MANEJO DE MATERIALES UNIDAD I. TEMA 1.FUNDAMENTOS DE MANEJO DE MATERIALES Introducción En una planta industrial típica, el manejo de materiales ocupa 25% de todos los empleados, 55% de todo el espacio de la fábrica, y 87% del tiempo de producción. Se estima que el manejo de materiales representa entre 15 y 70% del costo total de un producto fabricado. El manejo de materiales es una actividad donde se pueden lograr muchas mejoras, lo cual provoca importantes ahorros en costos. La meta ideal es “eliminar por completo” las actividades de manejo de materiales, aunque en casi todos los casos reducir la cantidad de manejo es una meta práctica más adecuada. No obstante, el perfeccionamiento en los procesos para el manejo de materiales conduce a flujos de fabricación y de distribución más eficientes. Una reducción en la cantidad de veces que se maneja un producto genera menos requerimientos de equipo para manejo de materiales. Sin embargo, ello no es suficiente. El manejo de materiales se puede concebir como un medio a través del cual se reducen los costos totales de fabricación mediante un control más eficiente del flujo de materiales, una reducción en los inventarios y una mayor seguridad. Un sistema de manejo de materiales bien diseñado puede ser la columna vertebral de la estrategia general de ejecución de la producción de una empresa. La importancia del manejo de materiales se observa en muchas operaciones contemporáneas de fabricación y distribución. Definiciones 1. El manejo de materiales es el arte y la ciencia de mover, guardar, proteger y controlar el material a través de sus procesos de fabricación, distribución, consumo y desecho. 2. Manejo de materiales significa proporcionar la cantidad correcta del material correcto, en el lugar correcto, en la posición correcta, en la secuencia correcta y mediante el costo correcto y los métodos correctos. La cantidad correcta: la “cantidad correcta” se refiere al problema de cuánto inventario se necesita. La filosofía justo a tiempo (JIT) se concentra en no tener inventarios. La cantidad correcta no es lo que se necesita sino lo que se prevé. Por lo tanto, se apoya una estructura de control de flujo de materiales tipo atracción (“pull”). Se prefieren las cargas más pequeñas. Con las significativas reducciones en el tiempo de preparación, la concordancia de los tamaños de los lotes de producción y los tamaños de los lotes de transferencia produce mejores entregas de la cantidad correcta de materiales. El material correcto: los dos errores más frecuentes al surtir pedidos (order picking) en forma manual son surtir una cantidad incorrecta y tomar el material erróneo. Estos errores apuntan al hecho de que se necesita un sistema de identificación preciso. La identificación automática es fundamental para una identificación precisa. Los métodos manuales no se comparan con la identificación automática, por ejemplo, un sistema de código de barras o identificación por radiofrecuencia (RFID). Sin embargo, son tareas más fundamentales las mejoras como simplificar el sistema de numeración de partes y mantener la integridad y la precisión del sistema de base de datos. La condición correcta: la “condición correcta” es el estado en el cual el cliente pretende recibir el material. El cliente puede especificar que el material se entregue empacado o desempacado, clasificado con base en especificaciones de equipos, pintado o despintado, en envases retornables especificados por el cliente, y demás. Los artículos también deben entregarse sin daños. La secuencia correcta: en el manejo de materiales es muy evidente el impacto de la “secuencia correcta” de las actividades realizadas en la eficiencia de una operación de fabricación o distribución. La simplificación del trabajo ayuda a eliminar las operaciones innecesarias o a mejorar las que permanecen. La combinación de pasos y la modificación de la secuencia de las operaciones también producen un flujo de materiales más eficiente. La orientación correcta: la “orientación correcta” significa colocar el material para facilitar su manejo. El posicionamiento es fundamental en los sistemas automatizados, como en las operaciones de manejo mediante un robot, en donde la orientación de las piezas debe especificarse de manera explícita. A menudo, modificar el diseño de las piezas por medio de la inclusión “bordes para manejo” reduce el tiempo de manejo. El uso de tarimas en cuatro direcciones comparado con el de tarimas en dos direcciones puede eliminar los problemas debidos a la orientación. Viendo más allá de las cuatro paredes de un almacén o fábrica, la “orientación correcta” puede significar también el tamaño, carga de una tarima o la colocación de código de barras/RFID correctos, para su aceptación por el usuario final, transportadores locales o transportes de carga internacionales. El lugar correcto: el “lugar correcto” aborda el transporte y el almacenamiento. Es conveniente transportar el material directamente al punto de uso, en vez de almacenarlo en algún lugar intermedio. Principios de los manejos de materiales Los principios para el manejo de materiales son importantes en la práctica. A