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Tecnología de alimentosTecnología de alimentosColección

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A. Casp Vanaclocha

Diseñode industrias

agroalimentarias

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DISEÑO DE INDUSTRIAS

AGROALIMENTARIAS


DISEÑO DE INDUSTRIAS

AGROALIMENTARIAS

ANA CASP VANACLOCHADra. Ingeniero Agrónomo

Catedrática de Tecnología de AlimentosEscuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos

Universidad Pública de Navarra

Ediciones Mundi-PrensaMadrid • Barcelona • México

2005


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© 2004, Ana Casp Vanaclocha© 2004, Ediciones Mundi-Prensa

Depósito Legal: M. 42.222-2004ISBN: 84-8476-219-X


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Índice

Importancia del diseño de industrias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1. El desafío de la competitividad de la empresa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2. El desafío de la calidad de los productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3. Función del diseño de plantas de procesado . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4. Las industrias agroalimentarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

PARTE ICONCEPTOS PREVIOS

Capítulo I. PLANTAS DE PROCESADO DE ALIMENTOS . . . . . . 29

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.1. Sistema de proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.2. Sistemas auxiliares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.3. Edificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2. Sistema de proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3. Sistemas auxiliares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.1. Sistemas de manejo de materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.2. Sistemas de manejo de energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.3. Sistemas de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.4. Sistemas de servicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4. Edificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5. Diseño de la planta de proceso de alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33


PARTE IIDEFINICIÓN DE LA ACTIVIDAD INDUSTRIAL

Capítulo II. PLANIFICACIÓN DE UNA ACTIVIDAD INDUS-TRIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

1. Fases de desarrollo de una actividad industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2. Planificación de una actividad industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.1. Definición del producto y del proceso productivo . . . . . . . . . . . . 412.2. Localización o ubicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.3. Proyecto de una planta industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.4. Construcción e instalaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3. Localización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.1. Estudio de los parámetros económicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.2. Estudio de los parámetros técnico-económicos de los lugares ele-

gidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.3. Estudio de parámetros legales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Capítulo III. SISTEMAS DE PROCESO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

1. Estudios previos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2. Estudio del producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3. Estudio de las materias primas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

4. Estudios previos de alternativas de tecnología e ingeniería . . . . . . . . . 51

4.1. Planteamiento de alternativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.2. Evaluación de alternativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.3. Selección del diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.4. Definición a nivel de ingeniería de detalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5. Representación gráfica del sistema de proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

5.1. Diagramas de flujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

6. Balances de materia y energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

PARTE IIIDISTRIBUCIÓN EN PLANTA

Capítulo IV. DISTRIBUCIÓN EN PLANTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

1. Evolución histórica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

2. Distribución en planta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

8 Diseño de industrias agroalimentarias


3. Principios básicos de la distribución en planta . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

3.1. Principio de la integración de conjunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713.2. Principio de la mínima distancia recorrida . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713.3. Principios de la circulación o flujo de materiales . . . . . . . . . . . . . 723.4. Principio del espacio cúbico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.5. Principio de la satisfacción y de la seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . 723.6. Principio de la flexibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

4. Factores que afectan a la distribución en planta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

5. Naturaleza de los problemas de distribución en planta . . . . . . . . . . . . . 80

5.1. Proyecto de una planta completamente nueva . . . . . . . . . . . . . . . 815.2. Expansión o traslado a una planta ya existente . . . . . . . . . . . . . . 815.3. Reordenación de una distribución ya existente . . . . . . . . . . . . . . 815.4. Ajustes menores en distribuciones ya existentes . . . . . . . . . . . . . 81

6. Sistemática de la distribución en planta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Capítulo V. RECOGIDA DE INFORMACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

1. Datos básicos necesarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

2. Elementos básicos de la distribución en planta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.1. Producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882.2. Cantidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882.3. Recorrido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892.4. Servicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892.5. Tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3. Análisis Producto-Cantidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Capítulo VI. ANÁLISIS DE RECORRIDO DE LOS PRODUCTOS . . 93

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

2. Flujo de materiales-Análisis de recorrido de los productos . . . . . . . . . 94

3. Símbolos estándar en planificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

4. Diagrama de recorrido sencillo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

5. Diagrama multiproducto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

6. Tabla matricial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Índice 9


Capítulo VII. RELACIÓN ENTRE ACTIVIDADES . . . . . . . . . . . . . 103

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

2. Tabla relacional de actividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3. Procedimiento para establecer la Tabla Relacional de Actividades . 109

4. Ajuste de los procedimientos de clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Capítulo VIII. DIAGRAMA RELACIONAL DE RECORRIDOSY/O ACTIVIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

2. Relaciones basadas en factores de flujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

3. Combinación de relaciones de flujo y de no flujo . . . . . . . . . . . . . . . . 117

4. Diagrama relacional de recorridos y/o actividades . . . . . . . . . . . . . . . 119

Capítulo IX. NECESIDADES Y DISPONIBILIDAD DE ESPACIOS.DIAGRAMA RELACIONAL DE ESPACIOS . . . . . . . 123

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

2. Determinación de espacios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

2.1. La implantación aproximada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252.2. La tendencia de los ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252.3. Las normas de espacio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252.4. El cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1272.5. La conversión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

3. Disponibilidad de espacios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

4. Diagrama relacional de espacios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

5. Factores influyentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

5.1. Factor material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335.2. Factor maquinaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1345.3. Factor hombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1345.4. Factor movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1355.5. Factor espera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1365.6. Factor servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1365.7. Factor edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1375.8. Factor cambio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

6. Limitaciones prácticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137



Capítulo X. GENERACIÓN DE ALTERNATIVAS DE DISTRIBU-CIÓN EN PLANTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

2. Métodos de generación de layouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

2.1. Algoritmos de construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1412.1.1. CORELAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1412.1.2. ALDEP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

2.2. Algoritmos de mejora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1492.2.1. CRAFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

3. Herramientas informáticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

Capítulo XI. EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVASDE DISTRIBUCIÓN EN PLANTA . . . . . . . . . . . . . . . . 155

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

2. Evaluación y selección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

2.1. Análisis de las ventajas e inconvenientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1572.2. Análisis de los factores ponderados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1582.3. Comparación de costes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

3. Ingeniería de detalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

PARTE IVAPLICACIÓN A LAS INDUSTRIAS AGROALIMENTARIAS

Capítulo XII. CONDICIONANTES EN LAS INDUSTRIAS AGRO-ALIMENTARIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

2. Control de riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

3. Los equipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

4. Relaciones funcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

5. Estimación de las superficies y de los volúmenes de producción . . . . 178

5.1. Selección de las tecnologías y restricciones . . . . . . . . . . . . . . . . . 1785.2. Agrupamientos y estimación de las superficies y volúmenes . . . . 1795.3. Control de los ambientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1805.4. Distribución de las zonas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

5.4.1. Reglas de gestión de las zonas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

Índice 11


Capítulo XIII. ORGANIZACIÓN DE LA PLANTA INDUSTRIAL . . 189

1. Los flujos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

2. Dimensionado y organización del edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

3. Metodología de organización del edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

3.1. Fábrica lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1963.2. Fábrica en «L» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1963.3. Fábrica en «U» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1973.4. Fábrica gravitacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

4. Organización del plan general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

5. Organización del plan de conjunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

6. Organización de la circulación del personal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

Capítulo XIV. DISEÑO DE ALMACENES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

2. Condiciones del almacenamiento de productos alimentarios . . . . . . . . 204

3. Almacenes de productos terminados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

4. Tipos de almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

PARTE VDISTRIBUCIÓN EN PLANTA A NIVEL DE DETALLE

Capítulo XV. FLUIDOS Y ENERGÍAS EN LAS INDUSTRIASAGROALIMENTARIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

2. Las energías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

2.1. Aspectos cuantitativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2172.2. Aspectos cualitativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2182.3. Evaluación financiera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2202.4. Organización del edificio en función de los consumos energéticos

220 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5. Elección de la fuente energética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

2.5.1. Ventajas de la electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2212.5.2. Ventajas del gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2222.5.3. Elección de una energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223



3. Especificidades de algunos fluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

3.1. Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2233.1.1. Elección de una fuente de aprovisionamiento . . . . . . . . . . 2253.1.2. Tratamiento del agua bruta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2263.1.3. Utilizaciones del agua potable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2263.1.4. Procesos corrientemente utilizados para el saneamiento del

agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2283.1.5. Características recomendadas para las centrales de trata-

miento de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2293.1.6. Los circuitos del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2303.1.7. Características recomendadas para los circuitos de distri-

bución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2313.1.8. Estudio técnico de los sistemas de producción de agua . . 2313.1.9. Vertidos líquidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

3.2. Vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2323.3. Aire comprimido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2333.4. Fluidos frigorígenos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2353.5. Gases especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

Capítulo XVI. DISEÑO HIGIÉNICO DE EQUIPOS Y SISTEMASAUXILIARES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

2. Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

2.1. Acero inoxidable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2452.2. Aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2462.3. Cobre y aleaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2472.4. Aleaciones de níquel y de cobalto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2472.5. Materiales poliméricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2482.6. Materiales no utilizables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

3. Principios básicos de diseño higiénico de equipos en contacto con ali-mentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

3.1. Materiales inertes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2483.2. Superficies en contacto con el alimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2483.3. Accesibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2493.4. Drenaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2493.5. Superficies exteriores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

4. Diseño higiénico de los sistemas auxiliares en contacto con los ali-mentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

4.1. Tuberías y conducciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2504.2. Válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

Índice 13


4.3. Bombas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2514.4. Tanques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2524.5. Instalaciones eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

4.6. Iluminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

4.7. Cámaras frigoríficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

Capítulo XVII. HIGIENE AMBIENTAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

1. Lucha contra la aerobiocontaminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

2. Orígenes humanos de la biocontaminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

2.1. Origen rinofaríngeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2562.2. La contaminación cutánea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2562.3. Transferencia de los biocontaminantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

3. Higiene ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

3.1. Filtración del aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2593.1.1. Clasificación de los locales con cantidad de polvo contro-

lada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2623.1.2. Clases de contaminación biológica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

3.2. Ventilación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2643.2.1. Ventilación natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2643.2.2. Ventilación forzada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

3.2.2.1. Sistemas de extracción-Depresión . . . . . . . . . . . . 2653.2.2.2. Sistemas de alimentación de aire por inyección-

Sobre-presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2653.2.2.3. Sistemas combinados de extracción-inyección-

Presión uniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2663.2.3. Situaciones en la ventilación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

3.2.3.1. Renovación ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2673.2.3.2. Ventilación localizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

4. Concepción de las zonas y del tratamiento del aire asociado . . . . . . . . 268

5. Salas microbiológicamente controladas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

6. Radiaciones ultravioletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

Capítulo XVIII. PERSONAL: ENTORNO DE TRABAJO E HIGIENE 273

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

2. Entorno de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

2.1. Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2742.2. Factores de ambiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275



3. Personal e higiene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

3.1. Concepción del edificio y circulación de las personas . . . . . . . . . 2773.2. Concepción e implantación en el edificio de vestuarios, sanitarios,

duchas, y puestos de lavado de manos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2783.2.1. Condiciones de acceso del personal . . . . . . . . . . . . . . . . . 2783.2.2. Vestuarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2793.2.3. Sanitarios y duchas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2813.2.4. Lavamanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2813.2.5. Pediluvios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

3.3. Comportamiento higiénico y salud del personal . . . . . . . . . . . . . 282

Capítulo XIX. DISEÑO GENERAL DEL EDIFICIO . . . . . . . . . . . . 283

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

2. Aspectos funcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

3. Características de los locales de producción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

3.1. Paredes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2853.2. Columnas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2873.3. Techos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2873.4. Tejados y exteriores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2883.5. Suelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2883.6. Desagües . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2893.7. Puertas y ventanas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2903.8. Iluminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

4. Áreas exteriores del edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

BIBLIOGRAFÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

Índice 15


Importancia del diseño de industrias agroalimentarias

1. EL DESAFÍO DE LA COMPETITIVIDAD DE LA EMPRESA

Alguna vez nos hemos preguntado por qué los productos elaborados poralgunas industrias presentan ventajas competitivas, en cuanto a costes, con res-pecto a los producidos en otras. Mientras que muchas industrias ejercen unbuen control de sus costes directos y saben cómo rebajarlos, muy pocas tienenconocimiento de sus costes indirectos y mucho menos de cómo reducirlos.

No es un secreto que el mundo de hoy día es mucho más competitivo queel de hace unos años. En la primera mitad del siglo XX una gran parte de losproductos elaborados eran utilizados por los consumidores en su propio país.Esta situación, generalmente se mantuvo desde los últimos años de la décadade los 40, después de la Segunda Guerra Mundial, hasta principios de los años60. A partir de estas fechas se produjo un cambio importante en la amplitud delmundo productivo.

Hoy día, ya en el siglo XXI, en los mercados de los países desarrollados, seencuentra una amplia gama de productos no elaborados en el propio país. Sehan producido cambios importantes en la base productiva que llevan a laindustria a convivir con el reto de la competitividad. El mundo continúahaciéndose efectivamente cada vez más pequeño, con muchos más competido-res que en otros tiempos.

Estos cambios obligarán a las industrias a ser mucho más eficientes sobreuna base continua, no se trata simplemente de una cuestión de costes de pro-ducción altos o bajos, es una verdadera cuestión de supervivencia.

Las industrias que desean competir en una economía global no puedenignorar durante mucho tiempo los «costes» de funcionamiento derivados de undiseño poco eficiente de su planta. En un mundo de competencia deben anali-zarse todos los posibles caminos hacia la reducción de costes. En muchas


industrias es ya difícil conseguir una ventaja frente a la competencia en cual-quiera de los principales factores, los materiales, la maquinaria, los métodos dedistribución e incluso los salarios, cada vez están más estandarizados, es nece-sario asegurar, por tanto, los márgenes de beneficio a través de los detalles queafectan al coste. Uno de estos importantes detalles es el diseño eficiente de laplanta.

Un diseño deficiente de la planta industrial es una fuente de constantes pér-didas para la empresa. Los costes de un buen diseño de la instalación son losmismos o muy poco superiores a los de una instalación deficiente. Si el equipoempleado es el mismo, el coste adicional de un buen diseño es solamente elgasto del estudio necesario para desarrollarlo.

Pero la economía resultante es una economía constructiva, se acumula díatras día, mes tras mes, año tras año; evidentemente por la misma razón, las pér-didas causadas por un diseño deficiente son también acumulativas.

La implantación de una industria supone una inversión importante y debefuncionar al menos durante los 20 años que puede suponer su amortización.Los gastos de producción y los precios de venta pueden presentar grandesvariaciones, según el modelo elegido, es muy importante por tanto, no equivo-carse en las grandes líneas del diseño y no efectuar falsas economías en la fasede concepción y diseño. La realización de un cuidadoso estudio en esta fasepermite controlar el futuro de la inversión a realizar y reducir al máximo elriesgo de una mala inversión. La concepción de un sistema de producciónexige hoy día mucha reflexión y requiere pensar en términos de análisis global.Los estudios de concepción deben considerarse como inversiones inmaterialesque conviene realizar con todo el detenimiento necesario.

2. EL DESAFÍO DE LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS

La calidad es hoy el objetivo buscado en todos los campos, es el fin haciael que deben tender todas las empresas. Situadas en un entorno de competenciadeben responder a las exigencias crecientes del consumidor: productos de cali-dad. El consumidor no es sensible únicamente al factor precio, sino también ala calidad del producto consumido. Las exigencias del consumidor aumentanconsiderablemente, de forma paralela al número de productos industrialesofertados.

El futuro está en la calidad, todo el mundo está de acuerdo con esta afirma-ción, pero es difícil hacer calidad en industrias antiguas y mal diseñadas. Esimportante que el industrial, para optimizar la productividad de su sistema pro-ductivo, pueda controlar permanentemente la calidad de sus productos y de susinstalaciones, para reducir los costes de la no-calidad. Estos costes están for-mados por el conjunto de las consecuencias de anomalías que conducen a unproducto no conforme. Se puede estimar que el coste de la no-calidad en las



industrias del sector alimentario equivale al 4 ó 5% del valor del producto, sinimpuestos.

En el corazón de este nuevo desafío, la calidad de los productos, apareceel sistema productivo y su modo de explotación. Se han desarrollado normas(ISO 9000) para permitir al industrial garantizar la calidad final constante desus productos, pero la función del sistema productivo y especialmente suaptitud para garantizar su explotación satisfactoria, se convierten en determi-nantes. En consecuencia, la concepción y diseño de dicho sistema debehacerse teniendo en cuenta, de forma integrada, los diferentes componentesde la calidad.

En el caso de la industria agroalimentaria esta calidad presenta unas carac-terísticas particulares, puesto que debe responder además a las necesidadesligadas a la salud y a la seguridad alimentaria de los consumidores. Es decir,deben satisfacer tanto al consumidor, cuyo comportamiento está en plena evo-lución, como a la reglamentación europea en materia de seguridad sanitaria. Sedeben cumplir unas normas muy estrictas de higiene. Se considera, en general,que en la calidad interviene la higiene en un 30%, las materias primas tambiénen un 30%, la fabricación en otro 30% y los transportes en un 10%.

3. FUNCIÓN DEL DISEÑO DE PLANTAS DE PROCESADO

La producción es el resultado de la interacción de hombres, materiales ymaquinaria, los cuales deben constituir un sistema ordenado que permita lamaximización de los beneficios. Ahora bien, es necesario que dicha interac-ción tenga un soporte físico donde poder realizarse, ya sea una finca, una seriede edificios para una explotación ganadera, o un edificio industrial, en nuestrocaso una industria agroalimentaria.

Diseñar en ingeniería es obtener la mejor combinación de los factores deproducción: hombre, maquinaria y materiales, con el objeto de conseguir lamáxima economía en el trabajo, así como la seguridad y satisfacción de los tra-bajadores.

El diseño en ingeniería supone la búsqueda de soluciones innovadoras parasatisfacer necesidades humanas por medio de la aplicación de conocimientoscientíficos y tecnológicos y con la máxima racionalidad en el consumo derecursos. Se trata de una actividad creadora, en la que a partir de conjuntos ele-mentales y previa identificación de unas restricciones y condicionantes sellega, mediante combinaciones, a concretar y definir algo superior a la suma delas partes. Es ver, imaginar, lo que todavía no existe.

El diseño supone un verdadero acto de creación, que no tiene una soluciónúnica y en la que cada una de ellas corresponde a una interpretación diferente,pueden ser soluciones válidas distintas porque consiguen un mismo objetivo.

Importancia del diseño de industrias agroalimentarias 19


Este acto creativo que es el diseño, se ajusta a un ciclo de actividades detres tipos diferentes: generación de soluciones alternativas, análisis de las mis-mas y selección de la que se considere más interesante (figura 1).

La generación de soluciones alternativas implica el conocimiento de lascondiciones que definen la realidad del medio a transformar, la tecnologíaexistente y los recursos disponibles. En todo caso, es necesario que cada solu-ción alternativa se ajuste a la realidad y sea técnica, económica, social ymedioambientalmente factible.

El análisis de soluciones alternativas conlleva la identificación, cuantifica-ción y valoración de las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas. Laselección de la alternativa más adecuada implica la toma de decisión sobrealguna de ellas.


Figura 1.–Ciclo del diseño.

El proceso de implantación de una industria incluye varias fases antes desu realización, estas fases se refieren a diferentes niveles de concreción. Secomienza con el diseño a nivel de idea (concepción), se pasa después al diseñoa nivel de boceto, posteriormente al diseño detallado y por último al diseñodefinitivo y al proyecto ejecutivo de ingeniería. Para cada uno de los niveles dediseño, tiene lugar el ciclo de diseño indicado anteriormente: generación, aná-lisis y selección de la alternativa más adecuada.

GENERACIÓNDE SOLUCIONESALTERNATIVAS

CRÍTICA DESOLUCIONES

ALTERNATIVAS

SELECCIÓN DESOLUCIONES


El diseño representa gráficamente la idea o ideas de las soluciones técni-cas, con sus características más relevantes. Una vez que se ha tomado la deci-sión de invertir, es necesario preparar un conjunto de documentos técnicos yeconómicos, para que la propuesta de inversión se pueda ejecutar con unmáximo de garantías, es el proyecto de ingeniería. Los planos de ingenieríaconstituyen la representación gráfica del diseño en documentos suficientes ysistematizados, indispensables para la confección del presupuesto y ejecuciónde la obra.

El grado de definición varía obviamente, desde el diseño a nivel de ideahasta el proyecto ejecutivo de ingeniería. Bajar en la escala, como se apreciaen la figura 2 supone más información, más esfuerzo, más trabajo, más tiempo,más coste y, evidentemente, menos riesgo, menos incertidumbre. Es evidenteque la función de incertidumbre (figura 3) es decreciente, según se avanza enel nivel de diseño, hasta un nivel próximo a la realidad en los proyectos.


Figura 2.–Niveles de diseño.

DISEÑO DETALLADOA NIVEL A

DISEÑO DETALLADOA NIVEL N

DISEÑO A NIVELIDEA

DISEÑOPRELIMINAR

DISEÑO A NIVELBOCETO

SIGNIFICA

MÁS INFORMACIÓN,

MÁS ESTUDIOS,

MÁS ANÁLISIS,

MÁS SÍNTESIS,

MÁS TIEMPO,

MÁS DINERO

En el diseño a nivel de boceto, a partir de los objetivos fijados en la faseanterior, se perfilan las soluciones, pero poniendo un mayor énfasis en la distri-bución en planta y en los volúmenes correspondientes, es decir, en la distribu-ción espacial. Se estudian, se definen y se critican las correspondientes solu-ciones desde diferentes ópticas: de recorridos y trayectorias, funcionalidad,flexibilidad, balance energético, seguridad en el trabajo, protección contraincendios, economía, estética, etc. En este nivel de diseño es posible generar


un conjunto de soluciones alternativas en un plazo y coste razonables. Esteamplio abanico de soluciones alternativas no sería abordable ni justificableeconómicamente a nivel de diseño detallado.

En el diseño a nivel detallado se profundiza en la solución elegida en lafase anterior, definiendo y diseñando sus características con un mayor grado delibertad, pero con mayor grado de detalle. Las soluciones alternativas en estafase tienen lugar en un marco espacial más restringido que en la fase anterior anivel de boceto.

A partir del último diseño a nivel de detalle surge el proyecto de ingenie-ría, en el que se genera un conjunto de documentación técnico-económica quedefina y garantice un nivel de calidad en su ejecución.

El nivel de creatividad es más amplio en el diseño a nivel de boceto, redu-ciéndose paulatinamente cuando avanza el proceso, en el diseño detallado ydesapareciendo en el momento en que ya no es preciso crear más, porque todoestá definido.

En la figura 3 se observa que todos los niveles de diseño están relacionadosentre sí y que es posible la existencia de flujos tanto ascendentes como descen-dentes entre ellos, es decir se pueden producir procesos de retroalimentacióndurante el proceso de diseño, como fruto de la realización de cada una de lasfases de acuerdo con el ciclo del diseño, indicado anteriormente


Figura 3.–Nivel de diseño-Incertidumbre.

INCERTIDUMBRE

FUNCIÓN DEINCERTIDUMBRE

NIVEL DE DISEÑO

UMBRALFINAL DEDISEÑO

MÁS INFORMACIÓN

MÁS ESTUDIOS

MÁS ANÁLISIS

MÁS SÍNTESIS

MÁS TIEMPO

MÁS DINERO

Diseñonivelidea

Diseñopreli-minar

Diseñonivel

boceto

Diseñonivel

detalle


Los impactos económicos son diferentes según el momento en que setomen las decisiones en el diseño. En la figura 4 (gráfico I) se aprecia, de unaforma empírica, que las primeras decisiones que se toman en el diseño, en losprimeros niveles, son las que tienen mayor repercusión económica. A medidaque se avanza en el proceso de diseño, las decisiones inciden menos en la eco-nomía y en el presupuesto del proyecto. Es importante, por tanto, optar por unaestrategia en la que se dediquen mayores esfuerzos a los momentos críticos deldiseño, es decir, aquellos en los que se deciden prácticamente las grandes par-tidas del presupuesto.


Figura 4.–Impacto económico de las decisiones en el diseño.

COSTOS COSTOS

TIEMPO TIEMPO

I II

Diseño a nivel boceto

Diseño detallado

Proyecto de ingeniería

En dicha figura se representan dos situaciones, la primera correspondea lo que se puede llamar diseño convencional, en ella, el tiempo, recursosy esfuerzo dedicados al diseño a nivel de boceto, es menor que el dedicadoal diseño detallado y al proyecto de ingeniería. Esta situación representauna estrategia equivocada, porque los mayores esfuerzos se dedican atomar decisiones en el momento en que menos influyen en la economíadel proyecto. La segunda situación es más racional, ya que se dedica mástiempo y dinero al diseño a nivel de boceto, con un análisis más amplio deopciones, que al nivel de diseño detallado y sobre todo a nivel de pro-yecto. Esta segunda situación acomoda el esfuerzo a realizar con elimpacto económico de las decisiones en el diseño, es por tanto una estra-tegia más acertada.


4. LAS INDUSTRIAS AGROALIMENTARIAS

La industria agroalimentaria se caracteriza sobre todo por las especialesrestricciones que impone la naturaleza biológica de sus materias primas y eldestino biológico de sus productos, además de la heterogeneidad de los distin-tos sub-sectores que comprende.

Dado el destino biológico de sus productos, es necesario que la industriaagroalimentaria utilice métodos más seguros para sus procesos de transforma-ción y conservación. Es la industria, a excepción de la farmacéutica, que estásometida a más controles y normas por parte de los organismos públicos. Enconsecuencia, los objetivos prioritarios de esta industria son asegurar una ela-boración higiénica de los alimentos y una conservación en el tiempo, sincroni-zada con el carácter generalmente perecedero de los alimentos.

La función desde el punto de vista técnico de una industria alimentaria esconvertir la materia prima perecedera en un producto alimenticio más o menosestable. Pero se trata a su vez de una empresa industrial, con su correspon-diente papel económico, consistente en agregar valor a la materia prima y engenerar y mantener puestos de trabajo, es decir, obtener beneficios.

Asimismo, como empresa industrial tiene ante sí los mismos retos de com-petitividad y calidad que otras industrias, con la complicación añadida de ase-gurar además la calidad sanitaria de sus productos.

Las industrias agroalimentarias deben enfrentarse a:• Las fluctuaciones de las materias primas.• Las restricciones del carácter «vivo» de las materias primas y de los pro-

ductos.• Las condiciones específicas de comercialización de los productos.• La complejidad creciente de los procesos tecnológicos.• Las condiciones higiénicas y sanitarias.El problema del diseño de industrias agroalimentarias es por tanto mucho

más complejo que el de otras industrias, debido a los componentes diferencia-les que presentan los alimentos frente a otro tipo de productos.

El diseño de la industria agroalimentaria adquiere un papel fundamental,en el que se deben conjugar los principios básicos del diseño, un plan eficientede flujo de materiales y de personas, una distribución efectiva de las instalacio-nes y una eficiente operación del proceso, con el carácter biológico y perece-dero de las materias primas y de los productos.

Una de las actividades más antiguas del ingeniero es la distribución enplanta de una industria y el manejo de los materiales que se mueven en dichaplanta, pero en las industrias alimentarias la panorámica se amplía teniendoque prestar una atención especial a la naturaleza del producto.

El producto se convierte en la base del diseño de la planta y por lo tanto esimportante también el proceso, el ingeniero debe ayudar al industrial a optimi-zar sus instalaciones. Debe estar al corriente de las normas y reglamentaciones



en vigor, para anticiparse a las demandas cada vez más exigentes en materia dehigiene, de seguridad y de protección del medio ambiente.

La concepción y diseño de una planta de procesado de alimentos conju-gando todos estos aspectos, es la base para conseguir el éxito de la empresa.Con demasiada frecuencia se hace poco énfasis en la importancia de la optimi-zación del proceso, de la implantación de los flujos adecuados, de la distribu-ción más económica de las instalaciones físicas, en resumen de la distribuciónen planta, centrando el interés en el diseño constructivo, que al fin y al cabo noes más que el alojamiento de la planta de proceso, que debe proporcionar prin-cipalmente las condiciones adecuadas de trabajo, de seguridad, de confort y dehigiene, pero que no interviene en la optimización de los costes.

El ingeniero, en el diseño de una industria agroalimentaria debe aportar unvalor añadido, que evidentemente no se centra en el diseño constructivo, sinoen la optimización de la planta de proceso lo cual se traducirá en una reducciónde los costes de producción y en consecuencia tendrá una influencia directasobre el éxito de la empresa.

El objetivo de este libro es proporcionar una metodología de trabajo paradesarrollar una distribución óptima de la planta de proceso, teniendo en cuentaque los principales factores de la ecuación de los costes directos e indirectos deproducción de una industria son el manejo de materiales y la forma en que sedistribuye o gestiona la planta. Estas dos facetas de la planta de procesado sonel eje principal del libro, junto con las características específicas de una indus-tria alimentaria relativas al diseño higiénico de las instalaciones, las edificacio-nes se consideran únicamente desde el punto de sus requisitos higiénicos yaque, como se ha indicado, se consideran el alojamiento de la planta de proce-sado de alimentos.



!


PARTE I

CONCEPTOS PREVIOS


CAPÍTULO I

Plantas de procesadode alimentos

1. INTRODUCCIÓN

Las plantas de procesado de alimentos tienen como finalidad técnica lade convertir materias primas perecederas en productos alimenticios más omenos estables, utilizando métodos seguros para sus procesos de transfor-mación y conservación y asegurando una elaboración higiénica de los ali-mentos.

El objetivo de esta actividad industrial es conseguir la máxima rentabilidadglobal, lo cual evidentemente se consigue con la optimización del diseño y delmanejo de la planta de proceso.

Una planta de procesado de alimentos es el conjunto formado por: • Sistema de proceso.• Sistemas auxiliares.• Edificaciones.

1.1. SISTEMA DE PROCESO

Se define como un conjunto secuencial de operaciones unitarias aplicadasa la transformación de materias primas en productos aptos para el consumo, esdecir, es el conjunto de equipos que realizan todas las operaciones unitariasnecesarias para conseguir dicha transformación.

1.2. SISTEMAS AUXILIARES

Son aquellos que sirven al Sistema de Proceso y hacen posible que éstefuncione adecuadamente.


Los equipos componentes de un Sistema de Proceso están conectados entresí por diferentes sistemas de transporte para posibilitar el necesario flujo demateriales en proceso; asimismo, para el funcionamiento de los equipos deproceso será necesario el suministro de energía eléctrica, de vapor o aguacaliente, etc. Además, todo Sistema de Proceso debe contar con los correspon-dientes dispositivos de control. Es evidente por tanto que su correcto diseño escrítico para el éxito del Sistema de Proceso.

1.3. EDIFICACIONES

Son los alojamientos de los Sistemas de Proceso y de los Sistemas Auxilia-res, proporcionando unas adecuadas condiciones de trabajo, de confort, deseguridad y de higiene principalmente.

2. SISTEMA DE PROCESO

Anteriormente se ha definido un Sistema de Proceso como un conjunto deequipos de proceso que interaccionan entre sí de forma regular.

El conjunto del Sistema de Proceso está constituido por dos subconjuntos:• Uno de carácter inmaterial: la Tecnología del Sistema de Proceso, o

simplemente, Tecnología de Proceso, que corresponde a «saber como»o «know-how» realizar la elaboración de un producto, y determinarácómo deben utilizarse los equipos de proceso, sus condiciones de opera-ción y funcionamiento.

• Otro de carácter material: la Ingeniería del Sistema de Proceso o, sim-plemente, Ingeniería de Proceso, que corresponde al soporte físico, es decir alconjunto de equipos que ejecutará la tecnología.

Los Sistemas de Proceso son los que determinarán, fundamentalmente, lacalidad del producto, la mayor parte de la inversión de la planta de proceso y elconsumo y dimensión de los Sistemas Auxiliares. Son por lo tanto la parte funda-mental del diseño de la planta de proceso y el primer punto que se debe estudiar.

3. SISTEMAS AUXILIARES

Los Sistemas Auxiliares, como su nombre indica, hacen posible el funcio-namiento del Sistema de Proceso. Deben considerarse dentro de la idea globalde la solución del Sistema de Proceso, una vez fijadas las condiciones de pro-ceso, los Sistemas Auxiliares se diseñan para satisfacer las demandas predeter-minadas.

Los Sistemas Auxiliares tienen una importante contribución en los costesde producción, hasta un 30-40% del total, según el tipo de planta de proceso, a



través de las partidas de consumo de agua, electricidad, combustible, gastos demantenimiento de estos Sistemas Auxiliares, control y tratamiento de residuos.

Los Sistemas Auxiliares incluyen: los sistemas de manejo de materiales,los sistemas de manejo de energía, los sistemas de servicios y los sistemas decontrol.

3.1. SISTEMAS DE MANEJO DE MATERIALES

Incluyen:• Instalaciones de manejo de sólidos.• Instalaciones de manejo de líquidos.• Instalaciones de manejo de gases.

Instalaciones de manejo de sólidos

Pueden estar o no incluidas en el Sistema de Proceso. Se pueden citarcomo ejemplos:

• Instalaciones de transporte mecánico: transportadores de bandas, de tor-nillo sin-fin, elevadores de cangilones, etc.

• Instalaciones de transporte neumático: transporte de granos, etc.• Instalaciones de transporte hidráulico: transporte de tomate, etc.• Instalaciones de almacenamiento de sólidos: silos.

Instalaciones de manejo de líquidos

En los que se incluyen por ejemplo:• Instalaciones de almacenamiento y suministro de agua de proceso (pota-

ble), de servicios y para generación de vapor (descalcificada).• Instalaciones de tratamiento de agua para la generación de vapor (descal-

cificada).• Instalaciones de impulsión y almacenamiento de líquidos alimenticios

(líquidos de gobierno, por ejemplo).

Instalaciones de manejo de gases

Se pueden citar los siguientes ejemplos:• Instalaciones de generación y suministro de aire comprimido.• Instalaciones de compresión, almacenamiento y distribución de gases no

combustibles, por ejemplo CO2 en la industria de la cerveza, el N2 en elenvasado en atmósfera inerte.

• Instalaciones de tratamiento de aire para las salas microbiológicamentecontroladas.

• Instalaciones de ventilación y renovación de aire en la planta de proceso.

Plantas de procesado de alimentos 31


3.2. SISTEMAS DE MANEJO DE ENERGÍA

Estos sistemas incluyen:• Instalaciones de vapor.• Instalaciones de manejo de combustibles.• Instalaciones de fluidos térmicos.• Instalaciones frigoríficas.• Instalaciones de recuperación de energía.• Instalaciones eléctricas.

Instalaciones de vapor

Incluyen:• Instalaciones de generación de vapor.• Instalaciones de distribución de vapor a proceso y retorno de condensados.

Instalaciones de manejo de combustibles

Se incluyen aquí, por ejemplo:• Instalaciones de recepción, almacenamiento y suministro de combus-

tibles.• Instalaciones de distribución de combustibles a proceso.

Instalaciones de fluidos térmicos

Comprenden:• Instalaciones de generación y distribución de fluidos térmicos (agua

caliente por ejemplo).• Instalaciones de generación y distribución de gases de combustión para

el proceso.

Instalaciones frigoríficas

Se refieren a:• Instalaciones de enfriamiento de aire.• Instalaciones de enfriamiento de gases.• Instalaciones de enfriamiento de líquidos.• Instalaciones de enfriamiento de sólidos.

Instalaciones de recuperación de energía

Para economizar gastos de funcionamiento, como por ejemplo:• Intercambiadores aire/aire o líquido/líquido.• Instalaciones de distribución y retorno de agua fría para el proceso.




Instalaciones eléctricas

Se refieren a:• Instalaciones de acometida y centro de transformación.• Instalaciones de suministro de fuerza motriz y alumbrado.• Instalaciones de generación de fuerza para emergencias.

3.3. SISTEMAS DE CONTROL

Aseguran que el sistema de proceso funcione en las condiciones deseadas.Incluyen:

• Instalaciones de control automático de proceso.

