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UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR Facultad de Arquitectura y Diseño Departamento de Diseño Industrial
Diseño de Estación de Embalaje de Tarimas Proyecto de Diseño
Mario Josué Palacios Valdez
Carné 1095404
Guatemala, marzo 2012 Campus Central
2
UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR Facultad de Arquitectura y Diseño Departamento de Diseño Industrial
Diseño de Estación de Embalaje de Tarimas
Proyecto de Diseño
Presentado al consejo de la facultad de
Arquitectura y diseño
Por:
Mario Josué Palacios Valdez
Carné 1095404
Previo a optar al titulo de:
Diseñador Industrial
En el grado académico de: Licenciado
Guatemala, marzo de 2012
Campus Central
3
AUTORIDADES UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR
AUTORIDADES FACULTAD ARQUITECTURA Y DISEÑO
ASESOR
Carlos Lorenzi
TERNA EVALUADORA
Lic. D.I. Héctor Ponce Lic. D.I. Juan Pablo Balcarcel Lic. D.I Douglas Ramírez
P. Rolando Enrique Alvarado López Dra. Lucrecia Mendéz de Penedo
P. Carlos Rafael Cabarrús Pellecer, S. J. P. Eduardo Valdés Barria, S. J.
Lic. Ariel Rivera Irias Licda. Fabiola De La Luz Padilla Beltranena
Rector Vicerrectora Académica Vicerrector de Investigación y Proyección Vicerrector de Integración Universitaria Vicerrector Administrativo Secretaria General
MDI Ovidio Morales Calderón Arq. Oscar Reinaldo Echeverría Cañas
Arq. Alice María Becker Arq. Rodolfo Castillo
MA Licda. Regina López de la Vega Lic. D.I. Andrés del Valle
Arq. Roberto Solares
Decano Vicedecano Secretaria Director Depto. de Arquitectura Directora Depto. de Diseño Gráfico Director Depto. de Diseño Industrial Representante de Catedráticos
4
5
6
Agradecimiento A: Jorge Mario Palacios, Elsa Valdez de Palacios, Alejandra Palacios, Nidia Palacios,
a mis amigos y familiares que me apoyaron en este capitulo de mi vida, a todos
ustedes un fuerte agradecimiento y mi cariño.
7
INDICE
Pág.
A. Introducción 5
B. Delimitación de la Investigación 7
C. Delimitación Gráfica 7
D. Marco de la Investigación 7
1. HISTORIA DEL EMBALAJE Y DEFINICIÓN
8
1.1 Niveles de Embalaje 10
1.1.1 Primario 10
1.1.2 Secundario 10
1.1.3 Terciario 10
1.2 Modos y Tipos de Embalaje 11
1.3 Función de Embalaje 11
1.3.1 Función de Protección 11
1.3.2 Función de Simplificación de Uso 12
1.3.3 Función de Estimulación de Compra 12
1.3.4 Características de un buen Embalaje 12
1.4 Materiales para Embalaje 12
1.4.1 Film Plástico 12
1.5 Pasos para Embalaje de Tarimas 14
2. ERGONOMÍA Y ANTROPOMETRÍA 16
2.1 Disminución de Lesiones en Espacio Laboral
17
2.2 Disminución de Provocación de Errores
18
2.3 Disminución de Riesgos Ergonómicos 18
2.4 Disminución de Enfermedades 18
2.5 Ergonomía del Producto 19
2.6 Ergonomía de los Puestos de Trabajo 19
3. DISEÑO INDUSTRIAL 22
3.1 Materiales 23
3.2 Cojinetes 25
3.3 Ertalón 25
3.3.1 Color Natural Blanco 25
3.3.2 Aplicaciones 25
3.3.3 Características principales 26
4. BRIEF 26
4.1 Perfil del Cliente 26
4.2 Antecedentes 27
8
Pág.
4.3 Bases Legales 27
4.4 Producto Líder 28
4.5 Localización 28
4.6 Tamaño de la Empresa 28
4.7 Necesidad Real 30
4.8 Necesidad Sentida 30
4.9 Perfil del Usuario 36
5. ANÁLISIS DE SOLUCIONES EXISTENTES
37
5.1 Máquina Envolvedora de Brazo Giratorio
37
5.1.2 Envolvedora Móvil 37
5.1.3 Máquina Envolvedora de Anillo 38
5.2 Embalaje Manual 38
5.2.1 Flejadora Plástica 38
5.2.2 Fleje 39
5.2.3 Sellos Galvanizados 39
5.2.4 Portarrollos 40
6. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 40
6.1 Desperdicio de Film Plástico 41
6.1.1 Posturas Inadecuadas de los
Operarios 41
6.1.2 Ausencia de Implementos 41
6.2 Alcances y Limitaciones 41
6.2.1 Alcances 41
6.2.2 Limitaciones 42
6.3 Variable Independiente 42
6.4 Variable Dependiente 42
6.5 Objetivos 43
6.5.1 Objetivo General 43
6.5.2 Objetivos Específicos 43
6.6 Requerimientos 44
6.6.1 Requerimientos de Uso 44
6.6.2 Requerimientos Función 44
6.6.3 Requerimientos Ergonómicos 44
6.6.4 Requerimientos Tecnológicos 45
6.6.5 Requerimientos Técnico Productivos 45
6.6.6 Requerimientos Estructurales 45
7. CONCEPTOS DE DISEÑO 45
7.1 Descripción y Justificación del
Proyecto
45
7.2 Concepto de Diseño 46
9
Pág.
7.2.1 Conceptos 47
7.3 Empleo de Técnicas Creativas 47
7.4 Propuesta de Solución 49
7.5 Selección de Propuesta/Solución 52
7.6 Argumentación 53
8. MODELO SOLUCIÓN 54
8.1 Propuesta de Distribución de
Maquinaria
69
8.2 Prototipo Final 70
8.3 Interface Usuario/herramienta 72
8.4 Descripción Prototipo Funcional 73
8.5 Validación 74
8.5.1 Resistencia a peso 1,800 kilos 74
8.5.2 Tabla Comparativa 75
8.5.3 Adecuación Ergonómica 76
8.5.4 Tiempo de Embalaje de Tarimas 77
8.5.5 Aprovechamiento de Material 77
8.6 Materiales y Costos 78
8.6.1 Materiales 79
8.7 Proceso de Fabricación 80
8.7.1 Corte 80
8.7.2 Dobles de Material 80
8.7.3 Soldadura 80
8.7.4 Ensamblaje de piezas 81
8.7.5 Acabados 81
9. CONCLUSIONES 82
10. BIBLIOGRAFÍA 82
11. ANEXOS 83
10
Resumen Ejecutivo Este proyecto de grado de Diseño Industrial se desarrollo en la empresa INDUCISA en el transcurso del año 2011 y 2012, tiempo en el cual se investigo, estudio y profundizo el proceso productivo de la empresa, determinando los factores importantes a mejorar. Se debe destacar la importancia del desarrollo del proyecto en dicha empresa, ya que con la propuesta presentada se pretende mejoras en el área productiva de la empresa. Luego de los análisis realizados en el área productiva de la empresa se determino que uno de los procesos que necesitaba de mayor atención era el área de embalaje de tarimas de producto terminado en el cual se enfocara el proyecto de grado, presentado análisis de tiempos, movimientos, costos de la operación, cantidad de operarios necesarios , además se acompañó de propuestas de mejora para dicho proceso, realizando tablas comparativas que generaron datos numéricos de las propuestas presentadas en cual pudimos ver cual propuesta era la adecuada . Luego de determinar la
propuesta adecuada se procedió a presentar la propuesta final, estudiando las mejoras posibles para lograr un sistema de embalaje eficiente y útil para la empresa. La propuesta final presentada fue aprobada por la empresa en donde se pudo constatar que dicha propuesta generaba una disminución de tiempo de embalaje, menor coste en film plástico utilizado, prevención de enfermedades físicas en los operarios, eficiencia en elaboración de tareas, Se pudo determinar con datos numéricos reales que dicha propuesta presentada cumple con los objetivos presentados en dicho documento .
11
A. INTRODUCCIÓN
El embalaje es una industria muy antigua que data de
más de 8000 años, en donde se utilizaban vasijas de
arcilla como recipientes para transportar ciertos objetos;
ésta ha evolucionado en diferentes formas, tales como:
eficientes, rápidas, económicas, etc., las que pueden ser
utilizadas en industrias como en la construcción,
alimentos, productos de belleza, productos de tecnología,
entre otros, que se pueden empacar de diversas
maneras.
Dicha industria cuenta con un alto potencial en
Guatemala, debido a que muchas empresas utilizan aún
procesos manuales. Es importante destacar que solo las
grandes empresas invierten en optimización de recursos
en proceso de embalaje automatizados. Esto se debe a
que la gran mayoría de empresas en nuestro país, son
consideradas pequeñas y medianas empresas, con poco
recurso económico para invertir en este tipo de mejoras
para sus empresas.