menudo, ocurre que ningún modelo matemático ofrece soluciones universales al problema general del manejo de materiales. Estos principios aportan afirmaciones concisas de los fundamentos de la práctica de manejo de materiales. Se han condensado a partir de décadas de experiencia en el manejo de materiales y ofrecen una guía y una perspectiva a los diseñadores de un sistema de manejo de materiales. Sin embargo, la utilización de estos principios no debe interpretarse como un sustituto del buen juicio y la experiencia. Los 10 principios del manejo de materiales y sus definiciones, recientemente adoptados por el College-Industry Council of Material Handling Education (CICMHE) son los siguientes: 1. El principio de la planificación. Un plan es un curso de acción recomendado que se define antes de la implementación. En su forma más sencilla, un plan de manejo de materiales define el material (qué) y los movimientos (cuándo y dónde); juntos establecen el método (cómo y quién). 2. El principio de la estandarización. La estandarización significa menos variedad y personalización en los métodos y el equipo empleados. 3. El principio del trabajo. La medida del trabajo es el flujo de materiales (volumen, peso, o cuenta por unidad de tiempo) multiplicado por la distancia que se trasladan. 4. El principio ergonómico. La ergonomía es la ciencia que busca adaptar el trabajo o las condiciones laborales y las aptitudes del trabajador. 5. El principio de la carga unitaria. Una carga unitaria es aquella que se almacena o traslada como una entidad única cada vez, como una tarima, un contenedor, o una bolsa, sin tomar en cuenta el número de artículos individuales que forman la carga. 6. La utilización del espacio. El espacio en el manejo de materiales es tridimensional y, por lo tanto, se cuenta como un espacio cúbico. 7. El principio de sistema. Un sistema es un conjunto de entidades interactuantes y/o interdependientes que forma un todo unificado. 8. El principio de automatización. La automatización es una tecnología relacionada con la aplicación de dispositivos electromecánicos, electrónicos y sistemas basados en computadoras para operar y controlar las actividades de producción y servicios. Sugiere la vinculación de varias operaciones mecánicas para crear un sistema que se controle mediante instrucciones programadas. 9. El principio ambiental. La conciencia ambiental aparece a partir de la intención de no desperdiciar los recursos naturales y de predecir y eliminar los posibles efectos negativos de nuestras acciones diarias en el ambiente. 10. El principio del costo del ciclo de vida. Los costos del ciclo de vida incluyen todos los flujos en efectivo que ocurren a partir del momento en el que se gasta dinero por primera vez para planificar u obtener una nueva pieza del equipo, o para implantar un método nuevo, hasta que ese método y/o equipo se reemplaza por completo. Estos 10 principios del manejo de materiales son lineamientos útiles para resolver los problemas del tema. Es obvio que no todos los principios se aplican en cada proyecto de manejo de materiales. Además, estos principios sirven como una lista de comprobación, pero los diseñadores de sistemas de manejo de materiales deben manejarlos instintivamente. La aplicación de estos principios a las actividades diarias pueden mejorar las soluciones de manejo de materiales. Objetivo del manejo de materiales A menudo se dedica mucho tiempo y esfuerzo a trasladar los materiales de un lugar a otro en el curso de la fabricación. Esta manipulación es costosa y no agrega valor al producto. Por consiguiente, esencialmente lo ideal sería que no hubiera manipulación en absoluto. Lamentablemente, esto no es posible. Un objetivo más realista sería trasladar el material con los métodos y el equipo más adecuado al menor costo posible y teniendo en cuenta la seguridad. Este objetivo se puede alcanzar: Eliminando o reduciendo la manipulación. Mejorando la eficiencia de la manipulación. Eligiendo el equipo de manejo de materiales idóneo. Con base en los principios anteriores, se han desarrollado varias listas de comprobación del manejo de materiales para facilitar la identificación de las oportunidades de mejorar los sistemas existentes. Las listas de comprobación también son útiles para diseñar sistemas nuevos, también sirven para corroborar que nada quede fuera y que se considere todo. Existen tantos detalles relacionados con el diseño de sistemas de manejo de materiales que es muy fácil pasar por alto los aspectos menores que pueden convertirse en problemas importantes en el futuro. La lista de comprobación del manejo de materiales señala las condiciones donde pueden surgir oportunidades para mejorar la productividad. TEMA 2.MOVIMIENTOS DE MATERIALES Y RESIDUOS Para muchos, el manejo de materiales es sinónimo de equipo para manejo de materiales. Eso es lamentable porque el manejo de materiales es mucho más que la especificación del equipo. Ésta es una perspectiva muy estrecha pues se considera al manejo de materiales desde una perspectiva de sistemas. Incluso, puede existir una situación en donde una tarea específica dentro de