Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniería Escuela de Ingeniería en Construcción “PLAN DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DE ARIDOS USADOS EN HORMIGON” Tesis para optar al Título de: Ingeniero Constructor Profesor Guía: Sr. José Arrey Díaz Constructor Civil, especialidad Hormigones Diplomado en Prevención de Riegos Ocupacionales EDUARDO ANDRES TORO OYARZO VALDIVIA – CHILE 2013 “PLAN DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DE ARIDOS USADOS EN HORMIGON” RESUMEN EJECUTIVO Actualmente en el país y el mundo asegurar la calidad de un producto es de vital importancia, ya que el consumidor cada vez está más exigente, para ello las empresas han ido capacitando y desarrollando planes de aseguramiento de la calidad que les permitan entregar un producto que satisfaga los requerimientos de los clientes. En el área de la construcción, y principalmente en la producción de áridos, la mayoría de las instalaciones excepto en el área de minería son artesanales, por lo cual no todos las empresas cumplen con los requerimientos que entrega la Norma Chilena para la producción de áridos aptos para la fabricación de Hormigón. En el último gran sismo ocurrido en Chile el 27 de febrero del 2010, se pudo apreciar que varias de las fallas estructurales ocurrieron por la mala calidad de los áridos con que se construyó el hormigón. Se encontraron áridos rodados y material mal lavado en algunos pilares de edificios. Esto lleva a desarrollar un plan que asegure la calidad de los áridos producidos en empresas para evitar que vuelvan a suceder estas situaciones. Actualmente las normas referentes a calidad más usadas son las series ISO 9000, la cuales pueden ser aplicadas a cualquier tipo de organización o actividad orientada a la producción de bienes o servicios. La ISO 9000 especifica la manera en que una organización opera, sus estándares de calidad, tiempos de entrega y niveles de servicio. Aunque muchos piensen que el tema de la calidad es nuevo y recién se pone interés en él, cabe decir que no lo es ya que desde el tiempo de los jefes tribales, reyes y faraones han existidos los argumentos y parámetros sobre calidad. El código de Hammurabi (2150 a.C.) decía “Si un albañil construye una casa para un hombre, y su trabajo no es fuerte y la casa se derrumba matando a su dueño, el albañil será condenado a muerte”, con el tiempo esto ha cambiado y evolucionado, se han creado sistemas que controlen la calidad de los productos para evitar grandes pérdidas y desastres. En el presente trabajo se estudiara una planta chancadora ubicada en el sector de Butalcura, que pertenece a la empresa NAJAR, empresa aridera de la Isla de Chiloé. NAJAR entrega áridos a la Hormigonera LAFARGE la cual solicita agregados que cumplan con los requisitos generales que pide la Norma Chilena. Para ello se revisara el sistema de producción de áridos y se observara cada etapa de la elaboración de este material, para identificar las posibles fallas que puedan existir y corregirlas para poder asegurar la calidad del producto final. Como resultado de lo anterior, se presenta un plan que asegure la calidad en la producción de áridos para hormigón, para ello se trabajara con las normas Chilenas (NCh.) correspondientes al tema. 2 “PLAN TO SECURE THE QUALITY OF BARREN USED IN CONCRETE” EXECUTIVE SUMMARY Currently, is very important to ensure the quality of a product globally, because the consumer is getting too demanding that’s why the industries have been training the employees and developing Quality Assurance plans who will allow delivering a product which satisfy the costumers requirements. In the construction area, and mostly in the dry goods production, almost all of the installations are handmade, except in the mining area, that’s why not all the industries fulfill the requirements of the Chilean Regulation for the production of suitable dry goods for the fabrication of Concrete. In the last biggest earthquake occurred in Chile on February 27, 2010, it was possible to estimate that most of the structural failures occurred because of the bad quality of the dry goods in the fabrication of concrete. There were found wheeled dry goods and not completely washed material in some of the pillars of the buildings. This leads us to develop a plan that assures the quality of the dry goods produced in industries to prevent this to happen again. Nowadays the most used regulations relating to quality are the ISO 9000, which can be applied to any type of organization or activities oriented to the production of goods and services. The ISO 9000 specifies