3.4. SISTEMAS DE SERVICIOS

Se pueden incluir aquí, entre otros, los siguientes ejemplos:• Instalaciones de tratamiento de aguas residuales.• Sistemas de seguridad:

— Instalaciones de alumbrado de seguridad.— Instalaciones de seguridad contra robos.— Instalaciones de seguridad contra incendios.

• Instalaciones de agua a presión contra incendios.• Instalaciones de extintores de polvo y gas inerte contra incendios.• Instalaciones de alarma contra incendios.• Instalaciones de salidas de emergencia.

4. EDIFICACIONES

Como se ha indicado, la planta de proceso comprende los sistemas de pro-ceso, los sistemas auxiliares y los edificios necesarios. El edificio es el aloja-miento de los sistemas que hacen posible la función principal de la industriaalimentaria: la elaboración de alimentos. Su diseño debe realizarse teniendo encuenta particularmente su funcionalidad como alojamiento.

Estas edificaciones deben proporcionar, fundamentalmente, un controlsobre las condiciones ambientales que rodean al sistema de proceso y a los sis-temas auxiliares. Precisamente este aspecto es el que cobra un papel muyimportante en la industria agroalimentaria, ya que los edificios deben cumplirlos requisitos de diseño higiénico exigidos a este tipo de industrias.

5. DISEÑO DE LA PLANTA DE PROCESO DE ALIMENTOS

Con la descomposición de la Planta de Proceso en tres subconjuntos, elproblema complejo de la búsqueda del diseño óptimo de una industria agroali-


mentaria a un coste mínimo se puede también descomponer en tres subproble-mas menos complejos en principio:

• El diseño óptimo de cada uno de los Sistemas de Proceso.• El diseño óptimo de cada uno de los Sistemas Auxiliares.• El diseño óptimo de los edificios que albergan a los Sistemas de Proceso

y a los Sistemas Auxiliares.El diseño de plantas de procesado de alimentos requiere un tratamiento

específico y claramente diferenciado de la ingeniería industrial o de la ingenie-ría química, debido a las especiales restricciones que impone la naturaleza bio-lógica de las materias primas y el destino biológico de los productos. Los ali-mentos tienen «componentes diferenciales» respecto a otros productos, comoson:

• El carácter variable de las materias primas y la dependencia de éstas delas condiciones climáticas.

• Se pueden producir alteraciones durante el periodo de post-recolección opost-mortem.

• Se pueden producir alteraciones durante el proceso de fabricación.• Seguridad alimentaria del producto final.Así pues, dado el destino de sus productos, es necesario que la industria

agroalimentaria utilice métodos seguros para sus procesos de transformación yconservación, su objetivo prioritario es asegurar una elaboración higiénica delos alimentos. Este principio, junto con la optimización del sistema de proceso,debe dirigir la concepción y diseño integral de los procesos de industrializa-ción de los alimentos a un coste mínimo.

De los tres subconjuntos en que se ha descompuesto el diseño de unaplanta de procesado de alimentos, el primero y fundamental es el diseñoóptimo de cada uno de los sistemas de procesos, los otros vendrán derivadosde éste y su diseño será consecuencia de la alternativa elegida en esta primerafase.

El diseño del Sistema de Proceso implica no solo la definición del procesoa utilizar, de su tecnología y de su ingeniería, sino que debe incluir el diseño delas instalaciones, entendiendo como tal el diseño de la distribución de los ele-mentos físicos de la actividad industrial, cuya representación gráfica es la dis-tribución en planta. Ahora bien, una buena distribución en planta implica nece-sariamente la definición de métodos de manejo de materiales y de flujo depersonas, en consecuencia el diseño de un sistema de proceso debe definir unadistribución de instalaciones físicas que optimice las interrelaciones entre per-sonal de operación, flujo de materiales, flujo de información y los métodos defabricación requeridos para alcanzar los objetivos de la empresa eficiente-mente, económicamente y con seguridad.

Este diseño óptimo del Sistema de Proceso, de las instalaciones y final-mente la distribución en planta, debe determinar el flujo deseado de material yde personas, la distribución más económica de las instalaciones físicas y sirve




de base para el diseño constructivo del edificio, que corresponde ya a la fase dedesarrollo del proyecto de ingeniería.

Los principales objetivos del diseño del sistema de proceso, entendidocomo se acaba de describir, son:

• Facilitar el proceso de fabricación.• Minimizar el manejo de materiales.• Optimizar el flujo de personal.• Mantener la flexibilidad de la distribución y operación.• Mantener un alto volumen de trabajo en proceso.• Controlar la inversión en equipamiento.• Hacer un uso económico del edificio.• Promover una utilización eficiente de la energía.• Proporcionar a los empleados confort y seguridad para hacer su trabajo.Por último, en consecuencia de todo lo anterior, el máximo beneficio para

la empresa, derivado del mínimo coste de producción conseguido.


!


PARTE II

DEFINICIÓN DE UNA ACTIVIDAD

INDUSTRIAL


CAPÍTULO II

Planificación de una actividad industrial

1. FASES DE DESARROLLO DE UNA ACTIVIDADINDUSTRIAL

En la figura 1 se reflejan las fases principales de planificación de unanueva industria agroalimentaria o de ampliación de una existente.

Las cinco fases por las que pasa un proyecto de distribución en planta son:1. Estudio de las necesidades: Es la determinación de lo que se requiere

para corregir los problemas o conseguir nuevos objetivos. Usualmentees un proceso lento que incluye al menos dos fases, y a veces más. Bási-camente implica el desarrollo de las necesidades de producción y lasuperficie requerida para un nuevo espacio o para una ampliacióninterna. Esta fase incluye también el desarrollo de los objetivos estraté-gicos con respecto a las técnicas de fabricación y forma de realizarla(proceso continuo o por cargas, etc.).

2. Estudio de la localización: Esta fase corresponde a la determinación dela localización. Este análisis puede referirse a un sitio nuevo, pero conmucha frecuencia se refiere a un rediseño del sitio actual, a una redistri-bución de varios locales dentro de la planta actual, etc. A veces, el pro-yectista no está directamente implicado en esta decisión, particular-mente cuando se trata de un sitio nuevo. Sin embargo, es recomendableque el diseñador de la planta esté implicado en la evaluación de loslugares potenciales.

3. Distribución en planta a nivel de boceto: Esta fase determina los flujosbásicos y la superficie de las principales áreas. Determina el espaciogeneral y la configuración de las principales áreas y las relaciones deproximidad, afinidades y el flujo principal entre estas áreas. Normal-mente se desarrollan varias alternativas de distribución en planta. Los


pasillos principales se deben incluir en esta fase.4. Distribución en planta a nivel de detalle: Determinación de la localiza-

ción específica de cada equipo e instalación dentro de la planta, inclu-yendo los sistemas auxiliares y servicios. Esta distribución a nivel dedetalle debe hacerse utilizando CAD.

5. Instalación: En esta fase se desarrollan las instrucciones de instalación,de acuerdo con las prescripciones especificadas en el Pliego de Condi-ciones.


Figura 1.–Fases de desarrollo de una actividad industrial,

Estudio de lasnecesidades

Estudio de lalocalización

Distribución en planta a nivel de boceto

Distribución en plantaa nivel de detalle

Instalación

Tiempo

Fases

Es importante trabajar en este orden, de arriba abajo, se producirán menosretrocesos y se obtendrán mejores resultados si se va desde los grandes reque-rimientos a los requerimientos de detalle. Por ejemplo, es mejor seleccionar unsitio antes de completar las alternativas de distribución en planta a nivel deboceto y es mejor desarrollar distribuciones en planta a nivel de boceto antesde completar la distribución a nivel de detalle.

Sin embargo, es importante también tener en cuenta la superposición natu-ral de las fases. Aunque estas fases teóricamente son secuenciales, es necesariohacer una «mezcla» para conseguir el diseño final. Por ejemplo, es bastantedifícil conseguir una distribución a nivel de boceto sin algún conocimiento delos detalles de tamaño y configuraciones de los equipos a instalar en la planta.Es insuficiente, por ejemplo, saber que una industria determinada requiere una


superficie de 1.600 m2; el proyectista puede adoptar incorrectamente unasuperficie cuadrada de 40 × 40 m cuando las necesidades son de 20 × 80 m.Una distribución en planta ideal a nivel de boceto se puede hacer si los equiposse sitúan en determinados bloques de espacios.

2. PLANIFICACIÓN DE UNA ACTIVIDAD INDUSTRIAL

El problema de la distribución en planta queda inmerso dentro del procesode planificación global de la actividad industrial que consta de varias fases:

• Definición del producto y del proceso productivo.• Localización o ubicación.• Proyecto de la planta industrial.• Construcción e instalaciones.

2.1. DEFINICIÓN DEL PRODUCTO Y DEL PROCESOPRODUCTIVO

La primera fase en la planificación de una actividad industrial comienzapor la definición del producto a fabricar, sistema de producción (elección delproceso de producción), tecnología y dimensionado del proceso, todo ello enbase a los oportunos estudios de mercado.

2.2. LOCALIZACIÓN O UBICACIÓN

La actividad industrial se desarrolla habitualmente dentro de una PlantaIndustrial. La fase de localización persigue determinar la ubicación más ade-cuada teniendo en cuenta la situación de los puntos de venta o mercados deconsumidores, puntos de abastecimiento para el suministro de materias primaso productos intermedios, la interacción con otras posibles plantas, etc.

En esta fase hay que determinar:• La zona: la situación geográfica de la planta industrial.• El suelo urbano de tipo industrial. Para ello se puede proceder de dos

formas: seleccionando suelo industrial (si ya existe, polígonos industriales) ogenerándolo, en caso contrario. En este segundo caso, el urbanismo juega unpapel importante en la planificación de la actividad. La generación de sueloindustrial debe llevarse a cabo proponiendo la recalificación del suelo a tra-vés de alguna de las figuras urbanísticas contempladas en la legislaciónvigente.

• La/s parcela/s en las que ubicar la planta industrial. Para ello habrá quetener en cuenta nuevamente la disciplina urbanística, las ordenanzas (de cons-trucción y de actividad) de los polígonos, la posibilidad de agregación y desa-gregación de parcelas, etc.

Planificación de una actividad industrial 41


2.3. PROYECTO DE LA PLANTA INDUSTRIAL

Una vez elegida la ubicación, el proyecto de la planta se compone a su vezde tres etapas:

1. Diseño de la distribución en planta, implantación o «layout». Defi-nido el producto, el sistema de producción, la tecnología y el dimen-sionado del proceso se busca la ordenación de los Medios Directos deProducción (operarios, maquinaria y materiales) que participan direc-tamente en el proceso productivo y de los Medios Auxiliares de pro-ducción que no participan directamente en el proceso productivo perosin los cuales sería imposible realizarlo. Esta es la fase de implanta-ción propiamente dicha.

2. Diseño del sistema de manutención (transporte interno). Incluyéndoseen este apartado todo lo relativo al sistema utilizado para el transporteinterior de los Medios de Producción.

3. Proyecto de los edificios e instalaciones (agua, electricidad, alum-brado, fuerza, climatización...). En este apartado juega un papelimportante la arquitectura industrial como arte y como técnica:• Desde el punto de vista estructural, es necesario diseñar una estruc-

tura que soporte, resista y transmita a la cimentación, las cargas yesfuerzos a que va a estar sometida.

• Desde el punto de vista ambiental, hay que aislar y crear ciertosambientes, aislamiento térmico, acústico, higroscópico...

• Desde el punto de vista funcional, el edificio debe estar dotado delos servicios para poder llevar a cabo el proceso productivo (red desaneamiento, aguas pluviales, infraestructura energética...) y, por lotanto, deben tenerse en cuenta estos condicionantes a la hora dediseñar la edificación.

2.4. CONSTRUCCIÓN E INSTALACIONES

En esta fase se realiza la construcción de las edificaciones e instalacionesproyectadas. Es la fase de ejecución.

3. LOCALIZACIÓN

En el caso de una construcción nueva, el sitio puede estar impuesto desdeel principio del proyecto (es una constante), o depende de los primeros estu-dios técnicos (elemento variable). En cualquier caso, la elección del sitio debeefectuarse lo más tarde después de la fase de validación del anteproyecto.

El origen de los elementos constantes (invariables) puede ser según loscasos:

• La facilidad de acceso a la materia prima.



• Las necesidades de agua (cantidad y calidad).• Otros elementos que intervienen en el ciclo de producción.En este estudio se deben tener en cuenta varios parámetros para plantear

las opciones y elegir el sitio definitivo:• Parámetros económicos, que permitirán determinar algunas regiones

objetivo.• Parámetros técnico-económicos que permitirán determinar localidades

en dichas regiones y los terrenos dentro de estas localidades.• Parámetros legales que permitirán determinar definitivamente el

terreno conociendo todas las restricciones.En el caso de una ampliación, el sitio es una restricción importante. No es

raro que las posibilidades de ampliación sólo puedan realizarse sobre una caradel edificio existente; en consecuencia, será necesario volver a pensar, entreotras cosas, en la circulación de materias primas, de productos y personas, esdecir en toda la organización de los flujos.

3.1. ESTUDIO DE LOS PARÁMETROS ECONÓMICOS

Deben considerarse diferentes zonas para determinar la que mejor seadapta al desarrollo de la empresa.

Se pueden tener en cuenta criterios propios de cada empresa, como porejemplo la historia e identidad regional de la empresa, las oportunidades de losterrenos que se pueden presentar...

Otros parámetros a tener en cuenta son: capacidades logísticas locales(vías de comunicación: carretera, ferrocarril, aéreas), facilidad de aprovisiona-miento (materias primas, otros consumibles: embalajes...), nivel medio de vida(coste de la construcción, coste de la mano de obra, coste de la vida...), entornocientífico (servicios, investigación y desarrollo, formación…).

3.2. ESTUDIO DE LOS PARÁMETROS TÉCNICO-ECONÓMICOSDE LOS LUGARES ELEGIDOS

Este estudio incluye tres fases:1. La clasificación por orden de importancia de los criterios que respon-

den a las necesidades y a las exigencias funcionales de la industria.2. El inventario de los terrenos susceptibles de satisfacer estos criterios,

primero en las regiones y después en las localidades.3. La confrontación de las elecciones efectuadas con las exigencias fun-

cionales y las necesidades de la empresa. Este estudio incluye elemen-tos valorables (coste del m2) y elementos no valorables (climasocial...).

Hay que hacer una relación de los criterios a considerar, referentes a lalocalidad y al terreno, y con relación al tipo de restricciones potenciales pro-pias del proyecto.



Criterios referentes a la localidad:

• Ayudas del Estado (zonas de reconversión).• Empresas en la zona.• Recursos locales para la construcción de la fábrica.• Disponibilidad de mano de obra cualificada.• Entorno social.• Servidumbres de urbanismo.• Impuestos profesionales.• Frecuencia de catástrofes naturales (inundaciones...).

Criterios referentes al terreno:

• Coste del m2.• Vecindad (no se puede poner una bodega al lado de una fábrica de vina-

gre, por ejemplo).• Características del suelo (heterogeneidad...).• Calidad del suelo (naturaleza del suelo…).• Pendiente del terreno.• Disponibilidad de agua.• Calidad del agua.• Aprovisionamiento en energías (agua, gas, electricidad).• Seguridad.• Restricciones del entorno.• Reglas de urbanismo.La ubicación de la planta de procesado de alimentos está condicionada por

las fuentes de polución que puedan existir en su entorno, es importante portanto el aspecto relacionado con la vecindad.

El aire, a través de la lluvia o de las partículas de polvo, es un importantevector de contaminación. El riesgo de contaminación es proporcional a la pro-ximidad del elemento contaminante y la situación geográfica, combinada conla acción de vientos dominantes en la localidad.

Por estas razones se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:• Ausencia de vertederos de basura.• Ausencia de industrias productoras de elevada contaminación atmosfé-

rica.• Facilidad de eliminación de las aguas residuales, y ausencia de peligro

de inundación o encharcamiento en los alrededores.• Sistemas de desagüe y escorrentías seguros en todas las áreas de servicio

que rodean a las instalaciones.La contaminación a través del aire debe tener en cuenta las variaciones

producidas en las diferentes estaciones climáticas, época de cosecha, trata-mientos fitosanitarios en zonas agrícolas...



Los niveles normales de contaminación atmosférica, en general, son de:• Micomicetos: 1.000 a 2.000 ufc/m3 de aire.• Bacterias: 200 a 1.500 ufc/m3 de aire.Estos aspectos permiten concretar unas distancias mínimas de las fuentes

de polución que deberían respetarse, y son las siguientes:


Los criterios referentes a la localidad y al terreno se clasifican en tres cate-gorías:

• Criterio prioritario, susceptible de eliminar el terreno si no se cumple.• Criterio importante, no tiene carácter descalificativo.• Criterio menor, con respecto al proyecto.Se analizan las diferentes localizaciones según estos criterios y la que

obtenga mejor calificación, y sin ningún parámetro descalificado, será la quemejor responde a las exigencias del industrial.

3.3. ESTUDIO DE PARÁMETROS LEGALES

Las industrias alimentarias, en general, están clasificadas como Activida-des Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas por el R.D. 2414/1961 de 30 denoviembre. Esto significa que deben conocerse exactamente las disposicionescorrespondientes sobre este tipo de industrias, que vienen reflejadas en las dis-posiciones legales de la Comunidad Autónoma, Ordenanzas Municipales y enlos condicionantes que implican los Planes de Urbanismo de la localidaddonde se instale la fábrica.

Asimismo deben considerarse las disposiciones legales referentes a las dis-tancias de ejes viarios (carreteras, caminos, autopistas, líneas férreas...) o ten-didos de alta tensión.

En general sería recomendable que la instalación alimentaria estuviese auna distancia mínima de:

• carreteras: 25 m• viviendas: 100 m

Contaminante Distancia en m

Instalaciones de depuración de aguas 200

Explotaciones agrícolas 100

Explotaciones agrícolas con abonos intensivos 500

Explotaciones ganaderas 200

Estercoleros o depósitos de compostaje 500

Zonas de almacenamiento de residuos 500

Vertederos 500


En general, las clasificadas como peligrosas o insalubres sólo se podránemplazar a una distancia de 2 km del núcleo de población agrupado máspróximo.

En la actualidad, las disposiciones legales sobre depuración de aguas resi-duales pueden condicionar la ubicación del complejo industrial por la necesi-dad de disponer de una planta depuradora, con la consiguiente repercusión enel aumento de espacio y las influencias de esta instalación sobre la industria yel medio ambiente.



CAPÍTULO III

Sistemas de proceso

1. ESTUDIOS PREVIOS

El primer paso, necesario para conseguir el éxito en el diseño del Sistemade Proceso, es plantear bien el problema de partida. Evidentemente estorequiere la realización de una serie de estudios previos.

El objetivo prioritario de una industria alimentaria es vender sus produc-tos optimizando sus márgenes, por lo tanto la función del Sistema de Pro-ceso es satisfacer las necesidades del mercado optimizando permanente-mente los costes y los tiempos de producción, es decir, debe fabricarproductos:

• Conformes a las especificaciones comerciales, para responder a lasexpectativas de mercado.

• Seguros desde el punto de vista higiénico, para responder a las necesi-dades ligadas a la salud de los consumidores.

• De calidad constante en los planos organoléptico y de presentación,para establecer su imagen de marca comercial.

El planteamiento del problema de partida se resuelve por tanto respon-diendo sucesivamente a las cuatro cuestiones siguientes:

• Vender productos: ¿qué productos?• Fabricar productos: ¿qué procesos?• Garantizar la seguridad de fabricación: ¿qué puntos de control?• Asegurar la regularidad de fabricación: ¿cómo controlarla?Después de responder a estas preguntas hay que precisar las especificacio-

nes buscadas y las restricciones a respetar.En la figura 1 se representa un esquema de los pasos a seguir en el diseño

del Sistema de Proceso.


2. ESTUDIO DEL PRODUCTO

Se trata de traducir los objetivos de venta a términos de producción. Hayque hacer una reflexión sobre lo que saldrá de la futura industria, nueva omodernizada, y agrupar, en caso de que sea necesario, los productos por fami-lia de artículos.


DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

ELABORACIÓN DE ESTUDIOS PREVIOS- Producto- Materias primas- Tecnología de proceso- Ingeniería de proceso

Recogida de documentación yadecuado manejo de lainformación necesaria

PLANTEAMIENTO DE LASDISTINTAS

ALTERNATIVAS

Aplicación de adecuadastécnicas o métodos desíntesis de procesos

ANÁLISIS DE LAS DISTINTASALTERNATIVAS DE

SOLUCIÓN

Aplicación de adecuadastécnicas o métodos deanálisis de procesos

SELECCIÓN DE LA SOLUCIÓNÓPTIMA DESDE EL PUNTO DEVISTA TÉCNICO, ECONÓMICO

E HIGIÉNICO

DEFINICIÓN A NIVELDE INGENIERÍA DE

DETALLE

REDACCIÓN DELPROYECTO

Figura 1.–Sistemática de actuación en el diseño del Sistema de Proceso.


Para cada producto, o grupo de productos, a elaborar el estudio debe com-prender:

• Características del producto. Calidad:— Especificaciones de tipo legal, comercial y técnico.— Tendencias de estas especificaciones según la evolución de la

demanda o de los gustos del consumidor.— Análisis de la calidad del producto en el contexto de la cadena ali-

mentaria correspondiente (pérdidas de calidad, energía, producciónde subproductos y residuos).

— Fecha límite de consumo.— Fluctuaciones estacionales.— Características de las expediciones.— Tamaño de los lotes.

• Análisis de las expectativas del mercado:— Evolución de la producción exterior e interior. Localización de mer-

cados y canales de distribución. Importaciones y exportaciones.— Precio de producto. Influencia de la calidad sobre el precio. Elastici-

dad de la demanda al precio y a la calidad.— Análisis de la competencia. Estructura de las empresas del sector.

Tamaño. Localización. Tecnología que usan.En la tabla 1 se presenta una ficha que incluye los datos técnicos mínimos

que se deben recoger en el estudio del producto a elaborar.

Sistemas de proceso 49

• Definición.• Características físico-químicas.• Características microbiológicas.• Embalaje.• Volúmenes de producción: anuales, mínimo y máximo diario.• Condiciones de almacenamiento: Temperatura, humedad relativa, etc.• Volúmenes de almacenamiento: medio, mínimo y máximo.• Volúmenes expedidos diariamente: mínimo y máximo.• Controles en la expedición.• Fecha límite de consumo.• Evolución de la producción en 3 años.

Tabla 1. Datos técnicos del producto terminado

La información correspondiente a los puntos indicados en negrilla debenquedar definidos en la primera fase de la concepción de la industria.

3. ESTUDIO DE LAS MATERIAS PRIMAS

Por otro lado los estudios de las materias primas deben abordar:


• Disponibilidad y localización. Puesto que el lugar de producción de lasmaterias primas tendrá una gran importancia sobre la localización de laplanta de proceso.

• Coste de materias primas. Este coste se verá influido por la existencia ono de una producción y un mercado de esas materias primas. Incluirá loscostes de transporte hasta la planta de procesado.

• Definición o caracterización. Se definirán y caracterizarán con claridadlas materias primas más adecuadas, las que mejor admiten el procesadoy mejor producto final proporcionen (aptitud de variedades para indus-trialización, variedades de frutas para mermeladas... variedades de judíaverde para congelación...).

En la tabla 2 se resumen las características de las materias primas.


Tabla 2. Materias primas, aditivos y productos semielaborados

• Descripción.• Forma de recepción.• Características físico-químicas.• Características microbiológicas.• Controles en la recepción.• Volúmenes de recepción:

– Anuales.– Mínimo diario.– Máximo diario.

• Acondicionamiento.• Condiciones de almacenamiento:

– Temperatura/humedad relativa/otras.• Volúmenes de almacenamiento.

– Medio.– Mínimo.– Máximo.

• Estacionalidad.• Vida útil del producto.• Evolución estimada de la producción en 3 años.

Asimismo en la tabla 3 se incluyen las características que deben recopi-larse de los embalajes y en la tabla 4 la información referente a los residuos,obtenida después del estudio del proceso.

• Descripción técnica.• Destino de los productos.• Volúmenes de recepción.• Duración del almacenamiento.• Volumen de almacenamiento.• Control en recepción.

Tabla 3. Embalajes


4. ESTUDIOS PREVIOS DE ALTERNATIVAS DE TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

Una vez estudiados los productos y materias primas, se pasará a analizar latecnología e ingeniería de los procesos correspondientes, siguiendo lossiguientes pasos:

1. Descripción de las tecnologías e ingenierías y alternativas de proceso.Analizando en cada caso su influencia en la calidad del producto,balances de materiales y energía y estudio de formación de posiblessubproductos.En el apartado siguiente de este mismo capítulo se describe la represen-tación gráfica del Sistema de Proceso.

2. Evaluación aproximada de los costes en función de las tecnologías eingenierías. Analizando costes tanto de materia prima como costesde mano de obra y energía, en función de las tecnologías e ingenie-rías aplicadas en el Sistema de Proceso y su incidencia en el preciofinal.

3. Instalaciones y sistemas auxiliares necesarios. Se describirán, de formaaproximada, los sistemas auxiliares e instalaciones de la Planta de Pro-ceso, necesarios para llevar a buen término todo el proceso.

4.1. PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS

Las diferentes alternativas estudiadas para el proceso o la fase del procesoque se está estudiando deben quedar planteadas en el estudio previo de tecno-logía o ingeniería.

4.2. EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS

Las alternativas de un proyecto equivalen a las distintas soluciones quepueden darse a los diferentes problemas, originados y planteados por la ejecu-ción y desarrollo del mismo. En esta fase, los criterios técnicos son esenciales.Sin embargo se precisan criterios económicos, sociales, o medio ambientalespara elegir la alternativa más adecuada.


Tabla 4. Residuos

• Composición.• Tipo de producción asociada.• Cantidades estimadas (% materias primas).• Forma (líquida, sólida, ...)• Cantidad de polución DQO, DBO5,..• Condiciones específicas de eliminación.


Las alternativas planteadas se evalúan en función de tres criterios:• En función del resultado técnico.• En función del resultado económico.• Desde un punto de vista higiénico.

Evaluación del resultado técnico de cada alternativa

Hay que definir qué variables se van a tener en cuenta a la hora de evaluarla alternativa. Por ejemplo, si se está estudiando las diferentes alternativas parala operación de pelado de patatas, un criterio sería la cantidad de restos de pielque quedan presentes en la patata.

Evaluación del resultado económico de cada alternativa

Puede hacerse por métodos estáticos, donde se trabaja con ingresos y cos-tos, es decir calculando los beneficios antes de impuestos (BAI) que se obtie-nen. Este estudio económico estático se debe realizar cuando las ventas de laindustria están estabilizadas y también en plena producción, con lo cual sededucirá lo que se ganará al año.

También puede hacerse por métodos dinámicos de análisis (VAN, TIR,plazo de recuperación), se trabaja con cobros y pagos, analizando toda la vidade la industria.

Evaluación de cada alternativa desde el punto de vista higiénico

Se tendrán en cuenta aspectos tales como:• Materiales de construcción de los equipos.• Acabados de las superficies.• Facilidad de drenado y limpieza de equipos.• Posibilidad de adaptación de los sistemas CIP.

4.3. SELECCIÓN DEL DISEÑO

Una vez planteadas todas las alternativas y analizadas las diferentes venta-jas e inconvenientes de cada una de ellas, se selecciona la que mejor se ajusteal proyecto.

4.4. DEFINICIÓN A NIVEL DE INGENIERÍA DE DETALLE

Una vez seleccionado el producto en cuestión, las materias primas aemplear, el proceso que se va a llevar a cabo, qué maquinaria utilizar, etc., escuando se pasa a la redacción del proyecto propiamente dicho y al cálculo detodos los sistemas auxiliares, edificaciones...



Se deben recoger en fichas del tipo de la indicada en la tabla 5 las caracte-rísticas técnicas de los equipos seleccionados, cuando se trate de equipos quedeben diseñarse exclusivamente para la instalación objeto del proyecto, comopor ejemplo una mesa de selección, una pila de lavado, etc., la ficha se deno-minará «Ficha de características de diseño y funcionamiento» pero el conte-nido será el mismo que el indicado en la tabla 5.


Tabla 5

Ficha de características técnicas de los equipos

EQUIPO (Ref.): SIMBOLOGÍA:

FUNCIÓN: Nº UNIDADES:

ESPECIFICACIONES OPERATIVAS:

COMPONENTES:

DIMENSIONAMIENTO

Geometría Ancho Largo Alto Peso

Eléctrica Potencia requerida Tensión (V) Frecuencia (Hz)(CV)

Consumo Agua Vapor Aire Comprimido

5. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL SISTEMA DE PROCESO

Como se ha indicado anteriormente, el Sistema de Proceso es un conjuntode operaciones unitarias conducentes a la transformación de materias primasen productos aptos para el consumo.


Está constituido por dos subconjuntos: la Tecnología y la Ingeniería deProceso. La representación gráfica de estos subconjuntos se hace por medio dediagramas de flujo.

5.1. DIAGRAMAS DE FLUJO

Son muchos los tipos de diagramas de flujo de uso común. El objetivo decualquier diagrama de flujo es presentar de forma gráfica y secuencial los prin-cipales aspectos de un proceso, de su tecnología, de su ingeniería, o de ambos.

La representación gráfica es útil para:• Ayudar al diseño y a la disposición secuencial (layout) de los equipos del

sistema de proceso y de los sistemas auxiliares, mostrando con claridadla interrelación entre los distintos equipos.

• Proporcionar un esquema claro del proceso y de la planta para poderenfocar después el trabajo a los detalles de diseño de cada parte por sepa-rado.

• Ayudar a preparar una relación de los equipos necesarios y de los siste-mas auxiliares, que sirve para hacer una estimación preliminar del costode la planta de proceso.

• Proporcionar una base para estimar el tamaño del equipo necesario, per-mitiendo una primera evaluación de espacios.

• Permite hacer una estimación del personal necesario, así como instruirloen el sistema de proceso y sistemas auxiliares en la fase de puesta enmarcha de la instalación.

Los diagramas de flujo son útiles tanto para el estudio de problemas enplantas existentes como para el diseño de plantas de proceso nuevas. Es tam-bién adecuado elaborar un diagrama de flujo antes de empezar a trabajar en eldesarrollo de un balance de materiales o de energía del sistema de proceso.

Normalmente se utilizan:• El diagrama básico de flujo.• El diagrama de flujo de los pasos del proceso (Tecnología).• El diagrama de flujo de los equipos (Ingeniería).El diagrama básico de flujo presenta los pasos y condiciones esenciales

del proceso. De alguna forma quiere expresar la organización básica del pro-ceso, sin detallar cada uno de sus pasos, ni sus condiciones particulares. En lasfiguras 2 y 3 se presentan ejemplos de este tipo de diagrama. Se utiliza para laplanificación del proceso.


Recepción demateria prima

Extraccióndel mosto

Fermentacióna temperatura

controlada

Estabilizacióndel vino Embotellado

Figura 2.–Diagrama de flujo básico de la vinificación en blanco.


El diagrama de flujo de la tecnología de proceso es la secuencia cronoló-gica de las operaciones básicas, se pueden incluir parámetros de control deesas operaciones básicas. Permite elaborar alternativas tecnológicas. En lasfiguras 4 y 5 se presentan algunos ejemplos.


Recepción,almacenamiento

y limpieza de la

materia prima

Pelado ycubeteado

Tratamientotérmico

Envasadoaséptico

Almacenamiento

Expedición

Figura 3.–Diagrama básico de flujo del proceso de elaboración de tomate cubeteado.



TOMATEFRESCO

10.000 kg/h

Recepción de la materia prima

Lavado y dehojado

Selección

Escaldado

Pelado y cubeteado

Vibrado

Mezcla

Desaireación

Precalentamiento

Enfriamiento

Esterilización

Envasado aséptico

Paletizado

Tomatecubeteado7.000 kg/h5,9º Brix

Trituración

Calentamiento

Tamizado

Mezcla

Concentración

SALSA12º Brix

(líquido gobierno)

Pieles y Zumo

Figura 4.–Diagrama de flujo de la tecnología del proceso de elaboración de tomate cubeteado.


El diagrama de flujo de los pasos del proceso presenta la tecnología con-creta de una alternativa de proceso, especificando cada uno de los pasos delproceso y las condiciones en las que se ha de desarrollar cada uno de ellos,como temperatura, tiempo, concentraciones, calidad de las materias primasque han de intervenir, etc. En la figura 6 se presenta un ejemplo.

En el diagrama de flujo de la ingeniería de proceso se define con quémaquinaria se van a realizar las etapas del proceso. También permite plantear


MELOCOTÓNCIRUELA

ALBARICOQUE

Recepción

Descarga

Limpieza y deshojado

Inspección

Tratamiento térmicoAblandamiento

Mezclado

Deshuesado-Triturado

Inspección

Precalentamiento

Desaireado

Tratamiento térmico

Envasado aséptico

PULPA DEFRUTA

Limpieza de huesos

Ác. cítricoÁc. ascórbico

Figura 5.–Diagrama de flujo de la tecnología del proceso de elaboración de pulpasde fruta.


alternativas y facilita la estimación del equipamiento necesario. En la figura 7se incluye un ejemplo.

El diagrama de flujo del equipo muestra un bloque para cada uno de losequipos que intervendrán en el sistema de proceso. Representa la ingeniería deproceso para una determinada alternativa de sistema de proceso. Este dia-grama de flujo puede tener dibujados esquemáticamente los equipos (como unesquema sinóptico), a escala, dispuestos de forma vertical u horizontal. De estaforma, se muestran de manera más explícita las interrelaciones necesarias enlos equipos del sistema de proceso, lo cual es interesante para la preparación de


RECEPCIÓN de la M.P.

- En bins de plástico de 300 kg- Pesado y toma de muestras para control de calidad.

TOMATEFRESCO

10.000 kg/h5º Brix

DESCARGA de la M.P.

- En volteadores de cajones- Sobre pila de lavado

LAVADO y DESHOJADO

En dos fases:1. Lavado enérgico medianteborboteo de agua en la pila2. Duchas a presión en el elevador de cangilones

SELECCIÓN

- Visual- Sobre banda de goma alimentaria

ESCALDADO

- Con agua caliente (98-100º C)

PELADO y CUBETEADO

- En peladora cubeteadora

VIBRADO

- En tamices horizontales

MEZCLADO

- En depósito cuna

TRITURADO

- En trituradora acero inox. con 15 cuchillas

CALENTAMIENTO«HOT BREAK»

- En cambiador de pared rascada- Hasta 85-90º C

TAMIZADO

- En pasadora orificio de paso 1 mm

MEZCLADO

- En depósito cuna- Con los ingredientes (sal 1,2 %)

CONCENTRACIÓN

- En bola de concentración- Hasta 12º Brix

SALSA12º Brix

(líquido degobierno)

Pieles y Zumo(procedentes de la peladora-cubeteadora

y del vibrador)

DESAIREADO

- Eliminación del aire ocluido

PRECALENTAMIENTO

- Hasta 80º C, con agua caliente

ESTERILIZACIÓN

- En cambiador tubular- Fluido térmico vapor a 120º C

ENFRIAMIENTO

- Hasta 35º C- Con agua de pozo a 16º C

ENVASADO ASÉPTICO

- En cabezales de llenado de 2”- Esterilidad mediante barrera de vapor

PALETIZADO

- En paletizador automático

TOMATECUBETEADO

7.000 kg/h5,9º Brix

Figura 6.–Diagrama de flujo de los pasos del proceso de elaboración de tomate cubeteado.


los planos de construcción y de los diagramas eléctricos y de tuberías o siste-mas de transporte de sólidos. En la figura 8 se muestra un ejemplo.


TOMATEFRESCO

Báscula

Volteado cajones

LavadoraFiltro

Mesa de selección

Escaldador

Peladora cubeteadora

Separador vibratorio

Cinta de distribución

Paletizador

Cerradora de cajas

Llenadora

Esterilizador

Bomba

Desaireador

Depósito dealimentación

Depósitos mezcla

Cajas

Formadora cajas

TOMATECUBETEADO

Trituradora

Bomba

Pasteurizador

Pasadora

Cubas de mezclado

Bomba

Concentrador

Depósitoalmacenamiento

Bomba

Bombadosificadora

Depósitodosificado

Ingredientes

Figura 7.–Diagrama de flujo de la ingeniería del proceso de elaboración de tomate cubeteado.