la solución general del sistema de manejo de materiales no requiera ningún equipo en absoluto. La atención debe concentrarse primero en el material, segundo en el movimiento y tercero en el método. Es muy fácil encontrar una situación problemática y pensar de inmediato en soluciones de equipo, en vez de soluciones de un sistema de manejo de materiales. La especificación del equipo es uno de los últimos pasos en el proceso para establecer el sistema adecuado para el manejo de materiales. No obstante, un recurso esencial es conocer las alternativas de equipo que necesita el diseñador de un sistema de manejo de materiales para preparar diseños alternos. Constantemente se desarrollan nuevas generaciones de equipo y cualquier persona que participe en la especificación del mismo para el manejo de materiales debe mantenerse al corriente de las tecnologías más recientes. Clasificamos el equipo para manejo de materiales en las categorías siguientes: 1. Contenedores y equipo unificador Contenedores Unificadores 2. Equipo para transporte de materiales Banda transportadoras Vehículos industriales Monorrieles, torres elevadoras, grúas 3. Equipo para almacenamiento y recuperación Almacenamiento y recuperación Equipo para almacenamiento de cargas unitarias Equipo para recuperación de cargas unitarias Almacenamiento y recuperación de cargas pequeñas 4. Equipo automático para recopilación y comunicación de datos Identificación y reconocimiento automáticos Comunicación automática sin documentos A menudo existen amplias posibilidades de eliminar o reducir la manipulación. En la práctica, resulta evidente la necesidad de mejorar la situación existente cuando aparecen determinados síntomas, por ejemplo, demasiadas operaciones de carga y descarga, frecuente transporte manual de cargas pesadas, largos trayectos efectuados por los materiales, flujo del trabajo no uniforme con congestión en determinadas zonas, numerosos deterioros o roturas debidos a la manipulación, etc. Estos son algunos de los fenómenos más frecuentes que hacen necesaria la intervención del especialista en el estudio del trabajo. La manera de proceder es similar a la del estudio de métodos tradicional, es decir, utilizando Diagramas de Operaciones, Diagramas de Flujo de Proceso y Diagramas de Recorrido, y haciéndose las preguntas de rigor: “dónde, cuándo y cómo se efectúa esta manipulación”, “quién la efectúa” y, sobre todo, “por qué se efectúa”. Sin embargo, muy frecuentemente ese estudio tendrá que ir precedido o acompañado por un estudio sobre la disposición de la zona de trabajo, con el fin de reducir al mínimo la manipulación. El equipo para transporte de materiales (bandas transportadoras, vehículos industriales, monorrieles, montacargas y grúas) se diferencia de otras categorías de equipo de manejo de materiales por su función principal: el transporte de materiales. Los tipos de equipo para transporte de materiales se distinguen entre sí por su: Grado de automatización (para conducir a pie, para conducir automatizados) Patrón de flujo (continuo o intermitente, sincronizado o no sincronizado) Trayectoria de flujo (fija o variable) Ubicación (subterránea, dentro del piso, a nivel del piso, colgante) Capacidad producción Los sistemas de transporte de materiales bien diseñados consiguen una coincidencia eficaz entre los requerimientos de movimiento de materiales y las características del movimiento de materiales. 1. Bandas transportadoras Las bandas transportadoras se emplean cuando se mueve material con frecuencia entre puntos específicos; se utilizan para mover material por una trayectoria fija. Por lo tanto, debe existir un volumen de movimiento suficiente que justifique el equipo dedicado a la tarea de manejo. Dependiendo de los materiales que se manejarán y el movimiento que se efectuará, se pueden utilizar diversas bandas transportadoras. Las bandas transportadoras se clasifican de varios modos. Por ejemplo, el tipo de producto que se maneja (unidad o a granel) y la ubicación de la banda transportadora (colgante o en el piso) han servido como base para clasificar las bandas transportadoras. Los materiales a granel pueden desplazarse por medio de bandas transportadoras de canal, de correas, neumáticas, de tornillo sinfín, de cubo o vibratorias; los materiales en unidades como los troquelados, las piezas maquinadas, y los materiales colocados en bandejas de piezas, sobre tarimas y en cajas de cartón, pueden trasladarse a través de bandas transportadoras de canal, de correas de rodillos de ruedas, de tablillas, vibratorias, neumáticas, de carretillas o de dos de estos tipos. El material puede transportarse en bandas transportadoras de correas, de rodillos, de ruedas, de tablillas, vibratorias, de tornillo sinfín, neumáticas y de remolques montadas a nivel del suelo o colgantes. a) Bandas transportadoras de canal La banda transportadora de canal es uno de los métodos más baratos para trasladar material con frecuencia se emplea para comunicar dos líneas transportadoras eléctricas o para acumular material en las áreas de embarque. Además, una banda transportadora de canal en espiral es útil para trasladar