the way in which an organization operates their standards of quality, delivery times and levels of service. Since immemorial times the arguments and quality parameters have existed, even though many thinks that the quality issue is new and we are recently taking attention to it. Hammurabi's code (2150 B.C.) says: "If a bricklayer builds a house for a man, and his work is not good and the house collapses killing his owner, the bricklayer will be condemned to death", with the time this has changed and evolved, systems that control the quality of the products have been created, to avoid big losses and disasters. In the present work, a grinding plant located in Butalcura's sector will be studied. This plant belongs to the NAJAR Company, dry goods industry of Chiloé's Island. NAJAR delivers Dry goods to the Concrete mixer LAFARGE, which asks attaches’ which satisfy the general requirements that the Chilean Regulation asks for. For it we will check the system of production of dry goods and will observe every stage of the production of this material, to identify the possible faults that could exist and correct them to be able to assure the quality of the final product. As a result of the previous, a plan that assure us the quality in the production of dry goods for concrete will be presented, and we will work under the Chilean Regulations (NCh.) correspondents to the topic. 3 “PLAN DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DE ARIDOS USADOS EN HORMIGON” INDICE GENERAL RESUMEN EJECUTIVO ............................................................................................... 2 EXECUTIVE SUMMARY .............................................................................................. 3 INDICE DE FIGURAS ................................................................................................... 6 1 INTRODUCCION ...................................................................................................... 9 1.1 ANTECEDENTES GENERALES ............................................................ 9 1.2 OBJETIVOS DEL ESTUDIO ................................................................. 10 1.3 ALCANCES DEL ESTUDIO ................................................................. 11 1.4 METODOLOGIA DE TRABAJO............................................................ 12 1.5 ESTRUCTURA DE LA MEMORIA ........................................................ 13 2 CALIDAD ............................................................................................................... 14 2.1 INTRODUCCION ................................................................................. 14 2.2 QUE SE ENTIENDE POR CALIDAD .................................................... 14 2.3 CONTROL DE CALIDAD...................................................................... 15 2.4 AUTOCONTROL DE CALIDAD ............................................................ 17 2.5 ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD................................................... 18 3 ARIDOS ................................................................................................................. 20 3.1 INTRODUCCION ................................................................................. 20 3.2 QUE SON LOS ARIDOS ...................................................................... 21 3.3 NATURALEZA DE LOS ARIDOS ......................................................... 21 3.3.1 ARIDOS SILICEOS .............................................................................. 22 3.4 PROCEDENCIA DE LOS ARIDOS ....................................................... 23 3.4.1 YACIMIENTOS ..................................................................................... 24 3.4.2 CANTERAS .......................................................................................... 25 3.4.3 SUBPRODUCTOS INDUSTRIALES .................................................... 25 3.5 CLASIFICACION DE LOS ARIDOS SEGÚN TAMAÑO ........................ 26 3.6 CLASIFICACION SEGÚN TEXTURA SUPERFICIAL DE LAS PARTICULAS. ...................................................................................... 27 4 PROCESO DE PRODUCCION DE ARIDOS .......................................................... 28 4.1 INTRODUCCION ................................................................................. 28 4.2 EQUIPAMIENTO PRODUCTIVO ......................................................... 29 4.2.1 EQUIPOS DE EXTRACCION, CARGADO Y TRANSPORTE ............... 29 4.2.2 PLANTA DE TRATAMIENTOS DE ARIDOS ........................................ 