Para poder desarrollar el tema del proyecto de grado se
eligió a Grupo Industrial Cinco S.A, empresa nacional
fundada en 1,999 dedicada al desarrollo y fabricación de
productos de construcción, como pegamentos para
pisos, acabados para paredes, etc.
Esta empresa se ha logrado posicionar entre las 3
primeras productoras de este tipo de materiales de
construcción a nivel guatemalteco.
A través de la empresa Grupo Industrial Cinco S.A se
permitió realizar un estudio detallado de la línea de
producción actual, en la cual se pudieron establecer con
claridad movimientos, posturas, puestos de trabajo,
provocación de errores, riesgos ergonómicos, efectividad
de los operarios. Después de elaborar el estudio de cada
uno de los pasos de la línea de producción, se estableció
que unos de los puntos críticos es el actual embalaje de
las tarimas con producto terminado. Debido a que los
12
movimientos que se necesitan realizar en esta actividad
por parte de los operarios, es demasiado vulnerable a
lesiones físicas, entre los que se pueden mencionar:
Dolores de espalda
Lesiones musculares
Cansancio muscular
Además también se evaluó que las actuales formas para
el embalaje de tarimas en donde el operario empaca el
producto terminado se realizan de forma manual es
Ineficiente, ya que el operario se cansa físicamente
siendo un proceso lento y desordenado.
Por los factores mencionados anteriormente se enfocó el
proyecto de grado en buscar una propuesta más eficiente
para apoyar a la línea de producción de la empresa y así
Establecer una solución, el proyecto se trabajo en base a
los requerimientos detectados y planteados en dicha
empresa
13
B. Delimitación de la investigación
Tema: Diseño de estación de embalaje de tarimas de
productos pre dosificados terminado.
Subtema: Optimización de proceso productivo
Caso: Grupo industrial Cinco S.A
Mapa conceptual que se utiliza como parámetro para
investigación de los temas que sean necesario para
entender el tema de embalaje para lograr una
solución eficiente a la problemática presentada mas
adelante.
14
1. HISTORIA DEL EMBALAJE Y DEFINICIÓN
En épocas ancestrales ha existido la necesidad de
preservación y mantenimiento de alimentos, de viviendas
y hasta los seres vivos. Es por eso que con el paso del
tiempo se han ido implementado diferentes formas de
conservación, dependiendo de las necesidades
requeridas y de los diferentes tipos de productos que se
pretendan proteger.
En la prehistoria el hombre se encontraba rodeado de
una gran diversidad de envases de forma natural, que
tenían como función la protección de alimentos que
utilizaban para su propia sobrevivencia.
En épocas modernas la necesidades de conservación de
un solo elemento ha quedado atrás y las grandes
industrias se han visto envueltas en la necesidad de
protección de grandes cantidades de sus productos
finales, es por eso que el embalaje ha sufrido cambios
positivos en su funcionamiento, y se han notado grandes
avances en los materiales que se emplean para embalar
los productos, además se han desarrollado una gran
cantidad de procedimientos para el embalaje de
productos, desde mecanismos manuales hasta
mecanismos automatizados.
Es importante mencionar la diferencia entre empaque,
envase y embalaje, para poder comprender mejor los
conceptos. Se define envase como el protector de
productos, que tienen características especiales que
deben de estar bien diseñadas para su adecuada
funcionalidad, es por eso que se debe mencionar que la
tecnología ha generado procedimientos mucho más
eficaces que complementan las funciones establecidas
del diseñador hacia el producto.
El "empaque" es una parte fundamental del producto,
porque además de contener, proteger y/o preservarlo
permite que éste llegue en óptimas condiciones al
consumidor final, es una poderosa herramienta de
promoción y venta.
15
Con los definiciones mencionadas anteriormente se
puede decir que el embalaje es una caja o cualquier
envoltura con que se protege un objeto que se va a
transportar de las inclemencias del tiempo, polvo, tierra y
olores exteriores.
Un buen embalaje ayuda a proteger a los productos de
los diferentes daños que puedan sufrir durante su
trasporte desde el punto de fabricación hasta el lugar de
distribución. (Cervera,2003)
Imagen 1. Historia de embalaje Fuente: http://www.mikai.com.mx/maquila.htm
Imagen 2. Historia de embalaje Fuente: http://tecnopublicer.blogspot.com/2009/08/historia-del-empaque.html
Imagen 3. Evolución de botella Fuente: http://t7marketing.blogspot.com/
16
1.1 Niveles de Embalaje
El embalaje se puede clasificar en los siguientes niveles
para su entendimiento de función:
1.1.1 Primario
El embalaje primario se puede definir como aquel que se
encuentra en un contacto directo con el producto
específico. También lo podemos llamar envase primario.
Ver imagen 4
1.1.2 Secundario
El embalaje secundario es aquel que protege el embalaje
primario y se acostumbra a desechar cuando el cliente lo
pretende utilizar. Se le puede llamar también envase
secundario.
Ver imagen 4
1.1.3 Terciario
El embalaje terciario se debe definir como aquel que
protege el que producto específico, para ser
transportado, es muy común que este tipo de empaque
contenga varias unidades del artículo final.
Es necesario definir que este tipo de embalaje es el más
importante de los tres mencionados anteriormente,
debido a que debe ser resistente, seguro de transportar,
y maniobrable. Ver imagen 4 (http/www.eticay
gestion.org/documentos/marketing)
Imagen 4. Tipos de embalaje Fuente: http://www.mikai.com.mx/maquila.htm
17
1.2 Modos y Tipos de Embalaje
Es importante mencionar que la forma y tipos de
embalaje, pueden ser variados dependiendo de la
manera de cerrado y sus diferentes características físicas
utilizadas.
Entre los tipos de embalaje que podemos mencionar
están:
Cajas plegables o rígidas de cartón o plástico.
Latas metálicas.
Botellas en vidrio o plástico.
Botellas de aerosol.
Cilindros y barriles de metal o madera.
Sacos de yute.
Bolsas de papel o plástico.
1.3 Función de Embalaje
El embalaje cuenta con tres funciones esenciales las que
se pueden clasificar de la siguiente manera:
1.3.1 Función de Protección
Protección contra el medio ambiente.
Protección en el transporte.
Protección hacia las transiciones externas.
Imagen 5. Tipos de embalaje Fuente: http://www.mikai.com.mx/maquila.htm
18
1.3.2 Función de Simplificación de Uso
Nuevos y mejores aprovechamientos del producto.
Versatilidad del producto.
Facilidad de manipulación del producto.
1.3.3 Función de Estimulación de Compra
Generación de compra.
Identidad del producto.
Diferencia con otros productos.
1.3.4 Características de un buen Embalaje
Para que el embalaje se pueda llamar exitoso se deben
considerar los factores que se detallan a continuación,
tomando en cuenta que para el mismo las tarimas de
productos terminados, no todas de las que se enlistan
serán aplicadas:
Variable producto.
Variable comunicación.
Variable distribución.
Variables sentido social o ecológico.
Variable precio.
1.4 Materiales para Embalaje
1.4.1 Film Plástico
Actualmente el proceso de embalaje de las tarimas de
producto terminado, se produce de forma manual con el
film plástico de 50 centímetros de ancho por 250 metros
de largo enrollado.
Podemos mencionar que el sector del embalaje plástico,
el film plástico, botillería y bolsas plásticas como los
productos más utilizados en dicha industria.
Para la fabricación industrial del film plástico se utilizan
dos elementos principales el polietileno (PP) y el
polipropileno (PE). Existe una amplia cantidad de
aplicaciones del film:
Film Estirable. Este es empleado en el recubrimiento de
productos anteriormente envasados Film Paletizable.
Este es empleado para el enfardo de cargas
anteriormente paletizadas
19
Film retráctil. Es empleado en el enfardado,
agrupación, entre otros productos, también se pueden
mencionar libros, periódicos, revistas. Etc.
Film alveolar. Es plástico de burbujas, comúnmente
utilizado en protección de productos delicados y de
cuidadoso manejo.
La industria refleja un incremento notorio de la demanda
de productos de embalaje. Este incremento se acredita a
la necesitad de seguridad en el constante transporte de
productos. Los filmes estirables y retráctiles como
grandes elementos de grandes características
higiénicas/estéticas, son utilizados en la industria de
envasados.