Trituradora Bomba Pasteurizador Pasadora BombaCubas

mezcladoBolas de

concentraciónDepósito

almacenamiento

Bombadosificadora

Depósitomezclador

Ingredientes

TOMATEFRESCO

10.000 kg/h5º Brix

Recepción Volteador de cajones

Pila de lavadoy deshojado

Mesa deselección

Escaldador Peladoracubeteadora

Separadorvibratorio

Cinta dedistribución

Filtrotambor

Agua

ZumoPieles

Depósitosde mezcla

Depósito dealimentaciónDesaireador

Bomba alóbulosEsterilizador

Llenadoraaséptica

Cerradorade cajas

Paletizador

Formadora de cajas

CajasTOMATECUBETEADO

7.000 kg/h5,9º Brix

Figura 8.–Diagrama de flujo de los equipos del proceso de elaboración de tomate cubeteado.


El estudio de alternativas consiste en buscar puntualmente para cada ope-ración del diagrama, las tecnologías que pueden asegurar las transformacionesdeseadas de la materia prima. En el caso de la ingeniería las prestaciones técni-cas requeridas y aspectos tales como mantenimiento (accesibilidad, frecuen-cia...), limpieza (en seco o en húmedo), grado de automatización, ergonomía.En esta fase es interesante contactar con suministradores para obtener informa-ción sobre características de los equipos, balance de los fluidos necesario parasu funcionamiento, precio,...

En la figura 9 aparece otra posibilidad de representación de los equipos enel diagrama de flujo, que incluye también posibles alternativas.


Figura 9.–Alternativas en el diagrama de flujo de los equipos del proceso de elaboraciónde yogur (Alfa-Laval).

6. BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA

El balance de materiales de un proceso trata de expresar cuantitativamentetodos los materiales que entran o salen de ese proceso. Normalmente, convienepreparar el balance de materiales en forma diagramática para evitar omisiones.

El balance de materiales es necesario:• A nivel de ingeniería de detalle de una planta para poder diseñar hasta

las operaciones más simples, tanto para calcular el tamaño del equipocomo para considerar las interrelaciones entre los distintos equipos.

• En una planta de proceso que ya esté operando, el balance de materialeses una herramienta muy útil y efectiva para mejorar la eficiencia de unproceso, ya que permite la identificación de la naturaleza, la magnitud yla localización de cada fuente de pérdida de rendimiento o eficiencia.


La representación diagramática del balance de materiales se puede realizarde distintas formas, aunque hay un cierto interés en normalizar estos diagra-mas. Los caudales de materiales que entran y salen del sistema de proceso seexpresan en unidades másicas por unidad de tiempo, no en unidades de volu-men por unidad de tiempo.

Estos balances, cuando se determinan sobre un proceso en funcionamiento,expresan los valores medios de los caudales cuantificados durante suficientecantidad de tiempo como para poder recoger las posibles fluctuaciones. Nor-malmente, suelen hacerse las mediciones durante varios días y durante toda lajornada de funcionamiento del sistema de proceso.

Una vez elaborado el balance de materiales, el de energía se puede calcularutilizando los caudales másicos correspondientes. Es interesante que seexprese en forma diagramática, al igual que el balance de materia y utilizandounidades de calor (J o kJ) por unidad de tiempo. Estos balances en forma dia-gramática pueden adoptar distintas formas, aunque también en este caso hayun intento de normalización de los mismos.

En la figura 10 se presenta un ejemplo de balance de materia y de energíade un proceso, que se pueden presentar juntos en un mismo diagrama o porseparado.

Un procedimiento para efectuar una contabilización del consumo eléc-trico de los procesos en la industria agroalimentaria, considera los siguien-tes pasos:

1. Establecimiento de un objetivo. El análisis del consumo de energía serealizará según se desee averiguar cuál es el consumo de energía encada uno de los pasos de un proceso, o se pretenda ahorrar energía enun determinado equipo. Dependiendo del objetivo se considerarántodos o sólo algunos de los pasos siguientes.

2. Delimitación del sistema a estudiar. Tras la selección del objetivo, sedebe definir y delimitar claramente el sistema a estudiar.

3. Realización del diagrama de flujo del proceso. De esta forma quedanlocalizados los equipos del proceso que consumen energía. Los símbo-los generalmente utilizados en este diagrama de flujo de proceso, parael análisis del consumo de energía, podrían ser los que aparecen en lafigura 10.

4. Identificación de las entradas de masa y energía al sistema de proceso.Se ha de diferenciar entre las distintas formas de energía que entran alsistema. En cuanto a las entradas de materiales (masa), se ha de contabi-lizar tanto las materias primas principales (por ej., fruta) como las auxi-liares (agua, sal, etc.) y control de salidas de residuos o subproductosevacuados del sistema de proceso.

5. Cuantificación de esas entradas al sistema de masa y energía. Lasmedidas de los consumos se deben hacer durante el tiempo suficientepara poder observar las variaciones de flujo de masa y energía.




HARINA45 kg

SiloMoto-reductor

Electro-ventilador

Bombavacío

Báscula SAL500 g

4 1/8 5,5 AIRE

Compresor

AIRE

1,5

Cernedor1

Cámarafrigorífica

LEVADURA1 kg

M. MADRE8,5 kg

BásculaDESPERDICIOS Báscula

dosificador

AMASADORA

Enfriador

Cuentalitros

4

AGUA16 litros

3

80 kg de masa

ELEVADOR-VOLCADOR

DIVISORA

2

2,7

FORMADORA2

CÁMARAFERMENTACIÓN

8

AGUA0,05 litros

HORNO

5,3

5,84 litros

ENVASADORA

1

160BARRASde 400 g

AGUA3,5 litros

Propilenoperforado

Figura 10.–Balance de materia y energía del proceso de elaboración de pan romano.


6. Identificación de las salidas de masa y energía del sistema. Esta fase esmuy importante cuando se pretende conseguir un ahorro de energía ouna mejora en la eficiencia de conversión de la misma. También se pue-den averiguar los rendimientos en la transformación de las materias pri-mas, mediante el control de residuos o subproductos evacuados del sis-tema de proceso.

7. Cuantificación de las salidas de masa y energía del sistema. Se debenmedir las cantidades de masa y energía evacuadas para poder llevar acabo el objetivo establecido previamente.



!


PARTE III

DISTRIBUCIÓNEN PLANTA


CAPÍTULO IV

Distribución en planta

1. EVOLUCIÓN HISTÓRICA

La ordenación de las áreas de trabajo es casi tan vieja como el hombre. Lasprimeras distribuciones en planta eran producto del hombre que llevaba a caboel trabajo, o del arquitecto que proyectaba el edificio, ya Miguel Ángel definió:La Arquitectura no es otra cosa que orden, disposición, bella apariencia y pro-porción de las partes, conveniencia y distribución.

Hay muchos ejemplos en los archivos que ilustran el arreglo de lugares detrabajo, y que contienen planos de edificación. Todos muestran un área de tra-bajo para una misión o servicio específicos, pero sin que parezcan reflejar laaplicación de ningún principio.

Esto no significa, necesariamente, que el primitivo trabajo de producción nofuese eficiente; en multitud de casos era tan efectivo como lo permitían la capa-cidad de las personas, materiales, y maquinaria de la época. De hecho, ciertosmétodos de la construcción naval, usados y registrados por los venecianos, no sevolvieron a usar en dicho tipo de industria hasta casi la época de la SegundaGuerra Mundial. Pero estas primitivas distribuciones eran principalmente la cre-ación de una persona en una industria particular; había poquísimos objetivosespecíficos o procedimientos reconocidos, de diseño o distribución en planta.

Con el advenimiento de la revolución industrial, hace más de 150 años, setransformó en objetivo económico, para los propietarios, el estudiar la ordena-ción de sus fábricas.

2. DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

La producción es el resultado de la interacción de hombres, materiales ymaquinaria, que deben constituir un sistema ordenado que permita la maximi-


zación de beneficios, pero, como ya se ha indicado, dicha interacción debetener un soporte físico donde poder realizarse, ya sea una finca, una serie deedificios para una explotación ganadera, un edificio industrial, etc.

En consecuencia la misión del diseñador es encontrar la mejor ordenaciónde las áreas de trabajo y del equipo (hombres, materiales y maquinaria) en arasa conseguir la máxima economía en el trabajo al mismo tiempo que la mayorseguridad y satisfacción para los empleados.

La definición anterior puede servir lo mismo para una plantación frutal,para una explotación ganadera y para una industria agraria, pero evidente-mente en este libro se abordará el caso de la industria agroalimentaria.

La distribución en planta es el fundamento de la industria, determina laeficiencia y, en algunos casos, la supervivencia de una empresa. Así, un equipocostoso, un máximo de ventas y un producto bien diseñado, pueden ser sacrifi-cados por una deficiente distribución en planta.

El problema del diseño o distribución en planta de una industria de pro-cesado de alimentos, es muy complejo, puesto que implica la distribución odisposición del equipo (instalaciones, máquinas, etc.) y áreas de trabajo, respe-tando los principios de la seguridad alimentaria. Aún el mero hecho de colocarel equipo en el interior de un edificio ya representa un problema de ordenación,en el sentido de conseguir una buena distribución.

La distribución en planta implica la ordenación física de los elementosindustriales. Esta ordenación, ya practicada o en proyecto, incluye tanto losespacios necesarios para el movimiento del material, almacenamiento, tra-bajadores, como todas las otras actividades o servicios, incluido manteni-miento.

La distribución en planta consiste, pues, en el ordenamiento óptimo de lasactividades industriales, incluyendo personal, equipo, almacenes, sistemas demanutención de materiales, y todos los otros servicios anexos que sean necesa-rios para diseñar de la mejor manera posible la estructura que contengan estasactividades. Este ordenamiento óptimo se centrará en la distribución de lasáreas de trabajo y del equipo, que sea más económica, para llevar a cabo elproceso productivo, al mismo tiempo, que la más segura y satisfactoria para elpersonal y para el entorno de la planta industrial. Se hace necesario ordenarmaterias primas, productos, personal, maquinaria y servicios auxiliares (man-tenimiento, transporte, etc.) de modo que sea posible fabricar productos con uncoste suficientemente reducido para poder venderlo con un buen margen debeneficio en un mercado de competencia.

De todo esto se pueden extraer una serie de ideas:• La distribución en planta se constituye como un proceso de ordenación.• Para llevar a cabo dicho proceso es necesario realizar una planificación

previa del mismo.• En la distribución en planta se ven afectados todos los medios que parti-

cipan en el proceso productivo.



• Los medios de producción que intervienen directamente en el procesoproductivo son tres: los operarios, el material y la maquinaria y se lesconoce como Medios Productivos Directos.

• Los Medios Auxiliares de Producción (Servicios Auxiliares para laProducción y Servicios para el personal) son aquellos que no intervie-nen directamente en el proceso productivo, pero sin los cuales éste no sepuede llevar a cabo.

• El objetivo es encontrar la ordenación óptima, y el óptimo se entiendecomo la mejor solución de compromiso entre todos los medios que seven involucrados, de forma que sea lo más económica posible.

Los objetivos por tanto perseguidos por la distribución en planta son lossiguientes:

• Simplificar al máximo el proceso productivo.• Minimizar los costes de manejo de materiales.• Disminuir al máximo el trabajo en curso.• Utilizar el espacio de la forma más efectiva que sea posible.• Promover la seguridad en el trabajo, aumentando la satisfacción del ope-

rario.• Evitar inversiones de capital innecesarias.• Estimular a los operarios, para aumentar su rendimiento.Más específicamente, una buena distribución en planta se traduce en una

reducción del coste de fabricación, como resultado de las siguientes ventajas:• Reducción del riesgo para la salud y aumento de la seguridad del perso-

nal.• Adecuación del grado de satisfacción del personal que trabaja en la

planta.• Incremento de la producción. Generalmente, una distribución, cuanto

mas perfecta sea mayor producción rendirá; esto significa: mayor pro-ducción, a un coste igual o menor; menos necesidad de mano de obra-hora, y reducción de horas de maquinaria.

• Disminución de los retrasos en la producción. El conseguir un equilibrioentre los tiempos de operación y las entradas de materias primas en cadaactividad productiva, es parte de la distribución en planta. Cuando unaindustria puede ordenar las operaciones que requieren el mismo tiempo,o múltiplos de él, puede casi eliminar las ocasiones en que el material enproceso necesita detenerse.

• Ahorro del área ocupada (Áreas de Producción, Almacenamiento y deServicio). Los pasillos inútiles, el material en espera, las distancias exce-sivas entre máquinas, la inadecuada disposición de las tomas decorriente, etc., consumen gran cantidad de espacio adicional. Una buenadistribución pone de manifiesto estos derroches y trata de corregirlos.

• Reducción del manejo de materiales.

Distribución en planta 69


• Una mayor utilización de la maquinaria, de la mano de obra y/o de losservicios.

• Reducción del material en proceso. Aunque éste es, en parte, un pro-blema de Control de Producción, también aquí una buena distribuciónpuede ser de gran ayuda. Siempre que sea posible mantener el materialen continuo movimiento de una operación directamente a otra, será tras-ladado con mayor rapidez a través de la planta y se reducirá la cantidadde material en proceso. Esto se consigue principalmente por reducciónde los tiempos de permanencia del material en espera. Situando los loca-les de modo que todos ellos tengan la apropiada relación de proximidady comunicación entre sí.

• Acortamiento del tiempo de fabricación. Acortando las distancias yreduciendo las esperas y almacenamientos innecesarios se acortaráel tiempo que necesita el material para desplazarse a través de laplanta.

• Reducción del trabajo administrativo y del trabajo indirecto en general.Cuando es posible distribuir una planta de forma que el material se man-tenga en movimiento de un modo más o menos automático, el trabajo deprogramación y de salida de la producción puede reducirse en granmanera.

• Logro de una supervisión más fácil y mejor. La distribución puede influiren gran manera en la facilidad y calidad del control o supervisión engeneral.

• Mayor facilidad de ajuste a los cambios de condiciones. Prever futurasampliaciones.

• Otras ventajas diversas. Una buena distribución puede proporcionarotras muchas ventajas: un mejor y más fácil control del coste, mayorfacilidad de mantenimiento del equipo, mejor aspecto de las áreas deproceso (planta de embotellado con paneles transparentes) o mejorescondiciones sanitarias (quesería), etc.

Todas estas mejoras se han conseguido por ingenieros de distribución enplanta y son objetivos en el trabajo de diseñar o distribuir una planta de proce-sado de alimentos.

En resumen, los objetivos básicos de una distribución en planta son:


1. Integración conjunta de todos los factores que afecten a la Distribución.2. Movimiento del material según distancias mínimas.3. Circulación del trabajo a través de la planta.4. Utilización efectiva de todo el espacio.5. Satisfacción y seguridad de los trabajadores.6. Flexibilidad de ordenación para facilitar cualquier reajuste.


3. PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

Los objetivos citados se pueden expresar en forma de principios, de formaque representen una verdadera base axiomática para obtener una metodologíaque permita realizar de forma ordenada y sistemática la distribución en planta.

Así pues, los seis principios básicos de la distribución en planta son lossiguientes:

3.1. PRINCIPIO DE LA INTEGRACIÓN DE CONJUNTO

La mejor distribución es la que integra a los hombres, los materiales, lamaquinaria, las actividades auxiliares, así como cualquier otro factor, demodo que resulte el compromiso mejor entre todas estas partes.

Una distribución en planta es la integración de toda la maquinaria e instala-ciones en una gran unidad operativa, es decir, que en cierto sentido convierte laplanta en una máquina única.

No es suficiente conseguir una distribución que sea adecuada para losoperarios directos. Debe ser también conveniente para el personal indi-recto. Los obreros de mantenimiento deben engrasar la maquinaria; el per-sonal de control de producción tiene que mantener en marcha las diversasoperaciones; los inspectores han de comprobar la calidad del trabajo enproceso. Además, debe existir la protección contra el fuego, humos y vapo-res, unas condiciones de ventilación apropiadas, así como otras muchascaracterísticas de servicio que faciliten las operaciones. Todos estos facto-res deben estar integrados en una unidad de conjunto, de forma que cadauno de ellos esté relacionado con los otros y con el total, para cada con-junto de condiciones.

3.2. PRINCIPIO DE LA MÍNIMA DISTANCIA RECORRIDA

En igualdad de condiciones, es siempre mejor la Distribución que permiteque la distancia a recorrer por el material entre operaciones sea la más corta.

Todo proceso industrial implica movimiento de material; por más que sedesee eliminarlo no se puede conseguir. Siempre que se divide un proceso envarias operaciones, se puede disponer un especialista o una máquina específicapara cada una de ellas. Esta especialización del trabajo y de la maquinaria es labase de una producción eficiente, a pesar de que supone movimientos de mate-rial de una operación a otra. Se está, por tanto, dispuesto a realizar esos trasla-dos, aunque no añadan valor al producto por sí mismos.

Al trasladar el material se debe procurar ahorrar, reduciendo las distanciasque éste deba recorrer. Esto significa que se tratará de colocar las operacionessucesivas inmediatamente adyacentes unas a otras. De este modo se eliminará



el transporte entre ellas, puesto que cada una descargará el material en el puntoen que la siguiente lo recoge.

3.3. PRINCIPIO DE LA CIRCULACIÓN O FLUJO DE MATERIALES

En igualdad de condiciones, es mejor aquella Distribución que ordene lasáreas de trabajo de modo que cada operación o proceso esté en el mismoorden o secuencia en que se transforman, tratan o montan los materiales.

Este es un complemento del principio de la mínima distancia recorrida.Significa que el material se moverá progresivamente de cada operación o pro-ceso al siguiente, hacia su terminación. No deben existir retrocesos o movi-mientos transversales; habrá un mínimo de congestión con otros materiales. Elmaterial se «deslizará» a través de la planta sin interrupción.

Este principio no implica que el material tenga que desplazarse siempre enlínea recta, ni limita tampoco el movimiento en una sola dirección. Muchasbuenas distribuciones precisan los recorridos en zigzag o en círculo y, cuandopor ejemplo se trabaja en uno de los pisos de un edificio que sólo posea un ele-vador, la mejor circulación será siempre la que tenga forma de U. El conceptode circulación se centra en la idea de un constante progreso hacia la termina-ción, con un mínimo de interrupciones, interferencias o congestiones, más bienque una idea de dirección.

3.4. PRINCIPIO DEL ESPACIO CÚBICO

La economía se obtiene utilizando de un modo efectivo todo el espacio dis-ponible, tanto en vertical como en horizontal.

Básicamente, una distribución es la ordenación del espacio, es decir: laordenación de los diversos espacios ocupados por los hombres, material,maquinaria, y los servicios auxiliares. Todos tienen tres dimensiones; ningunoocupa meramente el suelo, por esta razón una buena distribución debe utilizarla tercera dimensión de la fábrica tanto como el área del suelo.

Por otra parte, el movimiento de los hombres, material o maquinaria puedeefectuarse en cualquiera de las tres direcciones; esto significa que se debeaprovechar el espacio libre existente por encima de las cabezas de las personaso bajo el nivel del suelo.

3.5. PRINCIPIO DE LA SATISFACCIÓN Y DE LA SEGURIDAD

A igualdad de condiciones, será siempre más efectiva la Distribución quehaga el trabajo más satisfactorio y seguro para los trabajadores.

La satisfacción del obrero es un factor importante, es fundamental, pro-porcionará costes de operación más reducidos y una mejor moral de losempleados.



3.6. PRINCIPIO DE LA FLEXIBILIDAD

A igualdad de condiciones, siempre será más efectiva la distribución quepueda ser ajustada o reordenada con menos costo o inconvenientes.

Este objetivo es cada vez más importante. A medida que los descubrimien-tos tecnológicos evolucionan, se exige a la industria que les siga en el ritmo desu avance. Ello implica cambios frecuentes, ya sea en el diseño del producto,proceso, equipo, producción o fechas de entrega. No debe permitirse la pérdidade pedidos de los clientes a causa de que la planta industrial no puede readap-tar sus medios de producción con suficiente rapidez. Por este motivo, se puedeesperar notables beneficios de una distribución que permita obtener una plantafácilmente adaptable o ajustable con rapidez y economía.

4. FACTORES QUE AFECTAN A LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

La distribución en planta, ni es extremadamente simple ni es tampocoextraordinariamente compleja; lo que requiere es:

a) Un conocimiento ordenado de los diversos elementos o particularida-des implicadas en una distribución y de las diversas consideracionesque pueden afectar a la ordenación de aquellos.

b) Un conocimiento de los procedimientos y técnicas de cómo debe serrealizada una distribución para integrar cada uno de estos elementos.

A continuación se exponen los factores que tienen influencia sobre la dis-tribución. Examinando cada uno de ellos, se asegura que se ha pensado entodos los puntos de la posible distribución que se está planeando. De estaforma, no se pasará por alto ninguna característica que deba ser incluida en unadistribución en particular, ni se olvidará ninguna consideración que puedainfluir en la misma. Al mismo tiempo, puede ayudar a decidir si se pone másénfasis en un punto u otro, y dará a conocer qué efecto causará cada considera-ción sobre la distribución en planta.

Los factores que tienen influencia sobre cualquier distribución, se dividenen ocho grupos, cada uno de estos ocho factores se divide en un cierto númerode elementos (o particularidades) y consideraciones. El ingeniero de distribu-ción en planta debe examinarlos todos sin subestimar ni olvidar ninguno. Notodos afectarán a la distribución particular que se esté realizando, pero repa-sando la lista completa de los mismos, se estará seguro de haber tenido encuenta todos los condicionantes sin menospreciar ninguna posibilidad quepueda influir sobre la distribución.

Factor 1: MATERIALEs el factor más importante en una distribución. Incluye los siguientes ele-

mentos o particularidades:



• Materias primas.• Ingredientes.• Material en proceso.• Productos acabados.• Material saliente o embalado.• Productos en reproceso.• Desperdicios (se tiran siempre, por ejemplo hojas exteriores de alcacho-

fas, huesos de melocotón, etc.).• Desechos (que no reúnen las características de calidad, por ejemplo des-

tríos).• Materiales de envasado.• Materiales de embalaje.• Materiales para mantenimiento, taller de utillaje u otros servicios.Las consideraciones que afectan al factor material, son: • El proceso y especificaciones del producto.• Las características físicas o químicas del mismo.• La cantidad y variedad de productos.• Secuencia de operaciones.En cuanto al proceso y especificaciones del producto, como es lógico, se

deben tener en cuenta en la distribución en planta todos los equipos necesariospara que el producto cumpla las especificaciones requeridas. Por otra parte,cada materia prima, producto, ingrediente, etc., tiene ciertas característicasque pueden afectar a la distribución en planta. Hay que tener en cuenta porejemplo condiciones de temperatura, humedad relativa, si se trata de materialinflamable, etc.

Asimismo, una industria que elabore un sólo producto debe tener una dis-tribución completamente diferente de la que fabrique una gran variedad deproductos. No es suficiente conocer cifras correspondientes a las cantidadesglobales, si hay que enfrentarse con variaciones en el volumen de producción.Una distribución distará mucho de ser buena, si está proyectada solamente parala producción de una misma cantidad mensual y no está preparada, por ejem-plo, para adaptarse a una gran demanda temporal (Navidad, fiestas, etc.).

Esto no significa que deban instalarse distribuciones con notable desperdi-cio de espacio o con capacidad exagerada; pero quiere decir, que si las deman-das de temporada son de importancia en una determinada industria, el inge-niero de distribución debe tenerlas en cuenta y realizar dicha distribución demodo que pueda enfrentarse con un programa fluctuante.

Por último, la secuencia u orden en que se efectúan las operaciones es labase de toda distribución. El mejor modo de reunir esta información será denuevo un diagrama de flujo del proceso.

Factor 2: MAQUINARIADespués del producto o material sigue, en orden de importancia, la maqui-

naria y el equipo de proceso. La información sobre la maquinaria (incluyendo



las herramientas y equipo) es fundamental para una ordenación apropiada de lamisma.

Los elementos o particularidades del factor maquinaria incluyen:• Equipo de proceso o de tratamiento.• Controles o cuadros de control.La lista de consideraciones sobre el factor maquinaria comprende:• Proceso o método.• Maquinaria y equipos.• Utilización de la maquinaria.• Requerimientos de la maquinaria y del proceso.Los métodos de producción son el núcleo de la distribución física, ya que

determinan el equipo y la maquinaria a usar, cuya disposición es la que debeordenarse.

Con respecto a las consideraciones de la maquinaria y equipos, los princi-pales aspectos a tener en cuenta son el tipo de maquinaria requerida y elnúmero de máquinas de cada clase, ya que siempre existe una interrelaciónentre la maquinaria y la distribución en planta. Desde el punto de vista de ladistribución es necesario conocer la forma de los equipos, dimensiones, nosolo longitud y anchura sino también en muchos casos la altura, tolvas de ali-mentación, por ejemplo.

Los puntos a tener en cuenta en la selección del proceso, maquinaria yequipo, son los siguientes:

• Volumen o capacidad.• Calidad de la producción.• Coste inicial (instalado).• Coste de mantenimiento o de servicio.• Coste de operación.• Espacio requerido.• Garantía.• Disponibilidad.

Factor 3: EL HOMBREComo factor de producción, el hombre es mucho más flexible que cual-

quier material o maquinaria. Se le puede trasladar, se puede dividir o repartirsu trabajo y, generalmente, encajarle en cualquier distribución que sea apro-piada para las operaciones deseadas. Por esta razón, muchas veces la distribu-ción en planta «empuja a los operarios de un lado para otro».

El trabajador debe ser tenido en consideración a la hora de la distribuciónen planta.

Los elementos y particularidades del factor hombre (los hombres queintervienen en el trabajo) abarcan:

• Mano de obra directa.• Jefes de equipo, de sección, encargados, etc.



• Personal indirecto o de actividades auxiliares: Personal de manteni-miento, personal de oficina en general, etc.

Las consideraciones sobre el factor hombre son: • Condiciones de trabajo y seguridad.• Necesidades de mano de obra.En cualquier distribución debe considerarse la seguridad de los trabajado-

res y empleados. Las condiciones específicas de seguridad que se deben teneren cuenta son:

• Que el suelo esté libre de obstrucciones y que no resbale.• No situar operarios demasiado cerca de partes móviles de la maquinaria

que no estén debidamente resguardadas.• Que ningún trabajador esté situado encima o debajo de alguna zona peli-

grosa.• Accesos adecuados y salidas de emergencia bien señalizadas.• Elementos de primeros auxilios y extintores de fuego cercanos.• Cumplimiento de todos los códigos y regulaciones de seguridad.La distribución debe ser «confortable» para los operarios. En estas condi-

ciones de bienestar influyen la luz, ventilación, calor, ruido, vibración, queestán relacionados con el factor edificio.

Factor 4: MOVIMIENTOEl movimiento de uno, al menos, de los tres elementos básicos de la pro-

ducción (material, hombres y maquinaria) es esencial. Generalmente se tratadel material (materia prima, material en proceso o productos acabados).

Este punto a veces se pasa por alto debido a que el manejo no es una finali-dad en sí mismo. El mero movimiento del material no cambia las formas ocaracterísticas de éste ni le añade otros elementos. En este sentido no es pro-ductivo. Por lo tanto, se debe buscar la solución partiendo de la base de que esnecesario determinar el modo más conveniente y económico de realizar cadaoperación productiva y después proyectar un sistema de manejo para conseguirel traslado de material, hombres o maquinaria hacia y desde cada operación.

Los elementos y particularidades físicas del factor movimiento o manejo,incluyen el siguiente equipo:

• Rampas, conductos, tuberías, raíles guía.• Transportadores (de rodillos, cangilones, de cinta, etc.).• Equipos de estibado.• Ascensores, montacargas, etc.• Vehículos industriales (carretillas elevadoras, etc.).En estrecha relación con las características que concurren en el movimiento,

está el equipo usado para sostener o contener el material durante el mismo. Aun-que estos contenedores y recipientes deben ser clasificados entre las modalidadesdel factor movimiento, se debe reconocer que también constituyen una partefísica del factor espera o almacenamiento. Entre ellos se pueden citar:



• Recipientes sencillos: cajas, bidones, bandejas, etc.• Tanques, barriles, etc.• Recipientes plegables o de fácil apilado.• Soportes: pallets.• Estanterías, cajas, cajones, etc.Las consideraciones sobre el factor movimiento se agrupan de la siguiente

manera:• Patrón o modelo de circulación.• Reducción del manejo innecesario y antieconómico.• Espacio para el movimiento.• Equipo de manejo.Es fundamental establecer un patrón o modelo de circulación a través de

los procesos que sigue el material. El establecimiento de un modo apropiadoreducirá automáticamente la cantidad de manejo innecesario y significará quelos materiales progresarán, con cada movimiento, hacia la terminación del pro-ducto. Para determinar un patrón efectivo del flujo de material, hay que plani-ficar el movimiento de entrada y salida de cada operación en la misma secuen-cia que se elabora o trata el material:

• ENTRADA DEL MATERIAL: Cualquiera que sean los medios derecepción (camión, etc.), deben tener un acceso conveniente a la planta.La entrada del material constituye uno de los puntos clave en cualquierdistribución en planta; es donde principia el flujo del material. Su situa-ción deberá ser cuidadosamente planeada.

• SALIDA DE MATERIAL: El lugar de expedición o salida del pro-ducto constituye otro punto clave. Al igual que la recepción, estásituado entre los medios de producción y el exterior. Una buena distri-bución de expedición hará llegar los medios de transporte tan cerca delas operaciones finales o del almacenamiento del producto acabado,como sea factible.

Asimismo, hay que planificar el espacio para el movimiento:• MOVIMIENTO DEL HOMBRE: Una buena distribución prevé los

movimientos de los obreros de producción, personal indirecto y supervi-sores. Los trabajadores deben poder trabajar con facilidad en las mesasde trabajo, cintas de selección, etc. Los pasillos demasiado estrechospara los obreros de mantenimiento o transportadores de material, condu-cen a la congestión de los mismos.

• EL ESPACIO RESERVADO PARA PASILLOS es espacio perdidodesde el momento que no es un área productiva de la planta. Los pasillosdeberán conectar las áreas que tengan el mayor tráfico y deberán ser dela anchura necesaria para evitar tanto el desperdicio de espacio, como elembotellamiento.

• ESPACIO A NIVEL ELEVADO: El movimiento no siempre tiene queser a nivel del suelo. El material puede ser movido por encima del nivel



de trabajo, por diversidad de dispositivos elevados. Evita congestión delos pasillos y utiliza espacios que normalmente son desperdiciados.

• ESPACIO SUBTERRÁNEO O BAJO LOS BANCOS DE TRABAJO:Los patrones de flujo que deben cruzar un pasillo o enfrentarse con cual-quier otra obstrucción, pueden cruzarlo subterráneamente. En muchasindustrias los transportadores corren por debajo de los bancos de trabajopara trasladar los alimentos escogidos y preparados, o bien las mondadu-ras u otros desperdicios, a sus puntos de recogida.

Factor 5: ESPERASiempre que los materiales son detenidos, tienen lugar las esperas o demo-

ras, y éstas cuestan dinero.La razón por la que se puede justificar la existencia de material en espera,

aunque cueste dinero, es porque permite mayores ahorros en alguna parte delproceso total de fabricación. La materia prima en espera permite aprovecharlas condiciones de mercado y ayuda a proteger la producción contra retrasos enentregas. Las existencias de productos acabados permiten atender a mayor can-tidad de pedidos, a un mejor y más regular servicio a los clientes. A esto hayque añadir que muchas industrias trabajan con productos de campaña.

El material puede esperar en un área determinada, dispuesta aparte y desti-nada a contener los materiales en espera, es el almacenamiento. Tambiénpuede esperar en la misma área de producción, aguardando ser trasladado a laoperación siguiente, a esto se llama espera o demora.

Los elementos o particularidades del factor espera son:• Área de recepción del material entrante.• Almacenaje de la materia prima u otro material comprado.• Almacenajes dentro del proceso.• Demoras entre dos operaciones.• Áreas de almacenaje de productos acabados.• Áreas de almacenaje de mercancías devueltas, material de embalaje,

recipientes vacíos, etc.• Áreas de almacenamiento de herramientas, piezas de repuesto, etc.Las consideraciones que afectan a una distribución en lo que concierne al

factor espera son:• Situación de los puntos de almacenaje o espera.• Espacio para cada punto de espera.• Método de almacenamiento.

Factor 6: SERVICIOLa palabra servicio tiene multitud de significados en la industria. Por lo

que a la distribución se refiere, los servicios de una planta son las actividades,elementos y personal que sirven y auxilian a la producción. Los servicios man-tienen y conservan en actividad a los trabajadores, materiales y maquinaria.



Estos servicios comprenden:• Servicios relativos al personal:

– Vías de acceso.– Instalaciones para uso del personal.– Protección contra incendios.– Iluminación.– Calefacción y ventilación.– Oficinas.

• Servicios relativos al material:– Control de calidad.– Control de producción.

• Servicios relativos a la maquinaria:– Mantenimiento.– Distribución de líneas de servicios auxiliares.

Factor 7: EDIFICIOTanto si se planea una distribución para una planta enteramente nueva o

para un edificio ya existente, como si se reordena una distribución ya existente,se debe conceder al edificio la importancia que en realidad tiene.

El edificio influirá en la distribución sobre todo si ya existe en el momentode proyectarla, de aquí que las consideraciones del edificio se transformenenseguida en limitaciones de la libertad de acción para la distribución. Por sumisma cualidad de permanencia, el edificio crea una cierta rigidez en la distri-bución.

También es importante el entorno de la industria, ya que el terreno y lasuperficie va a condicionar el diseño.

Factor 8: CAMBIOEl cambio es una parte básica en todo concepto de mejora y su frecuencia y

rapidez se va haciendo cada día mayor, es decir que hay que estar seguro deque las condiciones de trabajo cambiarán y que estos cambios afectarán a ladistribución en planta en mayor o menor grado.

Primero hay que identificar cuáles y cómo van a ser probablemente estoscambios; generalmente envuelven modificaciones en los elementos básicos dela producción (hombres, materiales y maquinaria) y en las actividades auxilia-res. También pueden cambiar ciertas condiciones externas de un modo queafecte a la distribución.

Las diversas consideraciones del factor cambio incluyen:• Cambio en los materiales (diseño del producto, materiales, demanda,

variedad).• Cambios en la maquinaria (procesos y métodos).• Cambios en el personal (horas de trabajo, organización).



• Cambios en las actividades auxiliares (manejo, almacenamiento, servi-cios, edificio).

• Cambios externos y limitaciones debidas a la instalación.En cada distribución a desarrollar hay que revisar la lista anterior para todo

cambio conocido o previsto; después se deben definir o sentar los límites decada cambio potencial que pueda afectar de un modo razonable a la distribu-ción en cuestión. Finalmente, se planea la distribución con la suficiente flexibi-lidad para operar dentro de la gama de posibilidades prácticas.

Uno de los cambios más serios es el de la demanda del producto, cualquiercambio en este sentido requiere un reajuste de la producción y por lo tanto, deun modo indudable, de la distribución en planta. Con ciertas distribuciones setiene más control sobre estos imponderables que con otras. En industrias quefabrican un solo producto, por ejemplo, el ajuste a un cambio de demanda seconseguirá, casi exclusivamente, por medio del incremento o disminución delas horas de trabajo. En cambio, en una industria que fabrica muchos produc-tos, con algunos equipos específicos, un bajón en la demanda significa auto-máticamente la paralización de una parte de su actividad, pero el coste de lasupervisión, de los servicios, etc., continúan siendo los mismos.

Así pues, toda distribución en planta es un compromiso entre los variosobjetivos de una buena distribución y los diversos elementos y consideracionesclasificados en los ocho factores que se acaban de exponer. Se debe estarseguro de que no se ha pasado por alto ningún elemento ni particularidadfísica. Cada distribución posee ciertos elementos o particularidades y determi-nadas consideraciones que son de mayor importancia. En una industria alimen-taria es la higiene y lo cuidadoso de los métodos.

