Ejercicios de Trabajo Efectivo y Capacidad de Trabajo [PDF]

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MECANIZACION AGRICOLA CAP I ADMINISTRACION DE MAQUINARIA AGRICOLA

CAPITULO I

UNSA

ADMINISTRACION DE MAQUINARIA AGRICOLA

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE El alumno debe aprender a: Calcular costos de maquinaria agrícola, manualmente y usando software. Seleccionar y planificar el uso de maquinaria para cualquier explotación agrícola. Tomar decisiones en cuanto al empleo de equipo propio o contratado. Determinar el momento de reemplazo de una máquina.

1 INTRODUCCION El objetivo principal de la administración de maquinaria agrícola es abastecer al campo de maquinaria ADECUADA (la mejor calidad al menor costo posible) en forma OPORTUNA (en el momento que se debe realizar la labor). Para lograr este objetivo deben de cumplirse 6 metas intermedias: a. Determinar la demanda de maquinaria agrícola; b. Determinar los costos operativos de la maquinaria; c. Seleccionar la maquinaria a utilizar; d. Programar el uso de la maquinaria; e. Determinar el mantenimiento a realizar en la maquinaria. f. Determinar el momento de reemplazo de la maquinaria.

1.1

CONCEPTOS BASICOS

1.1.1 USO ANUAL (U) Es el tiempo, generalmente expresado en horas, que se utiliza una máquina durante un año. Ej. el uso anual de una pulverizadora puede ser de 400 h/año, el uso anual de una cosechadora de trigo puede ser de 350 h/año. Se le representa por la letra U mayúscula.

1.1.2 PRODUCCION ANUAL (S) Es la cantidad de trabajo realizado por una máquina durante un año; sus unidades varían según la máquina que se este analizando. Ej. un arado rotativo puede tener una S = 250 ha/año, un cargador frontal una S = 2 800 m3/año, un trailer una S = 2 000 km/año, etc. Se le representa por la letra S mayúscula.

1.1.3 TIEMPO OPERATIVO (to) Es el tiempo total ( o bruto) consumido por la máquina durante el trabajo. El tiempo operativo comprende: el tiempo gastado en la preparación para el trabajo; las paradas para realizar ajustes; el trabajo en vacío, y el trabajo efectivo. Ej. un acondicionador de forrajes puede tener un to = 2h/ha, un arado de cinceles un to = 1.5 h/ha. El uso anual (U) y la producción anual (S) se relacionan a través del tiempo operativo según la fórmula: U = S  to Página 1 de 35

.......... ec. 1.1.

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1.1.4 TIEMPO EFECTIVO (te) Es el tiempo útil (o neto) durante el cual la máquina realiza trabajo efectivo. Para los ejemplos del acápite anterior, el acondicionador de forrajes puede tener un te = 1.8 h/ha, el arado de cinceles un te = 1.3 h/ha.

1.1.5 COEFICIENTE DE TIEMPO EFECTIVO (r) Resulta de dividir el tiempo efectivo entre el tiempo operativo:

r =

te to

........... ec. 1.2.

El -

valor del “r” se ve afectado por: El sistema de trabajo, r es mayor al trabajar en redondo y menor al trabajar en melgas; La forma de la parcela, r es mayor en parcelas rectangulares y alargadas; El tamaño de la parcela, r es mayor en parcelas grandes; El ancho de trabajo, r es mayor para anchos de trabajo menores; (ver CUADRO 1) La velocidad de trabajo, r es mayor a menor velocidad; (ver CUADRO 1) Las condiciones de trabajo, r será mayor cuanto menos retrasos haya durante las operaciones (problemas como averías, paradas para limpiar bloqueos, atollamiento en terrenos húmedos, etc.); Las condiciones del cultivo y rendimientos, r será mayor en cultivos en buenas condiciones (p.e. no tumbados) y de alto rendimiento.

(a)

(b)

Figura 1. Distintos sistemas de trabajo afectan el valor del coeficiente de tiempo efectivo, (a) trabajo en melgas o “ida y vuelta” (b) trabajo en redondo CUADRO 1. VARIACIÓN DEL COEFICIENTE DE TIEMPO EFECTIVO, POR UNA VELOCIDAD MENOR Y UN ANCHO DE TRABAJO MENOR

DESCRIPCION

CONDICION NORMAL

MENOR VELOCIDAD

Tiempo (minutos)

Tiempo (minutos)

Nivelación arado Aradura Vuelta cabecera Aradura Vuelta cabecera Ajuste profundidad Aradura Vuelta cabecera Aradura TOTAL

3 6 0.5 5.5 0.6 1.2 6 0.5 5.8 29.1

Tiempo efectivo

23.3

Coeficiente tiempo efectivo

0.801

MENOR ANCHO Tiempo (minutos)