Es primordial que los sectores de film estirable y retráctil
son los que cuentan entre sus características técnicas
Imagen 6. Film Plástico Manual Fuente: http://www.anper.es/es/productos/film-estirable.html
Imagen 7. Film arveolar Fuente: http://www.nuevodiarioweb.com.ar/nota Imagen 7. Film arveolar Fuente: http://www.nuevodiarioweb.com.ar/nota
Imagen 7. Film arveolar Fuente: http://www.nuevodiarioweb.com.ar/nota Imagen 7. Film arveolar Fuente: http://www.nuevodiarioweb.com.ar/nota
Imagen 7. Film arveolar Fuente: http://www.nuevodiarioweb.com.ar/nota
Imagen 7. Film arveolar Fuente: http://www.nuevodiarioweb.com.ar/nota
Imagen 7. Film arveolar Fuente: http://www.nuevodiarioweb.com.ar/nota
20
con el mayor grado de calidad y salubridad en sus
productos que van enfocados a los consumidores finales.
El éxito de dichas empresas que emplean este tipo de
film, han invertido en sus departamentos de
mercadotecnia la utilización de empaques con colores (6
a 8 tintas).
Estos son los tipos de materiales que actualmente se
utilizan en la empresa Grupo Industrial Los Cinco, para el
proceso de embalaje de tarimas, a continuación se
describen a través de fotografías y una breve
descripción, los pasos que realiza un operario en el
embalaje de tarimas en dicha empresa.
1.5 Pasos para Embalaje de Tarimas A continuación se presenta los pasos necesarios para
llevar a cabo el proceso productivo de la empresa en donde se detalla cada uno y se analiza.
A. Llenado de bolsas de producto terminado
La máquina mezcladora que se puede ver en la
imagen 8, es la encargada de procesar los
materiales para la elaboración de pegamento de
piso. Los operarios esperan en la parte inferior de la
mezcladora, el producto mezclado, para poder llenar
las bolsa para luego ser apiladas en las mesas que
se encuentran frente a las maquinas mezcladoras.
Imagen 8. Llenado de bolsas Fuente: Propia
21
B. Apilación de producto en tarimas
En las mesas que se encuentran frente a las
maquinas llenadoras, se puede observar las
bolsas de producto terminado, las que luego se
trasladan a las tarimas de forma manual, para ser
ordenadas en lotes de 90 bolsas por tarima.
C. Fijación de film plástico
El film plástico se asegura colocando debajo del
cualquier saco de producto terminado de la
primera fila de arriba. Este proceso se realiza
actualmente para tener un punto eje sobre una
fuerza, para darle el embalaje adecuado.
D. Embalaje de tarimas
En el tercer paso del proceso de embalaje de las
tarimas, el operario luego de asegurar el film
plástico la rodea empezando desde la parte baja
de la misma, hasta llegar a la parte superior de la
tarima.
Imagen 9. Apilación de sacos Fuente: Propia
Imagen 10. Embalaje de tarimas Fuente: Propia
22
Luego de observar con detalle el proceso de embalaje de
la empresa se notaron ciertas deficiencias que se deben
tomar en cuenta para lograr generar una propuesta
eficiente para este paso del proceso productivo de sacos
de predosificados.
Desperdicio de material
Variación de tiempo de embalaje
Posiciones de trabajo ergonómicamente
incorrectas
Cansancio de operario
Dolores fisiológicos
Puesto de trabajo deficiente
Carencia de herramienta para embalaje
Poca versatilidad del proceso de embalaje
Constante cambio de operario por cansancio
Falta de normas de seguridad industrial para
realizar embalaje.
Falta de delimitación de puesto de trabajo
Dichas anotaciones se deben estudiar con detalle para
establecer parámetros que nos permitan mejorar la
calidad de trabajo en el embalaje de tarimas de la
empresa.
Imagen 10. Embalaje de tarimas Fuente: Propia
Imagen 12. Embalaje de tarimas Fuente: Propia
23
2 ERGONOMÍA Y ANTROPOMETRÍA
La ergonomía se puede definir como la ciencia
encargada al estudio y diseño de lugares de trabajos, sus
herramientas y cargas de trabajo que puedan establecer
una similitud fisiológica, anatómica, psicológica y
capacidades de los operarios de desenvolverse en su
espacio de trabajo. La ergonomía busca el mejor
aprovechamiento de tres elementos específicos,
hombre/maquina/ambiente. Para poder estudiar estos
tres elementos específicamente, se desarrollan métodos
de estudio de los tres elementos anteriormente
mencionados.
Es importante destacar que la ergonomía bien aplicada a
los puestos de trabajo, en este caso al de embalaje de
tarimas, puede traer beneficios tales como:
2.1 Disminución de Lesiones en Espacio Laboral
Las lesiones en espacio laboral para el embalaje de
tarimas de producto terminado, las podemos observar en
la siguiente imagen:
Para poder evitar este tipo de lesiones se debe
establecer con claridad cuáles son los puntos críticos que
puedan causar lesiones en los operarios de embalaje de
tarimas, luego de ser identificados estos problemas, se
Imagen 12. Movimientos Ergonómicos Fuente: propia
Imagen 11. Movimientos Ergonómicos Fuente: propia
24
tendrán en consideración para la propuesta que se
realice a este caso presentado.
2.2 D
2.2 Disminución de Provocación de Errores
La disminución de provocación de errores se piensa
lograr al proponer una solución considerando los
diferentes errores que suceden actualmente tales como
el desperdicio de material, mal embalaje de tarimas y uso
indebido de montacargas.
2.3 Disminución de Riesgos Ergonómicos
Con la disminución de riesgos ergonómicos se pretende
evitar en la propuesta de una estación de embalaje que
cuide las posturas ergonómicas, físicas de los operarios.
Además también se pretende proponer una estación la
cual el operario ejerce la menor cantidad de fuerza en
partes de su cuerpo tales como espalda y piernas.
2.4 Disminución de Enfermedades
Para lograr disminuir enfermedades tales como
problemas respiratorios, debido a la gran cantidad de
polvo generado por las bolsas de producto terminado que
no han sido limpiadas correctamente, se pretende
proponer el equipo adecuado para que dichas
actividades sean realizadas sin causar enfermedades.
Imagen 13. Limpieza de tarimas Fuente: propia
25
La ergonomía se enfoca en dos grandes campos
específicos para su estudio los cuales son: el diseño de
producto y el diseño de puestos de trabajos, siendo este
último el que apoyará para la generación de una
propuesta eficiente.
2.5 Ergonomía del Producto
La ergonomía del producto se centra en los usuarios,
consumidores y como se desenvuelven en su contexto.
Para que un producto sea exitoso y aceptado por los
usuarios, se necesita tener en consideración los factores
humanos que se adapten a las características que busca
el cliente final. (Cañas, 2004)
Se pretende desarrollar un producto final para el
embalaje de tarimas, el cual cuente con una interacción
entre el operario y la máquina. Esperando que el
proceso de embalaje se pueda convertir de manual a
semiautomático, siendo el punto de partida para la
mejora de procesos dentro de la empresa.
2.6 Ergonomía de los Puestos de Trabajo
Para el estudio de la ergonomía en los puestos de
trabajo, los esposos Gilbreth analizaron y estudiaron el
trabajo manual, con fundamentos en estudios de
movimientos específicos para cada actividad realizada,
Imagen 14: Mochila Alcochonada Fuente: http://kotear.pe/aviso/236351-mochila-acolchada-ergonomica-para-dsrl-laptop-impermeable
26
dichos estudio se conoce como Therbligs. Se pueden
categorizar en tres grandes grupos:
1 Uso del cuerpo humano
2 Arreglo y condiciones del lugar de trabajo
3 Diseño de herramientas y equipo
Es importante destacar que los principios mencionados
anteriormente tienen fundamentos en factores
anatómicos, biomecánicas y fisiológicos del ser humano.
Existe una serie de principios de economía de
movimientos que se han estudiado y han crecido en su
estudio, por lo que ahora se le conoce como principios y
guía para diseño de trabajo, en los que podemos
mencionar los siguientes:
Diseño trabajo semiautomático y manual
Para el trabajo semiautomático y manual debemos
estudiar el sistema óseo muscular, para lograr entender
que el cuerpo humano es capaz de efectuar movimientos
gracias a un gran sistema de huesos y músculos.
27
Es de vital importancia conocer el enfoque el sistema
óseo muscular, para lograr tener un conocimiento
básicos de los músculos del cuerpo que se realizan en el
embalaje de tarimas, para así proponer un diseño de
estación de embalaje de tarimas que evite los daños
ergonómicos que se puedan encontrar al realizar la
actividad.
Diseño de estaciones de trabajo, herramientas y
equipo: Para el diseño de estaciones de trabajo se
debe de tomar en consideración la optimización de
fuerza humana. Es por eso que en el caso del
diseño de la estación de embalaje tarimas se
definen factores esenciales para su desarrollo
eficiente como:
La Postura del operario
El Nivel de fuerza que utiliza
El musculo que efectúa el movimiento
dependiendo de la postura utilizada.