5. NATURALEZA DE LOS PROBLEMAS DEDISTRIBUCIÓN EN PLANTA

La distribución en planta no es un problema exclusivo de la plantas denueva creación. Continuamente, en las plantas ya existentes, surgen cambiosque obligan a realizar reordenaciones o ajustes en la distribución. Existen cua-tro tipos básicos de problemas de distribución en planta.

• Proyecto de una planta completamente nueva.• Expansión o traslado a una planta ya existente.• Reordenación de una planta ya existente.• Ajustes menores en distribuciones ya existentes.Las principales causas por las que aparecen estos problemas de distribu-

ción son las siguientes:• Cambios en el diseño de los productos.• Aparición de nuevos productos.• Cambios en la demanda.



• Equipos, maquinaria o actividades obsoletas.• Acciones frecuentes.• Puestos de trabajo inadecuados para el personal: problemas de ruido,

temperaturas...• Cambios en la localización de los mercados.• Necesidad de reducir costes.

5.1. PROYECTO DE UNA PLANTA COMPLETAMENTE NUEVA

Aquí se trata de ordenar todos los medios de producción e instalacionespara que trabajen como conjunto integrado. El ingeniero de distribución puedeempezar su trabajo desde el principio. Su distribución determinará el diseño delos nuevos edificios y la localización de todas las entradas y salidas de los ser-vicios.

Este caso de distribución en planta se suele dar solamente cuando laempresa inicia un nuevo tipo de producción o la fabricación de un nuevo pro-ducto o cuando se expansiona o traslada a una nueva área. Este es, tal vez, elmenos frecuente de los cuatro tipos básicos de problemas.

5.2. EXPANSIÓN O TRASLADO A UNA PLANTA YA EXISTENTE

En este caso, el trabajo es también de importancia, pero los edificios y ser-vicios ya están allí limitando la libertad de acción del ingeniero de distribu-ción. El problema consiste en adaptar el producto, los elementos y el personalde una organización ya existente a una planta distinta que también ya existe.Este es el momento de abandonar las viejas prácticas y equipo, y lanzarse amejorar los métodos.

5.3. REORDENACIÓN DE UNA DISTRIBUCIÓN YA EXISTENTE

Es también una buena ocasión para adoptar métodos y equipos nuevos yeficientes. El ingeniero debe tratar de conseguir que su distribución sea un con-junto integrado. También en este caso se ve limitado por unas dimensiones yaexistentes del edificio, por su forma, y por las instalaciones en servicio. El pro-blema consiste en usar el máximo de elementos ya existentes, compatible conlos nuevos planes y métodos. Este problema es frecuente sobre todo con oca-sión de cambios de productos o con motivo de modernización del equipo deproducción.

5.4. AJUSTES MENORES EN DISTRIBUCIONES YA EXISTENTES

Este tipo de problema se presenta principalmente cuando varían las condi-ciones de operación. He aquí algunos casos típicos: las ventas exceden las cuo-



tas previstas por el estudio de mercado; la administración emprende la fabrica-ción de un producto adicional, pero similar; los ingenieros de proceso hallan unmétodo o un tipo de equipo mejor, etc. Todos ellos significan ajustes en la orde-nación de las áreas de trabajo, del personal y del emplazamiento de los materia-les. Estos ajustes representan los problemas de distribución más frecuentes. Eneste caso, el ingeniero de distribución debe introducir diversas mejoras en unaordenación ya existente, sin cambiar el plan de distribución de conjunto, y conun mínimo de costosas interrupciones o ajustes en la instalación.

Pero sean de la clase que sean los problemas de distribución con que setengan que enfrentar los ingenieros, lo harán básicamente del mismo modo.Buscarán los mismos objetivos, aún a pesar de que éstos y las condicionesinvolucradas pueden ser de muy distinto calibre.

6. SISTEMÁTICA DE LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

La distribución en planta, como se ha dicho, es un proceso largo y com-plejo en el que hay que tener en cuenta muchos factores y respetando al mismotiempo una serie de principios, por lo que no es normal que existan recetas oprocedimientos directos para resolver el problema.

A partir de 1950 se han propuesto diferentes métodos para resolver proble-mas de reordenación de plantas, pero fue en 1961 cuando Muther estableció unprocedimiento organizado y sistemático adecuado para resolver este problema.Método conocido como Systematic Layout Planning (SLP).

El método S.L.P. es una forma organizada de enfocar los problemas deimplantación. El procedimiento consiste, básicamente, en fijar un cuadrooperacional de fases y una serie de procedimientos que permitan identificar,valorar y visualizar todos los elementos involucrados en la implantación y lasrelaciones existentes entre ellos. No se puede afirmar que se trate de un proce-dimiento científico, en realidad es una metodología, pero por encima de todoorganizada y sistemática. En la figura 1 se presenta un esquema de la sistemá-tica establecida por Muther.

Posteriormente Phillips (1997) propuso otra forma de proceder para abordarel problema de la distribución en planta Manufacturing Plant Layout (MLP) queaparece en la figura 2. El sistema de numeración en números romanos no implicanecesariamente la secuencia requerida, excepto en los dos primeros apartados, sepuede proceder siguiendo el orden I, II, III, VI y VIII sin entrar a trabajar en eldesarrollo de las necesidades de espacio de los apartados IV, V y VII.

Como puede apreciarse al comparar los dos esquemas, los conceptos y lainformación que manejan son muy similares. En ambos métodos los dos pri-meros puntos a definir es la recogida de datos y el análisis del flujo de materia-les, dos aspectos fundamentales a definir para conseguir el éxito de la distribu-ción en planta.




Figura 1.–Sistemática de distribución en planta propuesta por Muther (1961).

Análisis Producto-Cantidad(P-Q)

Diagrama relacional de recorrido y/o actividades

Diagrama relacional de espacios

Evaluación

Selección

Instalación

Recorridode los productos

Relación entreactividades

Necesidadde espacio

Espaciodisponible

Factoresinfluyentes

X Y Z

Limitacionesprácticas

Implementación y seguimiento

Selección

Evaluación

Síntesis

Análisis

Definición


Los dos primeros elementos Producto y Cantidad, directa o indirecta-mente, son los que condicionan la distribución en planta, después de obtenerinformación sobre estos elementos hay que definir cómo se fabrica, es decir elRecorrido o proceso, incluyendo las operaciones, equipos y su secuencia.Ahora bien, para el funcionamiento del proceso se requieren determinados sis-temas auxiliares y es necesario definir las relaciones tanto entre las actividades


Figura 2.–Sistemática de distribución en planta propuesta por Phillips (1997).

I. Recogida de datos

II. Análisis delflujo de materiales

IV. Análisisde las necesidades

de espacio y configuración

III. Relacionescualitativas

VI. Análisisy combinación

VIII. Diagramarelacional

X. Factoresinfluyentes

XII. Análisis decostes y factores

ponderados

V. Espacio disponible

VII. Espacio inicialcalculado

IX. Diagramarelacional

de espacios

XI. Alternativas

XII. Plantaseleccionada


del proceso como con los medios auxiliares es la Relación entre actividades, larepresentación gráfica de esta relación se expresará en el Diagrama relacionalde recorridos y/o actividades. Una vez realizados todos estudios se calcularánlas Necesidades de espacio para las actividades definidas y se compararánestos requerimientos con el Espacio disponible, y tras analizar los Factoresinfluyentes y las Limitaciones prácticas, se generará un mínimo de tres alterna-tivas, se procederá a su Evaluación y a la posterior Selección de la más ade-cuada, para finalmente pasar a la Instalación.

En el capítulo tercero se han descrito las fases de desarrollo de una activi-dad industrial, el primer paso indicado allí es el «Estudio de las necesidades»,que corresponde aproximadamente a la primera parte del estudio de la sistemá-tica de distribución en planta, ya que para definir la «Localización» es necesa-rio conocer como mínimo el producto o productos a fabricar. La tercera fase dela planificación de una actividad industrial es la «Distribución en planta a nivelde boceto» y en esta fase es donde se deben aplicar todos los pasos incluidosen la metodología de distribución en planta.

Tras la selección de la alternativa más adecuada de distribución en planta,se pasa a la fase de «Distribución en planta a nivel de detalle», es decir, unavez realizada la distribución espacial de cada una de las áreas de la industria, sedefinen los detalles: tabiques, puertas, localización de tuberías, instalacióneléctrica, edificio, etc., es el proyecto de ingeniería. Por último, se pasará a laúltima fase la «Instalación» de la industria.

Las dos metodologías citadas para desarrollar una distribución en plantasistematizan los conceptos y factores expuestos tanto en este capítulo como enlos anteriores, particularmente en el capítulo cuarto, en consecuencia en loscapítulos siguientes de este libro se van a describir los pasos definidos en estassistemáticas para el diseño de una distribución en planta, haciendo especialhincapié en las condiciones y limitaciones a tener en cuenta cuando se trata deuna industria agroalimentaria.



CAPÍTULO V

Recogida de información

1. DATOS BÁSICOS NECESARIOS

El primer paso en cualquier estudio de la planta de un proceso es la reco-gida de la información necesaria para el análisis. En los esquemas de las siste-máticas indicadas en el capítulo anterior (figuras 1 y 2) este paso representa unúnico bloque, pero hay que destacar que este hecho así como el tamaño de losbloques no tiene nada que ver con el trabajo requerido para desarrollarlo. Larecopilación de datos usualmente representa entre el 50 y el 60 % del total deltrabajo a realizar en un proyecto de distribución en planta. En realidad, eltiempo invertido en la recogida de datos y en su análisis, sobre el total delesfuerzo realizado, lleva a un mejor y mayor éxito en el planteamiento de alter-nativas de la distribución en planta.

Obviamente, hay un límite en el tiempo destinado a la recogida de datos ya su análisis, cada proyecto de planta es diferente, para proyectos pequeños yno complicados (por ejemplo de 1.800 a 3.800 m2 de superficie), 4 ó 5 semanaspueden ser suficientes, para proyectos mayores (de 35.000 a 60.000 m2), sepueden requerir de 10 a 14 semanas. Evidentemente esta información es apro-ximada pues depende no solo del tipo de proyecto y de la complejidad del pro-ceso, sino también de la experiencia del proyectista.

Lo primero a tener en cuenta en este primer paso es que todos los datos tie-nen un tiempo de «vida». Es decir, tienen un futuro y una historia, para muchosproyectos es necesario plantearse algunas cuestiones:

• ¿De dónde venimos? (perspectiva histórica).• ¿Dónde se está ahora? (parámetros/condiciones actuales).• ¿Hacia dónde vamos? (condiciones/parámetros futuros).Finalmente, hay que preguntarse: ¿cómo hay que hacerlo? (planes físicos

de implementación).


2. ELEMENTOS BÁSICOS DE LA DISTRIBUCIÓN ENPLANTA

Los elementos que constituyen la base de toda distribución en planta sonprincipalmente cinco, fáciles de recordar porque sus iniciales corresponden alas últimas letras del alfabeto (P, Q, R, S, T):

Producto (P), Cantidad (Q), Recorrido (R), Servicios (S) y Tiempo (T).Estos cinco elementos son la llave de una buena distribución en planta

(figura 1). Será necesario disponer de suficiente información de todos ellospara poder abordar el problema de la implantación.


Figura 1.–Elementos básicos de la distribución en planta.

P PRODUCTO-MATERIAL¿Qué hay que producir?

Q CANTIDAD-VOLUMEN¿Cuánto producto hay queproducir?

R RECORRIDO-PROCESO¿Cómo se produce?

S SERVICIO¿Qué servicios requiere?

T TIEMPO¿Cuánto tiempo se requiere?

2.1. PRODUCTO (P)

El concepto de producto abarca tanto a productos como a materiales, esdecir:

• Las materias primas.• Los elementos comprados (semiproductos, consumibles).• Los productos en curso.• Los productos terminados.• Residuos.Cuando en un determinado proceso productivo se vean involucrados

muchos productos de diferente naturaleza será necesario clasificarlos en artí-culos, modelos, grupos, subgrupos, etc.

2.2. CANTIDAD (Q)

Se entiende como tal la cantidad de producto (tratado, elaborado o mon-tado) o material (utilizado durante el proceso). La cantidad puede ser eva-


luada a través de diferentes unidades de medida: número de unidades produ-cidas o utilizadas, peso de las mismas, volumen, o incluso su valor econó-mico de producción o venta. La elección de la unidad de medida dependeráde la naturaleza del producto o de los artículos de que se trate, y de la uni-dad que se sirva la empresa en sus cálculos para establecer la previsión deventas.

2.3. RECORRIDO (R)

Por recorrido se entiende el proceso y orden de las operaciones; puededefinirse por medio de hojas de operaciones, impresos gráficos, etc. Lasmáquinas e instalaciones necesarias dependerán de las operaciones elegidaspara modificar la forma o las características de los materiales.

2.4. SERVICIOS (S)

Para llevar a cabo las operaciones de fabricación, debe existir un determi-nado número de Medios Auxiliares de Producción (Servicios Generales deFabricación y Servicios para el Personal) que permitan el normal funciona-miento de las instalaciones y productos. Son los almacenes, muelles de recep-ción y expedición, comedores, vestuarios, oficinas, etc. A menudo estos servi-cios anexos comprenden más espacio que los servicios de producciónpropiamente dichos.

2.5. TIEMPO (T)

El tiempo aparece constantemente en el proceso de implantación, influ-yendo sobre los otros cuatro elementos. Se utiliza para saber cuándo debenfabricarse los productos y para determinar las cantidades de producto o mate-rial, puesto que éstas se determinan en base a un periodo de tiempo determi-nado. Influye también en el proceso a través de las operaciones, y por lo tantoen la determinación de la maquinaria. Sirve para equilibrar los puestos de tra-bajo, las instalaciones y la mano de obra y también influye sobre las personasque realizan la implantación y en la planificación temporal de la misma (defi-nición del producto y sistema productivo, localización, «layout» de conjunto yde detalle y construcción e instalación).

3. ANÁLISIS PRODUCTO-CANTIDAD

La sistemática propuesta por Muther (S.L.P.) pone de manifiesto los doselementos fundamentales sobre los que se apoya el problema de implantación:el producto y la cantidad.

Recogida de información 89


La información, tanto del producto como de las cantidades a producir o uti-lizar, debe servir como punto de partida al proyectista que diseña la implanta-ción, y debe provenir del Servicio de producción o del Servicio de ventas,constituyendo, por tanto, un punto de partida, pero en todos los casos debe sercomprobada por el equipo de diseño de la planta.

La cuestión fundamental que se plantea en este momento es ¿cuáles son lasprevisiones P, Q, T en base a las cuales se va a llevar a cabo la distribución dela planta?

Diseñar la implantación para absorber las previsiones máximas podríaencarecer excesivamente la instalación, quizá lo más aconsejable sea subcon-tratar determinadas fases en caso de un periodo de demanda excesiva. Losplanteamientos en cuanto a tipo y cantidad de producto pueden ser múltiples,pero a pesar de la complejidad del problema es necesario tomar alguna deci-sión y establecer ciertas previsiones en cuanto a producto y cantidad P-Q, enbase a las que diseñar la implantación.

En última instancia podría recurrirse a fijar ciertos intervalos de variaciónpara P y Q, tras realizar un oportuno análisis sobre un estudio de mercado,manteniendo ciertas alternativas en paralelo hasta la fase final de la S.L.P. en laque se selecciona la alternativa más adecuada.

Por otra parte, el análisis P-Q debe estar referido a un periodo de tiempodeterminado. De nuevo aparecen nuevas cuestiones ¿cómo determinar esteperiodo de tiempo?, ¿representa la vida útil de la planta?, ¿coincide con la vidade la tecnología que se va a utilizar?

La cantidad (Q) de productos (P) que se prevé fabricar depende de tres fac-tores:

(P, Q) = f (Pi, Qi (t), t)

Pi: de cada uno de los productos que se prevé producir.Qi (t): la cantidad de cada producto que se prevé producir, que a su vez

depende del tiempo.t: del tiempo, cada producto tiene una vida determinada.

Para poder planificar la implantación, lo más aconsejable es organizar losdatos referentes a previsiones de productos y cantidades y presentarlos comohistogramas ordenados de forma decreciente en función de las cantidades, enlos que se relacionan los diferentes tipos de productos con las cantidades pre-vistas para cada uno de ellos (figura 2).

Es importante insistir en que cuando se trata de pocos productos puedeser necesario realizar previsiones para cada uno de ellos, pero cuando losproductos previstos son muy diferentes (existe mucha variedad) convieneagruparlos en base a similitudes entre ellos, y tomar el más representativo decada grupo, para lo que puede ser necesario realizar ciertos análisis de infe-rencia estadística.



Las gráficas P-Q proporcionan gran información acerca del tipo de dis-tribución que interesa implantar, por ejemplo: operación automática o ma-nual, etc.

Por ejemplo, en la gráfica P-Q aparecen unos productos que se fabrican engran cantidad, en este caso puede montarse una planta con un alto grado deautomatización, mientras que las cantidades de otros productos son pequeñas,para ellos puede ser interesante una alta flexibilidad. Es, por tanto, el momentode decidir el tipo de distribución a implantar.

Los tipos básicos de distribución en planta son:• Distribución por posición fija: el material permanece en posición inva-

riable, todos los Medios de Producción (Directos o Auxiliares) que senecesiten para llevar a cabo el proceso productivo, se desplazan hacia laposición ocupada por el material.

• Distribución por proceso (función): todas las operaciones (proceso) delmismo tipo se realizan en la misma área, es decir el material se mueve através de departamentos o áreas.

• Distribución por producto (línea de producción): los equipos están colo-cados según la secuencia de las operaciones y cada operación estásituada inmediatamente adyacente a la anterior.

Recogida de información 91

En resumen, el proceso de análisis debe incluir las etapas indicadas en lafigura 3.

Figura 2.–Análisis Producto-Cantidad (P/Q).

Producto

Cantidad


La información a recopilar referente a las características de los productoscorresponde básicamente a los aspectos indicados en el Capítulo 4.

A los dos primeros elementos básicos de la distribución en planta Pro-ducto-Cantidad, hay que añadir otro fundamental en el caso de las industriasagroalimentarias que debe estar presente durante todo el proceso de diseño dela planta: Calidad, que incluye tanto las especificaciones del producto, del pro-ceso, etc., como su tolerancia.


Figura 3.–Etapas del proceso de análisis P-Q.

Clasificar los productos en grupos de características semejantes.

Estudiar el gráfico P-Q

Hallar las tendencias de las principales características de losgrupos de productos y proyectarlas al futuro.

Volver a clasificar, si es necesario

Definir un período de producción (anual, mensual...) y trazar elgráfico P-Q; P (Producto) en abcisas y Q (Cantidad) en ordenadas

en orden decreciente a las cantidades


CAPÍTULO VI

Análisis de recorrido de los productos

1. INTRODUCCIÓN

Uno de los principales objetivos de este libro es el desarrollo de distribu-ciones en planta óptimas que minimicen los costes totales de la empresa. Ade-más de los costes debidos al manejo de materiales hay otros factores importan-tes en relación con la distribución en planta, pero en este capítulo se aborda laminimización de los costes del manejo de materiales, como segundo paso de lasistemática de distribución en planta.

Hay que partir de la base del hecho de que el manejo de materiales, por sí,no añade valor a la parte de producto manejado, pero sí añade costes. Así pues,las cuestiones básicas que hay que preguntarse para todas las actividades ymovimientos de materiales son:

• ¿Qué operación se está analizando y qué material mueve? ¿Se puedecombinar esta operación con otra y eliminar el movimiento de material?Por ejemplo, ¿se puede en la primera operación de producción reempla-zar la necesidad de una función separada de inspección del material quellega?

• ¿Por qué se incluye esta operación y por qué mueve el material? ¿Sepuede eliminar la operación o el movimiento? ¿Se puede simplificar?Por ejemplo, ¿se puede integrar la operación de inspección en la opera-ción de producción?

• ¿A dónde es necesario mover el material? ¿Se puede acortar la distancia?¿Se pueden mover varias unidades a la vez para reducir el número deviajes?

• ¿Cuándo y con qué frecuencia se realiza la operación y cuándo requiereel movimiento de material?

• ¿Cómo se realiza la operación o el movimiento del material? ¿Cuál es eltiempo de utilización del equipo móvil?


• ¿Por qué se incluye la operación o el movimiento de material? ¿Se estáperdiendo productividad a causa del tiempo utilizado en el movimientode material?

2. FLUJO DE MATERIALES-ANÁLISIS DERECORRIDO DE LOS PRODUCTOS

El análisis de recorrido de los productos implica la determinación de lasecuencia de los movimientos de los materiales a lo largo de las diversas eta-pas del proceso, así como la intensidad o amplitud de esos desplazamientos.

El análisis del recorrido es la base en que se funda la distribución en plantacuando:

• Los movimientos de los materiales representan una parte importante delproceso.

• Los volúmenes y materiales en juego son considerables.• Los costes de transporte o manutención pueden ser elevados comparados

con los costes de las operaciones.En la primera fase de la planificación de una actividad industrial, así como

en el primer paso de la metodología establecida en la sistemática de distribu-ción en planta, queda definido el producto y el proceso productivo del sistemaproductivo a implantar, con esa información se puede elaborar el organigramadel proceso productivo, es decir el diagrama de flujo.

En la primera fase de la planificación industrial se puede trabajar con eldiagrama básico de flujo (capítulo 4), que es útil para calcular los tiempos delproceso, a medida que se avanza en la recogida de información, se utiliza elresto de los diagramas de flujo descritos en el citado capítulo.

Los organigramas de proceso son esencialmente esquemas del proceso defabricación, que indican las operaciones precisas para elaborar el producto yque, además de marcar su secuencia u orden de ejecución, orientan acerca delas relaciones que deberán existir entre las distintas actividades u operacionesque lo componen. Se constituyen como el pseudo-código de los Diagramas deRecorrido.

En este diagrama se recogen secuencialmente las etapas del proceso pro-ductivo. Para realizarlo se utiliza una simbología determinada, que se describeen el apartado siguiente. Fundamentalmente, sobre un producto-material pue-den llevarse a cabo cinco acciones, a lo largo de su proceso: operación, alma-cenamiento, transporte, inspección y espera.

El gráfico P-Q, además de la ayuda expuesta en el capítulo anterior,reporta información adicional sirviendo de guía para decidir el tipo de análisisde recorrido a utilizar. Existen tres formas de llevar a cabo el análisis del reco-rrido de los productos:



• Diagrama de recorrido sencillo.• Diagrama multiproducto.• Tabla matricial.La elección de uno u otro tipo de análisis está directamente relacionada

con la cantidad de productos a analizar.1. Así, para el caso de pocos productos pero grandes cantidades se utiliza

el Diagrama de Recorrido Sencillo.2. En el caso de varios productos, haría falta utilizar varios diagramas

sencillos, entonces es más adecuado utilizar el Diagrama Multipro-ducto.

3. Cuando se trata de gran cantidad de productos se sigue otro sistema deanálisis. La primera fase es la agrupación de productos en gruposhomogéneos, generalmente por similitud de forma o de maquinaria yequipos empleados en ellos; a veces, incluso se eligen productosrepresentativos para luego aplicar alguno de los dos métodos anterio-res.

4. Por último, si se trata de multitud de productos variados (sin posibili-dad de selección o agrupación), en poca cantidad cada uno de ellos, seemplea como procedimiento de análisis la Tabla Matricial (tabla«From-To» o «De-A»).

En la figura 1 aparece el Gráfico P-Q sobre el que se puede ver cuál es eltipo de análisis de recorridos que es conveniente llevar a cabo en cada situa-

Análisis de recorrido de los productos 95

Figura 1.–Tipos de Análisis de Recorrido de los productos (P-Q-R).

Q

P

Diagrama de Recorrido Sencillo (1)

Diagrama de Recorrido Multiproducto (2)

Agrupación o selección. Aplicar luego 1 ó 2

Tabla Matricial (3)


ción.


Figura 2.–Símbolos estándar en la planificación.

Símbolos y acción en los diagramas de flujo*

Operación

Proceso o fabricación Verde**

Rojo**

NaranjaAmarillo**

NaranjaAmarillo**

Azul**

NaranjaAmarillo**

Azul**

Marrón** (Gris)

* ASME standard ** IMMS standard

Montaje

Actividades/áreas de almacén

Actividades/áreas de transporte

Áreas de control/inspección

Áreas de espera

Oficinas, administración

Áreas/actividades de servicios

Almacenamiento

Transporte

Inspección

Espera

Símbolos para identificar actividades y áreas

Blancoy negro

Identificación porcolor


3. SÍMBOLOS ESTÁNDAR EN PLANIFICACIÓN

En la figura 2 se presentan los símbolos utilizados para la distribuciónen planta y diseño de instalaciones. Los colores recomendados se han adap-tado de «International Materials Management Society’s» Standard ColorCodes for Use in Layout Planning and Materials Handling Analysis. Lossímbolos de los diagramas de flujo o de proceso son estándares de AmericanSociety of Mechanical Engineers (ASME). En caso de que en algún punto sedesarrollen dos acciones o actividades, se superponen los símbolos corres-pondientes.

Los colores para identificar la actividad de las áreas son particularmenteútiles para indicar similares actividades funcionales en una planta, por ejemploáreas centralizadas de almacenamiento o áreas de apoyo centralizadas.


Figura 3.–Hojas de Diagrama de Proceso.

4. DIAGRAMA DE RECORRIDO SENCILLO

Como se ha indicado, se utiliza en el caso de fabricación de pocos produc-

SÍMBOLOS DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD

Operación

Transporte

Inspección

Espera

Almacenamiento

DIAGRAMA DE

PROCESO

Recepción

Preselección

Almacenamiento


tos, puesto que refleja las etapas del proceso de un único producto.Para indicar cada una de las operaciones del proceso, se utilizan los símbolos

de la figura 2, en caso de dos operaciones simultáneas se superponen los símbo-los correspondientes. El trazo horizontal indica la llegada o salida de los compo-nentes del proceso, el trazo vertical marca la sucesión de etapas del proceso.

Para la elaboración de los diagramas se puede ayudar de hojas como la queaparece en la figura 3, en ella se indica cada uno de los pasos del proceso o


Figura 4.–Diagrama de flujo del proceso de fabricación de zumo congelado de frutos cítricos.

Recepción

Preselección

Almacenamiento

Lavado

Selección

RaspadoAceites

esenciales

Calibrado

Extracción de zumo

Pulpa y Corteza

Tamizado

Centrifugado

Pulpa y Corteza

Congelación

Envasado

Almacenamiento en cámara



Figura 5.–Diagrama de recorrido sencillo del proceso de fabricación de zumo congelado de frutos cítricos.

Almacenamiento en cámara

Aceites esenciales

Recepción

PreselecciónDestrío

Destrío

Almacenamiento

Lavado

Selección

Raspado

Calibrado

Extracción de zumoPulpa y corteza

Tamizado

Pulpa y corteza

Centrifugado

Congelación

Envasado

Naranjas

Zumo

Residuos


actividad y se especifica el símbolo que le corresponde, se unen los símboloscorrespondientes a todo el proceso y se tiene así un avance del diagrama derecorrido sencillo.


Figura 6.–Diagrama multiproducto.

2

11

2

33

4 4

55

6 6

77

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6

76

7

88

9

Filtrado

Lecheentera

pasteur.

Lechedesnatadapasteur.

Lecheenteraestéril

Lechedesnatada

estéril

Lecheevaporada

Lechecondensada

Desodoriza-ción

Desnatado

Tipificación

Pasteurización

Azucarado

Concentración

Homogeneiza-ción

Esterilización

Envasadoaséptico

Envasado


El diagrama se acompaña de una serie de datos:a) A la izquierda del símbolo de operación, se indica el tiempo empleado

por unidad elaborada.b) A la derecha, la descripción del proceso ejecutado; en el propio símbolo

un número que refiera su denominación exacta.c) La intensidad de recorrido entre etapasd) Si se considera necesario, las mermas o residuos generados durante el

proceso productivo.En la figura 4 se presenta un ejemplo de diagrama de flujo y en la figura 5

el correspondiente diagrama de recorrido sencillo.



102D

iseño de industrias agroalimentarias

Figura 7.–Tabla m

atricial.

ABCDEF ABCDEF ABCDEF ABCDEF F EF ABCDE CDE AB CDEF6 6 6 6 1 2 5 3 2 4

ABCDEF6

ABCDEF6

ABCDEF6

ABCDEF6

F1

E1

F1

E1

E1

CDEF4

CD2

AB2

CD2

E1

F1

ABCD4

ABCDEF6

ABCDEF6

ABCDEF6

ABCDEF6

ABCDEF6

F1

EF2

CDE3

ABCD4

E1

Filtrado

Desodorización

Desnatado

Tipificación

Pasteurización

Azucarado

Concentración

Homogeneización

Esterilización

Envasado aséptico

Envasado

Total

Filtr

ado

Des

odor

izac

ión

Des

nata

do

Tip

ific

ació

n

Past

euri

zaci

ón

Azu

cara

do

Con

cent

raci

ón

Hom

ogen

eiza

ción

Est

erili

zaci

ón

Env

asad

o as

éptic

o

Env

asad

o

Tota

l


CAPÍTULO VII

Relación entre actividades

1. INTRODUCCIÓN

El análisis de recorrido, siendo importante, no basta para comprender yconocer la totalidad de elementos y relaciones que se dan en el sistema «PlantaIndustrial». Hay razones que apoyan esta afirmación:

• Los Servicios Anexos (Medios Auxiliares de Producción) deben ser inte-grados en la implantación de una manera racional. En el apartado ante-rior (Análisis de Recorrido) éstos no eran considerados puesto que seestudiaban sólo las operaciones directamente relacionadas con el pro-ceso productivo.

• Aún cuando exista una importante circulación de productos y materiales,el análisis de recorrido no refleja el conjunto de relaciones existentesentre las actividades o secciones que, necesariamente, hay que estudiar,puesto que éstas estarán relacionadas con los sistemas de manutención,los Servicios Anexos, etc.

• En los Medios Auxiliares de Producción (M.A.P.), no suele existir circu-lación de materiales, por lo que se hace necesario recurrir a algún sis-tema que estudie las relaciones entre estas actividades sin utilizar elrecorrido de los productos.

En consecuencia, se necesita un procedimiento sistemático que permitarelacionar las actividades, identificando y caracterizando esas relaciones eintegrando los servicios considerados no directamente productivos, como sonlos Medios Auxiliares de Producción.

Dentro de la Planta existen una serie de actividades consideradas comodirectamente productivas, son aquellas en las que los Medios Directos de Pro-ducción (M.P.) –materiales, maquinaria y operarios– se ven directamente invo-lucrados. Para esclarecer las relaciones existentes entre estas actividades sepuede utilizar el Análisis de los Recorridos. No obstante, cuando el recorrido


de los materiales o productos es poco importante o se quieren estudiar las rela-ciones existentes con los Medios Auxiliares de Producción, hay que recurrir ala Tabla Relacional de Actividades (T.R.A.), que se describe en este capítulo.De cualquier forma, hay que decir, que existen ciertos M.A.P., como ocurre enel caso de los almacenes, que podrían relacionarse con los M.P. o incluso conlos M.A.P., a través de Análisis de Recorrido, puesto que puede medirse cuan-titativamente el flujo de materiales entrante y saliente en ellos.

En general, y salvo excepciones, la forma de relacionar las actividades enlas que se ven involucrados los diferentes medios de producción es tal y comose indica en la tabla 1.


Medios de Medios AuxiliaresProducción de Producción

Medios de Análisis de Tabla relacional Producción recorridos de actividades

Medios Auxiliares Tabla relacional Tabla relacional de Producción de actividades de actividades

Tabla 1. Forma de relacionar los Medios de Producción

La decisión relativa a la identificación y caracterización, por parte del pro-yectista, de las relaciones entre las diferentes actividades o secciones a consi-derar en la implantación, debe recopilar la información necesaria para hacermás objetiva la decisión tomada. Esta información puede incluir, entre otros,los siguientes aspectos:

• Exigencias espaciales, constructivas, ambientales, de seguridad, higieney control.

• Sistemas de manutención y organización de la mano de obra.• Sistemas de abastecimiento de energía.• Sistemas de evacuación de residuos.

2. TABLA RELACIONAL DE ACTIVIDADES

La Tabla Relacional de Actividades es un cuadro organizado en diagonalen el que se plasman las relaciones de cada actividad con las demás. En ella seevalúa la necesidad de proximidad entre las diferentes actividades bajo dife-rentes puntos de vista. Se constituye como uno de los instrumentos más prácti-cos y eficaces para preparar la implantación.

Es importante resaltar el carácter bilateral de las relaciones entre activida-des que se estudian a través de la T.R.A., a diferencia de lo que ocurría por ejem-plo con la Tabla Matricial utilizada en el Análisis de los Recorridos; puesto queen ella lo que se medía era el flujo de materiales «de» una actividad «a» otra.


Para caracterizar las relaciones entre las actividades se establece:a) La lista de actividades.b) El conjunto de criterios o aspectos bajo los cuales se quiere estudiar la

necesidad de proximidad entre las diferentes actividades (ruidos, olo-res, seguridad, utilización del personal común, etc.).

c) Una escala de relación para evaluar esa necesidad de proximidad entreactividades, que no es más que un sistema con el que poder cuantificar,con un baremo homogéneo las necesidades de proximidad bajo diferen-tes aspectos.

Habitualmente los motivos bajo los cuales se suele establecer el estudio delas necesidades de proximidad, suelen ser los siguientes:

• Importancia de contactos directos, administrativos o de información.• Utilización de equipos comunes.• Utilización de impresos o personal común.• Conveniencias personales o deseos de los directivos.• Necesidad de inspección o control.• Ruidos.• Polvos.• Higiene.• Humos.• Peligros.• Distracciones o interrupciones.• Recorrido de los productos.• Etc.La escala de valoración utilizada para reflejar la conveniencia de la proxi-

midad de las actividades, propuesta por Muther para la T.R.A., queda reflejadaen la tabla 2.

Relación entre actividades 105

Tabla 2. Escala de valoración de la Tabla Relacional de Actividades (T.R.A.)

Código Indica relación Color asociado

A Absolutamente necesaria RojoE Especialmente importante AmarilloI Importante VerdeO Ordinaria AzulU Sin importancia -

(«Unimportant»)X Rechazable Marrón

La configuración de la Tabla Relacional avanza en el camino de análisisdel problema, permitiendo considerar principios, hasta el momento no tenidosen cuenta, como el de la seguridad y confort y el de la integración, que ahora sehacen patentes al cualificar las relaciones, recordemos que el Análisis delRecorrido operaba fundamentalmente sobre el principio de circulación ymínima distancia.


En la figura 1 se presenta el modelo de Tabla Relacional de Actividadespropuesto por Muther; en ella se puede observar que para ver cual es la rela-ción existente entre dos actividades, por ejemplo, entre la actividad «2» y la«7», basta con desplazarse a través de las líneas oblicuas correspondientes acada una de ellas hasta encontrar la primera casilla común. Esa casilla estádividida en dos partes iguales por una línea horizontal, cuando se quiere esta-


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

2

3

4

9

10

11

5

6

7

8

Preselección

Calibrado

O1

MOTIVO

1 Proximidad en el proceso2 Higiene3 Control4 Frío5 Malos olores, ruidos…6 Seguridad del producto7 Utilización de material común8 Accesibilidad

PROXIMIDAD COLOR ASOCIADO

A Absolutamente necesario RojoE Especialmente importante AmarilloI Importante VerdeO Poco importante AzulU Sin importancia Negro/BlancoX No deseable Marrón

Figura 1.–Tabla Relacional de Actividades propuesta por Muther.


blecer además de la relación entre ambas actividades los motivos por los quese asigna una determinada puntuación, en la parte superior se indica el gradode proximidad elegido para la relación por medio de la escala indicada y en laparte inferior se señalan los motivos por los que se ha considerado la necesidadde proximidad. Con el fin de que todo quede plasmado de una forma organi-zada, se asigna un número a cada uno de los motivos, bajo los que se estudianlas relaciones; en la parte inferior de la casilla se indican así cuales son losmotivos que justifican el valor adoptado para la relación.


