIONES
La producción económica es
insuficiente para la operatividad de las máquinas de modo que influyen
significativamente en el rendimiento óptimo.
La capacitación a los servidores
públicos en temas de maquinarias es insuficiente de modo que influyen
negativamente en el rendimiento óptimo, mientras que, la programación de capacitaciones
debe ser planificado estratégicamente y de manera continua, no solamente para
los operadores de maquina sino de manera sistémica dentro de la organización
según su organigrama.
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