Los esfuerzos musculares que se pueden nombrar que
utilizan en este tipo de actividades son:
Fuerza Isométrica: Se puede decir definir como la
fuerza que no implica movimiento, es decir,
que la resistencia sobre la cual se ejerce la fuerza
permanece estática, sin movimiento.
Fuerza Psicofísica: El objetivo de esta fuera es
magnitud de un estímulo físico y la intensidad con
la que éste es percibido por parte de un
observador.
Fuerza Dinámica: Es la capacidad de la persona
en desplazar una máxima carga (1 sola vez) a
través del recorrido articular completo.
Imagen 19: Seguridad Industrial Fuente: http://paolaespaola.blogspot.com/2009/11/lasalud-y-la-seguridad-en-el-trabajo.html
Imagen 16: Fuerza Dinámica Fuente: http://301crackers.blogspot.com/2010/11/la-dinamica.html
28
3. DISEÑO INDUSTRIAL
El diseño industrial es una rama muy completa del
diseño, que se enfoca en la creación, fabricación y
conceptualización de ideas y objetos. Es vital destacar
que el Diseño Industrial se basa en ideas funcionales,
atractivas para la vista además de satisfacer las
necesidades del ser humano. Es importante mencionar
que el Diseño Industrial se basa principalmente en la
conceptualización de ideas para luego desarrollarlas.
Con la experiencia adquirida en la rama del diseño
industrial a través de los años, se puede proponer una
solución creativa de objetos nuevos en este caso una
maquina que ayude a mejorar el funcionamiento del
embalaje, para poder llegar a una propuesta efectiva se
necesita realizar los puntos que se describen a
continuación:
Concepción de ideas
Generadas en bocetos preliminares para definir
formas básicas
Planos constructivos
Dibujos en 3 dimensiones
Maquetas a escala
Prototipos
Producción en serie
Imagen 17: Diseño Industrial Fuente: http://lucidream.com/blog/
29
3.1 Materiales
Los materiales son los elementos básicos que componen
cualquier tipo de producto, es usual encontrar que la gran
mayoría de productos están fabricados principalmente de
madera, hormigón, ladrillo, acero, plástico, vidrio, caucho
aluminio , cobre y papel.
Los materiales que se presentan a continuación son los
materiales que se utilizarán para el modelo de solución
de la propuesta que se le hará a la empresa para
optimizar el sistema de embalaje de los diferentes
productos. (Smith, 2007)
3.1.1 Hierro
El hierro se puede definir como un metal maleable, de
color gris, además se puede establecer con propiedades
magnéticas. Tiene entre sus características que es un
material duro y pesado para su uso.
El hierro comúnmente se emplea para fabricación de
elementos con distintas formas, tales como:
Hierro Forjado
Hierro Fundido
Acero
A continuación se nombran algunos de las
especificaciones técnicas de los tipos de tubos que se
emplearan para la fabricación de la máquina de embalaje
de tarimas.
Tubo Redondo Chapa
18
Medida Peso LB.
¾” 6.800
7/8” 8.150
1” 9.130
1.1/4” 11.750
1.1/2 ” 13.900
1.9" 17.900
Tabla 1 : Tubo cuadrado
Fuente: Propia
30
3.3 Ertalon
3.3.1 Color: Natural Blanco
Es un material que puede ofrecer una excelente
composición óptima de resistencia mecánica, al
desgaste, rigidez y tenacidad. Además de lo nombrado
anteriormente se puede combinar con un buen aislante
eléctrico y poseer una buena resistencia química, hacen
de este material “universal” para la fabricación de los
elementos mecánicos y para el mantenimiento industrial.
3.3.2 Aplicaciones
Entre las aplicaciones de estos materiales podemos
nombrar a los cojinetes planos; ruedas de guía y soporte;
rodillos para transportadores; rodillos tensores; casquillos
para ruedas y rodillos; poleas; levas; mazos de martillos,
rascadores; engranajes; piñones.
Tubo Cuadrado Chapa 18
Medida Peso LB.
1” X 1” 11.600
1.1/4” X 1.1/4” 14.500
1.1/2” X 1.1/2” 17.900
¾” X ¾” 8.500
Tabla 2 : Tubo redondo
Fuente: Propia
Imagen 18: Bobinas de ertalon Fuente: http://lucidream.com/blog/
Imagen 22: Productos de ertalon
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/ertalon
Imagen 19: Bobinas de ertalon Fuente: http://lucidream.com/blog/
31
3.3.3 Características Principales
Las características de este material tan eficientes son su
alta resistencia mecánica, tenacidad, dureza y rigidez.
También se puede nombrar su gran resistencia a la
fatiga, es importante destacar que se escogió este
material por sus propiedades de un fácil desplazamiento
debido a la textura externa con la que cuenta y por ultimo
podemos nombrar su excelente resistencia al desgaste.
(http:/www.depolimeros.com/pdf/prod06.pdf)
Imagen 21: ruedas de Ertalon
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/ertalon
32
4. BRIEF
El Brief se desarrolló para poder describir con detalle el
usuario de la propuesta a diseñar, se estudiaron los
datos socio-económicos del usuario, en este caso es el
operario. También se estudiaron las propuestas
existentes de embalaje de tarimas para lograr generar
una propuesta eficiente.
4.1 Perfil del Cliente
Grupo Industrial Cinco S.A.- INDUCISA-, es una
empresa que se dedica al desarrollo y fabricación de
productos de construcción tales como pegamentos para
pisos, acabados para paredes, entre una gran variedad
de artículos con los que cuenta la empresa.
Es una empresa nacional enfocada a satisfacer los
requerimientos de la industria de la construcción, es por
eso que está en constante búsqueda de nuevos
materiales, para ofrecer a los clientes las mejores
opciones para todo tipo de construcción.
INDUCISA, pertenece a un grupo de empresas
dedicadas a la fabricación de adhesivos especializados.
Produce adhesivos y acabados para la construcción,
basándose en estándares de calidad internacionales y
atendiendo las necesidades de los clientes. Los
productos INDUCISA son distribuidos en Guatemala, El
Salvador y Honduras. Con la visión de ser una empresa
a nivel nacional e internacional líder en la elaboración de
adhesivos y acabados para paredes, se moderniza
constantemente para ofrecer productos de excelente
calidad.
4.2 Antecedentes
Esta empresa se fundó en 1999 con la finalidad de
dedicarse a la fabricación de adhesivos especializados
para la construcción. Tal y como ya se mencionó, su
base es la calidad de sus productos y un serio
33
compromiso con la satisfacción de las necesidades de
sus clientes.
4.3 Bases Legales
Inducisa está constituida legalmente como empresa
colectiva o societaria. Las empresas de carácter
societario adquieren su personalidad propia y es
importante denotar que adquieren un carácter distinto de
sus propietarios, en función de normas jurídicas que son
reguladas, por lo que se puede mencionar con claridad
que dicha empresa tiene personalidad jurídica.
4.4 Producto Líder
El PEGAMIX es uno de los productos con más demanda
de la empresa, es un producto de repello compuesto de
una pasta de grano fino por cemento, cal, pigmentos
naturales, carbonato de calcio y químicos. Esta unión
representa una mezcla utilizada para enlucir paredes y
techos, permitiendo ser tratado; se puede nombrar el
modelado y el tallado para lograr fabricar productos con
formas muy naturales, también se puede dar un acabado
tipo mármol (puliendo el material) además se puede
pintar con los acabados finales que el producto o el
cliente necesite.
Imagen 20: Logotipo de productos Grupo industrial los Cinco S.A Fuente: Base de datos empresa.
Imagen 21: Saco de Pegamix Fuente: Base de datos empresa.
34
4.5 Localización
Dirección 1 C 0-50 Z-1 Boca Del Monte Villa Canales
Barrio Guatemala
Ciudad Guatemala
Provincia Guatemala
Teléfono
4.6 Tamaño de la Empresa
Para entender que tipo de empresa es INDUCISA se
puede debe conocer sobre su tamaño. De acuerdo a
dicha clasificación, existen 3 tamaños de empresas:
grandes, medianas y pequeñas.
Se define el tamaño de las empresas por:
Cantidad de empleados
Capital que obtiene
Cantidad de ventas
Cantidad de producción
Numero de beneficios que obtiene
Para poder determinar que tamaño de empresa es Grupo
Industrial Cinco S.A, a continuación se enumeran
diferentes criterios:
Si se parte del criterio el tamaño de la empresa por el
número de trabajadores podemos destacar que:
Empresa pequeña se definen cuando constan de
menos de cincuenta colaboradores.
Empresa mediana se define cuando consta con
cincuenta y doscientos cincuenta colaboradores.
Empresa grande se define cuando consta con más de
doscientos cincuenta colaboradores.