artículos entre pisos porque requiere una cantidad mínima de espacio. Aunque las bandas transportadoras de canal son económicas, también es difícil controlar los artículos que trasladan los canales: b) Bandas transportadoras de correas Existe una amplia variedad de bandas transportadoras de correas que se emplean en los sistemas modernos para manejo de materiales. Los tipos más populares son la banda transportadora de correa plana, la banda transportadora de correa telescópica, la banda transportadora de correa acanalada y la banda transportadora de correa magnética. c) Banda transportadora de correa plana Se suele utilizar para mover cargas ligeras y medianas entre operaciones, departamentos, niveles y edificios. Es muy útil cuando la trayectoria incluye una subida o bajada inclinada. Debido a la fricción entre la correa y la carga, la banda transportadora de correa ofrece mucho control sobre la orientación y la colocación de la carga; sin embargo la fricción también evita una acumulación, combinación y clasificación uniforme en la correa. Casi siempre la correa tiene un soporte de rodillos o de guías deslizables. Si se manejan objetos pequeños y de forma irregular, el soporte debe tener guías deslizables, de lo contrario, el soporte de rodillos resulta más barato. d) Banda transportadora de correa telescópica Una banda transportadora de correa telescópica es una banda transportadora de correa plana que funciona sobre soportes de guías deslizables telescópicas. Son muy populares en bahías de recepción y embarque donde la banda transportadora se extiende hacia adentro y hacia fuera de los camiones para carga/descarga. e) Banda transportadora de correa magnética Ésta consiste en una correa de acero y un soporte deslizable magnético o una polea magnética. Se emplea para transportar materiales ferrosos en sentido vertical, colocados al revés, y en tramos no rectos, al igual que para separar los materiales ferrosos de los no ferrosos. Este tipo de banda transportadora puede desplazar piezas hacia arriba por una línea de producción y un pasillo con el fin de ahorrar y eliminar la necesidad de reasignación del equipo. f) Banda transportadora de rodillos La banda transportadora de rodillos es un tipo muy popular de banda transportadora para manejo de materiales; puede ser eléctrica o no. La banda transportadora de rodillos no eléctrica se conoce como banda transportadora “por gravedad” porque el movimiento se consigue al inclinar la sección de rodillos. Las bandas transportadoras de rodillos eléctricas suelen impulsarse mediante correas o una cadena. Existen también bandas con un eje propulsor giratorio para impulsar los rodillos; éstos se conectan en forma individual al eje propulsor por medio de una correa elastomérica. La banda transportadora de rodillos motorizada (MDR) lleva este concepto un paso adelante al utilizar motores eléctricos alojados dentro de los rodillos. Un rodillo propulsor y sus rodillos impulsados por banda asociados se les denomina zona; estas zonas pueden programarse para girar si detectan carga, el MDR tiene el potencial para consumir menos electricidad que otras formas de bandas con rodillos motorizados. En general, la banda transportadora de rodillos es recomendable para acumular cargas y operaciones de combinación/clasificación. Debido a la superficie de los rodillos, los materiales transportados deben tener una superficie de contacto rígida. g) Banda transportadora de ruedas La banda transportadora de ruedas o de patines es similar a la de rodillos en diseño y funcionamiento; una serie de ruedas están montadas sobre un eje. El espaciamiento entre las ruedas depende de la carga que se transporta. Si bien las bandas transportadoras de ruedas suelen ser más económicas que las de rodillos, están limitadas a cargas ligeras. h) Banda transportadora de tablillas La banda transportadora de tablillas está formada por tablillas separadas unidas a una cadena. La banda transportadora de tablillas funciona de manera similar a una banda transportadora de correa en la que la unidad transportada conserva su posición en relación con la superficie móvil. Debido a que la superficie se mueve con el producto, se controlan la orientación y la colocación de la carga. Con frecuencia, las bandas transportadoras de tablillas movilizan cargas pesadas con superficies abrasivas o cargas que pueden dañar una correa. Además, las plantas embotelladoras y enlatadoras utilizan las bandas transportadoras planas de cadena o de tablillas debido a las condiciones de humedad y a los requerimientos de temperatura y limpieza. i) Banda transportadora de cadenas La banda transportadora de cadenas consta de tres cadenas sinfín en las cuales las cargas se trasladan de modo directo. Al transportar materiales a granel, se coloca una cadena en la parte inferior de una tolva y el material se jala mediante la tolva. Las bandas transportadoras de cadena se suelen emplear para transportar bandejas de piezas y tarimas, pues sólo se requieren dos o tres cadenas para proporcionar el contacto suficiente con el soporte o el recipiente rígido par efectuar el movimiento. j) Banda transportadora