1

A2

1I

3

A1

I4

1E

1O

5

A1

O3

X6

1E

3X

2X

7

A1

U2

X2

X8

1U

2X

2X

2X

9

I2

X4

X2

X2

X10

1X

4X

2X

2X

2X

11

A2

X4

X5

X2

X5

1I

4X

5X

5X

5

A1

U5

X5

X5

4U

50

5X

5

U2

U3

X5

6U

3U

5

O1

U3

3O

1

I8

3

9

10

11

5

6

7

8

1

2

3

4

Vestuarios

Laboratorio

Oficinas

Escaldado y pelado

(zona sucia)

Eviscerado(zona limpia)

Refrigeración

Expedición

Muelle de recepción

Establos

Aturdido

Sangrado

MOTIVO


PROXIMIDAD COLOR ASOCIADO

A Absolutamente necesario RojoE Especialmente importante AmarilloI Importante VerdeO Poco importante AzulU Sin importancia Negro/BlancoX No deseable Marrón

Figura 2.–Ejemplo de una tabla relacional de actividades.


En la figura 2 se presenta un ejemplo de Tabla Relacional de Actividadesde un matadero de porcino, para simplificar las áreas que aparecen en dichocuadro, son a título indicativo, se deben incluir todas las que se hayan identi-ficado sobre el diagrama de flujo. Asimismo se incluyen unas letras comocódigo para indicar la importancia de la proximidad y unos números quecorresponden a los motivos que justifican dicha proximidad, los motivosespecificados en esta figura son un ejemplo, según los casos pueden aparecerotros.

Para ayudar a visualizar las relaciones entre las diferentes actividades sepuede utilizar el código de colores indicado en la tabla 2, cada color representaun valor de proximidad. Sólo se pinta en color perimetralmente el triángulo, esdecir la parte superior del recuadro con el fin de no complicar excesivamentela tabla (figura 3). Para cada relación existe, por lo tanto, un valor y unos moti-vos que lo justifican.


A O

X XX

Figura 3.–Identificación en la Tabla Relacional de Actividades.

En los casos en que la clasificación X se basa realmente en situaciones dealto peligro, se añade una clasificación XX, coloreada en negro.

Otros autores presentan esta Tabla Relacional de Actividades en el formatoque se presenta en la figura 4, y también se le denomina Cuadro de Proximida-des. Como se aprecia en la citada figura, las actividades se indican tanto en lacolumna vertical como en la horizontal, si bien en este caso en orden inverso.Se observa que en este cuadro los autores no utilizan los códigos de proximi-dad establecidos por Muther. En cada casilla del cuadro de proximidades sesitúa la letra correspondiente a la proximidad elegida (A, B, C, D, …) y al ladoel número del motivo (1, 2, 3, 4, …) a que se debe dicha proximidad. No obs-tante, a pesar de estas diferencias los dos métodos aportan la misma informa-ción.


3. PROCEDIMIENTO PARA ESTABLECER LA TABLARELACIONAL DE ACTIVIDADES

El procedimiento a seguir para establecer la Tabla Relacional de Activida-des o el Cuadro de Proximidades, varía, entre otros motivos, en función de lainclusión o no de los Medios Auxiliares de Producción, en la planificación dela implantación.

Si no existen Servicios Auxiliares, porque toda la superficie de la plantaestá destinada a operaciones directamente involucradas del proceso produc-tivo, no es necesario analizar estas relaciones. En este caso, es suficiente elAnálisis del Recorrido para determinar las relaciones entre dichas operaciones.Pero en la mayoría de los casos, esta circunstancia no se da y suele ser prácticoincluir las operaciones y los Servicios Auxiliares en la Tabla Relacional o en elCuadro de Proximidades.

Por otra parte, la T.R.A. es un procedimiento interesante porque permitetener en cuenta las opiniones de muchas personas, tanto de los proyectistascomo de las personas que posteriormente trabajarán en la planta en diferentessecciones, durante el proceso de caracterización de las relaciones.


11 10 9 8 7 6 5 4 3 2Preselecc.

1Recep.

1 Recep.

2 Preselec.

3

4

5

6

7

8

9

10

11

MOTIVO


PROXIMIDAD

A Absolutamente necesarioE Especialmente importanteI ImportanteO Poco importanteU Sin importanciaX No deseable

Figura 4.–Cuadro de proximidades.


La primera etapa para establecer la Tabla consiste en identificar las activi-dades y numerarlas en el documento. Realmente la T.R.A. se hace muy difícilde interpretar cuando se introducen en ella un número excesivo de actividades,los límites prácticos se sitúan en torno a las 40 ó 50 actividades como máximo.

Para establecer las relaciones entre actividades hay que tener en cuentamuchos factores pudiendo ser necesario considerar las fuentes de energía, lascaracterísticas del terreno o de las construcciones si son importantes, las orien-taciones, las vías de comunicación, etc. Puede ser interesante considerarlascomo actividades a introducir en la tabla para poder establecer de esta maneralas relaciones de estos factores con el resto de las actividades.

Las valoraciones relacionales se pueden establecer de muchas formas,siendo frecuente para ello utilizar datos de diferente naturaleza, como puedenser los referentes al recorrido de los productos, la opinión de personas relacio-nadas con la actividad industrial que se va a desarrollar, expresadas a través deencuestas, etc.

El proceso para analizar las relaciones entre actividades se puede resumir através del cuadro recogido en la tabla 3:


Tabla 3. Proceso de Análisis de Relaciones para construir la Tabla Relacional de Actividades

1. IDENTIFICAR todas las actividades a estudiar (sean departamentos, secciones, opera-ciones o características locales) agruparlas en actividades comunes (bajo común acuerdode todos los responsables), siendo conveniente no sobrepasar las cincuenta actividadespor tabla.

2. NUMERAR las actividades en la Tabla Relacional, incluyendo primero las productivas yluego los servicios, pudiendo considerar también aquí elementos fijos como ascensores,salidas de emergencia, etc.

3. DETERMINAR la relación entre cada par de actividades y la motivación correspon-diente, llegando a esta decisión a través del conocimiento previo que se tenga de la insta-lación o servicio, por el flujo de materiales existente, por indicación de los responsablesde sección, por la información obtenida mediante encuestas, reuniones, etc.

4. ESTABLECER una T.R.A. a partir de los datos obtenidos y COMPROBAR Y APRO-BAR la Tabla Relacional, pudiendo reiniciar el proceso si ello fuera preciso.

4. AJUSTE DE LOS PROCEDIMIENTOS DE CLASIFICACIÓN

El número de rangos es limitado, por ello el número de relaciones asignadoa cada uno debe ser limitado. Quien no ha utilizado este procedimiento de dia-grama con frecuencia asigna en demasiados casos la clasificación A.

Una buena regla para evitar errores es limitar los porcentajes de clasifica-ciones totales posibles a:

A: 2-5%.E: 3-10%.


I: 5-15%.O: 10-25%.U: los restantes.Por ejemplo, si se tienen 20 actividades o zonas de trabajo que están en

relación unas con otras, se tendrá un potencial total de 190 pares de relaciones:

= = 190

Si se es un buen planificador se tendrá aproximadamente:• 8 relaciones A (190 × 4%).• 13 relaciones E (190 × 7).• Etc.Estos valores se pueden añadir al cuadro del diagrama.

20 (20 – 1)

2

n (n – 1)

2



CAPÍTULO VIII

Diagrama relacional de recorridos y/o actividades

1. INTRODUCCIÓN

Una vez establecida la Tabla Relacional de Actividades gracias al Análisisdel Recorrido de los productos, es posible realizar ahora, como resumen de lainformación recogida hasta el momento, una representación que muestre lasecuencia de las actividades y la importancia relativa de la proximidad de cadauna de ellas con las demás. Muther denomina al diagrama resultante «Dia-grama relacional de recorridos y/o actividades».

La sistemática global de distribución en planta, descrita en el capítulo 4, sepuede dividir en lo que se podría llamar las tres A de la distribución en planta:

• Afinidades (Relaciones).• Áreas.• Ajustes.Las acciones que corresponden a estas tres categorías de tareas se descri-

ben en la figura 1, sobre la sistemática establecida por Phillips, cualquier dis-tribución ya sea la planta grande o pequeña implica estos pasos.

También se pueden identificar estas acciones en la sistemática definida porMuther, tal como se refleja en la figura 2.

Por lo tanto, en estos momentos del desarrollo del diseño de la distribu-ción en planta de una industria agroalimentaria, como paso previo al estudiode las áreas (espacios) será necesario realizar el estudio de las Relacionesentre Actividades y/o la combinación con el Diagrama de Recorrido de losProductos. Para resolver este problema se recurre a la teoría de grafos, pro-blema que aumenta en complejidad a medida que aumenta el número de acti-vidades a distribuir.


Las actividades se llevan al grafo en función de los objetivos de proximi-dad valorados en el Análisis de los Recorridos y/o de la Tabla Relacional deActividades.

• Si el diagrama se obtiene a partir de la Tabla Relacional de Actividades(resultante exclusivamente del estudio de la Relación entre Actividades),se le llama Diagrama Relacional de Actividades.


Figura 1.–Las tres A de la distribución en planta (Sistemática de Phillips).

I. Recogida de datos

II. Análisis deflujo de materiales

IV. Análisis de las necesidades

de espacio y configuración

III. Relaciones cualitativas

V. Espacio disponible

VI. Análisis y combinación

VII. Espacio inicial calculado

VIII. Diagrama relacional

IX. Diagrama relacional de

espacios

X. Factores influyentes

XI. Alternativas

XII. Análisis de costes y factores

ponderados

XII. Planta seleccionada

Afinidades

Áreas

Ajustes


• Si el diagrama se obtiene a partir del Análisis de los Recorridos (Dia-grama de Recorrido Sencillo, Diagrama Multiproducto o Tabla Matri-cial) se le llama Diagrama Relacional de Recorridos.

• Si el diagrama se obtiene del estudio combinado de las Relaciones entreActividades y del Análisis de los Recorridos se le llama DiagramaRelacional de Recorridos y Actividades.

Diagrama relacional de recorridos y/o actividades 115

Figura 2.–Las tres A de la distribución en planta (Sistemática de Muther).

Análisis Producto-Cantidad(P-Q)

Recorrido de los productos

Relación entre actividades

Definición

Diagrama Relacional de Recorridos y/o Actividades Análisis

Necesidad de espacio

Espaciodisponible

Diagrama Relacional de Espacios

Factoresinfluyentes

Limitacionesprácticas

Y ZX

Síntesis Generación de alternativas

Evaluación

Selección

Instalación

Evaluación

Selección

Implementación y seguimiento

Afinidades

Áreas

Ajustes


2. RELACIONES BASADAS EN FACTORES DE FLUJO

Se dispone hasta ahora de dos tipos de información de relaciones:• Relaciones basadas en flujo de materiales: Diagrama de Recorrido de los

Productos.• Relaciones basadas en factores de no flujo: Relación entre Actividades.En algunos casos es interesante combinar estas dos informaciones, para

que en la relación de proximidad intervenga el peso del flujo. Para ello el Dia-grama de Recorrido se completa con una Tabla Matricial (Desde-A, capítulosexto, figura 7), en la que se incluye la cantidad de material. Es importante quela cantidad esté en las mismas unidades. Este tipo de tabla permite ver el pasoque es más importante desde el punto de vista del flujo.

Por lo tanto, habrá que convertir las relaciones de flujo a la convención devocales que indican la proximidad. Para ello, estos datos se convierten de lasiguiente forma:

1. Identificar cada ruta de áreas de actividad desde el origen al destinodel movimiento (siempre se pone el número más bajo a la izquierda).

2. Completar una medida común denominador para el flujo total dematerial (todo el material en ambas direcciones) para cada ruta (opareja de áreas de actividad).

3. Ordenar, en orden decreciente de magnitud, la magnitud de la intensi-dad de flujo de cada ruta.

4. Representarlo gráficamente.5. Dividir el gráfico de barras en puntos de corte lógicos, considerando

que A sólo puede representar el 10 % de las rutas más altas. La letra Adebe corresponder al menor porcentaje de flujos. Menos parejas A queE, menos parejas E que I, etc.

6. Trazar líneas divisorias para indicar el rango correspondiente a cada letra.Se tendrá así por tanto transformados los flujos en A, E, etc., con lo cual se pue-

den combinar con las proximidades indicadas por la Relación entre Actividades.En la tabla 1 se incluye la convención de los símbolos y colores para repre-

sentar las intensidades de flujo. En dicha tabla se aprecia que se asignan valores alas vocales indicativas de la proximidad, de lo cual se hablará más adelante.


Tabla 1. Convención de vocales y símbolos en los diagramas de intensidades de flujo

Vocal Valor N.° de líneas Intensidad de flujo de material Color

A 4 //// Flujo anormalmente alto Rojo

E 3 /// Flujo especialmente alto Naranja-Amarillo

T 2 // Flujo importante Verde

O 1 / Flujo ordinario Azul

U 0 Flujo no importante

X -1,-2,-3,? \/\/\/\/\/\ No deseable Marrón


En la figura 3 se indica la forma de transformar las relaciones de flujo enrelaciones de proximidad según las correspondientes vocales.


3. COMBINACIÓN DE RELACIONES DE FLUJO Y DENO FLUJO

Para conseguir la combinación de los dos tipos de factores analizados, setransforman en primer lugar las relaciones de flujo en la proximidad indicadapor las vocales, se confecciona después la Tabla Relacional de Actividades, y apartir de estas dos informaciones hay que obtener la relación de proximidadcombinación de todos los factores. En la figura 4 se resume la forma de proce-der, que debe ser recomendada en el 60-70% de los proyectos.

Al realizar la combinación de estos diferentes factores, se puede asignar unpeso distinto a cada uno de ellos, en el caso de que los factores de flujo se con-sideren más importantes que los de no flujo, o viceversa. La tabla 2 y la figura5 muestran un ejemplo. En esta particular combinación, el peso de los factoresde flujo se considera dos veces más importante que el de los de no flujo, sedeben tomar siempre valores enteros.

En la tabla 2, en la primera columna aparece la lista de cada pareja de activida-des, la segunda columna muestra la intensidad de flujo de los materiales asignadoa cada par de actividades, en la tercera columna aparecen los valores convenciona-les estipulados para cada vocal y en la cuarta columna, se muestra el peso del flujo

Figura 3.–Transformación de las relaciones de flujo en relaciones de proximidad.

0 20 40 60 80 100

Movimientos por día

A

E

I

O

Par deactivid.


de materiales multiplicado por dos, que es el factor de ponderación elegido en estecaso. Las columnas quinta y sexta corresponden a los factores de no flujo (relaciónentre actividades) y la columna séptima es el resultado de la combinación de losdos tipos de factores, con ponderación de los debidos al flujo de materiales.


Figura 4.–Combinación de relaciones de flujo y de no flujo.

Flujo de materiales

1-33-62-74-65-6

A

500400300200100

E

I

12

34

56

78

910

11

1

2

3

4

9

10

11

5

6

7

8

Par de Actividad Vocales combinadas

1-3 A3-6 E2-7 E4-65-6

+

=



Figura 5.–Diagrama combinado de los dos tipos de factores.

Actividades

2-4 11

7-9 10

2-3 8

3-4 7

2-5 6

3-11 5

4-9 4

A

E

I

Tabla 2. Combinación de factores con ponderación

Par de Intensidad Valores Factor de Relación Valoresactividades de flujo de por ponderación de no por Combinación

materiales convención (2) flujo convención

2-5 E 3 6 – – 63-11 O 1 2 E 3 55-7 U – – – – –7-9 A 4 8 I 2 102-4 A 4 8 E 3 113-4 E 3 6 O 1 74-9 I 2 4 – – 42-3 I 2 4 A 4 8

El mismo método de combinación de factores se puede utilizar cuando sedesea tener en cuenta otro tipo de factores, como por ejemplo las posibilidadesde expansión.

4. DIAGRAMA RELACIONAL DE RECORRIDOS Y/O ACTIVIDADES

El título de este diagrama incluye los nombres de la información utilizadapara construir el diagrama combinado, quizá la denominación más correctasería Diagrama de Relaciones.

Hasta ahora se ha completado el análisis del flujo de materiales y de lasrelaciones entre actividades y, tal como se ha descrito en el apartado anterior,se ha obtenido un diagrama combinado de las relaciones de los dos tipos defactores. Es necesario, por tanto, conseguir una representación gráfica, una


«visualización» de estas últimas relaciones. Para ello se recurre a la teoría degrafos, como se ha indicado al principio de este capítulo.

Para el trazado del diagrama se requieren dos puntos esenciales:• Un conjunto adecuado y sencillo de símbolos para identificar cualquier

actividad (nodos).• Un método cualquiera que permita indicar la proximidad relativa de las

actividades y/o la dirección y la intensidad relativa del recorrido de losproductos (aristas o lados).

Los símbolos que se utilizan son los mismos que se definieron para realizarel Diagrama de Recorridos (figura 2, capítulo 6), añadiendo dos nuevos, puestoque ahora se integran también los Medios Auxiliares de Producción.

En la representación gráfica, para unir o enlazar cada pareja de activi-dades, y reflejar así la proximidad entre ambas, se utiliza un número deter-minado de trazos convencionales o una línea coloreada, que aparecen en latabla 1.

En la figura 6 se muestra mediante grafos y líneas, la representación paraindicar relación de proximidad entre dos actividades. El número de líneasindica la intensidad de la relación o el grado de proximidad deseado. En undiagrama confeccionado perfectamente, todas las conexiones de relación Adeben tener la misma longitud, menor que la de las otras relaciones; todas lasconexiones de relación E deben tener también la misma longitud, entre 11/2 y 2veces la longitud de las conexiones A, pero más corta que el resto de relacio-nes; lo mismo puede decirse para las conexiones de relación I, que serán delongitud 11/2 y 2 veces la longitud de las conexiones E, pero más corta que lalongitud de las relaciones O, U y X.

Normalmente, para simplificar el diagrama cuando hay muchas activida-des no se representan las conexiones de relación O.

Para identificar cada una de las actividades se les asigna una cifra, que seinscribe en el símbolo correspondiente a dicha actividad.


Figura 6.–Líneas de conexión de las actividades en función de la intensidad.

A

E

I


Para el trazado del diagrama, usualmente se hace un listado, en orden des-cendiente de importancia, de las diferentes parejas de actividades, tal comoaparece en la tabla 3.

Para confeccionar el diagrama, se dibujan primero las actividades con rela-ción A, especificando la cifra correspondiente a cada actividad, y se unen concuatro líneas; cuando se han dibujado ya las uniones del tipo A, se añaden lasuniones que siguen a continuación en orden de importancia, o sea las E, des-pués las I, y así sucesivamente, hasta las X. Se puede optar también por añadirlas relaciones de tipo X, antes que las I.


Tabla 3. Agrupación de actividades según intensidad de proximidad

1-2 A3-6 A4-6 A7-8 A8-9 A9-11 A

10-13 A

Total = 7

1-7 E1-13 E2-3 E2-7 E2-8 E3-4 E3-7 E4-5 E5-6 E5-8 E5-9 E6-7 E6-8 E6-9 E

10-12 E11-12 E12-16 E14-15 E

Total = 18

1-3 I1-9 I1-12 I1-14 I3-8 I4-7 I4-9 I5-7 I5-15 I7-15 I8-10 I8-10 I11-16 I12-15 I13-16 I

Total = 15

1-4 X4-14 X4-15 X

Total = 3



Los grafos de este diagrama, que corresponden a las diferentes actividadesde la industria, son todos del mismo tamaño, pero también, si se ha realizadoya el estudio del espacio que requiere cada actividad, pueden ser de diferentetamaño en función del espacio elegido (figuras 7 y 8).

Asimismo, se pueden sustituir las esferas de los grafos por el símbolo nor-malizado correspondiente al tipo de actividad de que se trate.

Figura 7.–Diagrama de grafos con el mismo tamaño para todas las actividades.

5

2

8

9

4

7

1

Figura 8.–Diagrama de grafos con tamaño proporcional al espacio necesario para cada actividad.

9

8

5

1

2

7

3


CAPÍTULO IX

Necesidades y disponibilidad de espacios.Diagrama relacional de espacios

1. INTRODUCCIÓN

El hecho de no haber tenido en cuenta los espacios hasta ahora, no quieredecir que el cálculo de los espacios debe esperar a que las actividades ya figu-ren en el diagrama.

Por otra parte, tal como se ha visto, las dos primeras fases de la implanta-ción, no son independientes; la localización no adquiere carácter definitivohasta que no se desarrolla, al menos en parte, la implantación del conjunto.Realmente para decidir la localización, se ha de conocer cuales son las necesi-dades de espacio, si bien, a veces, es suficiente con tener cierta aproximación.

No obstante, este punto es delicado dado que el espacio es un recursoescaso, y por otra parte afinar demasiado sería perjudicial porque limitaría laflexibilidad de la implantación todavía no desarrollada totalmente. Además loscontinuos cambios (tecnológicos, en los productos, en la demanda, etc.) obli-gan a prever posibles expansiones.

En este capítulo se abordan las fases finales de la sistemática de distribu-ción en planta relativas al espacio, tanto en lo que se refiere al cálculo de lasnecesidades de la planta que se está diseñando, como a la superficie disponi-ble, datos necesarios para la confección del diagrama relacional de espacios,así como a los factores que influyen y a las limitaciones prácticas.

2. DETERMINACIÓN DE ESPACIOS

Para la determinación de los espacios, es necesario conocer como punto departida la capacidad de producción del sistema, cuestión nada trivial en la que


interviene la previsión del mercado, entre otros factores. En algunos casos, lasuperficie necesaria depende de las reglas de gestión que se prevé aplicar, lascuales, en general, estarán condicionadas por el sistema de información dispo-nible. Por ejemplo, el espacio requerido por el artículo en un almacén dependedel tipo de gestión de los stocks, un sistema J.I.T. (Just In Time) tendrá unosrequerimientos de espacio distintos, menores, que los de un sistema tradicional.

Por otra parte, influye también en la determinación de los espacios el tipode distribución elegida. No es lo mismo preparar la implantación para una dis-tribución por producto que por secciones. Es por esta razón que muchas vecesse hace necesario tratar los sistemas organizativos de la producción junto conlos de distribución en planta.

En cualquier caso se cometen dos errores frecuentes en la fase de determi-nación de espacios: equivocarse en la estimación del espacio requerido por unaactividad u olvidar alguna actividad. Para evitar esto último, a continuación sedetallan una serie de actividades no directamente involucradas en el sistemaproductivo (Medios Auxiliares de Producción) que deben ser tenidas en cuentaa la hora de determinar los espacios necesarios:

• Almacenes de materias primas.• Obras en curso.• Almacenes de productos terminados.• Pasillos.• Recepción y expedición.• Almacenes para los equipos móviles de manutención.• Almacenes de herramientas.• Mantenimiento.• Embalaje.• Mandos.• Inspección y control de calidad.• Instalaciones médicas y botiquín.• Comedores.• Aseos y vestuarios.• Oficinas.• Aparcamientos para empleados y visitas.• Aparcamientos para vehículos de transporte y muelles de recepción y

expedición.• Almacén de materiales fungibles y varios.Antes de pasar a detallar los diferentes métodos que se pueden utilizar para

abordar el problema, es preciso indicar que, como punto de partida, será nece-sario elaborar un inventario lo más completo posible de las máquinas y las ins-talaciones, si bien hay que recordar que en realidad no hace falta que sea total-mente preciso hasta la fase de «detalle». Para ello se pueden utilizar las fichasde datos en las que se incluye información acerca de las dimensiones de losequipos a inventariar.



Entre las alternativas existentes para la determinación de espacios, no sepuede hablar de un procedimiento ideal o general, cada uno será recomendablepara un caso concreto, la elección depende del nivel de detalle al que se realiceel estudio, así como de la información de que se disponga y de la experienciadel proyectista, siendo conveniente la utilización de más de un procedimientopara validar correctamente la solución adoptada.

Los procedimientos que se pueden utilizar para la determinación de losespacios necesarios son los siguientes:

• La implantación aproximada.• La tendencia de los ratios.• Las normas de espacio.• El cálculo.• La conversión.

2.1. LA IMPLANTACIÓN APROXIMADA

Este método utiliza croquis a escala o plantillas de los elementos producti-vos para determinar los espacios necesarios para las diferentes actividades,situándolas en distintas posiciones hasta alcanzar una disposición satisfactoriaa partir de la cual es posible estimar el espacio total necesario.

Cuando se utiliza este método no es necesario entrar en detalles y casi lomás importante es centrarse en la disposición de los equipos industriales,incluidos los sistemas de mantenimiento. Ciertamente, la disposición finalpuede no corresponderse con la manejada en este momento, pero este sistemapuede ser suficiente para determinar las necesidades de espacio en esta fase dela implantación (implantación de conjunto).

2.2. LA TENDENCIA DE LOS RATIOS

Este método es válido sólo para evaluar las necesidades generales de espa-cio, siendo el menos preciso de todos. Normalmente cuanto más simplificadosea el método utilizado, menos preciso será.

El método se basa en la aplicación de coeficientes que no son más queratios entre alguna magnitud característica del sistema productivo (por ejem-plo: número de trabajadores por turno, número de unidades a producir, etc.) yla superficie necesaria. Estos coeficientes no tienen por qué mantenerse esta-bles a lo largo del tiempo, por lo que será necesario prever su evolución encaso de que sea necesario.

2.3. LAS NORMAS DE ESPACIO

La utilización de normas suele dar lugar a una mayor precisión en la esti-mación de las superficies que el método anterior (m2 para un determinado

Necesidades y disponibilidad de espacios. Diagrama relacional de espacios 125


equipo y modelo específico, etc.), pero no puede decirse que sea un métodopreciso. La diferencia entre los ratios y las normas radica en la mayor precisiónen la estimación de estas últimas.

La estimación de la superficie por medio de estas normas se obtienesumando todas las superficies correspondientes a los diferentes elementos delsistema productivo y multiplicarlas después por coeficientes que permitantener en cuenta ciertos aspectos no tenidos en cuenta anteriormente como porejemplo los pasillos.

Una norma bastante generalizada consiste en calcular la superficie necesa-ria para cada equipo existente en cada área, es decir longitud y anchura, aña-diendo 60 cm en los lados que se vayan a situar operarios y 45 cm para limpie-zas y reglajes, en los lados en que no vayan a trabajar operarios. Se suman losvalores así obtenidos para todos los equipos situados en cada área y se multi-plican por un coeficiente basado en las necesidades previstas para vías deacceso y servicios; este coeficiente varía desde 1,3 para planteamientos norma-les hasta 1,8 cuando los movimientos y stocks de materiales son de ciertaimportancia. Se obtiene así la superficie necesaria para cada área, la suma delas superficies así calculadas para todas las áreas será la superficie total de laplanta, a la que habrá que añadir la superficie necesaria para vías de acceso engeneral (pasillos, escaleras, …).

Por ejemplo, se supone que una de las áreas en que se ha descompuesto elproceso de fabricación de tomate cubeteado (figura 6 del capítulo 3) es recep-ción de la materia prima en bins de plástico de 300 kg, donde se pesan, se des-carga la materia prima en volteadores de cajones sobre pila de lavado y des-pués se procede al lavado y deshojado en pila de agua y con duchas a presiónen elevador de cangilones.

En este caso habrá que considerar la superficie necesaria para almacenarlos bins que llegan cada jornada de trabajo más la ocupada por los equiposincluidos en el área citada que serán:

• Báscula.• Volteador de cajones.• Balsa de agua.• Elevador de cangilones.La estimación de la superficie destinada al almacenamiento de los bins se

hará en función de la entrada diaria, las dimensiones de los bins y la altura deapilado. A esta superficie habrá que añadir la superficie destinada a los equipos.En la figura 1 se presenta la estimación de la superficie necesaria para la báscula.

Se calcula de la misma forma la superficie necesaria para los equipos cita-dos, se suman todas estas superficies más la estimada para el almacenamientode los bins y el valor de esta superficie total se multiplica por un coeficiente,que en este caso se considera que en la zona hay una movilidad alta por lo quese toma un valor de 1,8; el resultado será la superficie necesaria para el áreaconsiderada.



Se supone ahora otro ejemplo, el caso de almacenamiento en cámara frigo-rífica de un producto en pallets, se pretende conservar la producción de cuatrodías. En este caso se calcula la superficie necesaria para la producción de undía, en función de esta producción, de la dimensión de los pallets (longitud yanchura) y la altura de apilado, teniendo en cuenta la altura de carga de cadapallet (figura 2).


1,2 m

1 m

0,45 m

0,45 m

0,45 m

0,60 m

Báscula

Superficie necesaria:

S = (1,2 + 0,60 + 0,45 ) · (1 + 0,45 + 0,45) = 4,275 m2

Figura 1.–Cálculo de la superficie necesaria para un equipo.

Día i Día i+1

Día i+2 Día i+3

1 m

3 m

5 m

1 m

0,75 m

0,60 m

0,60 m

0,60 m

0,60 m

Figura 2.–Cálculo de la superficie necesaria para una cámara frigorífica.

Se calcula la superficie necesaria según la figura 2 y en este caso se consi-dera un coeficiente de movilidad de 1,0, puesto que los pasillos ya se han con-siderado al estimar la superficie de la cámara.

2.4. EL CÁLCULO

Es el método más preciso, implica el fraccionamiento de cada sector o acti-vidad en sub-sectores y elementos de la superficie total.


Se trata de determinar, por una parte, el número de elementos necesarios–equipos, instalaciones, etc.– en base a la previsión realizada y, por otra, elespacio ocupado por cada uno de esos elementos.

En la determinación del número de elementos, el número de equipos igua-les por ejemplo, se necesita conocer el volumen de producción en un periodode tiempo determinado y el ritmo productivo medio que puede alcanzar elequipo.

Para determinar el número de equipos necesarios hay que tener en cuentauna serie de precauciones:

• El ritmo productivo no se mantiene siempre al 100%.• Es preciso prever las esperas, ya sean fijas o accidentales, si no se han

incluido en la estimación de los tiempos de producción.• Hay que incluir los tiempos muertos debidos a reparaciones, manteni-

miento, etc.• Hay que tener en cuenta las puntas de producción previstas en los estu-

dios de mercado y decidir si interesa tener maquinaria que pueda absor-ber ese volumen máximo previsto, o aumentar almacenes y, por lo tanto,los stocks, etc.

La estimación de los espacios necesarios se hace teniendo en cuenta lasdenominadas superficies estática, de gravitación y evolución.

• La superficie estática (Ss) es la que corresponde a los equipos, instala-ciones, etc.

• La superficie de gravitación (Sg) es la superficie ocupada alrededor delos puestos de trabajo por el obrero y por el material acopiado para lasoperaciones en curso. Se obtiene multiplicando la superficie estática porel número de lados a partir de los cuales debe ser utilizado el equipo.

Sg = Ss · N

La superficie de evolución (Se) es la superficie que hay que reservar entrelos puestos de trabajo para los desplazamientos del personal y el manteni-miento.

Se = (Ss + Sg) · K

siendo K un coeficiente que puede variar entre 0,05 y 3. Se calcula como unarelación entre las dimensiones de los hombres u objetos desplazados, por unaparte y el doble de las cotas medias de las máquinas entre las cuales se desen-vuelven éstos.

Para la determinación de espacios de los almacenes, hay que asignar a losstocks solo la superficie estática y la de evolución. Normalmente, la superficieocupada por los materiales acopiados junto a un puesto de trabajo para la ope-ración en curso no da lugar a una asignación complementaria, ya que está com-prendida en las superficies de gravitación y evolución. No obstante, si este



acopio ocupa una superficie muy grande, conviene aumentar la superficie asig-nada al puesto de trabajo, calculando aparte, como si se tratara de un almace-namiento, la superficie necesaria para este aprovisionamiento.

2.5. LA CONVERSIÓN

Este método se conoce también como Extrapolación, sirve para resolverproblemas de redistribución de plantas, pero también se puede aplicar a pro-yectos nuevos.

Para llevarlo a cabo, lo mejor es seguir un procedimiento ordenado, utili-zando una hoja de cálculo por ejemplo; en la primera columna se detallan lasactividades, en la siguiente los espacios ocupados por cada una de ellas actual-mente y en la siguiente el espacio que se considera necesario para llevar a caboel proceso correctamente, a continuación se modifican los espacios necesariospara cada actividad aumentándolos o disminuyéndolos de acuerdo con los pla-nes de ampliación o de recesión. La última fase consiste en comparar las nece-sidades con las disponibilidades para realizar los reajustes pertinentes, aunqueesto corresponde a la fase siguiente de la S.L.P.

En el caso de una planta nueva, los datos iniciales se toman de otros pro-yectos.

Este método suele ser práctico cuando se quiere realizar un proyecto conrapidez o cuando no se requiere demasiada precisión en la determinación delos espacios.

No es extraño utilizar el método de cálculo para las necesidades de espacioen los sectores de producción y el método de conversión para los almacenes yservicios anexos.

En resumen, el procedimiento para determinar los requerimientos de espa-cio se presentan en la tabla 1.


1. Identificar las actividades implicadas, usando la misma numeración y terminología de losdiagramas anteriores.

2. Identificar la maquinaria y equipos implicados o al menos el tipo general de maquinaria yequipos tanto de operación como auxiliares.

3. Determinar para cada actividad productiva:a) Los requerimientos por área, basados sobre los factores P, Q y R, y los tiempos de

operación implicados.b) La naturaleza o condición del espacio requerido para cada área productiva.

4. Determinar para las actividades no productivas:a) Los requerimientos por área, basados sobre los factores P, Q y R, y los tiempos de

operación implicados.b) La naturaleza o condición del espacio requerido para cada área no productiva.

5. Recopilar la cantidad y condición de espacio requerido y comparar este espacio con eldisponible o posiblemente disponible

6. Ajustar y refinar si es necesario.

Tabla 1. Procedimiento para determinar los espacios


3. DISPONIBILIDAD DE ESPACIOS

Una vez determinadas las necesidades de espacio para cada actividad sedebe confrontar este resultado con las disponibilidades reales.

Cuando se está ante un problema en el que las edificaciones van a reali-zarse de acuerdo con la implantación propuesta, uno de los inconvenientes másgraves que puede existir es que haya una limitación en cuanto al espacio globaldisponible, por razones económicas. Además, si se ha fijado ya el emplaza-miento, el solar en el que se ubicará la planta, su forma y las normas de tipourbanístico a las que se encuentre sometido pueden determinar no sólo lasuperficie máxima de que puede disponerse, sino también la fragmentación dela misma (por ejemplo, en diversas plantas), lo que condicionará fuertementela implantación.

Por supuesto, todo esto será más acusado cuando estén fijadas previamentelas edificaciones en las que debe implantarse la actividad industrial.

Así, si las necesidades no casan con las disponibilidades, deberá proce-derse a un ajuste ente ambas, reformando o ampliando las edificaciones omodificando (normalmente reduciendo) los valores de los espacios asignados acada actividad durante la planificación de la implantación.

Si las necesidades son superiores a las disponibilidades, es preciso reducirlas primeras. Como norma general, esta reducción no debe hacerse por unasimple proporcionalidad entre todos los sectores que intervienen, es preferiblereducir las necesidades allí donde pueda realmente hacerse con el mínimo per-juicio total para la empresa. Es decir, es necesario valorar y clasificar cada unode los sectores para poder determinar cuales pueden ser reducidos.

4. DIAGRAMA RELACIONAL DE ESPACIOS

El Diagrama Relacional de Espacios, fase siguiente de la Sistemática deDistribución en Planta, se diferencia del Diagrama Relacional de Recorridosy/o Actividades en que los símbolos representativos de las actividades se dibu-jan a escala, de manera que la superficie asignada a cada símbolo será propor-cional a la que realmente se necesita.

Las superficies asignadas a las actividades pueden tener incluso las for-mas que éstas requieren. Si las edificaciones ya existen, se pueden utilizarplanos a escala para realizar el diagrama, intentando ajustar las actividades endichos planos. Si existen restricciones (pilares, huecos de escaleras, ascenso-res, etc.) éstos pueden indicarse en los planos para contar con ellos desde estemomento.

En la figura 3 aparece un ejemplo de Diagrama Relacional de Espacios.En la figura 4 se representa también el Diagrama Relacional de Espacios,

pero en ella se incluye una forma de pasar de este diagrama a una opción de




1

23

4

5

6

7

8

9

10

11

Figura 3.–Diagrama Relacional de Espacios.