30 4.3 PROCESO PRODUCTIVO ................................................................... 32 5 POSIBLES FALLAS QUE PUEDEN OCURRIR DENTRO DEL PROCESO DE PRODUCCION DE ARIDOS .................................................................................. 35 6 REQUISITOS FISICOS, QUIMICOS Y GEOMETRICOS DE LOS AGREGADOS PARA HORMIGON. ............................................................................................... 38 6.1 INTRODUCCION ................................................................................. 38 4 6.2 REQUISITOS FISICOS DE LOS ARIDOS ............................................ 39 6.3 REQUISITOS QUIMICOS DE LOS ARIDOS ........................................ 39 6.4 REQUISITOS GEOMETRICOS DE LOS ARIDOS ............................... 40 7 EXTRACCION DE MUESTRAS ............................................................................. 41 7.1 INTRODUCCION ................................................................................. 41 7.2 ENSAYOS OBLIGATORIOS (DESTINADOS A CONTROL DE RECEPCION) ....................................................................................... 41 7.3 ENSAYOS DESTINADOS PARA EL CONTROL DE USO ................... 41 7.4 EXTRACCION DE MUESTRAS Y PROCEDIMIENTO DE EXTRACCION. ..................................................................................... 42 7.4.1 PROCEDIMIENTO DE EXTRACCION ................................................. 42 7.4.2 FRECUENCIA DE MUESTREO ........................................................... 43 8 DESARROLLO DEL PLAN DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD PARA ARIDOS USADOS EN HORMIGON ....................................................................... 44 8.1 INTRODUCCION ................................................................................. 44 8.2 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE PRODUCCION ............... 44 8.2.1 SONDAJES Y EXTRACCION DEL MATERIAL .................................... 46 8.2.1.1 REQUISITOS FISICOS: ....................................................................... 46 8.2.1.2 REQUISITOS QUIMICOS: ................................................................... 47 8.2.1.3 REQUISITOS GEOMETRICOS: ........................................................... 47 8.2.2 PLANTA SELECCIONADORA ............................................................. 48 8.2.3 CARGA Y TRANSPORTE DEL MATERIAL AL LUGAR DE ACOPIO... 49 8.2.4 CARGA Y PROCESO DE CHANCADO DEL MATERIAL ..................... 49 8.2.5 ACOPIO DEL MATERIAL POR TAMAÑOS Y PRODUCTO FINAL ...... 50 9 NORMAS DE CALIDAD ISO EN LA EMPRESA .................................................... 51 9.1 INTRODUCCION ................................................................................. 51 9.2 ISO 9000 .............................................................................................. 51 9.3 EMPRESA NAJAR E ISO 9000 ............................................................ 52 9.3.1 REQUISITOS BASICOS DE LA NORMA ISO 9000 ............................. 52 9.3.2 HISTORIA DE LA EMPRESA ............................................................... 54 9.3.3 MISION DE LA EMPRESA ................................................................... 55 9.3.4 VISION DE LA EMPRESA .................................................................... 55 9.3.5 POLITICA DE CALIDAD ....................................................................... 55 9.3.6 DIAGRAMA DE PROCESOS ............................................................... 56 9.3.7 PROCESOS PRINCIPALES ................................................................. 57 9.3.7.1 PLANIFICACION .................................................................................. 57 9.3.7.2 CLIENTES ............................................................................................ 57 9.3.7.3 DISEÑO Y DESARROLLO ................................................................... 57 9.3.7.4 VENTAS ............................................................................................... 57 9.3.7.5 PRODUCCION Y PRESTACION DE SERVICIOS................................ 57 9.3.8 ALCANCE DEL SISTEMA DE GESTION ............................................. 58 9.3.9 PROCEDIMIENTOS DE LA ORGANIZACIÓN ..................................... 58 9.3.9.1 PROCEDIMIENTO COMPRAS Y ADQUISICIONES DE INSUMOS ............................................................................................ 59 9.3.9.2 PROCEDIMIENTO DE CAPACITACIONES ......................................... 60 9.3.9.3 PROCEDIMIENTO CONTROL DE CALIDAD DE INSUMOS ............... 