Archivo:Checklist para el Dimensionamiento Físico v. 02.pdf

Determinación de las máquinas e instalaciones

Especificaciones técnicas de las máquinas

El producto requerirá de diversas máquinas para desarrollarse y cada una cumplirá una función específica, tenemos:

Máquina	Parámetro	Detalle
Tolva	Capacidad	800 kg
	Material	Acero inoxidable
	Dimensiones	1200*1200*1600 mm
	Accesorio	Balanza
Batidor	Capacidad	100 L / h
	Voltaje	220 V
	Calefacción	a gas o eléctrico
	Potencia	9 KW
	Dimensiones	900*600*1500 mm
Olla industrial	Capacidad	50 L / h
	Accesorio	Pala para agitar
	Potencia	0.37 KW
	Voltaje	220 V
Moleadora	Capacidad	0,25-0,375 Toneladas / h
	Voltaje	380 V
	Potencia	2.2 KW
	Medidas	9800*1200*1200 mm
Bañadora	Capacidad	90 KG / h
	Voltaje	380 V
	Potencia	1,6 KW
	Accesorio	Sistema de refrigeración de 1100 frigorías / h
Envolvedora	Capacidad	16800 Paquetes / h
	Longitud de embalaje	70 - 360 mm
	Altura máxima	70 mm
	Voltaje	220 V
	Potencia	2,5 KW
	Dimensiones	4400*1050*1600 mm
	Material de envoltura	CPP/PET + CPP/BOPP

Las capacidades no son comparables debido a que las unidades que tratan no se pueden tratar en el mismo plano, con lo cual resulta indispensable convertirlas de modo que podamos efectuar la comparación:

Máquina	Capacidad en barras / h
Batidor (1)	15500
Olla industrial (2)	69767
Moleadora (3)	8721
Bañadora (4)	20930
Envolvedora	16800

Cálculos asociados:

• 1000 L de cereales = 520 KG de cereales (520 KG/M³)

Una barra posee un 78% de este componente y la barra pesa 43 g

Entonces se consiguen: 15500 barras / h

• 50 L de almíbar = 60 Kg de almíbar (1200 KG/M³)

Una barra posee un 2% de almíbar

Entonces se consiguen: 69767 barras / h

• Tomando la capacidad de 0,375 toneladas / h

Para una hora se obtiene: 8721 barras / h

• Una barra posee un 10 % de cacao

Entonces se consiguen: 20930 barras / h

La tolva no se convierte a barras por hora debido a que estará constantemente llenándose y no puede comportarse como cuello por su gran capacidad de almacenamiento. Téngase en cuenta que si bien hay más componentes que integran a la barra, muchos de ellos tales como la raíz de achicoria, las almendras, nueces, castañas y demás se agrupan dentro de los llamados cereales. Por otra parte ingredientes como los arándanos o la proteína texturizada de soja no resultan influyentes en los cálculos con lo cual pueden despreciarse

- Consumos de energía, agua y otros servicios.

Los servicios son un costo que en general suele desestimarse a menos que resulte crucial para algún subproceso puntual, sin embargo en este caso todas las máquinas emplean energía eléctrica así como esta también es necesaria para la instalación y oficinas por lo tanto la reconocemos como el servicio principal. Por supuesto que se requerirá de gas y agua para el funcionamiento de la empresa pero únicamente referido a las necesidades del personal y no a factores del proceso productivo.

Por los motivos anteriormente descriptos reconocemos la necesidad de analizar con mayor detenimiento el consumo de energía eléctrica:

Descripción	Consumo eléctrico mensual
Oficinas (1)	460 KWh
Instalaciones (2)	2708 KWh
Batidor	396 KWh
Olla industrial	195,36 KWh
Moleadora	1161,6 KWh
Bañadora	844,8 KWh
Envolvedora	1320 KWh
Total (3)	7085 KWh

1. Se consideran datos estadísticos que indican un consumo promedio anual de 110 KWh/M² para oficinas, teniendo en cuenta un lugar de 50 M².
2. Para las instalaciones se estima un consumo mayor, aproximadamente de 130 KWh/M² para un lugar de 250 M².
3. Para las máquinas se aclara que al usarse en tres turnos de 8 horas su consumo está ligado a dicha política de fabricación.

- Mantenimiento y medios de control (máquinas, tareas, etc.). Descripción de los

sistemas de seguridad (incendios, accidentes, etc.)