de línea de remolque La banda transportadora de remolque o de línea de remolque se emplea para aportar potencia a transportes con ruedas como camiones, plataformas rodantes, o carretillas que avanzan por el suelo. Básicamente, la banda transportadora de remolque proporciona potencia para el tránsito por trayectorias fijas de los transportes que tienen una capacidad de trayectoria variable. La línea de remolque puede ser colgante a ras de suelo o en el interior del suelo. A menudo, los sistemas de línea de remolque incluyen una clavija selectora o una palanca propulsora a fin de permitir una conmutación automática entre la línea de corriente eléctrica o hacia un apartadero sin corriente donde se acumule la carga. Por lo común, las bandas transportadoras de remolque se usan para distancias largas o cuando los movimientos son frecuentes. k) Banda transportadora de corriente y libre La banda transportadora de corriente y libre es similar a la banda transportadora de carretilla en la que una cadena colgante moviliza transportadores espaciados a la misma distancia. Sin embargo, la banda transportadora de corriente y libre utiliza dos pistas: una con corriente y la otra sin corriente o libre. Los transportadores están suspendidos de un conjunto de carretillas que corren en la pista libre. La comunicación entre la cadena con corriente y las carretillas en la pista libre se consigue por medio de un “trinquete” o gancho. Los trinquetes en la cadena con corriente coinciden con extensiones similares en las carretillas transportadoras y las impulsan hacia la pista de la cadena corriente y acumularse o cambiarse a apartaderos. Una variación de la banda transportadora de corriente y libre se monta en el piso y se denomina banda transportadora de corriente y libre invertida. Este tipo de banda transportadora se encuentra en muchas plantas de montaje de automóviles. l) Dispositivos de clasificación de bandas transportadoras Una banda transportadora de clasificación se utiliza para montar material (por ejemplo, estuches, artículos, bandejas, ropas) con características semejantes (por ejemplo, su destino, cliente, tienda) al identificar correctamente la mercancía similar y transportar al mismo lugar. 2. Deflector Un deflector es un brazo móvil o estacionario que desvía el flujo de productos a través de una banda transportadora de correa o de rodillos hacia el lugar deseado. El deflector debe estar necesariamente en posición antes de que el artículo que se clasificará llegue al punto de descarga. Los brazos estacionarios permanecen en una posición fija y representan una barrera para los artículos que hacen contacto con ellos. Con el deflector de brazo estacionario, todos los artículos se desvían en la misma dirección. Los artículos chocan con los deflectores de brazo móvil o paleta giratoria del mismo modo que con el deflector de brazo estacionario; sin embargo, se añade el factor de movimiento. Con el deflector de brazo móvil los artículos se desvían de manera selectiva. En los deflectores giratorios se puede instalar una banda transportadora de correas al ras de la superficie del deflector para acelerar o controlar la desviación. Los sistemas deflectores con paleta también se conocen como clasificadores de correa de acero, ya que en algún tiempo se usaron correas de acero para reducir la fricción producida al desviar los productos por la banda transportadora. Los deflectores soportan una producción mediana (de 1200 a 2000 cajas de cartón por hora) de cargas de hasta 75 lb. 3. Desviador por impulso Un desviador por impulso es semejante a un deflector en que no toca la superficie transportadora, sino que pasa encima de ésta para impulsar el producto hacia el otro lado. Los desviadores por impulso se instalan a un lado (eólico o eléctrico) o encima de la superficie transportadora (con paleta impulsora) y pueden trasladar los artículos más rápido y con mayor control que un deflector. Los desviadores por impulso colgante pueden mover los productos a cualquier lado de la superficie transportadora, mientras que los laterales sólo desplazan los artículos en una dirección: al lado opuesto de donde se instalan. Los desviadores por impulso cuentan con una capacidad de 3600 cajas por hora para cargas de hasta 100 lb. 4. Jalador de rastrillo El jalador de rastrillo es muy útil cuando los artículos que se clasificarán son pesados y resistentes. Los dientes de un jalador de rastrillo se ajustan en unas ranuras entre las bandas transportadoras de rodillos eléctricas y no eléctricas. Cuando se requiere, un dispositivo posicionador de paro y los dientes suben desde la superficie de la banda transportadora de rodillos para detener la caja de cartón. Los dientes jalan la caja por la banda transportadora y luego se ocultan bajo la superficie de los rodillos para regresar a su posición inicial. Durante el retorno, la siguiente caja de cartón avanza a su posición. 