3 8 0.6 7.9 0.65 1.2 8.1 0.55 8.2 38.2 Vuelta Aradura 32.2 Vuelta Aradura 0.843 TOTAL

3 6 0.5 5.5 0.6 1.2 6 0.5 5.8 0.6 6 0.5 6 42.2

Te

35.3

r

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0.836

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En general, es deseable tener un valor de r tan alto como sea posible. Nótese sin embargo que r, por si sólo, no es un valor adecuado para decidir entre dos máquinas de distinto tamaño. Por ejemplo una segadora de 2,4 m de ancho de trabajo con un r = 0.5 puede ser mas aconsejable que una segadora de 1.8 m y r = 0.6, si el tiempo que se tiene para realizar la tarea es corto.

1.1.6 CAPACIDAD DE TRABAJO Es la cantidad de trabajo que puede realizar una máquina en un tiempo determinado. La capacidad de trabajo puede ser TEORICA (Ct), que sólo se utiliza como un valor referencial; o EFECTIVA (Ce), que es la que se utiliza para los cálculos de maquinaria. Para calcular la Ce se emplean las siguientes fórmulas: 1.1.6.1. En máquinas que trabajan superficies; como arados, pulverizadoras, cosechadoras combinadas, rastras, etc.

Ce = Ce = v = a = r =

v.a.r 10

................ ec. 1.3.

capacidad efectiva de trabajo, en ha/h velocidad de avance de la máquina, en km/h ancho efectivo de trabajo de la máquina, en m coeficiente de tiempo efectivo, adimensional.

Ancho de trabajo Velocidad de avance Figura 2. La capacidad efectiva en máquinas que trabajan superficies depende del ancho de trabajo, la velocidad de avance y el coeficiente de tiempo efectivo.

Figura 3. Arado rotativo, ejemplo de una máquina que trabaja superficies Página 3 de 35

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Ejemplo 1.1. Determinar la Ce de una segadora rotativa cuyo ancho teórico es de 2,7 m, ancho efectivo es de 2,5 m; que trabaja a una velocidad promedio de 7 km/h, con un coeficiente de tiempo efectivo de 0,9. Cuánto tiempo demorará la segadora en segar 8 hectáreas? Desarrollo Aplicando directamente la fórmula ya que contamos con todos los datos, teniendo cuidado de respetar las unidades: Ce =

7 km / h.2,5m.0,9 = 1,57 ha/h 10

Para calcular el tiempo requerido para las 8 hectáreas: t =

8ha area = = 5,09 horas 1 , 57 ha / h Ce

1.1.6.2. En máquinas que realizan labores de transporte; como trailers, remolques, volquetes, etc. Ce =

C  v  r  co

................. ec. 1.4.

Ce = capacidad efectiva de transporte, en ton-km/h C = capacidad de carga de la máquina, en toneladas v = velocidad de avance de la máquina, en km/h r = coeficiente de tiempo efectivo co = coeficiente de ocupación

Figura 4. Remolque agrícola, ejemplo de máquina que realiza labores de transporte

El coeficiente de ocupación (co) se calcula de la fórmula: co =

Ci Cr + 2C 2C

Ci = carga transportada en el viaje de ida. Cr = carga transportada en el viaje de retorno. C = capacidad de carga de la máquina. Ejemplo 1.2. Página 4 de 35

............... ec. 1.5.

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Cual será la Ce de un remolque de 4 toneladas de capacidad que tiene un r=0,6 y que se utiliza para transportar carga desde un punto A hasta un punto B distantes 30 km entre si. En el viaje de ida va totalmente cargado desplazándose a 20 km/h, en el regreso retorna vacío a 50 km/h. Cuánto demorará el remolque en transportar 50 toneladas desde el punto A hacia el B? Desarrollo Calculamos primero el coeficiente de ocupación:

co =

4 0 + = 0,5 2 x4 2 x4

Calculamos ahora la velocidad promedio de desplazamiento; a la ida demora ti = espacio/velocidad = 30/20 = 1,5 h a la vuelta demora tv = 30/50 = 0,6 h entonces la velocidad promedio es de: v promedio =

2 x30 2.d = = 28,57 km/h 1,5  0,6 ti  tv

luego Ce = 4 ton . 28,57 km/h . 0,6 . 0,5 = 34,28 ton-km/h Para calcular el tiempo gastado en el transporte de 50 toneladas: t =

50ton.30km = 43,75 horas 34,28ton  km / h

1.1.6.3. En máquinas móviles que realizan trabajo discontinuo o cíclico; Son máquinas que realizan una serie de operaciones en un período corto (generalmente 1 a 5 minutos) y las repiten continuamente en el mismo orden, produciendo ciclos de trabajo. Ejemplo, un cargador frontal, una hoja empujadora, una hoyadora de postes, etc. Para estas máquinas se utiliza la fórmula: Ce =

Q.r.60 D

........................ ec. 1.6.