De acuerdo con el criterio anteriormente planteado, se
puede determinar que el tamaño de la empresa
INDUCISA es:
35
Una empresa que cuenta con 41 empleados, de los
cuales 27 se dedican a la producción y 10 a las labores
de administración. Por tal motivo se concluye que
INDUCISA es una empresa pequeña de acuerdo a los
criterios internacionales.
Tabla 3: Tamaño de la empresa Fuente: Base de datos empresa.
27
6
2
0 5 10 15 20 25 30
Producción
Ventas
Financiero
Empleados
Empleados
36
4.7 Necesidad Real
Para logar entender cuáles son las necesidades reales
de la empresa se plantearon algunas preguntas
¿Cuál es la visión de la empresa?
El principal objetivo de la empresa es lograr
posicionarse como empresa #1 en Guatemala.
¿Está planificada la compra de nueva maquinaria
para la empresa?
A futuro se piensa invertir en:
1. Maquina mezcladora para generar mayor producción.
2. Sellos de hule para poder marcar con facilidad cada
lote de sacos de pegamento.
3. Dos Montacargas, para agilizar el proceso empaque,
embalaje y ordenamiento del material.
La empresa tiene planeado implementar uniformes de
trabajo debidamente equipados para los operarios de
producción, para poder evitar cualquier percance con la
maquinaria.
4.8 Necesidad Sentida
Para entender las necesidades que la empresa tiene a
través de nuestra experiencia como profesionales en
diseño industrial, se realizó una visita específica para
observar y verificar el proceso productivo, desde la fase
de inicio hasta la fase final de producción.
A continuación se describe el proceso de producción,
dando una breve explicación de cada uno y concluyendo
con análisis final del proceso de producción.
37
Paso 1
Almacenamiento de materia prima
El proveedor lleva los saco jumbos a la bodega, llenos de
carbonato de sodio.
Paso 2
Traslado de la Materia Prima al lote
El proceso consiste en recoger un saco jumbo (apilado
en un extremo de la planta) y llevarlos a la máquina
cementera. Los jumbos van llenos de carbonato de
calcio. Estos se colocan en la parte posterior y se ubican
sobre una tarima que tiene un depósito en su parte
inferior. Duración: 15 a 25 segundos.
Imagen 22: Almacenamiento de materia prima Fuente: Propia
Imagen 23: Traslado de materia prima Fuente: Propia
38
Paso 3
Llenado de bolsas
El proceso de llenado de bolsas consiste:
Los jumbos colocados en su posición correcta
(bajo el embudo de mezclado).
El carbonato de calcio empieza a subir hasta su
parte más alta, también sube cemento al mismo
tiempo que va subiendo el carbonato de calcio,
estos dos productos todavía no se han mezclado
en esta fase.
En la imagen No. 24 se puede observar como en
el paso B, los dos productos anteriormente
mencionados todavía no han sufrido el proceso de
mezcla, además se agrega en este paso todos los
químicos necesarios para ser mezclados.
En la misma imagen se puede observar como en
el paso C, los productos pasan a la mezcladora,
logrando mezclarse en proceso helicoidal.
Y en el paso D, los productos ya totalmente
mezclados pasan a un embudo para que los sacos
puedan ser llenados en forma simultánea.
Imagen 24: Traslado de materia prima Fuente: Propia
39
En este proceso se determinó que un lote, se
llenan alrededor de 94 bolsas de producto.
Duración del proceso 5 min.
Paso 4
Inspección del peso de materiales
Este paso consiste en pesar 1 de cada 5 bolsas como
control de calidad, luego de ser llenadas las bolsas se
pesa en la báscula que se encuentra a un lateral de
maquina principal.
Duración 1 minuto
Paso 5
Llenado de bolsas
Cada bolsa luego de ser llenada de producto y sellada,
se procede a colocarle el foleo del día. Esta numeración
consiste en marcar cada bolsa con número de la
máquina que lo lleno, día, mes, año y batch. Este paso
es de suma importancia debido a que este foleo se
realiza para poder llevar un control de calidad y en caso
de que exista algún reclamo o inconveniente del producto
se pueda identificar con facilidad los datos técnicos.
Duración 1 minuto por lote.
Paso 6
Estibamiento
En este paso se estiban las bolsas (ordenan las bolsas
en tarimas) del producto mezclado, cada tarima se
ordenan en filas de 10 x 9 columnas.
Duración 6 minutos
Imagen 25: Estibamiento Fuente: Propia
40
Paso 7
Embalaje de tarimas
El proceso de embalaje de las tarimas se efectúa
manualmente, necesitando una persona para lograr
embalar cada tarima. Este proceso se desarrolla de la
siguiente manera:
El operario sostiene el rollo de plástico de empaque,
coloca la punta del plastic Film debajo de un saco de
la primera fila, esto lo realiza para tener un enganche
en la tarima. Luego el operario da vueltas alrededor
de la tarima con el plástico de empaque, logrando de
esta manera el embalaje total de la tarima.
Duración 1.45 minutos a 5 minutos
Paso 8
Numeración de cada lote
Es un paso muy simple que se ejecuta en este flujo,
consiste en marcar con un spray desde el primer lote del
día hasta el último, logrando que se pueda tener mayor
control cada día en todos los lotes terminados.
Duración 1 minuto.
Imagen 26. Embalaje de tarimas Fuente: Propia
41
4.8.1 Análisis:
Después de analizar el proceso productivo de la empresa
se detalló cada uno de los pasos que se llevará a cabo,
localizando en el transcurso de embalaje de las tarimas
de producto terminado, una gran deficiencia, detectando
como áreas de oportunidad y mejora, como:
No cuenta con un área definida y marcada para
realizar el embalaje.
Se desperdicia gran cantidad de plástico de empaque
para las tarimas.
El embalaje de las tarimas se desempeña de formas
ergonómicamente incorrectas.
El cansancio de los operarios en esta fase, es notorio
después de horas de trabajo, realizando la misma
acción en repetidas ocasiones.
El operario no cuenta con el equipo de protección
necesario para cubrir su seguridad personal al realizar
el proceso de embalaje.
La planta de operaciones, no cuenta con
señalización adecuada para el traslado de tarimas.
Luego del embalaje de tarimas, se marca cada
lote con aerosol, lo cual es un material altamente
contaminante para el medio ambiente.
No se tiene un puesto de trabajo debidamente
equipado, para realizar el embalaje de las tarimas.
El embalaje de las tarimas varía dependiendo del
tipo de producto que se haya producido
(pegafuerte, pegacisa,etc).
No se tienen tiempos definidos por parte del
departamento de producción de la empresa, para
realizar el llenado de las tarimas.
42
4.9 Perfil del Usuario
El perfil del usuario del embalaje de tarimas de producto
terminado, contratado por la empresa se puede definir de
la siguiente manera:
Son operarios del sexo masculino, debido al trabajo físico
requerido es muy poco recomendable que se efectué
dichas actividades por mujeres. Las edades en que están
comprendidos los operarios es de 18 a 48 años de edad,
la mayoría de las personas tienen un nivel de escolaridad
de 6to grado de primaria, considerado un nivel de
educación muy baja. Los conocimientos básicos que se
necesitan para poder desarrollar estas actividades, la
empresa se los proporciona por medio de una pequeña
inducción de los diferentes procesos que se realizan en
la planta de procesos.
Imagen 27: Operarios Fuente: Propia
43
5. ANÁLISIS DE SOLUCIONES EXISTENTES
Para poder entender qué tipo de maquinaria utilizan las
grandes empresas y para lograr formarse la idea del tipo
de maquinaria que se puede comprar, se presenta una
lista de soluciones existente:
5.1 Máquina Envolvedora de Brazo Giratorio
Las máquinas envolvedoras de brazo giratorio son
aquellas cuyo propósito de envolver tarimas con poca
estabilidad, hace que dicha máquina sea ideal para el
proceso debido a que la tarima está posicionada en un
único punto. El proceso de empaque se centra en el
brazo giratorio alrededor de la tarima, subiendo y
bajando paralelamente, logrando la protección y la
debida fijación del producto final
Imagen 28: Brazo giratorio Fuente: Propia
44
5.1.2 Envolvedora Móvil
Las máquinas envolvedoras móviles cuentan con la
ventaja, de ser un sistema versátil, en donde se puede
manipular la máquina hacia el lugar donde se encuentra
la tarima, para poder efectuar el embalaje. El proceso
funciona con la tarima estibada en una posición fija con
producto terminado, mientras que el sistema sube y baja
alrededor de la tarima para lograr la adecuada protección
y fijación del producto final.
Imagen 29: Envolvedora Móvil Fuente: Propia
45
5.1.3 Máquina Envolvedora de Anillo
La máquina envolvedora de anillo es utilizada en
empresas de gran volumen productivo, es una máquina
muy versátil. El anillo se coloca alrededor de la tarima y
empieza a girar el rollo de plástico, simultáneamente
sube y baja a una gran velocidad alrededor de la tarima.