75 m

1 2 4

3

5

67

89

105 m

75 m

4

6

3

28,2 m

2,4 m

Figura 4.–Diagrama Relacional de Espacios.


distribución en planta. En dicho ejemplo las necesidades de espacio de cadaárea son:

1. 557 m2 6. 622 m2

2. 883 m2 7. 1.486 m2

3. 836 m2 8. 465 m2

4. 520 m2 9. 994 m2

5. 790 m2

Se sustrae el espacio correspondiente a los pasillos del correspondiente acada actividad, si se supone un pasillo de 2,4 m de ancho, habrá que restar deltotal de pared disponible 75 – (2 · 2,4) = 70,2 m. Se divide el área de las tresactividades por 70,2, es decir, 1978/70,2 = 28,18 m.

Para la obtención de un diagrama relacional más racional y de mejor inter-pretación se recurre al diseño modular, es decir se definen módulos de longituddeterminada, por ejemplo 8M = 8 metros, aunque también se utilizan submó-dulos 4M = 4 metros, 2M = 2 metros y 1M = 1 metro. De esta forma se intentallegar a superficies de dimensiones proporcionales, con lo cual se podrá obte-ner un diseño muy cercano al definitivo.

El Diagrama Relacional de Espacios se ha de concebir como un instru-mento que es el punto de partida para generar un conjunto de distribuciones yno como la representación esquemática de una distribución concreta.

Las soluciones alternativas se pueden obtener dotando de movilidad a lasdiferentes actividades, para lo que puede ser recomendable utilizar maquetas ocartulinas a escala.

Ahora bien, el instrumento idóneo para realizar esta actividad es el ordena-dor, proporcionando una manera rápida y eficaz de generar y evaluar diferen-tes alternativas.

5. FACTORES INFLUYENTES

Una vez construido el Diagrama Relacional de Espacios, continuando conla Sistemática de Distribución en Planta, se está en condiciones de poder crearun conjunto de soluciones alternativas al problema planteado.

Cuando se planifica una implantación, el primer paso es conseguir unaimplantación ideal o teórica. Tanto para conseguir esa distribución ideal comopara, posteriormente, transformarla en una que sea práctica, es necesario teneren cuenta una serie de factores que tienen influencia sobre la misma.

Los factores que afectan a la implantación ya se han descrito en el apartado4 del capítulo cuarto, son los siguientes:

1. Factor material.2. Factor maquinaria.3. Factor hombre.4. Factor movimiento.



5. Factor espera.6. Factor servicio.7. Factor edificio.8. Factor cambio.Algunos de ellos pueden haber sido incluidos en la Tabla Relacional de

Actividades o en el Análisis de Recorridos, pero otros pueden haber sido pasa-dos por alto, por haber sido considerados poco importantes para establecer elDiagrama Relacional de Espacios. No obstante, el hecho de que no se hayantenido en cuenta para la elaboración del citado Diagrama, no quiere decir queno sean influyentes e incluso determinantes a la hora de adoptar la disposiciónfinal, y es en este momento cuando deben ser contemplados. Por ejemplo, elrégimen de vientos dominantes (factor del entorno exterior) puede no habersido tenido en cuenta hasta el momento, pero puede ser determinante a la horade fijar la orientación final del edificio, y es ahora, al generar las diversas alter-nativas, cuando debe ser previsto.

Cada proyecto tendrá su propia serie de factores específicos, algunos deellos incluso tan importantes como para justificar un estudio detallado de losmismos; otros factores, en cambio, carecerán de importancia y seguirán siendopasados por alto.

El proceso de análisis de los factores, se debe abordar realizando un estu-dio lo más exhaustivo y detallado que sea posible; para ello se puede recurrir ala bibliografía, buscando la solución aportada a problemas similares y/o visi-tando instalaciones en las que se desarrolle la misma actividad industrial.

De cualquier forma hay que insistir en que, llegado a este punto, lo másinteresante es centrarse en aquellos factores a los que se ha prestado relativa-mente poca importancia hasta el momento, destacando de forma particular:

• Los sistemas de manutención o transporte.• Los almacenes.• El entorno exterior e interior (que pueden influir en la orientación de las

edificaciones y en la disposición interior de los elementos respectiva-mente).

• Las características de las edificaciones (dimensiones, alturas, etc.).• Y en general, todos aquellos factores que hayan sido considerados irrele-

vantes hasta el momento.Como se acaba de indicar, los factores que afectan a la implantación se

describieron en el capítulo cuarto, no obstante se resumen a continuación lasconsideraciones sobre cada factor, a tener en cuenta a la hora de planificar unaimplantación.

5.1. FACTOR MATERIAL

En el capítulo cuarto se indicaron los elementos o particularidades queincluye este factor: materias primas, material en curso, productos acabados,



material saliente o embalado, etc., por lo que no se vuelve a insistir aquí.Las consideraciones a tener en cuenta sobre el factor material, el más

importante de la implantación, son principalmente:1. Características físico-químicas de los materiales, que pueden requerir

algún cuidado especial durante el proceso productivo.2. Cantidad y variedad de materiales y productos que se van a producir,

en otras palabras, volumen de producción. Una buena distribucióndeberá estar proyectada para poder hacer frente a posibles variacionesen el volumen de producción, que deberán preverse mediante los opor-tunos estudios de mercado.

3. Materiales, componentes y secuencia de las operaciones. El organi-grama del proceso es fundamental para poder llevar a cabo la implanta-ción, cualquier cambio en la secuencia puede hacer variar la distribu-ción adoptada.

4. Proyecto y especificaciones del producto. Las especificaciones deben sercoherentes con la legislación vigente y estar actualizadas. El uso de pla-nos no adecuados puede llevar a grandes retrasos, además, el proyectodeberá estar enfocado hacia la producción, es decir, deberá proyectarse demanera que sea posible la fabricación posterior del producto.

5.2. FACTOR MAQUINARIA

Tras el producto o material, la maquinaria es el siguiente en orden deimportancia. Es imprescindible tener información sobre la maquinaria parapoder ordenarla de una forma adecuada.

El factor maquinaria incluye: la maquinaria de producción, el equipo deproceso o de tratamiento, la maquinaria utilizada en las instalaciones auxiliaresde la producción (eléctrica, gas...), etc.

Las consideraciones que en este caso hay que tener en cuenta son lassiguientes:

1. Proceso o método seguido. Los métodos de producción seguidos son elnúcleo de la distribución física, puesto que determinan el equipo y lamaquinaria a utilizar, cuya disposición, a su vez, debe ordenarse.

2. Maquinaria. Hay que conocer el número de máquinas y sus características.3. Utilización de la maquinaria. Una buena distribución debe permitir el

uso de las máquinas en su completa capacidad. 4. Requerimientos de la maquinaria y del proceso como consecuencia de

su funcionamiento. Es necesario conocer las necesidades de manteni-miento de la maquinaria así como de las instalaciones necesarias parasu funcionamiento (instalaciones auxiliares).

5.3. FACTOR HOMBRE

Como factor de producción, el hombre es, en general, mucho más flexible



que cualquier material o maquinaria, pero es un error pensar que, por estarazón, el hombre puede estar cambiando de un lado para otro y por lo tanto notenerlo en cuenta a la hora de realizar una implantación.

El factor hombre engloba: la mano de obra directa, los jefes de equipo, sec-ción, servicio, directivos, encargados, capataces, etc., todo el grupo de manode obra indirecta, es decir manipuladores de material, estibadores, controlado-res, personal de mantenimiento, personal de oficina, de limpieza, conserjes…

Las consideraciones que hay que tener en cuenta son:1. Consideraciones de seguridad e higiene en el trabajo. Deben existir las

condiciones adecuadas para que el puesto de trabajo del operario seadigno y repercuta de manera óptima en su rendimiento.

2. Necesidades de mano de obra. Siendo necesario determinar no sólo lacantidad, sino también la cualificación o especialización necesaria parala misma en función del tipo de trabajo a realizar.

3. Utilización del hombre. La buena distribución del puesto de trabajo esuna cuestión que se trata en el «layout» de detalle, pero es necesarioestudiar los movimientos de cada operario a través del espacio y eltiempo.

4. Otras consideraciones, como factores psicológicos…

5.4. FACTOR MOVIMIENTO

El movimiento de, al menos, uno de los tres elementos básicos de la pro-ducción (materiales, máquinas y operarios) es esencial para llevar a cabo elproceso productivo. Generalmente se trata del material, tal como señala Mut-her, el manejo de materiales puede llegar a ser responsable del 90% de losaccidentes industriales, del 80% de los costes de mano de obra y de gran canti-dad de daños sobre el producto, entre otros muchos inconvenientes.

La distribución y el manejo de materiales están estrechamente unidos, cual-quier estudio sobre los sistemas de manejo debe estar relacionado con el estudiode la distribución. El mero movimiento del material no cambia las formas ocaracterísticas de éste ni le añade otros elementos o ventajas, en este sentido, noes productivo; por lo que se debe procurar disminuir al máximo este manejo.

Dentro del factor movimiento se engloba el estudio de los sistemas detransporte interno, que son los que permiten el movimiento del material, losoperarios o la maquinaria; es decir, transportadores, rampas, carretillas manua-les o autopropulsadas, grúas,… así como todo utillaje o equipo que sea necesa-rio para llevar a cabo dicho transporte, tanques, cubetas, bidones, recipientes,sistemas de fijación, etc.

Las principales consideraciones que hay que tener en cuenta en el estudiodel movimiento son las siguientes:

1. Patrón o modelo de circulación. Estudiado a partir del proceso delmaterial, entrada, operaciones, servicios e instalaciones auxiliares,



salida, movimiento de los materiales, máquinas u hombres…2. Reducción del manejo innecesario y antieconómico. Cada operación

debe acabar justo donde comienza la siguiente, o por lo menos dejar elmaterial en posición que permita su accesibilidad para el siguiente ope-rario.

3. Manejo combinado. Estudiar la posibilidad de que el equipo de manejosirva como recipiente o incluso como mesa de trabajo.

4. Espacio para el movimiento. Prever el espacio necesario para que elmovimiento se pueda llevar a cabo sin interrupciones.

5. Análisis de los métodos de manejo. Debe quedar claramente especifi-cada la técnica de manejo que se va a utilizar, tras estudiar el tipo demedio que se va a trasladar y las operaciones que se van a desarrollar.

6. Equipo de manejo. Deben quedar completamente definidas las caracte-rísticas y capacidad de los sistemas utilizados.

5.5. FACTOR ESPERA

El objetivo es encontrar un modo de circulación fluida, para el material quese transporta a través de la planta, siempre en progreso hacia el acabado delproducto. Cuando el material deba esperar para pasar a la operación siguiente,lo hará en un área determinada y de una forma organizada. Cuando esa zona deespera se sitúa en un área determinada y su misión es exclusivamente guardarel material, a esa zona se le llama almacén. Cuando la espera se produce en lamisma área de producción, aguardando a ser trasladado de una operación a lasiguiente, entonces se le llama demora o espera.

Se incluye dentro de este factor el estudio de las áreas de recepción, alma-cenes de material en general, productos en curso o elementos auxiliares, mate-riales de embalaje, etc.

En el estudio, las consideraciones que habrá que tener en cuenta son lassiguientes:

1. Situación de los puntos de almacenamiento o espera.2. Espacio necesario para cada punto de espera.3. Método seguido para el almacenamiento, forma de organizarlo.4. Dispositivos de seguridad y equipos destinados al almacenamiento o

espera.

5.6. FACTOR SERVICIO

La palabra servicio tiene muchos significados en la industria. Por lo que ala distribución se refiere, los servicios de una planta son los Medios Auxiliaresde Producción, los servicios por lo tanto, mantienen y conservan en actividad alos operarios, el material y la maquinaria.

Entre los servicios hay que destacar, servicios relativos al personal (vías de



acceso, instalaciones de uso personal, oficinas, climatización…), material(control de calidad, de la producción, de rechazos…) y maquinaria (manteni-miento, instalaciones de vapor, agua…).

5.7. FACTOR EDIFICIO

Tanto si se planea una distribución para una planta completamente nueva opara un edificio ya existente, como si se reordena o ajusta una distribuciónvigente, se debe conceder al edificio la importancia que en realidad tiene. Si eledificio ya existe, éste se transforma directamente en una serie de inconvenien-tes para el diseñador, por su misma cualidad de permanencia, el edificio creauna cierta rigidez en la distribución.

Los efectos o particularidades del factor edificio que con mayor frecuenciaintervienen en el problema de la implantación son: forma, tamaño y número deplantas si el edificio ya existe; posibilidad de diseñar el edificio a través dealgún sistema modular que permita hacerlo útil para otros fines si fuera necesa-rio; sótanos, altillos, ventanas, pasillos, suelos, ascensores…

5.8. FACTOR CAMBIO

Las condiciones de trabajo de un proceso productivo varían frecuente-mente (por multitud de motivos) y estos cambios afectan a la distribución enmayor o menor grado. El cambio es una parte básica de todo concepto demejora y su frecuencia y rapidez se van haciendo mayores cada día.

Este es el momento de considerar cuantas consideraciones se estimenoportunas sobre la flexibilidad de la distribución requerida por el sistema pro-ductivo.

6. LIMITACIONES PRÁCTICAS

A medida que se van estudiando los diferentes factores de influencia, lapráctica demuestra que van apareciendo nuevas ideas para disponer el espacio,sin embargo, cada una de estas ideas debe ser confrontada con sus propiaslimitaciones prácticas, última fase de la Sistemática de Distribución en Plantaantes de la generación de alternativas. Por ejemplo, pudiera haberse previstoun sistema de manutención altamente automatizado y sincronizado que poste-riormente deba ser rechazado por cuestiones económicas.

Se está pasando, por tanto, de la distribución teórica a la práctica, al teneren cuenta esta serie de limitaciones. A medida que se van estudiando y con-frontando las diferentes limitaciones prácticas, el número de alternativas quees posible generar a partir del Diagrama Relacional de Actividades va dismi-nuyendo, como consecuencia de que va aumentando el número de restriccio-



nes a tener en cuenta.



CAPÍTULO X

Generación de alternativas en distribuciónen planta

1. INTRODUCCIÓN

Una vez establecidos los diagramas relacionales tanto de actividades comode espacios y estudiados los factores a tener en cuenta y las limitaciones prác-ticas, hay que empezar a plantear las diferentes alternativas de distribución enplanta, aunque no hay que olvidar que aún se está en la segunda fase, a nivel deimplantación de conjunto, es decir, siguiendo los pasos indicados en la Siste-mática de Distribución en Planta.

Al iniciar la etapa de síntesis o de integración, para obtener alternativasde diseño para la implantación de la planta industrial, cabe preguntarsequé camino tomar. Esta etapa, a diferencia de las anteriores, no dependesolo de la bondad de la información elaborada hasta el momento, sino tam-bién de los medios de que disponga el proyectista para realizar su trabajo,medios fundamentalmente informáticos, en su doble vertiente hardware ysoftware.

Se pueden distinguir dos vías claras de actuación, la primera, manual y nopor ello poco importante, a la que siempre se debe recurrir en mayor o menormedida, incluso cuando se utilicen otros procedimientos más sofisticados, paraajustar la solución, existiendo además la posibilidad de utilizar sistemas derepresentación o maquetas.

La segunda vía es la basada en la utilización de los llamados «Métodos deGeneración de Layouts», en base a algoritmos diseñados al efecto y que traba-jan con la información elaborada en las etapas anteriores (Tabla Relacional deActividades, Análisis de Recorrido de los Productos).

En este capítulo se describen los métodos tradicionales de generación delayouts y se completa con una referencia a las herramientas informáticas que


se han ido desarrollando en los últimos años para ayudar a resolver el pro-blema de la distribución en planta de una industria.

2. MÉTODOS DE GENERACIÓN DE LAYOUTS

Los Métodos de Generación de Layouts se refieren al conjunto de técnicasque ayudan al proyectista en la búsqueda de una solución para la implantaciónde la planta industrial, pero bajo el planteamiento de «layout» de conjunto, esdecir, fase II de la implantación.

Los Métodos de Generación de Layouts consiguen una ordenación topoló-gica de las actividades que intervienen en el problema de la implantación, lle-gando los más sofisticados a alcanzar un control geométrico muy aceptablepara su posterior aplicación en el planteamiento detallado (fase III de laimplantación).

Los Métodos de Generación de Layouts surgen a raíz de la formulaciónmatemática del problema de la implantación iniciada por Koopmans y Beck-man (1957), que formularon esta cuestión como un problema cuadrático deasignación (Q.A.P.). Desde entonces, se han propuesto una serie de algoritmosque se pueden clasificar como sigue:

• Algoritmos óptimos.• Algoritmos heurísticos.Todos los algoritmos óptimos desarrollados para resolver el tema de la dis-

tribución en planta, presentan el mismo inconveniente: los requerimientos dememoria y de tiempo en ordenador son extremadamente altos y aumentanexponencialmente cuando el problema aumenta de tamaño. Razón por la cualno es sorprendente que existan muchos más algoritmos heurísticos para resol-ver este problema.

Los algoritmos heurísticos se clasifican según la forma de generar la solu-ción en:

• Algoritmos de construcción.• Algoritmos de mejora.• Algoritmos híbridos.Los algoritmos de construcción seleccionan las actividades y las distribu-

yen secuencialmente en la planta, pudiendo ser ésta de dimensiones conocidaso desconocidas.

En los algoritmos de mejora, partiendo de una solución inicial, por mediode algún mecanismo de intercambio, se van alterando las posiciones ocupadaspor las diferentes actividades buscando una mejora de la calidad de la implan-tación.

Los algoritmos híbridos, como es lógico, combinan aspectos de los méto-dos de construcción y de mejora.



2.1. ALGORITMOS DE CONSTRUCCIÓN

Los algoritmos de construcción generan la distribución comenzando poruna planta vacía, añaden una actividad (o un conjunto de actividades), despuésotra hasta que todas las actividades estén incluidas en la planta. Las principalesdiferencias entre los diferentes algoritmos de construcción, se refieren a loscriterios utilizados para determinar:

• La primera actividad que entra en la planta.• La actividad siguiente o siguientes que se van añadiendo.• Localización de la primera actividad (y siguientes) en la planta.Kusiak y Heragu (1987) presentan una revisión de muchos de los algorit-

mos de construcción desarrollados en los últimos 35 años y Tompkins y Moore(1984) aportan descripciones detalladas de cinco algoritmos de construcción yde mejora, especificando cuantos datos son necesarios y los procedimientosutilizados en los algoritmos.

2.1.1. CORELAP (Computerized Relationship Layout Planning)

CORELAP es uno de los primeros algoritmos de construcción desarrolla-dos (Lee and Moore, 1967), convierte datos cualitativos de entrada en datos desalida cuantitativos y utiliza la información para determinar la primera activi-dad que entra en la planta. A continuación se van añadiendo el resto de activi-dades de una en una, en orden basado en su nivel de interacción con las activi-dades que ya están en la planta.

Los datos cualitativos de entrada se basan en la Tabla Relacional de Activi-dades, descrita anteriormente, que asigna los códigos A, E, I, O, U y X paradescribir las exigencias de proximidad para cada par de actividades. Asigna,por defecto, valores numéricos a estos códigos 6, 5, 4, 3, 2 y 1 respectiva-mente. Ahora bien, antes de explicar el funcionamiento del CORELAP hayque indicar que estos valores asignados por defecto no son apropiados paramuchas plantas por dos razones. En primer lugar, la asignación de valoresnuméricos de 6 a 1 para las seis relaciones no representa de forma adecuadaque la relación A es mucho más importante que la E, que a su vez es muchomás importante que la I, y así sucesivamente. En segundo lugar, el hecho deasignar un valor positivo a la X no siempre asegura que la pareja de actividadesse sitúe en localización no adyacente. Normalmente los valores que se asignana A, E, I, O, U son: 25 = 32, 24 = 16, 23 = 8, 22 = 4 y 21 = 2, respectivamente. AX se le asigna generalmente el valor negativo correspondiente a A, en este caso-32. La idea es asignar valores deseables para desarrollar una planta que satis-faga lo mejor posible la proximidad de las relaciones.

Así pues, dado que los valores asignados por defecto no son deseables parala mayoría de las situaciones, se cambia esta asignación por los valores indica-dos anteriormente, a partir de aquí CORELAP calcula para cada actividad larelación total de proximidad (RTP), que es igual a la suma de los valores

Generación de alternativas de distribución en planta 141


numéricos de los códigos que corresponden a esta actividad. La actividad quepresente el valor más alto es la seleccionada y se coloca en el centro de laplanta.

En CORELAP, a la actividad que ya está situada en la planta se le llamapermanente y a la que no lo está temporal. La primera actividad que haentrado en el centro se ha convertido en permanente. La selección de lasegunda actividad depende de su interacción con la permanente, la actividadtemporal que presente mayor relación de adyacencia será la elegida y se con-vertirá en permanente. La tercera actividad y siguientes se seleccionan sobrela base de sus relaciones con las actividades permanentes. Se analiza la TablaRelacional de Actividades para las relaciones A entre la primera actividadpermanente y alguna temporal, si ésta tiene relación A con la primera activi-dad permanente, es seleccionada para entrar en la planta, si no hay ninguna, elalgoritmo busca si hay alguna relación tipo A entre alguna actividad temporaly la segunda permanente. Esta operación se repite para establecer el orden enel que entran las distintas actividades en la planta. Pueden darse dos situacio-nes: que sólo una actividad temporal tenga una relación A con la actividadpermanente o que haya más de una con relación de este tipo, en este caso elalgoritmo utiliza los valores de la relación total de proximidad (RTP) paraestas actividades temporales para determinar cual se convierte en permanente.Si no hay ninguna relación de tipo A entre alguna actividad temporal y algunapermanente, el algoritmo sigue con las relaciones tipo E, después con las detipo I, etc.

La explicación anterior indica la secuencia en la que se eligen las activida-des para su localización en la planta, pero no indica, excepto para la primera,donde se sitúan. En CORELAP, el área de la planta se divide en unidades cua-dradas, donde el número de unidades cuadradas ocupado por cada actividaddepende de su área. En la versión original del CORELAP el área de la plantaes de 39 × 39 cuadrados, si cada cuadrado tiene una unidad de área, la suma delos cuadrados ocupada por todas las actividades en la planta no puede excederde 1.521. El algoritmo acepta otros valores para la longitud del cuadrado, porejemplo, si se asigna un valor de 3 unidades para la longitud del cuadrado,cada cuadrado ocupará 9 unidades cuadradas, si la suma del área ocupada portodas las actividades es 15.000 m2, es obvio que se requerirán 15.000/9 = 1.667unidades cuadradas para acomodar todas las actividades, pero como se hadicho sólo hay 1521, en tal caso, CORELAP calcula la longitud de la unidadcuadrada y también el número de estas unidades a asignar a cada actividad, quedependerá del área de cada una de ellas.

Antes de continuar hay que dar otra definición «ratio de ubicación» (RU),que es la suma de los valores numéricos asignados a las relaciones de proximi-dad entre la actividad a entrar y las permanentes adyacentes. Para entendercómo se calcula este ratio se considera un ejemplo hipotético, se asignan unosvalores numéricos (A = 10; E = 8, I = 5, O = 4, U = 2, X = 1, valores que como



ya se ha indicado son a título de ejemplo, ya que no son adecuados para satis-facer las exigencias de proximidad), las actividades 1, 3 y 5 están ya situadasen la planta, es decir son actividades permanentes. Se admite también que lasrelaciones de proximidad de la actividad 4 (que es la que se analiza para entraren la planta) con las actividades 1, 3 y 5 son A, U y U, respectivamente, y quela actividad 4 ocupa dos unidades cuadradas; el ratio de ubicación para unalocalización particular depende de:

• Del número de actividades permanentes que estarán adyacentes a la queentra si se coloca en esa situación; más específicamente, el número deunidades cuadradas (de la actividad permanente) que será adyacente a laactividad temporal si se coloca en esa situación.

• Las relaciones entre la permanente y las actividades que entran.• Y los valores asignados a los ratios de proximidad A, E, I, O, U y X.La actividad que va a entrar se sitúa en la localización que maximiza el

ratio de ubicación (RU), en el ejemplo anterior, véase figura 1, si la actividad4 se sitúa en la parte superior derecha (b) el valor del ratio de ubicación es10 + 2 = 12, debido a que la relación de proximidad de la actividad 4 con la 1es de tipo A y con la 5 es de tipo U (es decir, 10 + 2), lo mismo ocurre si sesitúa en la parte izquierda; en cambio si se coloca en la parte inferior (B) conti-gua a las actividades 3 y 5 el valor del ratio de ubicación es 2 + 2 = 4. Así pues,las localizaciones b maximizan el valor del ratio de ubicación, si como en estecaso dos o más localizaciones presentan un máximo de RU, el algoritmo exa-mina la longitud del contorno contiguo y coloca la actividad en donde ésta seamayor, en este caso en la parte derecha; se puede asignar la longitud máximade este contorno.

CORELAP también acepta información sobre la relación ancho/alto, locual reduce el tiempo de trabajo en el ordenador; el objetivo es evitar que segenere una actividad extremadamente larga y estrecha, si no se introduce estevalor CORELAP calcula valores integrados para la longitud y anchura de cadaactividad.

CORELAP evalúa la solución por medio de una tabla de distancias, de lamisma forma que otros algoritmos que utilizan la distancia entre los centroi-des de las actividades, CORELAP utiliza esta mínima distancia. La distanciaentre dos actividades cualquiera es igual al número de unidades cuadradasentre ellas, sin incluir las unidades ocupadas por la actividad, es decir, la dis-tancia entre dos actividades adyacentes es cero. Se calcula el producto de ladistancia mínima y el valor numérico correspondiente a cada par de activida-des y la suma de estos productos da el valor que utiliza el CORELAP para laplanta.

Se ilustra esto con un segundo ejemplo. Utilizando los datos de la TablaRelacional de Actividades y sus áreas incluidas en la figura 2, a las que sehan asignado los valores numéricos 32, 16, 8, 4, 2 y -32, para A, E, I, O, U yX, respectivamente, se desarrolla la distribución en planta con CORELAP.



En este caso no se asigna valores a la longitud de la unidad cuadrada, seasume que el programa utiliza el valor de 6 para la longitud de cada unidadcuadrada, por lo tanto es evidente que las actividades 1, 2, 3, 4 y 5 requieren 2,3, 2, 4 y 2 cuadrados respectivamente, obsérvese que para la actividad 3 el pro-grama redondea por exceso.

El cálculo de la relación total de proximidad se incluye en la tabla 1. Enella se aprecia que la actividad 4 es la que presenta el valor más alto, luego serála primera en entrar, la actividad 1 tiene relación tipo A con la 4, luego será lasiguiente en añadirse a la planta, dado que no hay ninguna que tenga relación Acon la 4 o con la 1, se buscan las relaciones de tipo E. Las actividades 2 y 5 tie-nen relaciones de este tipo con la actividad 4, pero como la actividad 5 tienemayor relación total de proximidad que la 2, se selecciona para que sea lasiguiente en entrar, después la 2 y por último la 3.

La salida del programa CORELAP añade el número 1 a la izquierda delnúmero de cada actividad, como se muestra en la figura 3; la actividad 1 semuestra como 11, la 4 como 14, etc. La primera actividad que ha entrado en la


1 1 1

1 1 1

3 3 5 5

b

b

b

b

B B

Figura 1.–Cálculo del ratio de ubicación de dos actividades en CORELAP.

1 2 3 4 5

A 1 - U I A U 12

c

t 2 U - U E U 18

i

v 3 I U - O I 10

i

d 4 A E O - E 24

a

d 5 U U I E - 12

Actividad Áreas actividades(metros cuadrados)

Figura 2.–Relaciones de adyacencia y áreas para seis actividades.


planta se sitúa en el centro, la actividad siguiente, en este caso la 1, se colocadebajo de la primera, la 1, porque es la primera localización que maximiza elratio de ubicación y la longitud del contorno; como la actividad 5 tiene rela-ción U y E con las actividades 1 y 4, se coloca a la izquierda de las actividades1 y 4, adyacente a ambas, cualquier otra localización de la actividad 5 distintade ésta no maximiza el ratio de ubicación, que en este caso es 18. De la mismaforma, se sitúa la actividad 2, cuyo ratio de ubicación es 18. Como la actividad3 tiene más interacción con las actividades 1 y 5 se sitúa en la parte superior,que maximiza el ratio de ubicación. En la figura 3 se presenta la distribuciónen planta completa. La puntuación de esta planta es 4 + 4 + 4 = 12.

* 13 13 * * ** 15 11 11 * ** 15 14 14 * ** 12 14 14 * ** 12 12 * * ** * * * * *

Figura 3.–Planta desarrollada con CORELAP para un ejemplo numérico.

CORELAP fue uno de los primeros algoritmos de construcción, existe unaversión mejorada (Sepponnen, 1969 y Moore, 1971), la explicada aquí es desimple comprensión y de aplicación, pero tiene ciertos inconvenientes; en pri-mer lugar, la distribución final desarrollada depende de los valores introduci-dos, así pues es posible obtener diferentes plantas para relaciones distintasancho/alto y para valores numéricos diferentes de A, E, I, O, U y X. Se puedenexperimentar con varias combinaciones de estos valores para obtener unabuena planta en algunos casos; en segundo lugar, si una actividad ha sidofijada en una localización particular, el programa lleva dicha localización sóloa la periferia de la planta.

En la figura 4 se presenta un ejemplo de una salida del algoritmo CORE-LAP para una distribución en planta, en ella se puede apreciar que es posibleque en zonas intermedias no se haya localizado ninguna actividad, se incluyentambién las relaciones de proximidad.


Actividad Relación Total de Proximidad Área Número de cuadrados

1 2 + 8 + 32 + 2 = 44 12 22 2 +2 + 16 + 2 = 22 18 33 8 + 2 + 4 + 8 = 22 10 24 32 + 16 + 4 +16 = 68 24 45 2 + 2 + 8 + 16 = 28 12 2

Tabla 1. Cálculo de los valores de la relación total de proximidad


2.1.2. ALDEP (Automated Layout Design Program)

El ALDEP es también una rutina de construcción, que no requiere comen-zar con una planta ya existente. Fue presentado por Seehof y Evans (1967) yaunque como se ha dicho es básicamente un programa de construcción, sinembargo, debido al proceso de evaluación empleado en la aceptación yrechazo de las alternativas, puede considerarse también como un programa demejora.

El programa selecciona de forma aleatoria una actividad y la coloca en laesquina superior izquierda de la planta, a continuación, se revisa la Tabla Rela-cional de Actividades, en busca de alguna actividad cuyo ratio de proximidadcon la seleccionada sea mayor o igual que un valor de preferencia previamenteestablecido, al que se llama «Valor de Preferencia Mínimo» (VPM), normal-mente se toma como VPM intensidades relacionales A o E. Si existe algunaactividad que cumpla esta condición, será la elegida para ser ubicada, junto a laprimera actividad; en caso de no existir ninguna, la selección de la próximaactividad a situar se realiza aleatoriamente. Se continúa el proceso hasta que haquedado totalmente determinada la secuencia en que las actividades van a sersituadas en la planta.

Una vez determinada la secuencia con la que se van a ubicar las activida-des hay que definir en qué posiciones se van a ubicar, para ello hay que deter-minar en primer lugar el número de unidades de área correspondientes a cadaactividad.

La estrategia utilizada para la distribución de las actividades en la planta,


0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 15 15 15 15 15 15 15 15 0 0 0

0 0 0 12 12 12 12 12 15 15 15 15 15 15 0 0

0 0 0 12 12 12 12 12 15 15 15 15 15 15 0 0

0 14 14 14 14 12 12 12 15 15 15 15 15 15 0 0

0 14 14 14 13 12 12 12 15 15 15 15 15 0 0 0

0 0 0 17 17 17 17 17 17 16 16 16 16 16 16 0

0 17 17 17 17 17 16 16 16 16 16 0 0 0 0 0

0 17 17 17 17 19 19 16 16 16 16 16 0 0 0 0

0 0 20 21 21 21 21 0 0 0 16 16 16 0 0 0

0 0 0 22 22 22 22 22 22 0 0 16 16 16 0 0

0 0 0 22 22 22 0 0 0 0 0 16 16 16 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Figura 4.–Salida de CORELAP.


que aparece en la figura 5, es la siguiente: partiendo de la esquina superiorizquierda, se realiza un recorrido en zigzag vertical, ahora bien, es necesariodefinir previamente lo que se denomina «ancho de banda», es decir, el númerode casillas que componen el ancho del avance del recorrido en zigzag. La tra-yectoria finaliza cuando se han recorrido un número de casillas equivalentes al


Figura 5.–Estrategia de colocación de las actividades en ALDEP.

1

2

3

4

(A)

(B)

área correspondiente a la actividad.Como se puede ver en la figura, con esta estrategia de colocación, no se

puede exigir una geometría fija a las actividades así distribuidas.En las figuras 6, 7, 8 y 9 aparecen las soluciones para diferentes anchos de

banda.Al objeto de evaluar las soluciones obtenidas, ALDEP asocia a cada una de

ellas una puntuación, como puede apreciarse en las citadas figuras, para elloasigna también valores numéricos a las relaciones de proximidad: A = 64; E = 16; I = 4; O = 1; U = 0 y X = -1024. La puntuación de la planta se evalúasumando los valores numéricos de las relaciones de proximidad entre activida-des adyacentes. Cuanto mayor sea ésta, mayor será el número de actividades


con elevada intensidad relacional que se encuentran en posición adyacente.Este proceso se repite para un número de plantas y aquella que satisface

más relaciones es, teóricamente, la mejor de las distribuciones generadas.Dado que la primera actividad ha sido seleccionada de forma aleatoria, se pue-


1 2 3 4 5 6 7 8 Puntos

1 U E 16

2 U U E 16

3 A 64

4 I I 8

5 E 16

6 U E 16

7 U

8

136

3

7

2 8 61

5

4

Solución para anchura de avance 2 (10 m)

PUNTUACIÓN

1 2 3 4 5 6 7 8 Puntos

1 U E 16

2 U U E 16

3 A U 64

4 I I 8

5

6 E 16

7 U

8

120

3

7

2

8 6

1 5

4


PUNTUACIÓN

1 2 3 4 5 6 7 8 Puntos

1 U E 16

2 U E 16

3 U E 64

4 I I 4

5 E I 8

6 U E 20

7 U 16

8

140

3

7

2 8

6

1

5

4


PUNTUACIÓN

1 2 3 4 5 6 7 8 Puntos

1 U I U E 20

2 U U E 16

3 I U A 68

4 I 4

5

6 U E 16

7

8

124

3

7

2

8

6

1

5

4


PUNTUACIÓN

Figura 6.–ALDEP para anchura de avance 2. Figura 7.–ALDEP para anchura de avance 3.

Figura 8.–ALDEP para anchura de avance 4. Figura 9.–ALDEP para anchura de avance 5.


den generar muchas plantas.

2.2. ALGORITMOS DE MEJORA

Los algoritmos de mejora requieren la existencia de una planta inicial quees la que pretenden mejorar. Esta planta puede ser una ya existente o una distri-bución generada por alguno de los algoritmos de construcción.

2.2.1. CRAFT (Computerized Relative Allocation of Facilities Technique)

CRAFT es un programa de mejora, lo cual significa que es necesaria laexistencia de una planta para aplicar el algoritmo.

Fue presentado originalmente por Armour y Buffa (1963) y Buffa, Armoury Vollmann (1964) y aunque hace más de cuatro décadas desde que se desarro-lló por primera vez sigue siendo popular y utilizado en la práctica, y muchas delas deficiencias de la versión original se han eliminado en las últimas ver-siones.

Es un algoritmo de mejora, por lo que requiere una solución inicial, gene-rada por cualquier otro método como punto de partida. Con esa solución inicialy, por medio de una serie de procedimientos de intercambio de actividades, sebusca una configuración más económica que la inicial que cumpla con las res-tricciones del problema.

Como procedimiento de intercambio se pueden utilizar dos mecanismos,es decir, se pueden intercambiar aquellas actividades que, estando en ubicacio-nes diferentes:

• Tengan igual área (figura 10).• Tengan frontera común, por estar en posición adyacente (figura 11).CRAFT multiplica el flujo, coste y distancias entre los centroides de las

áreas de actividad. Es actualmente el único programa de los tres descritos queutiliza el flujo de materiales como base para las relaciones de proximidad. Sepueden utilizar algunas medidas del flujo, tales como kg/hora, etc. El usuario


1

2

3 4

56

78

9

10

1

2

3

4

56

7

8

9

10

Figura 10.–Intercambio de dos actividades de igual área en CRAFT.


puede introducir los costes de movimiento por unidad de distancia, si no sedispone de este dato, se añade un 1,0 a la matriz para igualar los costes demovimiento. Evidentemente esto no es real, pero es una aproximación posible.