5. Ruedas sesgadas abatibles Las ruedas sesgadas abatibles pueden clasificar objetos con fondo plano. El dispositivo de ruedas sesgadas sube entre los rodillos de una banda transportadora eléctrica o entre los segmentos de una banda transportadora de correas y dirige los artículos clasificados hacia un carril de separación. Se pueden alcanzar velocidades de entre 500 y 600 empaques por hora. 6. Correas y cadenas abatibles Los dispositivos clasificadores de correa y de cadena abatibles son parecidos a las ruedas sesgadas abatibles en que salen de abajo entre los rodillos de una banda transportadora eléctrica para alterar el flujo del producto. Los dispositivos de clasificación de correa y de cadena pueden manejar objetos más pesados que los dispositivos de ruedas. 7. Rodillos abatibles Los rodillos abatibles ascienden entre las cadenas o los rodillos de una banda transportadora para alterar el flujo del producto. Aportan un medio relativamente barato para clasificar cargas pesadas a velocidades entre 1000 y 1200 empaques por hora. 8. Clasificador de charolas inclinadas Este clasificador emplea cadenas continuas de charolas inclinadas para ordenar una amplia variedad de mercancía ligera. Las charolas se alimentan en forma manual mediante uno de los muchos tipos de dispositivos de inducción disponibles. Los sistemas de charolas inclinadas pueden dirigir los artículos hacia cualquier lado del clasificador. Los clasificadores de charolas inclinadas no discriminan la forma del producto que se clasifica. Pueden alojar bolsas, cajas, sobres, documentos, software, etc.; no obstante, no son apropiados para objetos grandes. La capacidad del clasificador de charolas inclinadas, expresado en piezas o clasificaciones por hora, se describe como la razón de la velocidad del clasificador entre la inclinación o la longitud de una charola individual. Se pueden alcanzar velocidades de 10000 a 15000 artículos por hora. 9. Clasificador de correa cruzada Se llama así porque cada artículo descansa sobre un transportador equipado con una sección eléctrica de banda transportadora de correa que funciona ortogonal a la dirección del transporte del material. Por lo tanto, mejora la capacidad de clasificación y se puede reducir la anchura de los canales. 10. Clasificador bombardero Se le conoce de esta forma debido a que los artículos se dejan caer a través de puertas abatibles de la misma manera en que se sueltan las bombas por el piso de un aeroplano. 11. Vehículos industriales Los vehículos industriales representan un método versátil de realizar el manejo de materiales; se consideran en equipo de trayectoria variable. Se suele emplear vehículos industriales cuando el movimiento es intermitente o se realiza sobre distancias largas. Se usan vehículos industriales cuando la prioridad son las maniobras o el transporte. a) Vehículos industriales para conducir a pie Existen cuatro clases principales de vehículos industriales para conducir a pie: Montacargas y carretillas manuales. Patines para tarimas. Montacargas con plataforma. Apiladores rodantes. Su popularidad se debe a su sencillez y bajo precio. b) Montacargas y carretilla manuales El montacargas o la carretilla manual están entre los tipos más sencillos y baratos de equipo para manejo de materiales. Se utiliza para cargas pequeñas y distancias cortas y son un método versátil de mover material en forma manual. Se han diseñado un sinnúmero de montacargas para facilitar el movimiento manual de material, al igual que el movimiento de material mediante bandas transportadoras y vehículos industriales. c) Patín para tarimas El patín para tarimas se emplea con el fin de elevar, maniobrar, y transportar a distancias cortas una carga de tarima de material. El patín para tarimas puede ser manual o eléctrico, tanto para elevar como para transportar. La capacidad de elevación suele ser entre 6” y 10”. d) Montacargas con plataforma El montacargas con plataforma es una versión del montacargas industrial. En lugar de tener horquillas para elevar y sostener las tarimas transportadas, este montacargas utiliza una plataforma para sostener la carga. No tiene capacidad de elevación y se emplea para transportar; por lo tanto, se debe contar con un método alterno para cargar y descargar. e) Apilador rodante El apilador rodante extiende la capacidad de elevación del patín para tarimas y permite apilar y colocar cargas unitarias en los anaqueles de almacenamiento. Puede tener un diseño a horcajadas o de extensión. El tipo a horcajadas monta la carga con sus salientes; el tipo de extensión aplica un dispositivo de pantógrafo o tijeras para recuperar y colocar la carga en el almacenamiento. Un apilador rodante permite levantar, apilar y transportar una tarima por distancias cortas. El operario, de pie, dirige el vehículo desde la parte posterior. Por lo general, el uso del apilador rodante se recomienda en una situación donde la producción es baja, se recorren distancias cortas, la altura del almacenamiento no es muy alta y se busca una solución de bajo costo. 