5.2 Embalaje Manual
5.2.1 Flejadora Plástica
Las flejadoras plásticas son aparatos que se pueden
manipular eficientemente con una mano, el trabajo
principal de estas máquinas consiste en asegurar
producto apilado por medio de cintas de fleje y sellos
galvanizados que forman una manga de fuerza.
Las flejadora plásticas para trabajo de uso ligero se
utiliza en fleje de ½”, 3/8” y 5/8”.
Imagen 30: Envolvedora anillo Fuente: Propia
Imagen 31: Flejadora manual Fuente: http://www.comercializadoracali.com/productos_herramientas_manuales.shtml
46
5.2.2 Fleje
Se puede definir al fleje como la cinta de plástico o
metálica, útil para asegurar el embalaje de diversos
productos,
Se debe mencionar que la principal característica de esta
cinta es su resistencia a la tracción.
5.2.3Sellos Galvanizados
Los sellos galvanizados se pueden nombrar como una de
las piezas más importante de la flejada de producto,
debido a que cumple la función de asegurar por medio de
la tensión el producto que se pretende flejar.
Los sellos galvanizados se aseguran presionando los
extremos de las cintas de fleje, hasta lograr un amarre
adecuado entre los extremos de dicha cuerda.
Imagen 32: Fleje Fuente: http://www.plasticoscomte.com.mx/ Imagen 33: Sellos galvanizados
Fuente: http://www.plasticoscomte.com.mx/
47
5.2.4Portarrollos
Portarrollos para fleje de plástico uso manual, transporta
los rollos de fleje de plástico y acero de una manera
práctica y sencilla.
Imagen 34: Portarollos Fuente: http://www.plasticoscomte.com.mx/
48
6. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
¿Cómo por medio del diseño industrial se puede
proponer mejoras en el proceso productivo de la
empresa Grupo Cinco S.A, dedicada a la fabricación de
productos pre dosificado?
La empresa INDUCISA con el fin de mejorar su línea
productiva, se planteó la revisión de toda su línea,
estableciendo los puntos positivos y negativos de cada
uno de los pasos que se siguen en la planta de procesos
para el desarrollo de los productos que vende.
Luego de estudiar cada uno de los pasos (datos
presentados anteriormente en la investigación) se pudo
establecer que el embalaje realizado con film plástico de
tarimas que constan de lote de 90 unidades de bolsas de
producto terminado es una de las secuencias del proceso
productivo con menor implementación de nuevas
técnicas, materiales y máquinas para su mejor
desenvolvimiento.
También se pudo establecer que el actual modo de
embalaje de tarimas es un proceso con muchos defectos
tales como:
6.1 Desperdicio de Film Plástico
Los operarios con la finalidad de cumplir el proceso de
embale de tarimas, no miden la cantidad adecuada de
film plástico que se debería de utilizar para cada tarima,
es por eso que en las observaciones de campo que se
realizaron, se pudo constatar que existe un desperdicio
notable del film plástico, esto debido al poco tiempo
disponible de control que se tiene por parte de los
encargados del área para supervisar cada proceso.
6.1.1 Posturas Inadecuadas de los Operarios
La rotación de personal en esta área en específico es
notoria, debido al cansancio que genera el proceso de
embalaje de tarimas (datos del proceso presentados
anteriormente en la investigación). Generalmente los
49
operarios al realizar dicha acción se aquejan de dolores
musculares, en espalda baja, piernas y cansancio al
tener que recorrer a todo el rededor de las tarimas con el
film plástico de forma manual, realizando alrededor de 8
a 10 vueltas por cada tarima. Un dato importante a tener
en cuenta es que se generan alrededor de 50 lotes de
tarimas con producto terminado al día.
6.1.2 Ausencia de Implementos
Para realizar el embalaje de las tarimas, se denoto que
los operarios no cuentan con ningún tipo de implementos
para realizar dicha operación. Los operarios no tiene a su
alcance equipo de protección tales como guantes,
uniforme, herramientas básicas, etc.
6.2 Alcances y Limitaciones
6.2.1 Alcances
1. Implementación de maquinaria semiautomática de
empacadora de plástico para tarimas.
2. Diseño de mecanismo que dé respuestas positivas en
empaque de tarimas.
3. Diseño de estrategia para logar insertar dicha
maquina al proceso productivo de la empresa.
4. Diseño de sistema de seguridad para uso de máquina
de empaque.
5. Diseño de manual de uso de maquinaria.
6. Apoyo de empresa INDUCISA para realizar pruebas
de tiempos y movimientos.
6.2.2 Limitaciones
1. Diseño de maquinaria totalmente automática para
emplástica tarimas.
2. Presupuesto limitado para diseño de propuesta de
empaque.
3. Tiempo para diseñar propuesta de empaque.
4. Materiales que se necesitan para dicha propuesta,
solo se utilizaran recursos que se puedan encontrar
en Guatemala.
50
¿Cómo a través de los conocimiento de diseño industrial
adquiridos en la vida universitaria y en la profesional se
puede proponer una implementación de maquinaria
semiautomática que logre reducir los tiempos de dicha
acción, teniendo en cuenta los elementos que se
deberán emplástica.
6.3 Variable Independiente
Proceso mediante el cual se pretende lograr eficiencia y
rapidez en el embalaje de tarimas con producto
terminado.
6.4 Variable Dependiente
Diseño de proceso productivo para la mejora en el
embalaje de tarimas de producto terminado, dicho
proceso puede conllevar el diseño de maquina para la
mejora de dicho proceso.
6.5 Objetivos
6.5.1 Objetivo General
Lograr a través del diseño industrial, una solución
eficiente, que permita agilizar el proceso de empaque
y embalaje de los productos Pegamix, contribuyendo
a elevar la productividad del trabajo en dicho proceso.
6.5.2 Objetivos Específicos
1. Establecer con claridad la etapa del proceso de
producción en el que todo el ciclo productivo se ve
afectado por la demora y plantear una solución
óptima al problema percibido.
2. Desarrollar un diseño de maquinaria que permita
solucionar efectivamente el problema detectado.
51
3. Desarrollar un proceso de empaque y embalaje
efectivo, que no retrase de ninguna manera el
proceso productivo de la empresa.
4. Hacer un uso óptimo del recurso humano con que
cuenta la empresa.
6.6 Requerimientos
6.6.1 Requerimientos de Uso
1. La propuesta que se presentará a la empresa
INDUCISA pretende reducir en tiempo de empaque
de 7 minutos a un tiempo de 5 minutos.
2. Se pretende lograr diseñar una solución viable
económicamente para la empresa y que pueda
invertir un rango de Q2, 500 a Q4, 000.
3. La implementación de la solución para el proceso de
empaque de tarimas debe reducir el número de 3
empleados que realizan dicha operación a 1
empleado, aprovechando de los recursos de dichos
empleados en áreas donde serian de mayor beneficio
para la empresa.
6.6.2 Requerimientos Función
1. La maquinaria diseñada deberá ser capaz de
funcionar con un solo motor de 1 a 5 caballos de
fuerza y ser activada con corriente de 220 V.
2. El mecanismo que se propondrá para generar el
movimiento de empaque con el plástico film, deberá
de ser de manual o semiautomático.
52
6.6.3 Requerimientos Ergonómicos
1. Se propondrá la iluminación adecuada para que el
puesto de trabajo del operario, pueda funcionar con la
mejor eficiencia posible.
2. La altura de sentado de la persona que realizará el
empaque de las tarimas se adecuará a 18” (sacar
percentil).
6.6.4 Requerimientos Tecnológicos
1. La solución que se presentará deberá constar de un
mecanismo semiautomático para evitar incrementar el
costo de producción de la maquinaria.
2. La tecnología propuesta deberá ser accesible para la
empresa y no deberá exceder el costo del
presupuesto establecido para el proyecto.
3. Se debe efectuar la sugerencia por medio de planos
constructivos, de el espacio necesario para un
efectivo funcionamiento de la maquinara propuesta
para la acción de empaque de tarimas.
6.6.5 Requerimientos Técnico Productivos
1. Los materiales propuestos para estación de embalaje
cumplan con la resistencia y durabilidad esperada del
proyecto.
2. Los materiales escogidos soporten las condiciones
de uso en la planta de producción.
6.6.6 Requerimientos Estructurales
1. La estación propuesta debe estar debidamente
estructurados para poder resistir el peso de las
tarimas.
2. Las estructuras propuestas para la resistencia del
embalaje, debe permitir que el eje central del de
empaque gire correctamente, soportando el peso.
53
7. CONCEPTO DE DISEÑO
7.1 Descripción y Justificación del Proyecto
El proyecto consiste en implementar un sistema de
empaque de tarimas a través de maquinaria
semiautomática, agilizando este proceso de embalaje.