61 9.3.10 ORGANIGRAMA DE LA ORGANIZACIÓN ........................................... 62 10 PLAN DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD PARA ARIDOS USADOS EN HORMIGON ........................................................................................................... 63 5 10.1 INTRODUCCION ................................................................................. 63 10.2 ORGANIZACIÓN .................................................................................. 63 10.2.1 RESPONSABILIDAD Y AUTORIDAD................................................... 63 10.2.2 REPRESENTANTE DE LA ADMINISTRACION DE LA EMPRESA RESPONSABLE DEL CONTROL DE PRODUCCION EN FÁBRICA ... 65 10.3 PROCEDIMIENTOS DE CONTROL ..................................................... 66 10.4 GESTION DE LA PRODUCCION ......................................................... 72 10.5 INSPECCION Y ENSAYO .................................................................... 73 10.5.1 FRECUENCIA Y LUGARES DE INSPECCION, MUESTREO Y ENSAYOS ............................................................................................ 73 10.5.1.1 ENSAYOS PRELIMINARES PARA POZO NO EXISTENTE ................ 73 10.5.1.2 ENSAYOS PARA POZO EXISTENTE .................................................. 74 10.5.1.3 EXTRACCION DE MUESTRAS ........................................................... 74 10.5.1.4 FRECUENCIA DE MUESTREO ........................................................... 75 10.6 ARCHIVO Y CONTROL DE REGISTROS ............................................ 77 10.7 CONTROL DE LOS PRODUCTOS DECLARADOS NO CONFORME, QUE NO CUMPLEN LAS PROPIEDADES ........................................... 78 10.8 MANEJO, ALMACENAJE Y ACONDICIONAMIENTO EN LAS ZONAS DE PRODUCCION .................................................................. 79 10.9 TRANSPORTE Y ENSACADO ............................................................. 80 10.10 FORMACION DEL PERSONAL ........................................................... 80 11 RESULTADOS Y CONCLUSIONES ...................................................................... 81 12 REFERENCIAS ...................................................................................................... 83 13 ANEXO ................................................................................................................... 85 13.1.1 ALIMENTADORES ............................................................................... 85 13.1.1.1 ALIMENTADOR RECIPROCO O DE VAIVEN ...................................... 86 13.1.1.2 ALIMENTADOR VIBRANTE ................................................................. 86 13.1.1.3 ALIMENTADOR DE PLACAS ............................................................... 87 13.1.1.4 ALIMENTADOR DE BANDAS .............................................................. 88 13.1.1.5 ALIMENTADOR DE TORNILLO ........................................................... 89 13.1.2 EQUIPOS DE TRANSPORTE .............................................................. 89 13.1.3 HARNEROS ......................................................................................... 90 13.1.4 CHANCADORES ................................................................................. 91 13.1.4.1 CHANCADOR DE MANDIBULA ........................................................... 91 13.1.4.2 CHANCADOR DE CONO ..................................................................... 92 13.1.4.3 CHANCADOR DE IMPACTO HORIZONTAL ........................................ 94 13.1.4.4 CHANCADOR DE IMPACTO VERTICAL ............................................. 94 13.1.5 EQUIPOS DE LAVADO ........................................................................ 95 INDICE DE FIGURAS Figura 3-1 Carga de los Áridos ..................................................................... 23 Figura 3-2 Material Pétreo Chancado ........................................................... 27 Figura 3-3 Material Pétreo Rodado ............................................................... 27 Figura 4-1 Camión off road articulado y cargador frontal .............................. 29 Figura 4-2 Planta de tratamiento de áridos ................................................... 30 Figura 4-3 Diagrama de flujo de planta de tratamiento de áridos ................. 31 6 Figura 4-4 Diagrama de flujo de chancado típico para áridos ...................... 32 Figura 4-5 Planta seleccionadora Móvil MAXIMUS 512 y cargador frontal .. 