Para comprender cómo calcula CRAFT la reducción del coste se analiza enel ejemplo incluido en la figura 12, con cuatro actividades; las coordenadas delos centroides son (5, 25), (30, 25) (10, 10) y (35, 10) respectivamente.

El coste total del movimiento de materiales para la primera planta indicadaen la figura 12 es 3.420, calculada con la expresión:

n n

Σ fik dik + Σ fjk dikn = 1 k = 1

Si se intercambian las actividades 1 y 3, planta segunda de la figura 12, elcálculo de la reducción estimada del coste es: 3 × 25 + 19 × 45 + 16 × 35 + 0 ×× 25 – 16 × 25 – 0 × 45 – 3 × 35 – 19 × 25 =510, luego la reducción del coste alintercambiar la actividad 1 por la 3 es 510.

Como se ha mencionado anteriormente, al analizar los posibles intercam-bios, CRAFT considera únicamente los pares de actividades adyacentes o lospares que tienen la misma área; por ejemplo en el caso anterior no considera elcambio de la actividad 1 por la 4, debido a que no son adyacentes y no tienenla misma área.

CRAFT tiene generalmente un límite en el número de actividades implica-das, no más de 40.

3. HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS

Lamentablemente, ninguno de los tres algoritmos mencionados presentaninterface gráfica tipo CAD, por esta razón hoy en día se han desarrollado pro-


Figura 11.–Intercambio de dos actividades adyacentes en CRAFT.

1

2

3 4

5

6

78

9

10

1

2

3

45

6

78

9

10


gramas, resultado de modificaciones de los tres mencionados, compatibles conCAD, orientados a empresas de ingeniería, arquitectura y consultorías, ya queson relativamente costosos para usos esporádicos.

Uno de estos programas, quizás el más conocido, es el WinSABATM, quepermite confeccionar tanto el diagrama de grafos como la propuesta de distri-bución en planta.

Este programa permite introducir la información correspondiente a laTabla Relacional de Actividades o cuadro de proximidades, es decir las rela-ciones funcionales entre áreas o actividades; en la figura 13 aparece un ejem-plo de un cuadro de este tipo obtenido con el citado programa. El cuadro deproximidades presentado corresponde a la Tabla Relacional de Actividadescorrespondiente a un matadero de porcino presentada como ejemplo en lafigura 2 del capítulo séptimo.

A partir de esta información el programa elabora el diagrama de grafos,que aparece en la figura 14.

A partir de esta información y de las superficies asignadas a cada área,como el resto de programas, establece una alternativa de distribución en plantaa nivel de conjunto. En la figura 15 se presenta como ejemplo una de las alter-nativas, obtenidas con Win Saba de distribución en planta de un matadero deporcino, de acuerdo con la Tabla Relacional de Actividades (figura 2 del capí-tulo séptimo) y de las figuras 13 y 14 de este capítulo.

A continuación de la figura 15 se incluye una relación de algunos progra-mas existentes en el mercado, ampliamente conocidos y utilizados para desa-


1 2 3 4 1 2 3 4

1 0 3 6 19 1 0 25 20 45

2 3 0 16 5 2 25 0 35 20

3 6 16 0 0 3 20 35 0 25

4 19 5 0 0 4 45 20 25 0

1 2 3 4 1 2 3 4

1 0 3 6 19 1 0 25 17,5 35

2 3 0 16 5 2 15 0 32,5 20

3 6 16 0 0 3 17,5 32,5 0 32,5

4 19 5 0 0 4 35 20 32,5 0

1 2

3 4

Matriz de flujo Matriz de distancia

1

2

3

4

Matriz de flujo Matriz de distancia

Figura 12.–Intercambio de posición de las actividades 1 y 3 y matrices de flujoy de distancia.



Figura 13.–Cuadro de proximidades obtenido con WinSABATM.

Figura 14.–Diagrama de grafos obtenido con WinSABATM.


rrollar diagramas relacionales y distribuciones en planta a nivel de conjunto.La mayoría de estos programas utilizan una sistemática similar a la descrita enlos capítulos anteriores.

• WinSABATM: SABA Solutions. Manhhatan Beach, California.http://www.techexpo.com/firms/sabasoln.htm

• FACTORY OPTTM y FACTORY PLANTM: CIMtechnologies. Ames,Iowa.

• LAYOPTTM: Production Modelling. Dearborn, Michigan.• BLOCplanTM: University of Houston (Texas). Industrial Engineering

Dept. http://www.egr.uh.edu/IE/research/blocplan.1• CRIMFLOTM: http://www.cgpvicto.qc.ca./crimbo/services.htm• MALAGATM: http://www.zip.de/homepage.htm• VISFACTORYTM: http://cimtech.com/software/• MATFLOWTM: http://www.lanner.com/• FLOWTM: http://www.tecnomatix.com/Products/FLOW• PLANOPTTM: http://freeweb.digiweb.com/computers/PLANOPTUna de las principales ventajas de utilizar los diagramas relacionales

para ayudar a desarrollar distribuciones en planta es su aspecto gráfico yvisual, es relativamente fácil utilizar la objetividad del análisis y el código de


Figura 15.–Ejemplo de distribución en planta generado con WinSABATM.


http://www.techexpo.com/firms/sabasoln.htm

colores, así como las conexiones gráficas entre parejas de actividades; ahorabien el proyectista debe continuamente tener en cuenta que las relaciones sonsolo una aproximación a la realidad. Las distribuciones en planta basadassobre relaciones tienden a basarse fuertemente en el transporte de materialesy no en otros aspectos de la industria, la optimización de la distribución enplanta dependerá, por tanto, de los aspectos considerados al establecer lascitadas relaciones.

No obstante, hay que recordar que las alternativas generadas se refieren ala distribución en planta a nivel de conjunto, que será necesario revisar y com-pletar antes de pasar al nivel de detalle y a la fase de ingeniería de detalle.



CAPÍTULO XI

Evaluación y selección de alternativasde distribución en planta

1. INTRODUCCIÓN

Una vez generadas diferentes alternativas de distribución en planta hay queseleccionar cuál es la que se considera más adecuada. La evaluación y selec-ción de proyectos de industrias, desde el punto de vista empresarial, presentaunas líneas claras de actuación, al prevalecer el concepto de rentabilidad sobrecualquier otro tipo de consideraciones.

El procedimiento de comparación de costes de cada alternativa de implan-tación propuesta es el método más sólido de evaluación y selección de que sedispone; no obstante, considerando la multitud de factores externos que incidi-rán en la decisión, particularmente en la industria agroalimentaria, al margendel aspecto puramente económico, habrá que recurrir a técnicas de evaluacióny selección que sean capaces de analizar al mismo tiempo la influencia de dife-rentes factores o criterios.

Al revisar las publicaciones existentes sobre funciones que permitan estu-diar la idoneidad de diferentes soluciones alternativas, se comprueba que, engeneral, se pueden clasificar en dos grandes grupos; por un lado, técnicas queresuelven el problema planteando como objetivo minimizar los costes deriva-dos del recorrido de los productos y, por otro, las que presentan procedimien-tos de optimización basados en funciones de carácter estrictamente cualitativo,proponiendo la Tabla Relacional de Actividades como indicador de la intensi-dad relacional entre actividades.

Uno de los mayores inconvenientes que presenta la optimización centradaen criterios puramente cuantitativos, como ocurre en el caso del coste derivadodel recorrido de los materiales, es asumir que éste es directamente proporcio-nal a la distancia recorrida, pasando por alto consideraciones sobre la posible


necesidad de separación de ciertas actividades por otro tipo de motivos, comopueden ser la higiene, las molestias ocasionadas por malos olores, nivelessonoros excesivos..., en definitiva, todo lo que afecta a la higiene y a la seguri-dad en el trabajo. No obstante ese inconveniente, la mayoría de los métodosque utilizan criterios cuantitativos utilizan como factor el coste derivado deltransporte de materiales, considerando que es el más relevante en el cómputoglobal de los costes.

Por otra parte, los métodos que incluyen criterios puramente cualitativospresentan otro gran inconveniente: la tendencia hacia la subjetividad en laforma de valorar las necesidades de proximidad entre actividades.

La Sistemática de Distribución en Planta diseñada por Muther y descritaanteriormente, hace mención expresa sobre la necesidad de estudiar las rela-ciones entre actividades como consecuencia de múltiples factores, pero noestablece una metodología clara al respecto, dejando a criterio del proyectistala realización de las valoraciones, incluso apunta la posibilidad de introducircriterios cuantitativos en la Tabla Relacional de Actividades, dando lugarentonces al Diagrama Relacional de Recorridos y Actividades.

La necesidad de proximidad entre actividades y, por tanto, la implantacióndebe ser estudiada en base a la intensidad relacional entre actividades, siendonecesario estimar dicha intensidad relacional bajo diferentes criterios (higiene,seguridad, flujo de materiales, ruidos...).

Por otra parte, la evaluación se deberá realizar no solo como paso previoa la materialización de la alternativa de diseño, es decir a la implantación,sino también con posterioridad a su puesta en funcionamiento; por lo tanto,entre los factores o criterios a tener en cuenta habrá que incluir aquellos quedeterminen o evalúen el funcionamiento de la actividad industrial que se va aimplantar.

2. EVALUACIÓN Y SELECCIÓN

Tras haber aplicado la Sistemática de Distribución en Planta, descrita enlos capítulos anteriores, se han obtenido algunas alternativas de distribución, lacitada sistemática se refiere a las alternativas X, Y, Z, cada una de las cualespuede tener ventajas e inconvenientes, el problema es decidir cual de ellas es laque se selecciona.

Entre las formas de realizar esta selección hay tres métodos básicos:• Análisis de las ventajas e inconvenientes.• Análisis de los factores ponderados.• Comparación de costes y justificación.Evidentemente para realizar la evaluación y selección es necesario

representar las alternativas de forma clara, ya que es frecuente consultarcon el cliente o con el equipo de diseño a la hora de realizar la citada eva-



luación y puede ocurrir que no estén familiarizados con los códigos y sím-bolos utilizados para designar las actividades. En general se prefiere utili-zar letras para la identificación en este caso, para evitar la posible implica-ción de preferencia que tienden a dar los números. Es conveniente tambiénrepresentar en cada alternativa al menos los pasillos y paredes principales ylos flujos.

Generalmente, el proceso de evaluación de la distribución en planta lleva anuevas ideas, dando con frecuencia como resultado una nueva planta combina-ción de dos alternativas o a una modificación de alguna de las alternativas,pero en todo caso si esto ocurre, debe representarse gráficamente la nuevasolución y ser también evaluada.

2.1. ANÁLISIS DE LAS VENTAJAS E INCONVENIENTES

El primer análisis a realizar es el estudio de las ventajas e inconvenientesde cada alternativa, primero se analizan las ventajas y se hace un listado, des-pués los inconvenientes. Esta valoración es muy efectiva y ciertamente norequiere mucho tiempo.

Este análisis puede hacerse bien indicando sólo las ventajas e inconvenien-tes o bien dando un peso a cada una de ellos. En el caso que se desee dar unpeso a cada uno de los aspectos indicados en el listado confeccionado, sepuede utilizar la misma nomenclatura utilizada en la Sistemática de Distribu-ción en Planta (S.L.P.) y dándole valores numéricos (tabla 1), en el caso de losinconvenientes se le asigna un signo negativo a la letra y, por lo tanto, se da unvalor negativo.

Con los valores numéricos indicados en la tabla hay una desviación entreletras del 25 %, también puede ser de 12,5 % cuando se utilizan valores menosseparados.

Aunque en la evaluación las letras se convierten en números, es preferiblehacer la evaluación con letras para evitar, como se ha dicho antes, la posibleintencionalidad de los números y transformarlas en números al final para hacerla selección.

Evaluación y selección de alternativas de distribución en planta 157

Tabla 1. Códigos y valores para la evaluación

Vocal Descripción Valor

A Casi (Almost) perfecto (Excelente) 4E Especialmente importante (Muy bien) 3I Resultados obtenidos Importantes (Bien) 2O Proporciona resultados Ordinarios (Flojo) 1U Resultados sin importancia (Uninportant) (Pobre) 0X No aceptable (No satisfactorio) ¿


2.2. ANÁLISIS DE LOS FACTORES PONDERADOS

El método de análisis de factores es altamente flexible, sigue el conceptode descomponer el problema en sus elementos y analizar cada uno de ellos,esto lo hace más objetivo. Esencialmente el procedimiento es como sigue:

1. Hacer un listado de los factores considerados importantes o significati-vos para la decisión de la distribución a seleccionar.

2. Ponderar la importancia relativa de estos factores con respecto a losotros.

3. Valorar cada alternativa de distribución con respecto al mismo factoral mismo tiempo.

4. Extender la valoración a todos los factores y comparar el valor total delas diferentes alternativas.

En la figura 1 se incluye una tabla en la que se pueden incluir estas valora-ciones. La S.L.P recomienda asignar valores entre 1 y 10 para el peso de cadafactor.


Figura 1.–Mecánica del método de análisis de factores para evaluación.

Peso ObservacionesAlternativas

A B C D E

1

2

3

45

Total

Listado de factores, criterios u objetivosque se exigen a la planta

Peso o importancia de cada factor con respecto al resto

Valoración de cada alternativapara cada factor

Multiplicación del peso por la valoración de la alternativa para ese factor

Suma total de las valoracionesde cada alternativa

9

968

10

A 36

E 27

O 10

-E -27

Los factores o criterios deben ser establecidos preferentemente por unaúnica persona, después de una discusión con quienes tienen que aprobar laplanta, se debe hacer un listado que sea una breve descripción del mismo. Des-pués se asigna el peso, es decir la importancia relativa, de cada factor, se revisay se modifica, si es necesario, esta puntuación.


El listado de los factores debe estar claramente definido, ser fácilmenteentendible, la duplicación es tan grave como la omisión, incluir en el listado«flujo de materiales», «avance progresivo» como factores separados solo pro-duce confusión.

Una relación de los factores más frecuentemente incluidos es la siguiente:• Facilidad de futura ampliación. Simplicidad para incrementar el espacio

empleado.• Adaptabilidad y versatilidad. Facilidad de acomodación en la planta de

cambios (normales o de emergencia) en: materiales, productos, equipos,métodos de trabajo, espacio para almacén, horas de trabajo, serviciosauxiliares, etc.

• Flexibilidad de la distribución. Facilidad de reorganización física de ladistribución para acomodar los cambios.

• Efectivo flujo de materiales. Efectividad de la secuencia de las operacio-nes de trabajo, sin cruces de flujos, etc.

• Efectividad de manejo de materiales. Facilidad o simplicidad del sistemade manejo, equipo y containers para mover el material dentro y fuera dela planta.

• Almacenamiento efectivo. Efectividad de la capacidad de stocks reque-rida de materiales, productos, servicios, etc.

• Utilización del espacio. Grado en que el suelo y el espacio cúbico estánutilizados.

• Integración y efectividad de los servicios auxiliares. Forma en que lasáreas de los servicios auxiliares están situadas para servir a las áreas deproceso.

• Seguridad y gestión. Efecto de la planta y sus características sobre acci-dentes a los empleados e instalaciones y sobre la limpieza de las áreasimplicadas.

• Condiciones de trabajo y satisfacción de los trabajadores. El grado enque la planta contribuye a hacer las áreas de trabajo agradables para lostrabajadores.

• Fácil supervisión y control. Facilidad o dificultad para controlar las dife-rentes operaciones.

• Calidad del producto. Grado en que la distribución afecta al producto,material, …

• Problemas de mantenimiento. Grado en que la distribución beneficiaestas operaciones.

• Utilización del equipo. Grado en que se utilizan los equipos.• Utilización de las condiciones naturales. Grado en que la distribución

aprovecha o utiliza las condiciones físicas, estructura del edificio, áreasvecinas, ...

El orden en que aparecen los factores en el listado anterior no significaorden de importancia. Esta relación de factores no es exhaustiva, se puedenañadir otros o eliminar algunos.



El establecimiento del peso de cada factor es un momento delicado, confrecuencia hay contar con otros miembros del equipo de diseño. Quizás laforma más efectiva de asignar estos valores de peso es analizar cuál es el factorque se considera más importante y a éste se le asigna el valor máximo de 10, yel peso de cada uno de los otros factores se asigna en relación con éste. Se revi-san los valores asignados antes de iniciar la evaluación y es conveniente contarpara ello con quienes tienen que aprobar la planta.

Una vez asignado el peso a cada factor, como ya se ha indicado, hay queanalizar cada alternativa para ese factor, así es más fácil valorar de la mismaforma todas las alternativas, si no se hace así hay una tendencia a la preferenciade una alternativa sobre otra. Durante este proceso se utilizan letras, mejor quenúmeros, y cuando se acabe el proceso se cambian las letras por valores numé-ricos y se calcula el valor total que ha alcanzado cada alternativa.

Generalmente el resultado es uno de los siguientes:• Una alternativa destaca claramente sobre las otras, puede por tanto ser

aceptada como la mejor. Un valor total veinte por cien mayor que el restoes suficiente para ser elegido.


Tabla 2. Procedimiento para evaluar las alternativas de distribución en planta por el método de análisis de factores

• Identificar las alternativas a evaluar– Seleccionar las distribuciones a evaluar.– Presentar un plano de cada una de ellas claramente entendible.– Identificar cada alternativa por letras A, B, C, … y dar una breve descripción, tres a

cinco palabras, de cada una de ellas.

• Establecer los factores– Establecer los factores implicados o que se exigen a la distribución.– Definir los factores de forma claramente entendible. Evitar duplicación entre términos

y confusiones.

• Organizar el documento de evaluación– Hacer el listado de los factores en vertical.– Situar en horizontal el listado de las alternativas identificadas por letras.

• Determinar la importancia relativa de cada factor– Determinar el peso o importancia de cada factor con respecto a los otros.– Revisar por qué se han fijado estos valores de peso

• Valorar cada factor para cada alternativa– Valorar todas las alternativas para un factor, asignando los correspondientes códigos.– Continuar así la valoración de todas las alternativas factor a factor.– Revisar estas valoraciones

• Calcular los valores de peso y el total– Transformar los códigos de valoración (letras) a valores numéricos y multiplicar el

peso por este valor.– Calcular el peso total para cada alternativa.– Revisar los resultados.

Tomar la decisión apropiada en función del resultado.


• Dos alternativas presentan valores muy próximos. En este caso es nece-saria una nueva evaluación de estas dos alternativas, introduciendo másfactores o invitando a más personas a la realización del proceso.

• El diseñador aprecia la posibilidad de mejoras en una o más alternativas,en este caso el diseñador debe introducir dichas mejoras y después vol-ver a valorarlas.

• Durante el proceso de evaluación, se descubre que una combinación dedos o más alternativas puede ser interesante. En este caso se trabajadicha combinación y se evalúa de la misma forma que el resto.

En el cuadro que se presenta en la tabla 2 se resumen los pasos a seguirpara la aplicación del método de análisis de factores en la evaluación de alter-nativas de distribución en planta.

2.3. COMPARACIÓN DE COSTES

En muchos casos, el análisis de costes no es la base de la decisión en laselección de las alternativas de distribución en planta, pero se utiliza comocomplemento a otros métodos de evaluación.

Existen dos razones diferentes para hacer el análisis de costes, aunque losdatos utilizados sean los mismos. En unos casos, la finalidad es justificar unproyecto particular, en otros casos es comparar cada una de las alternativaspropuestas con las otras; en el momento del diseño es más frecuente la segundaopción.

Hay dos formas de preparar el análisis de costes; bien considerar los costestotales implicados o bien considerar solo aquellos costes que están afectadospor el proyecto. Si las alternativas se refieren a una planta enteramente nuevase utilizan los costes totales, si en cambio se trata de una modificación de unaplanta ya existente se contemplan solo costes afectados por los cambios.

Existen varios métodos para valorar la inversión en una planta nueva,retorno de la inversión, retorno del capital empleado…, pero no hay acuerdosobre cual es el mejor. La recomendación es utilizar aquel que quien tiene queaceptar la planta recomiende.

Antes de empezar la recogida de datos el diseñador debe conocer que haydos formas de contemplar los gastos: desembolso de capital y gastos de explo-tación.

Tras estas consideraciones, es necesario disponer de una forma sistemáticapara contemplar el coste de los elementos y los costes acumulados. El procedi-miento recomendado es el siguiente:

1. Preparar un estadillo que recoja los requerimientos de inversión decada alternativa.

2. Preparar un estadillo que establezca los costes de operación estimados.3. Hacer los cálculos para comparar o justificar el desembolso de cada

alternativa de distribución.



Los costes no son el único elemento a valorar en la elección de la alterna-tiva adecuada, los intangibles evaluados por el método de análisis de factoresson frecuentemente más significativos que los costes y su comparación.

3. INGENIERÍA DE DETALLE

Una vez seleccionada la alternativa de distribución en planta, la última fasede la Sistemática de Distribución en Planta es el desarrollo de la ingeniería dedetalle.

Hay que confeccionar el plano de la distribución en planta a escala, identi-ficar las áreas, incluir los equipos, representar los detalles de estos equipos eincluir también las instalaciones, proporcionar una adecuada identificación dedatos y dimensiones, etc.

Evidentemente al incluir toda esta información hay que revisar la plantapara ajustar la situación y dimensiones de los pasillos, situación de las paredes,puertas, pilares, etc., ya que la distribución obtenida hasta el momento es unadistribución de conjunto, que representa una localización espacial de las dife-rentes áreas de la industria, ahora en la fase de ingeniería de detalle hay quellegar no solo a completar la información de esta localización espacial sinotambién a la distribución interna de cada una de las áreas de trabajo, la situa-ción en ellas de los equipos, instalaciones, etc.



!


PARTE IV

APLICACIÓNA LAS INDUSTRIAS

AGROALIMENTARIAS


CAPÍTULO XII

Condicionantes en las industriasagroalimentarias

1. INTRODUCCIÓN

La industria agroalimentaria debe ser diseñada en función de los productosy de los procesos seleccionados, teniendo en cuenta su evolución en el futuro.Hay que definir los elementos característicos ligados a:

• Los productos.• Los procesos.• Los equipos.• Las relaciones funcionales entre áreas.• Los residuos y efluentes ligados al medio ambiente.En la figura 1 se resumen los pasos a seguir en el diseño de una industria

agroalimentaria que, en líneas generales, se han tratado ampliamente en capí-tulos anteriores.

En el capítulo 3 se han descrito las características de los productos y losprocesos, los dos aspectos que se incluyen en la primera parte del diagrama dela figura 1, bajo el epígrafe «Definición del proceso».

Pero, como ya se ha indicado, la industria agroalimentaria presenta unasrestricciones especiales, el proceso en este tipo de industrias debe cumplir unaserie de requisitos, por lo tanto en este capítulo se van a describir con másdetalle estos aspectos.

2. CONTROL DE RIESGOS

La industria agroalimentaria además de asegurar el control de la regulari-dad de la fabricación, como cualquier otro tipo de industria, debe asegurar elcontrol de los riesgos ligados a la salud del consumidor.


Cuando se diseña una industria agroalimentaria se debe tener como obje-tivo prioritario el establecer alrededor del producto una organización eficiente,capaz de responder a las necesidades ligadas a la salud y a la seguridad delconsumidor. Para responder a estas exigencias se deberá:

• Disponer de un útil de producción adecuado.• Tener en cuenta los criterios de higiene.• Implantar un sistema de aseguramiento de la calidad.En los estudios previos realizados, de producto, de tecnología, de ingenie-

ría, etc., descritos en el capítulo tercero, se ha definido el proceso o procesos a


Figura 1.–Pasos a seguir en el diseño de una Industria Agroalimentaria.

DEFINICIÓN DEL PROCESO

DEFINICIÓN DE LOS EQUIPOS

DEFINICIÓN DE LAS RELACIONES FUNCIONALES ENTRE ZONAS

DOCUMENTOS TÉCNICOS

PRODUCTO

• Materias primas• Aditivos e ingredientes• Productos semi-elaborados• Producto terminado• Embalaje

Esquema de las relaciones funcionales

• Producto• Materiales• Personal

Cuadro de proximidades

FICHAS TÉCNICAS POR EQUIPO

• Naturaleza • Higiene • Seguridad• Características • Accesibilidad• Estado de la superficie • Funcionamiento

PROCESO

• Proceso de fabricación• Puntos críticos de control• Planes de vigilancia• Planes de higienización• Organización del trabajo


desarrollar, se trata ahora de integrar en la sistemática de diseño de la distribu-ción en planta los criterios de higiene y de aseguramiento de la calidad.

El Sistema de Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (APPCC) es,como ya se ha dicho, un medio para gestionar la higiene de los productos, recomen-dado para desarrollar las normas ISO 9000 en lo referente a la higiene preventiva.

Para analizar los peligros ligados a la salud de los consumidores hay quetraducir el diagrama de flujo a condiciones de funcionamiento imperativaspara que los productos terminados no presenten ningún riesgo. Esta reflexiónse debe llevar a cabo sucesivamente a dos niveles diferentes: los productos ter-minados y las operaciones de transformación que los producen.

Con respecto al producto terminado hay que analizar, teniendo en cuentasu naturaleza y su composición, cuales son sus consecuencias para la salud delconsumidor. A cada familia de productos están asociados factores de riesgoespecíficos que pueden generar peligros más o menos graves para el consumi-dor. Los riesgos a tener en cuenta son esencialmente de orden microbiológico,la gama de peligros resultante va desde la simple alteración del sabor o delaspecto hasta la presencia en el producto de microorganismos que lo hacenimpropio para el consumo. La identificación de estos factores de riesgo y desus consecuencias para el producto, permite jerarquizar los problemas mayoresque se deben prever para garantizar que el producto sea seguro.

Teniendo en cuenta las alteraciones que producen consecuencias sobre lasalud de los consumidores, hay que analizar las operaciones que las puedenengendrar, cómo se puede reducir el peligro y cómo se verifica de la formamás rápida posible que el producto es seguro. Esta reflexión se llama análisisde peligros y consiste en examinar, sobre el diagrama de flujo, las circunstan-cias en las que el producto puede sufrir alguna de las alteraciones consideradapeligrosa. Este examen debe realizarse operación por operación y pondrá enevidencia las operaciones «de peligro» que será necesario someter a imperati-vos de concepción, de realización y de explotación.

La primera etapa del Sistema A.P.P.C.C. (1.er principio) consiste en «identi-ficar todos los peligros eventuales en producción, evaluar su probabilidad deaparición, su gravedad». Para llevar esto a cabo, es necesario tener en cuentael conjunto de factores susceptibles de tener incidencia sobre la higiene o, másglobalmente, sobre la calidad del producto terminado.

Con el fin de facilitar el desarrollo sistemático de estos factores, se recurrea la «metodología de las 5M», que los agrupa en cinco categorías:

• Mano de obra.• Medio.• Materias (primas).• Materiales.• Métodos.Que generalmente se resumen bajo forma de un diagrama llamado «dia-

grama causa efecto», «diagrama en espina de pescado» o «diagrama de Ishi-kawa» (figura 2).

Condicionantes en las industrias agroalimentarias 167



Figura 2.–Diagrama de Ishikawa.

Materias Medio

Materiales Método

Mano de obra

HIGIENE

Se completa este esquema a lo largo de todo el análisis de peligros, hastaconseguir un esquema detallado sobre el que se puedan identificar prioridades.

Esta metodología constituye un útil que ayuda a la revisión de los peligrosde la forma más exhaustiva posible.

Tabla 1. Características y aplicaciones de las zonas ultrasensibles y sensibles

ZONA DE SENSIBILIDAD APLICACIONES

Zona ultrasensible

Zona en la que el producto sehace muy sensible por el trata-miento que se aplica (trata-miento térmico, mecánico…).

Cantidad de polvo:• > 3.500 partículas de 0,5 μ

por m3

• menos de 0,35 gérmenes por m3

Zona sensible

En general, zona donde el pro-ducto está al aire libre (salvocasos particulares: zona ultra-sensible).

Cantidad de polvo:• > 3.500 a 3.500.000 partículas

de 0,5 μ por m3

• menos de 350 gérmenespor m3

• Todas las zonas de trituración: se incrementa lasuperficie de contaminación del producto y en conse-cuencia los riesgos de polución del producto por el tra-tamiento mecánico aplicado: es necesario por tanto quela contaminación ambiente sea la menor posible.

• Todas las zonas de salida de enfriamiento antes depreenvasado: el producto al enfriarse, atraviesa rangosde temperaturas muy favorables para el desarrollomicrobiano.

• NOTA: el producto debe enfriarse en el plazo más cortoposible, temperaturas 10° C en menos de 2 horas.

• Zona de ensamblado/preenvasado: en los platos coci-nados por ejemplo: riesgos de contaminación impor-tante, ligados entre otras cosas a las numerosas manipu-laciones.

• Loncheado, corte, transformación del producto(carne por ejemplo).

• Preenvasado: después del envasado, el producto no vaa sufrir otro tratamiento, de ahí la necesidad absoluta decontrolar perfectamente el preenvasado propiamentedicho (este preenvasado se puede clasificar tambiéncomo zona ultrasensible según el tipo de productoconsiderado).


Una operación que se haya asociado a circunstancias peligrosas se calificacomo crítica, lo cual se traducirá en el diagrama de flujo en su clasificacióncomo «zona ultrasensible» o como «zona sensible» y en la presencia sobre elflujo saliente de un punto de control (llamado «crítico») cuyo objetivo seráverificar que:

• Las circunstancias peligrosas no se han podido producir.• Los productos que salen son sanos.Al terminar el análisis de peligros, cada operación se habrá incluido en

uno de los tres tipos de zonas definidas (inerte, sensible, ultrasensible) y sehabrán localizado e identificado los puntos críticos. Los productos termina-dos serán seguros: deberán pues ser idénticos y de calidad constante, pararesponder favorablemente a las exigencias del consumidor. En las tablas 1y 2 se presentan las características y algunas aplicaciones de cada uno deestos tres tipos de zonas.

En la figura 3 se presenta como ejemplo la clasificación de las operacionesdel proceso de fabricación de queso según su nivel de sensibilidad y, en lafigura 4, el agrupamiento de las operaciones por zona de sensibilidad.

En las figuras 5 y 6 se indican otros dos ejemplos del diagrama final, en elque además de la identificación del nivel de sensibilidad de cada operación, seindica su agrupación en zonas en el caso de un matadero de porcino y de unaplanta de elaboración de platos cocinados, respectivamente.


Tabla 2. Características y aplicaciones de las zonas inertes

ZONA DE SENSIBILIDAD APLICACIONES

Zona inerte

En general, zona donde el pro-ducto no está en contactodirecto con el aire (salvo en laszonas de cocción).

Zona climatizada únicamente,en algunos casos, con control dela higrometría.

• Zonas de recepción/almacenamiento de materiasprimas a baja temperatura: – Son zonas consideradas como zonas de no evolución

(Zona climatizada, productos embalados o en sacos).– Climatización variable en función del tipo de pro-

ductos afectados.• Zona de cocción.• Zona de recepción/almacenamiento de materias pri-

mas secas: – Materias primas secas (especias…): zona inerte con

control de higrometría.– Embalajes: almacenamiento a temperatura ambiente.

• Zona de embalaje/encartonado de productos preen-vasados:– Estos productos preenvasados son considerados

como no contaminables.– Embalaje en zona inerte climatizada a una tempera-

tura ≤ 7° C (a veces el almacenamiento de estos pro-ductos se hace entre 0 y +1° C).



RecepciónFermentos Proteínas EmbalajeEnvasado

Almacenamiento

Filtración

Estandarización MP*

Estandarización MG*

Pasteurización

Siembra

Expedición

Maduración

Coagulación

Desuerado

Troceado

Trasiego suero

Moldeado

Escurrido

Circuito de recuperación de suero

Desmoldeado

Salado

Afinado

Envasado

Embalaje

Almacenamiento/Expedición

* Materia grasa* Materias proteicas

Nata

Zona inerte

Zona sensible

Zona ultrasensible

Figura 3.–Clasificación de las operaciones por nivel de sensibilidad sobre el diagrama de flujodel proceso de elaboración de queso.



RecepciónFermentos Proteínas EmbalajeEnvasado

Almacenamiento

Filtración

Estandarización MP*

Estandarización MG*

Pasteurización

Siembra

Maduración

Coagulación

Desuerado

Troceado

Trasiego suero

Moldeado

Escurrido

Circuito de recuperación de suero

Desmoldeado

Salado

Afinado

Envasado

Embalaje

Almacenamiento/Expedición

* Materia grasa* Materias proteicas

Nata

Zona inerte

Zona sensible

Zona ultrasensible

4

101

2

3

5

6

7

8

9

Expedición

Figura 4.–Agrupamiento de operaciones por zona de sensibilidad en el proceso de fabricaciónde queso (1: Pretratamiento; 2: Tratamiento de la leche; 3: Quesería; 4: Tratamiento del

suero; 5: Salazón; 6: Cámara de afinado; 7: Envasado; 8: Embalaje; 9: Almacenamiento deproducto terminado; 10: Envases, embalajes).



Figura 5.–Clasificación de operaciones según su nivel de sensibilidad y agrupamiento deoperaciones por zona de sensibilidad en un matadero de porcino.

Recepción ydescarga

Alojamiento enestablos

Conduccióna aturdido

Aturdido

Sangrado

Escaldado y Pelado

Flameado ochamuscado

Evisceración

Corte canal

Pesado de lacanal

Refrigeración

Expedición

Sangre

Pelos, pezuñas....

Vísceras blancas

Restos intestinales

Vísceras rojas

1. Muelles de recepción

2. Cuadras

3. Mangas de conducción

4. Zona de sangrado 9. Local de recogida de sangre

10. Local de recogida de subproductos

5. Zona sucia

11. Tripería

10. Local de recogida de suproductos

12. Local para despojos rojos

6. Zona limpia

7. Cámaras frigoríficas

8. Muelle de expedición



Figura 6.–Clasificación de operaciones según su nivel de sensibilidad y agrupamiento deoperaciones por zona de sensibilidad en el proceso de elaboración de platos cocinados.

Carnes Aves CazaProductoscárnicos

envasadosPescados Crustáceos

Frutas y hortalizas4ª gama

Materiasprimas

congeladas

Mantequillahuevosqueso

Materiasprimas secas

Envases

Desenvasado

Preparación carnes

Preparación caza

Preparaciónpescados

Descongelación

Preparaciónmantequilla

huevos queso

Preparaciónmaterias

primas secas

Desenvasado

Preparacióncaliente

Enfriamiento

EnsambladoPre-envasado

Cocción/Enfriamiento

Almacenamiento

Expedición

Envasado

1

2

3

4

5

6

6

Zona inerte

Zona sensible

Zona ultrasensible

1 Recepción, almacenamiento materias primas

2 Zona de preparación de materias primas

3 Preparación caliente

4 Preenvasado

5 Cocción

6 Envasado/Expedición


Se habrán definido así los puntos críticos de control de cada una de lasoperaciones unitarias y su nivel de sensibilidad (naturaleza del riesgo), asícomo el lugar, naturaleza, forma y frecuencia de los controles a efectuar: tem-peratura, acidez, materia grasa, etc.

Se deben precisar también:• Los planes de vigilancia: indisociables del proceso, puesto que verifi-

can el buen funcionamiento del mismo.• Los planes de higienización: más o menos imbricados en el proceso

según el tipo de actividad, intervienen directamente en el funciona-miento de la instalación. En la fase de anteproyecto se fija únicamente laforma de limpieza.

3. LOS EQUIPOS

Asimismo, para cada operación unitaria, es necesario precisar los equiposa utilizar, que se habrán definido ya en el estudio previo de ingeniería de pro-ceso o se definen en este momento, recogiendo en una ficha la informacióndisponible.

Las características que se incluyen en la tabla 3 son a título de ejemplopuesto que cada equipo tiene sus propias especificidades.