Es indispensable considerar el mantenimiento para asegurar el correcto funcionamiento de todos los procesos efectuados en la planta, fundamentalmente de las máquinas y equipos pero a su vez de las instalaciones en sí mismas. En este sentido las actividades que se requerirán son:

• Limpieza periódica de conductos y equipos con contacto directo con la materia prima y semielaborados.
• Lubricación de engranajes y sistema de desplazamiento de la cinta transportadora
• Mantenimiento de equipo de protección personal

Luego tenemos otro factor fundamental como son las medios de control para alcanzar los mejores estándares de producción, aquellos necesarios en este proceso serán los que puedan medir parámetros como temperatura, densidad o peso del producto, entonces:

• Balanza industrial, para el pesaje de materias prima y producto final.
• Termómetro industrial, para verificar el punto óptimo en el que se tratará a los insumos.
• Densitómetro, para verificar haber alcanzado el estado óptimo de mezclado de insumos
• Sistema de información Kanban, para controlar lo requerido, en proceso y terminado en todo momento de la producción

Finalmente debe desarrollarse un análisis e implementación de medidas en materia de seguridad e higiene industrial para reducir  los riesgos y asegurar la integridad de los equipos a utilizar, los operarios y las instalaciones, en otras palabras prevenir la ocurrencia de accidentes y enfermedades. Tenemos entonces:

• Uso de equipo de protección personal para evitar la inhalación de agentes dañinos surgidos del calentamiento de los líquidos.

• Elementos de paro total de la producción para ante cualquier emergencia frenar el posible causante del accidente.
• Indicador visual ANDON, para alertar de forma visual sobre problemas en el proceso de producción y poder frenarlo rápidamente
• Limpieza y despeje constante de las zonas de trabajo, para prevenir accidentes evitables como resbalones, caídas, golpes, etc.
• Elementos de prevención y protección contra el fuego, rociadores, matafuegos, hidrantes, escaleras de emergencia, paredes aislantes, puertas cortafuegos, etc.
• Revisión periódica del sistema de gas.
• Elementos de prevención y protección contra el riesgo eléctrico, puesta a tierra, disyuntores diferenciales, llaves termomagnéticas, fusibles, aislación de masas metálicas.
• Revisión periódica de tendido eléctrico, puesta a tierra y elementos de protección.

- Cálculos de los ejercicios 1 a 5 de la Guía de Trabajos Prácticos.

Balance anual de material y producción seccional

Para simplificar los cálculos, tomaremos los valores de producción en toneladas anuales, con lo cual en régimen:

Producción anual en régimen = 50.000.000 barras 43 gramos/barra1000 gramos/kg1000 kg/Tn=2.150 Tn/año

Luego es necesario establecer el desperdicio seccional, considerando las etapas del proceso mencionadas anteriormente como las áreas por las que pasará el producto determinaremos tanto el desperdicio recuperable como no recuperable en cada una de ellas. Cabe aclarar que etapas como la recepción de materias primas o enfriamiento de las barras bañadas se descartan de este análisis por carecer de desperdicios, entonces tenemos:

Secciones	Desperdicios (t/año)
	Recuperables	No recuperables
Mezclado de sólidos (1)	20	10
Calentamiento y mezclado de líquidos (2)	0	10
Incorporación de líquidos y sólidos (3)	35	10
Disposición de la mezcla en cinta transportadora (4)	0	5
Laminación y corte (5)	0	100
Baño de chocolate (6)	0	20
Empaquetado y embalaje (7)	50	15

Notar que los valores son aproximados, sin embargo los mayores problemas se presentan en la laminación y corte, donde ocurre que la masa pastosa no llega a cubrir el ancho de la cinta transportadora de modo que al efectuar los cortes quedan barras imperfectas en algunos sectores. A su vez un problema recurrente es el envoltorio automático efectuado por la envolvedora, sin embargo en la mayoría de los casos se puede reingresar la barra a la máquina para repetir el proceso.

Por otro lado, los otros desperdicios suelen explicarse por el remanente de materia prima en los conductos o elementos que hacen contacto con estas, sobre todo una vez que se mezclan los líquidos con los sólidos y la probabilidad de que cierta parte se adhiera a las paredes es mayor. O por el contrario productos descartados durante el control de calidad.

Retomando ahora con los cálculos tenemos que:

Secciones	Alimentación	Desperdicios		Producciones seccionales
		Recuperables	No recuperables
1	2.425	20	10	2.395
2	2.395	0	10	2.385
3	2.385	35	10	2.340
4	2.340	0	5	2.335
5	2.335	0	100	2.235
6	2.235	0	20	2.215
7	2.215	50	15	2.150
Totales	2.425	105	170	2.150

Los procesos faltantes en el cuadro no poseen desperdicios mensurables e influyentes en el proceso. De este cuadro podemos obtener la relación de cuántas toneladas de producto terminado deben ingresar y egresar para producir 2.150 toneladas al año, concretamente se requiere de 2.425 toneladas para obtener dicho número, sin embargo el consumo real de materia prima no considera aquellos desperdicios recuperables, por lo tanto el consumo será de: 2.320 toneladas.