11.1 Vehículos industriales para conducir transporte en utilizar para Además, los y altura de Los vehículos industriales para conducir permiten que el operario se el vehículo hacia diferentes lugares. Por lo tanto, se suelen movimientos más largos que los vehículos para conducir a pie. vehículos para conducir ofrecen capacidad adicional de peso almacenamiento. a) Montacargas para tarimas El montacargas para tarimas extiende la capacidad de transporte del patín con tarima porque permite que el operario conduzca o camine. El montacargas para tarima se emplea cuando la distancia recorrida imposibilita caminar. b) Tractor-remolque La combinación tractor-remolque amplia la capacidad de transporte de un montacargas manual al ofrecer un vehículo eléctrico con conductor que puede jalar una fila de remolques conectados. Existe una amplia gama de tractoresremolques; entre ellas, alternativas para conducir a pie con un volante, al igual que a control remoto. c) Montacargas elevador con contrapeso El caballo de batalla del manejo de materiales es el montacargas elevador con contrapeso. Aunque se conoce como montacargas de horquilla, no todos los diseños emplean una horquilla para elevación. Igual que casi todos los vehículos industriales, un montacargas con contrapeso puede tener propulsión con baterías o con un motor de combustión interna. La capacidad de carga de un montacargas de elevación con contrapeso va de 1000 a más de 100 000 lb. Como su nombre lo indica, un montacargas de elevación con contrapeso emplea un contrapeso sobre las ruedas traseras para trasladar cargas de hasta 100 000 lb y alcanzar una elevación de entre 25 y 30 pies. Un montacargas con contrapeso puede funcionar con gasolina o con baterías. No debe usarse para almacenar cargas a doble profundidad. El montacargas con contrapeso es la elección lógica si lo más conveniente es utilizar el mismo vehículo para cargar y descargar camiones y almacenar y recuperar cargas. En el apilamiento de bloques, en los anaqueles normales y transversales y en el apilamiento de tarimas, los pasillos del funcionamiento casi siempre son adecuados para los montacargas con contrapeso. Debido a que los montacargas con contrapeso deben dar la vuelta en el interior de un pasillo para recuperar una carga de tarima, la anchura de pasillo requerida (10-13 pies) para su funcionamiento es mayor que la que necesitan otros tipos de vehículos de elevación. La principal ventaja de los montacargas con contrapeso es su relativo bajo costo y su flexibilidad. Existe una amplia variedad de aplicaciones para los aditamentos de un montacargas; en realidad, lo único que limita el diseño de aditamentos es la inexperiencia y la falta de creatividad del diseñador. Algunos de los aditamentos más conocidos son: El cargador lateral, el cual permite cambiar las horquillas de un lado a otro para que el operario pueda levantar una tarima sin tener que cambiar la posición del montacargas (por lo tanto, no se requiere un posicionamiento lento y preciso del vehículo). El aditamento para empujar/atraer cargas, que permite sustituir la tarima con una hoja deslizable. El aditamento de bloque de concreto, el cual elimina la necesidad de una tarima, ahorra espacio y reduce el peso de una carga. El sujetador de cajas de cartón. El sujetador de rollos de papel. El aditamento de ariete hidráulico. d) Montacargas a horcajadas El montacargas a horcajadas lleva la carga bajo el conductor. El vehículo monta una carga, la levanta y la transporta al lugar deseado. Se usa principalmente en exteriores para cargas grandes y voluminosas, y puede manejar hasta 120 000 lb y alojar recipientes con diferentes formas. e) Grúa móvil para patio La grúa móvil ejemplifica la relación entre las operaciones de grúa y los vehículos industriales. Existen numerosas variedades de grúas móviles, al igual que aditamentos tipo grúa para vehículos industriales. TEMA 3. EQUIPO Y SUS CONDICIONES DE SELECCIÓN Con frecuencia, los costos del manejo de materiales son difíciles de identificar, aunque en muchas fábricas, por lo menos la cuarta parte del costo final es atribuible al manejo de materiales. El ignorar la magnitud de los costos del manejo de materiales es una de las razones por las que se presta tan poca atención a este asunto. Se encuentra a menudo que las mejoras que se logran en el manejo de materiales proporcionan las vías más rápidas y económicas para aumentar la generación de utilidades, aunque la atención a este aspecto deba darse siempre en el diseño y distribución de la planta. El desarrollo de alternativas de diseño para manejo de materiales no sólo abarca especificar el “método correcto de manejo”. Es igual de importante que la alternativa elegida tenga el “costo correcto”. La estimación del costo de las alternativas de manejo de materiales no es un asunto trivial. La siguiente es una breve lista de los factores de costos que afectan la estimación actual del equipo para manejo de materiales: Las soluciones de manejo de materiales ya no son cuestión de conectar dos lugares físicamente mediante una banda transportadora. Casi todas las soluciones actuales son sistemas, como componentes lógicos para capturar información electrónica y tomar decisiones dinámicas de envío. Como resultado, los estimados del costo de una solución deben incluir los costos del hardware, el software y la integración del sistema de controles. Las nuevas tecnologías de manejo de materiales han modificado de manera radical