Se pretende diseñar un mecanismo útil, eficiente, bajo
costo para la empresa INDUCISA en el que se
reduzca el tiempo de empaque, la mano de obra
innecesaria y el desperdicio de plástico.
La empresa INDUCISA se beneficiara de dicha
implementación, logrando agilizar el proceso de
embalaje, aprovechamiento eficaz de la mano de
obra.
La solución se pretende implementar en el proceso de
empaque y embalaje de las tarimas con las bolsas de
pegamento.
Se pretende solucionar dicha falencia a través del
diseño de maquinaria semiautomática que pueda
mejorar el desempeño de empaque de los
encargados de este proceso productivo. El estudio de
los mecanismos de actuales será de mucha ayuda
para lograr establecer los puntos de mejora del
proceso, estableciendo así un punto de partida para
la implementación de una solución eficaz.
7.2 Concepto de diseño
Para poder iniciar con el diseño de la máquina para
embalar tarimas se pretende partir del concepto: “La
relación entre hombre y la maquina”.
7.2 Interfaz hombre/maquina
Comúnmente se puede establecer que la interfaz entre
hombre y máquina es la disciplina que se encarga del
intercambio de los mismos.
54
Uno de los principales objetivos de este intercambio
entre dos vías, es generar la menor cantidad de errores
en un proceso, aumentar la productividad
La interfaz se puede definir como la generación de tareas
más productivas que se realizan entre las personas y las
maquinas, en este caso se pretende no eliminar el
recurso humano si no buscar la optimización de
procesos, generando recursos humanos efectivos.
7.2.1 Conceptos
Se generó una lista de conceptos presentados a
continuación para poder desarrollar el proyecto, que son:
Fácil Uso
Desarrollo para la empresa
Nuevas tecnologías
Optimización recursos humanos
Ahorro de material
Eficiente
Agilidad de procesos
Innovador
Imagen 35: interface hombre maquina Fuente: http://www.hizook.com/blog/2009/08/17/immersive-man-machine-interface-teleoperation-rollin-justin-humanoid-robot
55
7.3 Empleo de Técnicas Creativas
En todo proyecto es indispensable el utilizar diferentes
técnicas para lograr presentar con eficiencia propuestas
creativas sobre el proyecto que se está desarrollando.
Para la propuesta del diseño de estación de embalaje de
tarimas se empleó la técnica de bocetos, partiendo de
ideas fundamentales de movimientos, materiales,
funciones y mecanismos.
Para encontrar la propuesta adecuada se pretende
depurar las diferentes ideas presentadas, en donde se
tomaran los elementos más importantes de cada
propuesta, hasta concretar en una idea final basada en
los elementos positivos de las ideas desarrolladas.
Imagen 36: Técnicas Creativas Fuente: www.idstekch.com/page11
Imagen 37: Técnicas Creativas Fuente: http://design-exposed.blogspot.com/2009/05/ahh-ideation-sketches-just-what-we-like
56
7.4 Bocetos
57
58
59
7.5 Selección de Propuesta/ Solución
Luego de haber terminado el proceso de bocetaje, se
realizó un análisis por medio de matrices de evaluación
para determinar qué alternativa era la más efectiva de
acuerdo con los requerimientos planteados por la
empresa.
Las tablas que se presentaran a continuación servirán
para evaluar de manera numérica las diferentes
posibilidades que se plantearon a una posible solución.
Se enumera en un valor de 1 a 10 los diferentes
requerimientos para lograr establecer que alternativa es
la más efectiva, además estas tablas comparativas
reflejan con claridad que aunque hayamos diseñado tres
opciones, se pueden tomar los mejores elementos de
cada una de ellas para poder ser trasmitidos y reflejados
en un diseño final. Es por eso que se tomará la mejor
alternativa y se depurará con las alternativas
presentadas.
En las tablas que se presentan a continuación se
estableció un parámetro numérico, en donde se parte del
número 1 como una propuesta deficiente y 10 como la
propuesta que cumple con la mayoría de requerimientos
planteados anteriormente.
60
7.6 Argumentación
La propuesta C es claramente la propuesta más efectiva
para el diseño de la maquina embaladora de tarimas, es
por eso que se tomará esta idea, como punto de partida
para la propuesta que se presentará a la empresa.
La propuesta A muestra elementos importantes tales
como el manejo del film plástico por medio de una barra
vertical, en el cual se puede desplazar dicho material con
facilidad, es por esto que se tomará en cuenta este
detalle para ser aplicado en el diseño final de la
propuesta para la empresa.
Imagen 41: interfaz Hombre/maquina Fuente: http://www.copadata.com/es/productos/automation-solutions/multitouch.html?PHPSESSID=427bbeee4e5ae9cd691a9e3f570a0fd4
61
Al realizar una sumatoria de cada uno de los
requerimientos que se plantean para lograr una
propuesta adecuada a la problemática planteada, se
estableció de manera numérica que la propuesta C es la
que cumple de mejor manera con dichos requerimientos,
es por eso que se desarrollará de manera formal, dicha
propuesta, para ser presentada a la Empresa Grupo Los
Cinco S.A.
Es importante destacar que en las tres propuestas se
destacaron elementos comunes, tales como la imperativa
en mejorar la interfaz entre máquina/hombre.
8. MODELO SOLUCIÓN
Se estableció propuesta C como la más eficiente debido
a que cumple con la mayoría de requerimientos
planteados anteriormente. Dicha propuesta fue diseñada
para optimizar la capacidad de empaque de tarimas con
producto terminado, es importante destacar que se
pretende generar una relación amigable entre hombre y
máquina, para un mejor desempeño de las actividades
diarias que se llevan en la empresa.
La estación de empacado fue diseñada para que los
lotes de tarimas con producto terminado, puedan ser
movidos a un lugar en específico de la planta, generando
un ordenamiento en los movimientos entre los diferentes
procesos de producción de la empresa.
Para el diseño de la máquina de embalaje de tarimas se
consideró la disminución de fuerzas innecesarias por
parte de los operarios, fácil manipulación, ahorro de film
plástico en cada tarima. Además se pretende buscar la
comodidad en el manejo de la maquina, logrando en el
usuario un incremento de su manejo productivo.
Dicho prototipo servirá como ejemplo de mejora en la
empresa, pretendiendo enfatizar que en cada uno de los
procesos productivos de la empresa se puede lograr
procesos eficientes e innovadores.
62
8.1.1 Planos constructivos
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
Imagen 42: Vista Ortogonal Fuente: Propia
8.1.1 Imágenes 3 dimensiones
73
Imágenes 3 dimensiones
Imagen 43: Vista Ortogonal Fuente: Propia
74
Imagen 42: Detalle de maquina Fuente: Propia
Imágenes 3 dimensiones
Imagen 44: Detalle de máquina Fuente: Propia
75
Imagen 43: Descripción de piezas Fuente: Propia
Imagen 45: Pasos de manejo Fuente: Propia
8.1 Propuesta de Distribución de Maquinaria
8.1.1 Propuesta de distribución de maquinaria
Imagen 46: Distribución de planta Fuente: Propia
Imagen 45: Distribución maquinaria Fuente: Propia
76
8.2 Prototipo Final
Imagen 46: Prototipo Fuente: Propia
Imagen 47: Detalles prototipo Fuente: Propia
77
Imagen 48: Detalles prototipo Fuente: Propia
Imagen 49: Detalles prototipo Fuente: Propia
78
8.3 Interface Usuario/ herramienta
Imagen 50: Interfaz hombre/maquina Fuente: Propia
79
8.4 Descripción de Prototipo Funcional
Para lograr explicar el funcionamiento adecuado de la
propuesta de embalaje de tarimas se elaboró un
prototipo funcional, para demostrar la agilización del
proceso de embalaje realizado por los operarios de turno.
La máquina consta con una base principal que recibe las
tarimas llenas de producto terminado, esta base fue
fabricada con tubo de hierro cuadrado de 2 x 2’’
soldadas entre sí, logrando formar una estructura
cuadrada de 1.20 x 1.20 mts, para soportar el peso total
de las tarimas. A esta base principal se soldaron 4 patas
con platina cada una de ellas para ser apoyadas al piso,
estas patas están fabricadas con tubo de 2 x 2” .
La máquina cuenta con un eje circular, fabricado con
tubo redondo de 2’’, dicho tubo tiene la función de ser el
eje conductor del brazo que porta las bobinas de film
plástico.
Sobre el eje circular mencionado anteriormente corren 3
rodos fabricados en Ertalon, para facilitar el
desplazamiento de las piezas, sujetas a los rodos. Cada
rodo consta de 2 cojinetes industriales en la parte interior
de la pieza, permitiendo el desplazamiento necesario de
los rodos en su eje circular.