Luego como información adicional podemos indicar el porcentaje de desperdicio operativo y real, donde este último solo considera el no recuperable que efectivamente no sirve más:

• Porcentaje de desperdicio operativo:

(105 + 170) / 2.150  x 100  =  12,80 %

• Porcentaje de desperdicio real:

170 / 2.150  x 100  =  7,90 %

Notar que todos los valores están calculados en función de la producción y no de la alimentación del proceso.

Ritmo de trabajo

Posteriormente nos interesará calcular el ritmo de trabajo para el cual necesitaremos determinar la modalidad de trabajo:

• Dos equipos de trabajo
• Siete días a la semana
• Dos turnos diarios de nueve horas

Consideramos quince días de vacaciones y diez días de feriados obligatorios. Con esto en cuenta podemos determinar las horas activas al año de las máquinas:

• Horas activas/ año-maquina = (365 días - 25 días) x 18 hs/día

Horas activas/año-maquina = 6.120 horas

Así como también el ritmo de trabajo de cada operario:

• Horas activas/ año-operario = 6.120 horas / 2 equipos

Horas activas/ año-operario = 3.060 horas

Capacidad real anual de la maquinaria

Ahora nos dedicaremos a calcular la capacidad real anual de la maquinaria para cada sección operativa, para esto necesitaremos las capacidades teóricas de las máquinas calculadas anteriormente así como su rendimiento, el cual consideraremos estándar entre 75 y 90%. Armamos entonces la siguiente tabla:

Máquinas	Capacidad teórica/hora	Horas activas/año	Capacidad teórica anual	Rendimiento operativo	Capacidad real anual
Batidor	0,665	6.120	4.069,8	0,80	3.255,85
Olla industrial	0,76	6.120	4.651,2	0,75	3.488,40
Moleadora	0,375	6.120	2.295,0	0,90	2.065,50
Bañadora	0,900	6.120	5.508,0	0,80	4.406,40
Envolvedora	0,7224	6.120	4.421,1	0,80	3.556,88

Téngase en cuenta que las capacidades están calculadas como toneladas de producto terminado por hora y no cantidad de barras por hora, eso explica la diferencia de valores con lo previamente esquematizado.

Cantidad de máquinas operativas por sección y aprovechamiento seccional

Ahora que establecimos las capacidades debemos saber cuántas máquinas necesitaremos en cada etapa para asegurar que pueda cumplirse con el plan de ventas. Cabe destacar que para hacer esto debemos relacionar los cálculos de las secciones con las capacidades de las máquinas, como estas solo se encuentran en algunas secciones filtraremos el cálculo a aquellas áreas en las que actúen las máquinas únicamente, entonces:

Sección	Programa anual de producción	Capacidad real anual	Cantidad necesaria de máquinas	Capacidad real de sección	Aprovechamiento seccional (%)
1	2.395	3.255,85	1	3.255,85	73,56
2	2.385	3.488,40	1	3.488,40	68,37
3	2.340	3.255,85	1	3.255,85	71,87
5	2.235	2.065,50	2	4.131	54,10
6	2.215	4.406,40	1	4.406,40	50,26
7	2.150	3.556,88	1	3.556,88	60,44

Recordar que:

• Mezclado de sólidos (1) : utiliza batidor
• Calentamiento y mezclado de líquidos (2): utiliza olla industrial
• Incorporación de líquidos y sólidos (3): utiliza el mismo modelo de batidor que el proceso 1, por eso las capacidades son iguales.
• Disposición de la mezcla en cinta transportadora (4): utiliza moleadora
• Laminación y corte (5): utiliza moleadora
• Baño de chocolate (6): utiliza bañadora
• Empaquetado y embalaje (7): utiliza envolvedora

Tener en cuenta que los volúmenes de producción indicados en esta tabla y en el resto de los cálculos refieren al producto terminado, lo cual es lógico ya que no todas las materias primas tienen su unidad de medida básica en toneladas o alguna equivalente.

Cuello de botella del proceso productivo

Finalmente tomando como parámetro definitorio al aprovechamiento seccional, podemos decir que el cuello de botella se ubica en el proceso de mezclado de sólidos donde se emplea el batidor.