Q = capacidad de la máquina en cada ciclo: m3/ciclo, ton/ciclo, etc. D = duración de un ciclo, en minutos

Figura 5. Retroexcavadora y rufa, ejemplos de máquinas de trabajo cíclico. Ejemplo 1.4.

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Calcular la Ce de una hoja empujadora (bulldozer) cuya capacidad de empuje de la hoja es de 0,8 m3. La hoja debe empujar la tierra de un punto “A” a un punto “B” situado a 48 m de distancia, la velocidad cuando empuja es de 2 km/h y al regreso es de 6 km/h. El tiempo perdido en realizar los cambios (desembragar, manipular la palanca de la caja de cambios) es de 40 segundos por ciclo, además se pierden en promedio 6 minutos de cada hora de trabajo en ajustes, demoras, etc. Desarrollo Determinamos primero la duración de un ciclo; el tiempo de un ciclo (D) comprende: el tiempo cuando empuja a la ida (ti), el tiempo cuando regresa (tr) y el tiempo para realizar los cambios (tc). ti = distancia/velocidad =

tr =

0,048km = 0,024 h = 1,44 minutos 2km / h

0,048km = 0,008 h = 0,48 minutos 6km / h

luego D = ti + tr + tc = 1,44 + 0,48 + 0,67 = 2,59 minutos los 40 segundos del tc a minutos, esto es 40/60 = 0,67)

(el valor de 0,67 resulta de convertir

Determinamos luego el coeficiente de tiempo efectivo: En los 54 minutos que quedan de una hora (al descontar los 6 minutos perdidos en ajustes) se realizarán 54/2,59 = 20,84 = 20 ciclos. El tiempo de trabajo efectivo será te = ti x numero de ciclos = 1,44 x 20 = 28,8 minutos Entonces

r =

te 28,8 = = 0,48 to 60

Finalmente Ce =

0,8m3 x 0,48 x60 2,59

=

8,89 m3/h

1.1.6.4. En máquinas estacionarias; aquellas máquinas que están fijas en un sitio y no se desplazan como molinos, picadoras, mezcladoras de raciones, secadores, etc. Ce = C.r. fg

........... ec. 1.7.

C = capacidad teórica máxima de la máquina, en TM/h, m3/h, etc. fg = factor de utilización de la capacidad teórica (depende de las condiciones de trabajo).

Figura 6. Ordeñadora, ejemplo de máquina estacionaria.

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Ejemplo 1.5. Calcular la capacidad efectiva de un secador cuya capacidad teórica máxima es de 8 ton/h, que trabaja con un r = 0,9 y completamente lleno (esto es fg = 1,0). Desarrollo Aplicando la ecuación 1.7. Ce = 8 ton/h . 0,9 . 1,0 = 7,2 ton/h

1.2

COSTOS

El costo es la expresión en dinero de todo lo que se necesita para reunir a los factores de la producción y elaborar un bien (ej. un kilogramo de papas) o prestar un servicio (ej. reparar una máquina malograda). Debido a la sociedad de libre mercado en que nos desenvolvemos, el cálculo de costos es de gran importancia para la administración de maquinaria. El costo es la suma de 03 rubros: los gastos + amortizaciones + intereses. Gastos, es la parte del costo que comprende las erogaciones en servicios o en bienes que se extinguen totalmente con el acto productivo. Amortización, compensa la depreciación (pérdida de valor) que sufren los bienes debido a su desgaste u obsolescencia. Interés, compensa lo que ganaría el capital invertido si se le coloca en el banco. La tasa de interés, en cálculo de costos, no puede ser inferior al interés que se podría obtener en inversiones de riesgo similar, ni superior a la que se tiene que pagar para obtener capital en préstamo.

1.2.1 CLASIFICACION DE COSTOS Los costos se pueden clasificar de acuerdo a distintos criterios, por ejemplo: a. De acuerdo a su relación con la variable independiente (variable independiente es aquella que usamos para especificar en que unidades calcularemos el costo p.e. m3, horas, toneladas, ha, etc.) Fijos, no varían cuando cambia el valor de la variable independiente. Variables, varían cuando cambia el valor de la variable independiente. b. De acuerdo al período de cálculo Estimados, es una aproximación o estimación del verdadero costo en el cual se incurrirá. Se calculan para el futuro sobre la base de datos actuales. Reales, aquel en el cual efectivamente se ha incurrido. Se calculan para el presente o pasado sobre la base de datos actuales o pasados, respectivamente.

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c.