33 Figura 4-6 Camión con Batea, para transporte de material a diferentes puntos de Chiloé ........................................................................................... 34 Figura 8-1 Diagrama de Flujo de la producción de áridos [20] ..................... 45 Figura 13-1 Dispositivos de control de alimentación. [15] ............................. 85 Figura 13-2 Alimentador reciproco. [15] ........................................................ 86 Figura 13-3 Alimentador vibrante tipo grizzly. [17] ........................................ 87 Figura 13-4 Alimentador vibrante tipo suspendido. [17] ................................ 87 Figura 13-5 Alimentador de placas. [17] ....................................................... 88 Figura 13-6 Alimentador de bandas. [17] ...................................................... 88 Figura 13-7 Alimentador de tornillo. [17] ....................................................... 89 Figura 13-8 Harneros horizontal e inclinado. [13] ......................................... 91 Figura 13-9 Chancador de mandíbula. [17] .................................................. 92 Figura 13-10 Cono de cuello estándar versus uno de cuello corto. [17] ...... 92 Figura 13-11 Chancador de cono Symons 3 [ft]. [20] ................................... 93 Figura 13-12 Chancador de cono marca Nordberg modelo HP300. [18] ...... 93 Figura 13-13 Chancador de impacto horizontal (HSI). [13] ........................... 94 Figura 13-14 Chancador Metso Barmac B7150 VSI. [16] ............................. 95 Figura 13-15 Tambor rotatorio de lavado de áridos. [13] .............................. 95 Figura 13-16 Tornillo simple lavador de arenas. [13] .................................... 96 7 AGRADECIMIENTOS “A Dios y mi familia quienes en forma incondicional me apoyaron durante toda mi carrera y gracias a quienes hoy, puedo tener la educación y el conocimiento para poder desenvolverme mejor en mi vida. Agradezco a mi novia y amigos que siempre creyeron en mi y quienes estuvieron conmigo en los momentos de alegría como de dificultad, y a todos aquellos que de alguna manera hicieron posible cumplir esta meta”. Eduardo Andrés Toro Oyarzo 8 “PLAN DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DE ARIDOS USADOS EN HORMIGON” 1 INTRODUCCION 1.1 ANTECEDENTES GENERALES Desde los comienzos de la humanidad, los áridos han estado presentes en forma directa e indirecta en casi todos los logros del desarrollo de la sociedad, obras civiles, carreteras, aeropuertos, escuelas, hospitales, entre otras. Datos recientes, entregados por la Federación de Áridos – Española, hacen referencia a que cada habitante de su país consume entre siete y diez toneladas al año de áridos, es decir entre veinte y veinticinco kilogramos diarios, siendo el producto de mayor consumo después del agua. En la actualidad, este material es indispensable para la construcción, por lo cual hay tener mucha dedicación y cuidado al momento de producirlo, ya que si se obtienen áridos de calidad, se estará entregando resistencia al hormigón, lo que indica que son directamente proporcionales a mayor calidad del árido mayor resistencia del hormigón. Por lo tanto, es importante evaluar cada proceso dentro de la fabricación de áridos, y ver como estos afectan al producto final, para ello se revisara cada parte de la cadena de producción y se mostrara cómo esta va afectando a la forma del árido. Además se trabajara en conjunto con las normas Chilenas para áridos, se verá donde aplicarlas dentro de la cadena de producción para así cumplir con todos los requisitos que estas solicitan para una correcta producción de agregados. A continuación se presentan los objetivos, alcances y metodologías para el desarrollo del presente estudio. 9 1.2 OBJETIVOS DEL ESTUDIO Este estudio tiene por objetivo general desarrollar un plan de aseguramiento de la calidad para la producción de áridos para hormigón. De lo anterior se definen los objetivos específicos: (1) Utilizar las metodologías para la aplicación y desarrollo de un plan de aseguramiento de la calidad de acuerdo a las normativas vigentes. (2) Definir las normas Chilenas (NCh) referentes a los áridos, donde se podrán ver los diferentes ensayos que deberán aplicarse. (3) Realizar un listado de las diferentes operaciones que se realizan en el proceso de producción de áridos desde el momento de su extracción hasta la obtención del producto final. (4) Identificar las posibles fallas que se pueden producir en el sistema de producción. (5) Construir un Plan de aseguramiento de la calidad que permita Reducir, eliminar y lo más importante, prevenir las deficiencias de calidad de los áridos a obtener. 10