la cantidad de mano de obra requerida para instalar y preparar una planta. Una banda transportadora convencional todavía puede necesitar aproximadamente 20% de su precio de compra para instalarse, mientras que una nueva banda transportadora modular quizá sólo requiera 10% para instalación. Además, también se reduce significativamente la distribución tradicional de la corriente eléctrica mediante el empleo de estos nuevos dispositivos. El equipo de manejo de materiales ahora es una empresa global, y como tal, dependiendo de las presiones económicas mundiales, los precios del equipo fluctúan 30% hacia arriba o hacia abajo cada año. El mercado de equipos está abarrotado de proveedores de equipos “similares”. Igual que en la industria automotriz, ahora podemos comprar dos dispositivos diferentes, que realizan las mismas funciones básicas, y donde uno cuesta menos de la mitad del otro. Las preferencias de tecnología del usuario final, el ruido, la seguridad, la eficiencia de la energía, la modularidad, la flexibilidad en el manejo del producto, la confiabilidad y la facilidad de mantenimiento ahora orientan las posiciones de cuál dispositivo es el correcto para cualquier aplicación específica. El método correcto para estimar el costo de utilización de una solución de manejo de materiales es aplicar un modelo complejo de asignación de precios, el cual incluya la mayor cantidad posible de factores pertinente de asignación de precios. Por lo tanto, el mejor sistema de manejo de materiales es el que genera operaciones de producción óptimas. Factores a considerar para elegir el Equipo de Manejo de Materiales Entre los factores más importantes que se han de tomar en consideración para elegir el manejo de materiales figuran los siguientes: 1. Características del Material. El tamaño, forma y peso del material, así como el estado (solido, líquido o gaseoso) en que se transportara constituyen consideraciones importantes y pueden imponer una eliminación preliminar de la gama del equipo disponible que se va a considerar. Si el material es frágil, corrosivo o tóxico, ciertos métodos de manipulación y contenedores resultan preferibles a otros. Los principios generales que pueden derivarse de los puntos anteriormente mencionados son los siguientes: Las tuberías son adecuadas para el transporte de polvos, líquidos y gases. Las máquinas de transferencia automática deben usarse en los procesos automáticos en donde un volumen suficientemente elevado de producción lo garantiza para compensar el alto costo del equipo. Las grúas y polipastos están mejor adaptados para el levantamiento de cargas muy pesadas, en donde el material que se va a mover no puede ser levantado fácilmente por abajo. Los transportadores deberán usarse cuando se mueven grandes volúmenes de productos de un punto fijo a otro. 2. Disposición y Características del Edificio. Otro factor restrictivo es la disponibilidad de espacio para la manipulación. Los techos bajos pueden impedir el empleo de polipastos o grúas y la presencia de columnas de soporte en lugares inadecuados puede limitar la dimensión del equipo de manejo de materiales. Si el edificio tiene varios pisos, pueden utilizarse vertedores o rampas. La propia disposición mostrará el sistema de producción (continua, intermitente, por componente fijo o por grupos tecnológicos) lo cual indicará ya el tipo de equipo que resultará más adecuado. La anchura de los pasillos y su ubicación son otros factores que afectan la eficiencia del manejo de materiales. Los problemas típicos que se encuentran son pasillos demasiado estrechos y ángulos sin salidas en donde los trabajadores corren el peligro de ser atrapados por las uñas de un montacargas. 3. Circulación de la Producción. La circulación está directamente relacionada con el sistema de producción. Si la circulación es bastante constante entre dos posiciones fijas que no es probable que cambien (sistema orientado a producto), se podrá utilizar con buen resultado un equipo fijo, como transportadores. Si, por el contrario, la circulación no es constante y la dirección cambia de cuando en cuando de un punto a otro porque se fabrican varios productos simultáneamente (sistema orientado a proceso), será preferible utilizar equipo móvil, como carretillas industriales. 4. Consideraciones Relacionadas con el Costo. Este es uno de los aspectos más importantes. Los factores anteriormente mencionados pueden contribuir a reducir la gama de equipos adecuados, pero el cálculo del costo ayudará a adoptar la decisión definitiva. Es preciso tomar en consideración diversos elementos del costo al hacer comparaciones entre distintos tipos de equipo capaces de manipular la misma carga. Las consideraciones deben incluir el costo inicial, la vida útil del equipo y el valor de reventa o de desecho, así como los costos operativos, que incluyen combustible, mantenimiento, reparaciones, seguros y costos de mano de obra. El problema se complica cuando se comparan los nuevos métodos a los ya existentes, debido a que es difícil estimar los costos operativos del nuevo equipo, y quizás es más difícil medir el valor presente del sistema existente.