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De acuerdo a la cantidad de producción considerada Totales, cuando se refieren al total de la producción, se calculan con la fórmula: CT = CFT + CVM x N

.......... ec. 1.8.

CT = costo total, en S/año CFT = costos fijos totales, en S/año CVM = costos variables medios, en S/h N= variable independiente, en h/año -

Medios, cuando se refieren a la unidad de producción, se calculan: CM = CT/N

............ ec. 1.9

CM = costo medio, en S/h N = variable independiente, en h/año d. De acuerdo al número de labores consideradas De producción, cuando abarcan todas las labores de un proceso productivo p.e. aradura, siembra, fertilización, etc. Operativos, cuando comprenden una sola labor u operación del proceso productivo p.e. sólo aradura. e. De acuerdo a su influencia en la toma de decisiones Directo, el que afectará la decisión bajo estudio. Indirecto, todos los demás costos de la empresa que no son afectados por la decisión que se analiza (ej. los gastos generales de supervisión, inspección, útiles de escritorio) y también todos los costos pretéritos que no se pueden recuperar.

1.2.2 EL CALCULO DE UN COSTO OPERATIVO ESTIMADO En maquinaria se trabaja normalmente con costos operativos estimados, por ello nosotros estudiaremos como calcular costos operativos estimados. (* La metodología en el calculo de costos expuesta a continuación, corresponde a la desarrollada por R.G. Frank en su libro “Costos y administración de maquinaria agrícola”). 1.2.2.1 GASTOS Son las erogaciones en bienes y servicios, comprende los siguientes rubros: a. Resguardo; es el gasto hecho en construir un alojamiento o almacén para la maquinaria. Se asume como el 2% del valor a nuevo (VN) de la máquina. El valor a nuevo representa lo que nos costó la máquina o implemento.

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Figura 7. Estructura de resguardo y almacenamiento para maquinaria. b. Seguros e impuestos; cuotas o pagos que se deben hacer a la compañía aseguradora de la maquinaria. Se asumen como el 1,5% del VN. c.

Gastos de conservación y reparaciones (GCR); comprenden los gastos en lubricación, mantenimiento y reparaciones. Se calculan mediante la formula: G.C.R. =

C.G.C.R. x VN

...................

ec. 1.10.

CGCR = coeficiente de gastos de conservación y reparaciones, se obtiene de tablas. Al final del capítulo se da una tabla con valores del CGCR. * Nótese que en este rubro de GCR se están considerando los lubricantes. En otras metodologías de calculo, los lubricantes se consideran junto con los combustibles, el cual no es nuestro caso.

Figura 8. Labores de conservación y reparación de maquinaria. d. Combustibles; se calculan de la fórmula Combustible = Cc . p Cc = consumo de combustible, en litros p = precio del combustible , en S/litro

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.................... ec. 1.11.

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Para calcular el consumo de combustible (Cc) se utiliza la fórmula: Cc = Cec  P  g

................... ec. 1.12

Cec = consumo específico de combustible del motor, en litros/kW-h P = potencia desarrollada por el motor, en kW g = grado de esfuerzo a que esta sometido el motor. Valores de consumo específico de combustible se dan en el CUADRO 2.

CUADRO 2. CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE PARA MOTORES TRABAJANDO A MAXIMA POTENCIA

TIPO DE MOTOR Diesel Diesel mediano Diesel pequeño (menos de 5 kW) Gasolinero Gasolinero pequeño (menos de 10 kW)

Ce (litros /kW-h) 0.29 0.32 0.32 0.38 0.5

El grado de esfuerzo “g” de un motor se puede asumir como: en motores de tractor: 25-45% en motores estacionarios y de cosechadoras combinadas: 60% e. Mano de obra; se calcula de acuerdo al jornal del operador. f.

Cargas sociales; comprenden el seguro social, caja nacional de pensiones, indemnización, vacaciones y otras contribuciones impuestas por el Estado que puedan existir. Se estiman, con razonable exactitud, como equivalentes al 50% del jornal. Aquí debe de hacerse una distinción entre mano de obra estable y eventual, ya que la segunda por lo general no tiene cargas sociales.

1.2.2.2 AMORTIZACION Es la compensación de la depreciación o pérdida de valor sufrida por la maquinaria. La amortización puede ser un costo fijo (cuando la máquina llega al final de su vida útil al ser obsoleta), o un costo variable (cuando la máquina llega al final de su vida útil al desgastarse por el uso). Para saber si la amortización es un costo fijo o variable, se determina el punto de igualación (Pi) : Pi =

duracion  por  desgaste(horas) duracion  por  obsolescencia (años)

........... ec. 1.13

Luego se compara el valor del Pi con el uso anual (U) de la máquina, expresado en horas/año, y: si U>Pi entonces la amortización es un costo variable si UPi o duración por obsolescencia (Do) si U