El brazo que sostiene las bobinas de film plástico, está
fabricado por tubo cuadrado de 2 x 2” , además consta
de un tubo central que recibe las bobinas permitiendo
girar correctamente sobre un eje. Dicho brazo también
cuenta con un manubrio para la lograr la rotación
adecuada de las base con el film plástico. El manubrio se
tomó en consideración el utilizado por los montacargas
industriales, esto se diseñó de esta forma para lograr una
afinidad de una pieza industrialmente conocida por los
operarios, con el fin de una mejor interacción entre
hombre y máquina.
80
8.5 Validación
La máquina debió ser probada en tiempos reales de
operación de la empresa, para demostrar su utilidad,
eficiencia y la interacción entre operario / maquina.
Para que los operarios pudieran entender de manera
correcta el uso adecuado de la máquina, se les explicó el
funcionamiento de cada elemento que compone la
máquina, además de las implementaciones que se
pretendía lograr en los procesos de embalaje de tarimas,
logrando desarrollar una propuesta suficientemente
adecuada a las necesidades reales de la empresa,
específicamente del área productiva.
.
Es importante destacar que la función principal de la
máquina de embalaje de tarimas, es un mejor
aprovechamiento de film plástico, agilizar el proceso de
embalaje, evitar lesiones musculares en los operarios,
uso eficiente del operario con la máquina.
8.5.1 Resistencia a peso 1,800 kilos
La máquina de embalaje de tarimas se operó con el peso
real de 90 sacos, haciendo estos sacos un peso total de
1,800 kilos. La estructura de la base principal que recibe
las tarimas, está capacitada para resistir 3,600 kilos.
Se comprobó que la base principal cuadrada no sufre
ningún sobrepeso en su estructura, comprobando que
está capacitada para funcionar con peso adicional si en
un caso se requiriera.
Imagen 51: Prototipo funcional Fuente: Propia
81
8.5.2 Tablas Comparativa
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1
15
Cantidad Tarimas por día
Tabla 3 : Cantidad de tarimas por día
Fuente: Propia
82
8.5.2 Tablas Comparativa
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Embalaje tradicional Embalaje nuevo
3
1
Tiempo en minutos
Tiempo en minutos
Tabla 4 : Cantidad de tarimas por día
Fuente: Propia
83
8.5.2 Tablas Comparativa
Tabla 5 : Cantidad de tarimas por día
Fuente: Propia
84
.5.3 Adecuación Ergonómica
Se comprobó que la altura de la máquina de 16 cm es
adecuada para colocar las tarimas con el producto
terminado, dando una altura total de 1.30 metros, siendo
una altura adecuada para que los operarios puedan
manipular y tener la mejor visión la tarima con el
producto terminado.
La altura del manubrio se baso en la medida estándar
que utilizan los montacargas manuales, teniendo una
altura de 1.20 mts. Es importante destacar que es una
altura adecuada para el manejo del brazo giratorio.
El usuario en la forma tradicional de embalaje de tarimas
tiene que flexionar su espalda hacia el suelo, mientras
que en la nueva propuesta, en la mayor parte de la
operación se encuentra parado totalmente en postura
vertical.
Imagen 52: Prototipo funcional Fuente: Propia
85
8.5.4 Tiempo de Embalaje de Tarimas
Luego de realizar las pruebas con la máquina de
embalaje, se tomaron tiempo reales, determinando que la
manera convencional de embalaje es de 3.05 minutos y
con la nueva propuesta de maquina se puede embalar en
45 segundo.
8.5.5 Aprovechamiento de Material
Se compararon las dos formas de embalaje de tarimas:
Embalaje actual 7 vueltas de plástico = 8.4 mts
Propuesta de embalaje óptimo. 5 vueltas de plástico =
6mts.
Imagen 53: Prototipo funcional Fuente: Propia
Imagen 54: Prototipo funcional Fuente: Propia
86
8.6 Materiales y Costos
Tabla 6 : Cantidad de tarimas por día
Fuente: Propia
87
8.7 Proceso de Fabricación
A continuación se describirá el proceso de producción de
la máquina de embalar tarimas. Al ser el primer prototipo
que se fabrica los costos son elevados debido a ser un
proceso de fabricación sin referencia previa.
8.7.1 Corte
1. Se cortó los tubos cuadrados de 2 x 2 en cuatro
partes de 1.20 x 1.20 mts.
2. Se cortaron cada una de las piezas que lleva el brazo
giratorio.
3. El tubo donde las bobinas de plástico se colocarán se
cortó a la medida pedida en el plano de construcción.
4. Se cortaron 4 piezas de hembra de 5/8 para que
pudieran ser utilizadas como unión entre el riel
circular y la base principal.
5. Se cortaron 4 piezas iguales de 2 x 2 ‘’ con altura de
4’’ para ser utilizadas como patas.
6. Se cortó el tubo circular para el manubrio.
8.7.2 Dobles de Material
1. Se roló el tubo circular de 2’’ para formar una
circunferencia para poder ser empleado dicho tubo
como riel principal para que corran los rodos de
ertalon.
2. La pieza del manubrio se dobló en una prensa
hidráulica para lograr darle la forma requerida, y así
tener una mejor manipulación por parte del operario.
3. Las bobinas de ertalon se cortaron y se tallaron con
base al riel redondo, para que los rodos de ertalon
puedan correr con facilidad alrededor de la pieza.
8.7.3 Soldadura
1. Las piezas de la base principal, se unieron con punto
de soldadura MIG, para formar un cuadro de 1.20 x
1.20 mts, además del cuadro principal se soldaron
piezas en forma horizontal y en forma vertical para
darle una mayor estabilidad a dicha pieza.
88
2. Luego de tener cortadas las piezas que servirán para
el brazo giratorio, se unieron con punto de soldadura
MIG.
3. El brazo giratorio para que pueda ser movido se le
soldó una pieza que funciona como manubrio.
4. Las 4 patas de 2 x 2” con altura de 4” se soldaron a
una platina de 5/8, luego de tener estas cuatro piezas
soldadas se soldaron las 4 patas a la base principal
que recibe a las tarimas.
5. El riel circular se soldó por medio de 4 piezas
cortadas en hembra de 5/8, a la base principal que
recibe a las tarimas.
8.7.4 Ensamblaje de Piezas
1. La base principal que recibe el peso de las tarimas
está soldada a cuatro patas que las sostienen al piso,
al mismo tiempo se puede observar que el riel circular
esta soldado a estas piezas mencionadas
anteriormente. Al tener estas piezas perfectamente
soldadas se ensamblan al brazo giratorio por medio
de tuercas hexagonales número 16.
2. Al brazo giratorio se le atornillan 2 ruedas industriales
sin freno para que se pueda desplazar con facilidad
alrededor de la tarima, dicho brazo.
8.7.5 Acabados
Después de tener ensambladas todas las piezas de la
máquina, se procede a la aplicación de acabado final de
la pieza, por lo que se describirá de manera detallada
dicho proceso.
1. Se aplica fondo mate a toda la máquina, es necesario
aplicar 2 manos de fondo para que pueda adherirse
de mejor manera el acabado final.
2. Después de que se encuentra seca la superficie de la
máquina, se procede a la aplicación del acabado final,
en este caso es una laca semi-mate, con sellador
incluido. La aplicación es de 3 manos de pintura
negra a todas las partes de la máquina.
89
9. CONCLUSIONES
La máquina de embalado cumple con la función de
optimización de tiempo, material y recurso humano.
La máquina de embalaje crea una interface adecuada
entre el usuario y el operario, logrando una relación
eficiente en el proceso de embalaje.
10. BIBLIOGRAFÍA
Apud, E. y Valdés, S. (1995). Ergonomics in Forestry:
The Chilean Case. Ed.: Organización Internacional
del Trabajo (OIT), Ginebra.
Cañas, J.J, y Waern, Y (2001). Ergonomía Cognitiva.
Editorial Médica Panamericana. Madrid
Cañas, J.J. (2004). Personas y Máquinas. Editorial
Pirámide. Madrid
Tíítulo“Marketing – – Enfoque América Latina”..
Autor: Dr. Rolando Arellano Editorial McGraw--Hill
Año 2000--Primera Edición
Murrel, K.F.H. (1969). Ergonomics. Ed.: Chapman
and Hall, Inglaterra.
Profesor Titular Unidad de Ergonomía, Facultad de
ciencias Biológicas, Universidad de Concepción.
Smith, W. F. (2007). Fundamentos de la ciencia de
los materiales. Mc-Graw-Hill.
Zander, J. (1986). Introduction to Ergonomics.
Documentos del Curso Internacional de Ergonomía,
Wageningen
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11. ANEXOS
Imagen 54: ficha Técnica maquinaria Fuente: Propia Imagen 55: ficha Técnica maquinaria
Fuente: Propia
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Imagen 57: ficha Técnica maquinaria Fuente: Propia
Imagen 56: ficha Técnica maquinaria Fuente: Propia
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