Optimización del proceso de explotación de canteras en la carretera Canta - Huayllay

Abstract

El presente trabajo de Suficiencia Profesional titulado “Optimización del Proceso de Explotación de Canteras en la Carretera Canta - Huayllay”, describe los procesos involucrados en la explotación de canteras, analiza la productividad de dichos procesos y determina sus efectos técnicos, económicos y contractuales dentro del proyecto vial. Dicho trabajo está enmarcado en cuatro capítulos los cuales se describen a continuación: En el capítulo I, se exponen los antecedentes de la carretera Canta - Huayllay, en la cual cabe señalar que se trata del primer contrato de Mejoramiento, Rehabilitación y Conservación por Niveles de Servicio. Se describe las características técnicas (topografía, pavimentos, estructuras, etc.), la situación actual del proyecto vial y las condiciones contractuales (alcance, oferta económica, sistema de contratación, plazo, etc.). Adicionalmente se trata la problemática actual en la construcción de carreteras. En el capítulo II, se exponen las definiciones y conceptos básicos y necesarios para la construcción de una carretera y, subsecuente, la explotación de una cantera. Se describen los principales procesos en la construcción de carreteras, agrupados por áreas de producción (movimiento de tierras, canteras, pavimentos, obras de arte y drenaje, transporte). Se trata a detalle la explotación de canteras, su clasificación, su diseño, su operación y sus parámetros geométricos. Asimismo, se definen los procesos involucrados en la etapa de ejecución (desbroce, extracción, transporte interno, clasificación y procesamiento del material, almacenamiento, conformación y cierre), la cual implica directamente el ciclo de producción de agregados, los cuales, en sus diversas formas, se han usado desde siempre en aplicaciones muy variadas en las obras de construcción. En el capítulo III, se realiza una descripción minuciosa de los procesos que conformaron la explotación de la Cantera N°4 de la carretera Canta - Huayllay (consideraciones, equipos, materiales, ejecución, control de calidad, medición, forma de pago). Se describe el proceso de ejecución para cada uno de los agregados producidos (subbase granular, base granular, material filtrante, piedra para concreto, arena para asfalto y piedra para asfalto). Asimismo se estudia la productividad de los procesos que conforman la explotación de Cantera N°4, primeramente con la determinación de los rendimientos teóricos de los equipos de extracción, perforación y voladura, transporte, zarandeo y chancado; seguidamente se analiza cada uno de los procesos productivos (extracción de material integral, transporte interno de material integral, zarandeo de material integral, chancado y zarandeo de subbase granular, base granular, material filtrante, piedra para concreto, arena para asfalto y piedra para asfalto), cuyo soporte son los controles de producción e inventarios, los controles de equipos y los controles de costos; realizados desde el inicio de explotación de la Cantera N°4 hasta el término de la misma. En el capítulo IV, se expone el estado actual de los procesos que conforman la explotación de la Cantera N°4 (desbroce, extracción, transporte interno, clasificación y procesamiento de material, almacenamiento y cierre), las características técnicas (métodos de producción, volúmenes de producción, rendimientos, eficiencia del proceso), económicas (costos totales, costos unitarios de producción) y contractuales (partidas contractuales, adicionales de obra, variación de costos unitarios). Asimismo, se determina el impacto de la explotación de la Cantera N°4 en la ejecución de la Carretera Canta - Huayllay, tanto en costo como en plazo. Adicionalmente se plantea un modelo de optimización para la explotación de la Cantera N°4, para 2 casos concretos: la minimización del costo de explotación y la maximización del margen de explotación, cuya solución nos puede ayudar a estimar un rango permisible en la cual podemos controlar los costos y márgenes presupuestados contra los costos y márgenes reales respectivamente.

The present work of Professional Sufficiency titled "Optimization of the Process of Exploitation of Quarries in the Canta - Huayllay Road", describes the processes involved in the exploitation of quarries, analyzes the productivity of the processes and determines their technical, economic and contractual effects within the road project. This work is framed in four chapters which are described below: In chapter I, the background of the Canta - Huayllay Road is exposed, in which it should be noted that it is the first contract for Improvement, Rehabilitation and Conservation by Levels of Service. It describes the technical characteristics (topography, pavements, structures, etc.), the current situation of the road project and the contractual conditions (scope, economic offer, contracting system, term, etc.). Additionally, the current problems in road construction are discussed. In chapter II, the basic and necessary definitions and concepts for the construction of a road and, subsequently, the exploitation of a quarry are exposed. The main processes in road construction are described, grouped by production areas (earthworks, quarries, pavements, works of art and drainage, transportation). The exploitation of quarries, their classification, their design, their operation and their geometric parameters are dealt with in detail. Likewise, the processes involved in the execution stage (clearing, extraction, internal transport, classification and processing of material, storage, conformation and closure) are defined, which directly implies the production cycle of aggregates, which, in their various forms, they have been used since always in very varied applications in the construction works. In chapter III, a detailed description is made of the processes that made up the exploitation of Quarry No. 4 of the Canta - Huayllay Road (considerations, equipment, materials, execution, quality control, measurement, payment method). The execution process is described for each of the aggregates produced (granular subbase, granular base, filtering material, concrete stone, asphalt sand and asphalt stone). Likewise, the productivity of the processes that are part of the exploitation of Cantera No. 4 is studied, firstly with the determination of the theoretical performance of extraction, drilling and blasting, transport, screening and crushing equipment; then each of the production processes is analyzed (extraction of integral material, internal transportation of integral material, screening of integral material, crushing and screening of granular subbase, granular base, filtering material, concrete stone, asphalt sand and asphalt stone), whose support is production and stock controls, equipment controls and cost controls; made from the start of exploitation of the Quarry No. 4 until the end of it. In chapter IV, the current state of the processes that are part of the exploitation of Quarry No. 4 (clearing, extraction, internal transportation, classification and processing of material, storage and closure), the technical characteristics (production methods, production volumes, performances, efficiency of the process), economic (total costs, unit costs of production) and contractual (contractual items, additional works, variation of unit costs). Likewise, the impact of the exploitation of Quarry No. 4 in the execution of the Canta - Huayllay Road, both in cost and time, is determined. Additionally, an optimization model is proposed for the exploitation of Quarry No. 4, for 2 specific cases: the minimization of the exploitation cost and the maximization of the exploitation margin, whose solution can help us estimate an allowable range in which we can control costs and budgeted margins against real costs and margins, respectively.