Hay que señalar que es importante tener en cuenta ya en la fase dediseño de la industria agroalimentaria el mantenimiento futuro de los equi-pos. Particularmente en la fase de concepción de la industria hay que preverla accesibilidad de los mismos, la posibilidad de aislamiento sin perturbar aotros equipos, la vigilancia de los puntos críticos y, por último, en funciónde la estrategia elegida (revisión sistemática o implantación de un equipointerno de mantenimiento), prever el dimensionado de un taller de manteni-miento, no solamente en función de las herramientas de trabajo propias deltaller sino también teniendo en cuenta los equipos que van a ser trasladadosa él para su reparación (dimensionado de los accesos) y de las piezas derepuesto.

4. RELACIONES FUNCIONALES

Una vez estudiadas las operaciones unitarias, es decir los Medios Directosde Producción, es necesario fijar las relaciones entre ellas y su nivel de sensibi-lidad y también sus relaciones con los Medios Auxiliares de Producción, talcomo se indica en el tercer epígrafe de la figura 1.

Para ello es necesario, en primer lugar, identificar las áreas de trabajo; estaidentificación tiene como objetivo el determinar las principales zonas y localesligados a la producción.



En el paso anterior se han clasificado las operaciones unitarias en funciónde su nivel de sensibilidad y se han agrupado por zonas con criterios no sólo desensibilidad sino también del tipo de operación en el conjunto del proceso, serevisa ahora este agrupamiento analizando si las zonas definidas se consideraque deben estar en una misma área de trabajo y se añaden las áreas correspon-dientes a los Medios Auxiliares de Producción. En la figura 7 se presentan lasáreas definidas para el ejemplo de fabricación de queso.

Una vez identificadas las áreas, es necesario determinar las principalesrelaciones entre cada una de ellas, es decir las relaciones primordiales para ase-gurar el funcionamiento de la actividad.

En primer lugar se analizarán las relaciones principales en materia de:• Circuitos de productos.• Materias primas.• Productos terminados.• Productos semi-elaborados.


Tabla 3. Ficha técnica del equipo

EQUIPOOperación unitaria número

Naturaleza • Descripción.• Tipo de material (inox, aluminio, plástico...).• Accesorios.

Características • Cadencia horaria teórica/real.• Consumo energético.• Consumo de agua.• Dimensiones, peso.• Juntas.

Estado de la superficie • Porosidad.• Resistencia química, física.• Rugosidad.• Riesgos de corrosión.

Higiene • Forma de limpieza.• Contacto con el producto.

Accesibilidad • Fijación al suelo.• Espacios entre materiales.• Movilidad.• Volumen ocupado.• Plan de mantenimiento.

Funcionamiento • Acceso al personal.• Automatización.• Enlaces arriba/abajo.

Seguridad • Seguridad de utilización.• Plan de control del funcionamiento.


• Aditivos e ingredientes.• Embalajes.• Residuos y efluentes (productos con riesgo para el medio ambiente).• Residuos sólidos.• Retorno de productos no conformes.• Circuitos de materiales (bandejas, carretillas) y distinción entre materia-

les «limpios y sucios».• Circulación de personal (producción, control, mantenimiento, adminis-

trativo, visitas).En la figura 7 se incluye el circuito de los productos, el de materiales

(salvo mantenimiento) y el de personal entre las áreas de trabajo definidas parael ejemplo de fabricación de queso.

A partir del análisis de los flujos entre las diferentes áreas se confeccionael Cuadro de Proximidades o la Tabla Relacional de Actividades, tal como seha descrito en el capítulo octavo.

En la figura 2 del capítulo séptimo se presenta la Tabla Relacional deActividades para el ejemplo de un matadero de porcino y en la figura 8 semuestra la estructura del Cuadro de Proximidades del proceso de fabricaciónde queso.


Figura 7.–Identificación de flujos entre cada área de trabajo.

Área de Recepción

Vestuarios

Área de Mantenimiento

Laboratorio de

Oficinas

Área de lavado de materiales

Área de Quesería

Área de preparación de cultivo

Almacénaditivos

Almacénembalajes

Sala de Salmuera

Cavas de Maduración

Sala de Envasado

Almacén de Producto Terminado

Muelle de ExpediciónCircuito de productos

Circuito de materiales

Circuito de personal

Análisis


Condicionantes en las industrias agroalimentarias177

Figura 8.–Cuadro de proximidades para la fabricación de queso.

Oficinas

Laboratorio

de análisis

Área de

mantenim

iento

Vestuarios

Alm

acénenvases

Alm

acénaditivos

Área de lavado

de materiales

Muelle de

expedición

Alm

acén deprod. acabados

Sala deenvasado

Cavas

de afinado

Área de

quesería

Área de prepar.

de cultivo

Área de

recepción

Área derecepción

Área de preparación de

cultivo

Área dequesería

Cavas deafinado

Sala de envasado

Almacén deproductosacabados

Muellede expedición

Área de lavadode materiales

Almacénaditivos

Almacén de envases

Vestuarios

Área de mantenimiento

Laboratoriode análisis

Oficinas


El interés de la Tabla Relacional de Actividades o del Cuadro de Proximi-dades es permitir:

• realizar un estudio sistemático, rápido y completo de las relaciones;• establecer una distribución inicial de los locales. Esta distribución es

muy teórica, pero sirve como primera aproximación para establecer losplanos de la industria;

• verificar si todas las relaciones importantes se han tenido en cuenta unavez establecidos los planos de la planta;

• conservar los documentos que justifican la planta elegida, lo cual es útilsi el proyecto sufre modificaciones.

5. ESTIMACIÓN DE LAS SUPERFICIES Y DE LOSVOLUMENES DE PRODUCCIÓN

Se trata ahora de seleccionar las operaciones del proceso que pueden ope-rar agrupadas en zonas y evaluar las superficies necesarias. El objetivo es aso-ciar al diagrama de flujo las superficies y los volúmenes necesarios.

5.1. SELECCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS Y RESTRICCIONES

No se trata aquí de revisar el conjunto de tecnologías utilizables por cadauna de las industrias, ya que son múltiples y muy específicas por sectores deactividad, sino únicamente indicar los pasos a seguir en el diseño de la distri-bución en planta.

La metodología a seguir consiste en analizar puntualmente para cada ope-ración del diagrama de flujo, las tecnologías que pueden asegurar las transfor-maciones de materia deseadas. Además de los aspectos técnicos requeridos, es


Código MOTIVO

1 Mantenimiento de productos sólidos

2 Mantenimiento de fluidos

3 Desplazamiento de personal

4 Intervenciones frecuentes o urgentes

5 Utilización de equipos comunes

6 Mismo personal

7 Mismo local

8 Relaciones administrativas

9 Ruidos, vibraciones, riesgos, humos, calor

PROXIMIDAD

A Absolutamente necesario

B Especialmente importante

C Importante

D Bastante importante

E Sin importancia

F Alejamiento absolutamente necesario

G Alejamiento deseable

Figura 8 (continuación).–Cuadro de proximidades para la fabricación de queso.


importante integrar en esta reflexión los aspectos que contribuyen a la facili-dad de explotación tales como mantenimiento (accesibilidad, frecuencia…),limpieza (en seco, húmedo…) grado de automatización, ergonomía, balance defluidos necesarios para su funcionamiento…

Las soluciones seleccionadas tras una primera selección, generalmente sediferencian:

• por la naturaleza de los flujos (continuos, discontinuos) que ligan lasoperaciones;

• por la localización y tamaño de los almacenamientos intermedios nece-sarios para el buen funcionamiento del conjunto.

Cada solución se caracteriza por ventajas e inconvenientes así como porrestricciones específicas de funcionamiento (puntos de control, por ejemplo) yde instalación.

El caso particular del almacenamiento de productos terminados o semi-acabados es bastante general a todas las industrias, también hay que seleccio-nar la tecnología de almacenamiento de estos productos. Este tema se desarro-llará más adelante.

5.2. AGRUPAMIENTOS Y ESTIMACIÓN DE LAS SUPERFICIES Y VOLUMENES

Se trata, para cada solución elegida, de efectuar las siguientes tareas:• Evaluación de las superficies y volúmenes requeridos para cada opera-

ción en función de las tecnologías elegidas y de su explotación.• Agrupamiento de las operaciones en función:

– de su naturaleza y de su imbricación;– de su clasificación con respecto a los posibles riesgos detectados

(zonas inertes, sensibles, ultra-sensibles);– de los puntos de control que permiten garantizar la seguridad de los

productos y la regularidad de la fabricación.• Formulación sobre la base del diagrama de flujo (uno por alternativa) de

los resultados de las tareas precedentes:– tecnologías preconizadas;– agrupamiento de las operaciones en zonas de proceso;– superficies requeridas para cada zona, restricciones de instalación;– naturaleza y valor de los flujos de materias, posición y tamaño de los

stocks;– posición y definición de los puntos de control.

En las figuras 4, 5 y 6 aparecen algunos ejemplos de agrupamiento.El caso del almacenamiento de productos terminados o semi-acabados

ilustra bien la relación de dependencia entre las tecnologías y las superficiesrequeridas, puesto que el coeficiente de utilización del suelo varía de 40 a100 % según la elección.



Al final de esta fase está bien definido el proceso, queda por definir elentorno para hacer funcionar el proceso, se podrá entonces definir la distribu-ción del conjunto.

5.3. CONTROL DE LOS AMBIENTES

El personal por su comportamiento participa en la higiene

El personal interviene en numerosas operaciones durante el ciclo de pro-ducción de un producto (manipulaciones, control…).

Ahora bien este personal emite naturalmente gran cantidad de partículas asu entorno inmediato que pueden contaminar los productos.

Para mantener las características de las zonas en contacto con el producto,es necesario esforzarse en:

• limitar las intervenciones del personal en la proximidad del producto;• acondicionar los accesos (esclusas, vestuarios);• restringir los accesos solo a las personas autorizadas;• llevar la ropa adecuada a cada zona.El nivel de protección (ropa adecuada) es más o menos importante en fun-

ción de los tipos de zona y del nivel de riesgo de contaminación del producto.En un capítulo posterior se tratarán los aspectos relativos al personal, ropa

adecuada a cada tipo de zona, características de los accesos, etc.

Es necesario mantener la limpieza de las materias que entran en las zonas

La lucha contra la contaminación que puede ser introducida por los propiosproductos, los ingredientes, los fluidos o los envases es una acción importante,ya que permite suprimir algunas operaciones finales del proceso necesariaspara asegurar la conservación de los productos (pasteurización, adición de con-servantes, etc.).

El objetivo a alcanzar es no aportar contaminantes a lo largo de todas lasoperaciones de transformación, conviene por tanto:

• definir y controlar la calidad de las materias que entran en la composi-ción del producto (materias primas, ingredientes, fluidos varios);

• limpiar y controlar el estado de los recipientes y de los equipos;• implantar una barrera de limpieza cuando el producto está desnudo;• eliminar toda operación contaminante después del paso de esta barrera

hasta el aislamiento del producto en su envase.Estas acciones se deben poner en práctica a lo largo de todo el proceso y

afectar tanto a los productos como a los ingredientes y fluidos; en la figura 9 seindican estas acciones según el principio de la marcha hacia delante. Los pun-tos a controlar en estos casos son los procedimientos de limpieza, los puntos decontrol, los procedimientos de desinfección y esterilización, la concepción deequipo «limpio» y el envasado limpio y controlado.



Además los productos y los materiales avanzan entre los puestos de trans-formación con la ayuda de medios de transporte, estos medios deben ser con-cebidos para evitar:

• la contaminación del producto o del material.• la ruptura de las barreras de confinamiento.


Figura 9.–Producto-Ingredientes-Fluidos.

Luchar contra la contaminación del producto

SOLUCIONES POSIBLES

1 MP 2

1 i 2

INERTE SENSIBLE

MP MP+I+F

i

4

ULTRASENSIBLE

CIRCULACIÓN

Caso en que la zona ultra-sensible es limitada(Protección próxima)

F

INERTE SENSIBLE ULTRASENSIBLE

F

3 3

CIRCULACIÓN

i

4 5 P1P2P3P4

6

MP: Materias Primas

Control

Limpieza y desinfección recipientes

Desinfección o esterilización de fluidos

I: Ingredientes F: Fluido P1, P2, P3, P4: Productos sensibles

1

2

3

4

5

6

Barrera de limpieza: desinfección o esterilización

Puesta a punto del producto: quitar vaina, etc.

Envasado

Flujo: Producto, ingredientes, fluido

1 MP 2

1 i 2

MP MP+I+F

3 3

5 P1P2P3P4

6


Conviene pues en este caso:• limpiar los equipos de transporte antes de su utilización;• favorecer su limpiabilidad;• prever esclusas de transferencia de los productos o de los materiales para

evitar los transportes de contaminación por las abertura de acceso deestos medios entre las zonas.

Las zonas ultra-sensibles pueden ser limitadas

Las reglas de explotación de las salas limpias (todavía llamadas salas blan-cas, salas microbiológicamente controladas, etc.) son muy estrictas:

• Control de la cantidad de polvo.• Acondicionamiento del aire.• Control de las contaminaciones por los entrantes y salientes.• Limpieza.• Control de acceso del personal.Estas reglas tienen un coste elevado, conviene por tanto limitar los volú-

menes a los que se deben aplicar y aproximar el máximo posible las barrerasde confinamiento al proceso.

Las campanas de flujo laminar aportan una buena solución a los problemasplanteados. En la figura 10 se encuentra un esquema de este sistema, en estecaso, tal como se aprecia en la figura, todo el proceso se desarrolla sobre unplano de trabajo, con una única superficie de intervención, hay que realizarmovimientos lentos, utilizar protección con guantes estériles, la materia a tra-tar debe estar limpia y estéril y el ambiente del local sensible debe estar limpioy acondicionado.

En un próximo capítulo se tratará el tema de las características del aire,incluyendo la descripción de las salas blancas.

5.4. DISTRIBUCIÓN DE LAS ZONAS

El conjunto del trabajo realizado hasta ahora conduce a definir los princi-pios de las tecnologías a implantar así como los fluidos y las condicionesambientales asociadas.

El dimensionado de las instalaciones correspondientes permite aclarar losespacios requeridos para el conjunto del proceso de producción: superficies yvolúmenes de los espacios periféricos.

La organización del edificio y de las circulaciones es en este momento fun-damental para asegurar una calidad de fabricación óptima y, por lo tanto, de losproductos.



5.4.1. Reglas de gestión de las zonas

La implantación lógica deberá reflejar la de la organización de la produc-ción. Entre otros puntos deberá asegurar las grandes funciones siguientes:

• Limitar la propagación de las poluciones.• Limitar los transportes de productos.• Limitar los desplazamientos del personal en la fábrica.• Limitar los transportes de calor (vectores también de poluciones).• Limitar las interacciones zonas secas/zonas húmedas.


Figura 10.–Protección próxima: puesto con flujo laminar.

OBJETIVOS SOLUCIONES POSIBLES

Zona ultra-sensible

Local sensible

Ventilador Filtro


Los problemas y en consecuencia las soluciones no son idénticas en unaconstrucción nueva que una construcción ya existente. Sin embargo, se debenseguir los mismos pasos para que el útil de producción sea coherente en suconcepción.

Las grandes reglas a respetar para la implantación de las zonas son lassiguientes:

Marcha hacia delante

El principio se aplica desde la materia prima hasta el producto terminadosin ninguna marcha atrás.

La industria se construye de forma que se eviten las interacciones indese-ables, es decir sin encuentros directos o indirectos entre elementos de dife-rente carga microbiana, con el fin de proteger el producto contra los peligrosdebidos a contaminaciones cruzadas, es decir disminuir los riesgos de conta-minación.

El principio de la marcha hacia delante es un útil de producción que per-mite progresar en el control de la contaminación.

• En primer lugar, representa una noción de linealidad: Se va desde lamateria prima hacia el producto terminado sin volver nunca atrás, nitener cruces de productos en diferentes estadios de fabricación.Es necesario pues hacer una reducción de los transportes y una ausenciade cortes entre los diferentes circuitos:– Materias primas.– Productos en curso de fabricación.– Productos terminados.– Residuos.– Embalajes.– Personal.– Utensilios limpios.– Utensilios sucios.

• Es también una noción de gradación en los peligros: se va desde la zonamás sensible a la contaminación, allí donde el producto es más frágil,hacia la zona menos sensible, donde el producto es menos frágil, peronunca a la inversa.

De estas dos nociones se deduce la noción de la protección próxima. Allídonde el producto es más sensible, donde las condiciones de desarrollo de losmicroorganismos son máximas, las medidas de control se deben reforzar.Están afectados todos los elementos que intervienen en la industria suscepti-bles de representar una fuente de contaminación: locales, materiales fijos ymateriales móviles, fluidos (agua, aire).



Aplicación del concepto de marcha hacia delante

Tres reglas van a permitir dirigir la reestructuración o la concepción de unaindustria con el principio de la marcha hacia adelante:

• Las condiciones de acceso.• La regla del 3 × 1.• La gradación en la protección del producto.

Las condiciones de acceso

La primera protección del producto consiste en la implantación de condi-ciones de entrada y de salida. Los accesos a la fábrica representan la vía deintroducción de los microorganismos en la producción.

El control de las condiciones de acceso es indispensable para evitar todoaporte de suciedades de procedencia exterior a la zona de producción y entrezonas unas con otras.

Estas condiciones de entrada y salida afectan:• Al personal: personal de producción o de mantenimiento.

En un próximo capítulo se tratará el tema de personal. Las visitas ten-drán un circuito particular en la fábrica, diferente del personal propio.Este recorrido estará separado de la fabricación para que no sea fuente decontaminación

• A los materiales.Las condiciones de acceso afectan especialmente a los materiales móvi-les, utensilios, etc. Estas condiciones incluyen:– Una zona de entrada y de almacenamiento de los materiales sucios.– Una zona de transición en la cual los materiales se limpian y se desin-

fectan.– Una zona de salida y de almacenamiento de los materiales limpios, de

donde se toman por el personal.Los materiales limpios y sucios no deben cruzarse nunca.

La regla del 3 × 1

Permite definir lo que debe ser el entorno de la fabricación.

1 módulo o un edificio = 1 fabricación + 1 esclusa de entrada

Un módulo está constituido por las condiciones de acceso y por las fasestecnológicas de la fabricación considerada.

Todo reside en la definición de lo que es una fabricación, es decir cualesson las fases tecnológicas que requieren una separación estricta para evitartodo problema de contaminaciones cruzadas. Las fabricaciones que presentancaracterísticas diferentes son las siguientes:



• La materia prima bruta es con frecuencia fuente de contaminación.• Los embalajes son fuentes de contaminación para el producto terminado.

1 sala = 1 función

Durante la fabricación hay funciones llamadas sucias: son las funcionesdonde el producto manipulado, tratado, puede ser una fuente de contaminaciónpara los productos vecinos (ejemplos: el lavado del material, la recepción delas materias primas, la manipulación de los embalajes).

Por el contrario, hay funciones llamadas limpias: son las funciones en queel producto manipulado, transformado, está sujeto a contaminación (ejemplo:la maduración, el embalaje).

Así pues, el mismo producto tomado en dos estadios tecnológicos diferentespuede pasar del estado de producto fuente de contaminación al estado de pro-ducto sujeto a contaminación. Es necesario, pues, separar lo sucio de lo limpio,es decir, efectuar una separación muy precisa en el interior de cada módulo.

1 persona = 1 tarea

Para poner en práctica las precauciones de higiene al nivel del personal esnecesario funcionar según este principio.

No se trata de generalizar el trabajo a puesto fijo sino de eliminar la poliva-lencia simultánea.

Una persona no debe realizar varias funciones a la vez: una persona puedepasar de un puesto de trabajo a otro a condición de que estos tipos de trabajo esténestrictamente separados en el tiempo de trabajo y que no haya marcha atrás.

Si hay marcha atrás, el personal se considera entonces como que llega denuevo a la fábrica, debe empezar la entrada por el principio.

En la tabla 4 se resumen los principios de la regla del 3 × 1.


1 módulo o un edificio = 1 condición Cada zona de diferente sensibilidad debe incluirde acceso (esclusa o vestuario) condiciones de acceso, de transporte y de reutiliza-

ción para las personas, los productos, el material.

1 sala = 1 función Se trata de separar físicamente las zonas cuyoentorno es sucio por su función (por ej. zonas desacrificio, de evisceración, de encajado, de paletiza-ción) de las zonas donde el producto es sensible(zona de despiece, de envasado).

1 persona = 1 puesto Es necesario prever que el personal no efectúasimultáneamente gestos limpios y gestos sucios. Sía la polivalencia pero no simultánea. Son necesariasseparaciones pero en el tiempo o en el espacio,deben definirse las condiciones de cambio (ejem-plo: lavado de manos, cambio de ropa...).


La gradación en la protección del producto

Cuando más nos aproximamos al producto, más importantes deben ser lasmedidas de control de la contaminación.

Es necesario disponer de un entorno industrial correcto.Es necesario proteger a la industria de fuentes de contaminación de proce-

dencia exterior (estación de depuración…).Además habrá que prever los siguientes puntos:• Separación de las zonas.

El cerramiento de las zonas permite limitar la propagación de las polu-ciones por la barrera física que supone, pero permite además limitar losdesplazamientos del personal y los transportes de calor que también sonvector de poluciones.Hay que separar:– Separación de zonas frías/zonas calientes.– Separación zonas inertes/sensibles/ultra-sensibles.– Separación zonas secas/zonas húmedas.

• Almacén particular de desperdicios.Es necesario prever locales individuales y separados para el almacena-miento de residuos de cartones/plásticos por una parte y por otra de losdesperdicios orgánicos (en zona refrigerada). En ambos casos hay que prever una evacuación directa al exterior.

• Agrupamiento por categorías de las materias primas.En lo que se refiere al almacenamiento.– Seco (especies, aditivos): el almacenamiento debe efectuarse en loca-

les refrigerados (14° C), humedad controlada (50%).– Embalado en cartón: fresco o congelado.– Producto desnudo o en sacos.Cada categoría debe tener una zona de recepción y sacado de las cajas decartón con las condiciones de ambiente adecuadas (salvo para los pro-ductos desnudos o en sacos que no llevan cartón).

• Almacenamiento particular para los envases y embalajes.Los envases (en contacto directo con el producto) se almacenarán en unlocal particular diferente del local de almacenamiento de embalajes (car-tones…).Debe preverse un acceso directo desde los locales de almacenamiento deenvases y embalajes hacia las zonas de utilización de los mismos.

• Prever locales independientes para diferentes usos.Se debe prever locales diferentes para:– Laboratorio de control.– Almacenamiento de productos de limpieza y desinfección.



Asimismo, se deben prever locales independientes de las zonas de fabri-cación para:– Almacenamiento de combustibles.– Tratamiento de aguas residuales.– Taller de mantenimiento.– Locales técnicos.– Locales administrativos y sociales.



CAPÍTULO XIII

Organización de la planta industrial

1. LOS FLUJOS

Como se ha visto, uno de los primeros pasos a efectuar es concebir la dis-posición de los locales en función del producto y del proceso de fabricación.

Para optimizar la organización de las diferentes áreas en el seno del edifi-cio respetando la reglamentación (especialmente sanitaria) y la funcionalidad,es necesario un estudio detallado de los flujos.

El objetivo del estudio de los flujos es definir, en función de la informaciónrecogida (especialmente de las relaciones funcionales entre áreas), la disposi-ción de los locales.

Según su naturaleza, se pueden definir varios tipos de flujos, los principa-les se presentan en la tabla 1.

El estudio de los flujos se apoya por definición sobre el estudio de la inter-dependencia de las áreas de la industria, es indispensable disociar en el análi-sis, los flujos puramente técnicos (materias primas, productos terminados,materiales…) de los flujos «inmateriales» (flujos de información).

El modo de gestión de los flujos de producción tiene una fuerte incidenciasobre la organización del edificio a través del dimensionado de las áreas.

Se pueden distinguir cuatro métodos de gestión de los flujos según el tipode actividad ejercida, o dicho de otra forma, en función de qué se toma la deci-sión de producir:

• Los flujos controlados por el stock (Tipo I).• Los flujos controlados por la entrada de materias primas y por el stock

con regulación (Tipo II).• Los flujos regulados por la entrada de materia prima (Tipo III).• Los flujos controlados por la entrada de materias primas y por el stock

sin regulación (Tipo IV).


En la tabla 2 se representan las características de estos tipos de flujo y latipología de las industrias alimentarias.

La gestión de los flujos lleva a las siguientes observaciones:• La gestión de los flujos de materias y la previsión de la organización de

la producción son datos importantes que se deben integrar en el estudiode concepción de la planta.

• A partir de las previsiones de actividad, deben evaluarse y verificarse lascapacidades de las líneas de producción, para evitar estrangulamientos.Una simulación del funcionamiento de la fábrica permite predecir lospuntos débiles y por lo tanto corregir las disfunciones.

• Las capacidades de las líneas de producción y sus variaciones permi-ten dimensionar lugares de almacenamiento. Para afinar este estudio,es necesario precisar los volúmenes provisionales de actividad, losaprovisionamientos que suponen y el sistema de ordenes conside-rado.

• Se debe prestar una atención particular a la consideración de los stocksde seguridad (stocks «tampón») para asegurar reservas de capacidad deproducción. Para analizar de una forma crítica las representacionesfísicas es primordial realizar una simulación del funcionamiento de losflujos.

La elección de la forma de gestión de los flujos alrededor del proceso defabricación va a influir sobre la organización del espacio de la fábrica.


Tabla 1. Diferentes tipos de flujos en la industria

Materias Materiales Personal Información

• Materias primas

• Productosintermedios

• Productos acabados

• Residuos

• Productos noconformes

• Envases yembalajes

• Aditivos eingredientes

• Fluidos

• Otros

• Pallets

• Bandejas

• Recipientes varios

• Materiales demantenimiento

• Personal de laempresa:– Producción– Control– Mantenimiento

• Visitas

• Gestión deproducción

• Gestión de stocks

• Pedidos

• Compras

• Mantenimiento


2. DIMENSIONADO Y ORGANIZACIÓN DEL EDIFICIO

La elección del modo de gestión de los flujos en torno al proceso de fabri-cación, va a influir sobre la organización del espacio de la planta.

Antes de organizar la planta industrial es necesario definir los siguienteselementos:

• Diagrama de flujo.• Diagrama de personas por puesto de trabajo.• Diagrama de relaciones entre áreas de trabajo (de materiales y de per-

sonas).• Diagrama de fluidos.• Sistema de gestión de flujos.

Organización de la planta industrial 191

Tabla 2. Características de los flujos y tipología de las industrias agroalimentarias

Tipo

TIPO I

Ej.: elaboración degalletas

Proceso cortoVida útil larga

TIPO II

Ej.: producción decerveza, alcoholes

Proceso largoVida útil larga

TIPO III

Ej.: frutas y hortalizas

Proceso cortoVida útil corta

TIPO IV

Ej.: industrias lácteas

Proceso largoVida útil corta

Regulación «stock MP»

Flujo forzado(Base previsiones)

Flujo forzado por aprovis. admitido y MP perecederas

Fabricación

Orden Flujo forzado por

aprovis. admitido y MP perecederas

Stok PST

Regulación «stock PT»

Bajo pedido

Regulación Stock PT

Acabado

Bajo pedido

MP: Materias Primas; PT: Producto terminado; PST: Producto semi-terminado.

Características del flujo

Flujo guiado por reposición stock PT


Toda esta información ha quedado recogida en las fases anteriores de lasistemática de distribución en planta y descrita en capítulos anteriores.

Pero todos estos elementos deben ser considerados bajo los siguientes cri-terios:

• Respeto a las exigencias funcionales.• Respeto a las reglas de higiene.• Seguridad.• Flexibilidad de la instalación.• Evolución de la producción y ampliaciones posteriores.

Respeto a las exigencias funcionales

Significa tener en cuenta el espacio necesario y útil entre cada equipo de lalínea insistiendo en las llegadas y salidas de materias así como el personalnecesario para el puesto considerado (incluido mantenimiento). Toda estainformación se toma de las fichas de los equipos así como de los diagramas depersonal por puesto de trabajo.

Respeto a las reglas de higiene

Impone dos tipos de exigencias:• En la fase de diseño:

– Respeto de los principios de marcha hacia delante (aplicados a losproductos y también a su entorno: estudio de los flujos de aire porejemplo).

– Respeto del principio de separación de los circuitos «limpios» y delos circuitos «sucios».

• En la fase de explotación:En el momento de la concepción se recomienda prever los posibles acci-dentes de fabricación y:– determinar la vida útil del producto en cada etapa para poder manejar

los productos no conformes o los productos semi-terminados (ficha deproceso),

– determinar los equipos con riesgo y el tipo de daños que ocasionan,así como la frecuencia de avería (ficha de equipos),

– conocer en cada etapa de fabricación los peligros higiénicos eva-luando su frecuencia y su gravedad (ficha proceso).

Seguridad

Hay que tener en cuenta la reglamentación existente tanto en lo que serefiere a la seguridad en el trabajo, como la seguridad contra incendios, etc.,asimismo si se establecen criterios de seguridad propios de la empresa: controlde entradas y salidas de personal…



Flexibilidad

La flexibilidad debe considerarse en:• Los equipos.• La organización del espacio:

– Prever la ampliación de los edificios.– Prever suficiente espacio para la circulación.

Evolución de la producción y ampliaciones posteriores del edificio

Es conveniente estudiar la evolución de la producción durante cinco años ylas consecuencias sobre posibles ampliaciones, ya que estos elementos puedeninfluir en la disposición, en el seno del edificio, de algunas zonas que en nin-gún caso pueden ser desplazadas (salvo con elevado coste), como por ejemplo,la instalación de producción de frío.

Es indispensable, por tanto, concebir un plan muy abierto que permita laampliación al menos en dos o tres caras del edificio.

3. METODOLOGÍA DE ORGANIZACIÓN DELEDIFICIO

Los pasos a seguir para la organización del edificio son:a) Hacer una relación del conjunto de locales:• Áreas de producción (incluyendo «salas blancas»).• Áreas de sistemas auxiliares.• Áreas de almacenamiento (más posibles ampliaciones).• Muelles de recepción.• Muelles de expedición.• Locales sociales.• Locales administrativos.• Laboratorio.• Zonas de preparación de pedidos.• Área de envasado de productos (más posibles ampliaciones).• Zonas para residuos.• Zonas para prestaciones exteriores (empresa de limpieza por ejemplo…).• Otros.Se deben relacionar todas las que se hayan planteado en la industria, con

sus posibles ampliaciones y las vías de acceso.b) Dimensionar las áreas. A título completo, el dimensionado de las

áreas debe tener en cuenta los criterios recogidos en la tabla 3. c) Definir los flujos. La definición de la organización de los flujos se apoya

en los elementos analizados previamente, en particular la Tabla Relacio-nal de Actividades, que en esta fase debe estar totalmente terminada.



A partir de estos elementos es posible establecer el esquema de los flujosinternos y externos indicados en las tablas 4 y 5.


Tabla 3. Criterios para el dimensionado de las zonas

Producción

• Equipos ymovilidad

• Acceso reservadoal mantenimientode los equipos

• Organización delos puestos detrabajo

• Secuencias detrabajo (1 × 8, 2 × 8, 3 × 8)

Almacén

• Ritmos defabricación

• Secuencias detrabajo (1 × 8, 2 × 8, 3 × 8)

• Volúmenes dematerias primas,productosterminados,productosintermedios,…

• Tipo de flujo

Recep./Expedic.

• Frecuencia yvolúmenes de lasentregas

• Naturaleza ydemora de lasoperaciones decontrol

• Condicionesparticulares delalmacenamiento

Limpieza

• Tipo de materialesa limpiar,procedencia,destino

• Frecuencia de lalimpieza

• Tipos de materialesutilizados(bandejas, …)

Tabla 4. Flujos externos a la planta

Entradas

• Materias:– Productos a temperatura controlada – Productos a temperatura ambiente – Envases – Productos peligrosos (productos químicos)

• Fluidos

• Personal:– Comienzo de trabajo – Medios de transporte del personal– Facilidad de transporte a la entrada

Salidas

• Productos terminados• Residuos:

– Orgánicos– Envases– Efluentes– Productos tóxicos

• Fluidos

• Personal:– Fin de trabajo– Facilidad de salida

La organización de los flujos exige definir los niveles de riesgo en funciónde su gravedad y de su frecuencia. Todos los riesgos no pueden ser suprimidostotalmente, se recomienda por tanto evaluar estos riesgos para elegir las solu-ciones más adaptadas al proyecto. Esta reflexión permite disminuir los riesgosy proponer medios de control.

Un método simple que permite visualizar rápidamente el conjunto de lasrelaciones y de los flujos que de ellas derivan, con el fin de poner en evidencialos cruces de flujos indeseables, consiste en utilizar transparencias donde cadatipo de flujo aparece de color diferente en un plano tipo; la superposición deestas transparencias informa sobre los cruces de flujos.


Tras el estudio de los flujos se podrá elegir el tipo de configuración de laindustria.

d) Organización del edificio. Una vez realizado el estudio de los flujos,con la trascripción de los resultados de la Tabla Relacional de Actividadesdetallada o del Cuadro de Proximidades, es posible situar las áreas unas enrelación con otras en función de los códigos que se les han asignado y dimen-sionarlas.

Esta distribución de las áreas permitirá determinar el tipo de organizaciónde la planta: en «U», en «L», en «T», gravitacional o lineal.

La elección de una configuración tipo deberá integrar diferentes restriccio-nes, especialmente:

• Tipo y número de productos fabricados.• Fragilidad de los productos.• Naturaleza del terreno y del entorno.• Posibilidades de ampliación.• Proceso de fabricación (fabricación en línea, grado de automatiza-

ción...).• Previsión de la ampliación posterior de la fábrica. Algunas configuracio-

nes se prestan más o menos bien a una ampliación (fábrica gravitacional:no hay ampliación posible).

• Restricciones económicas (realización, explotación).• Restricciones de ocupación del terreno.


Tabla 5. Flujos internos de la planta

Materias

• En recepción

• En producción,definiendo:

– Los tiemposoperatorios einter.-operatorios(cambio dematerial,limpieza,…)

– Sincronizaciónde lasfabricaciones

– La segmentaciónde las gamas defabricación

– En preparaciónde pedidos yexpedición

Materiales

• Flujo decontenedores:

• Transportadoressegmentados

• Soportes afectadosa zonas específicas

• Flujo de materialesprocedentes deseries defabricación conalmacén en unlocal

Personas

• Personal deproducción:

• entradas, salidas,vestuarios

• movimientosligados ainterrupciones;comidas, aseos,..

• movimientosligados a control

• movimientosligados amantenimiento

• visitas: ropa,definición de laszonas de visita

Fluidos

• Control de laatmósfera

• Otros fluidos yevacuaciones


3.1. FÁBRICA LINEAL

Esta concepción, la más evidente, sólo debe contemplarse en raras ocasio-nes, salvo en los casos de una fábrica mono-producto. En efecto, se entra porun lado y se sale por el otro. Es muy simple, es la que mejor respeta la marchahacia delante.

Se utiliza en los casos de actividad mono-producto (lácteas, bebidas…).Sin embargo, si se examina más detenidamente esta concepción se encuen-

tran algunos defectos:• Son posibles las ampliaciones por las dos caras y de manera limitada.

Además, el almacenamiento de residuos sólo puede situarse en lafachada de recepción, por lo tanto lejos de las áreas de producción, gene-radoras de residuos.

• Si los productos tienen circuitos de fabricación unos más cortos queotros, tienen todos las mismas distancias que recorrer entre la entrada yla salida. Consecuencia de esto son mantenimientos inútiles, con costesde funcionamiento elevados, riesgos de contaminación o de degradacióndurante las manipulaciones.

Las cámaras frigoríficas se encuentran en los dos extremos de la industriay en el centro (stocks de productos intermedios) lo que requiere longitudes detubería importantes entre la sala de máquinas y las cámaras, a menos que semultipliquen las salas de máquinas.

Las áreas de fabricación no están contiguas a las de acondicionamiento, loque implica una manutención importante con riesgo de contaminación o dedeterioro.

Las oficinas están alejadas de los muelles lo que obliga a crear una oficinaen cada uno de ellos.

• Ventajas:– Ampliación posible de la fábrica sobre cuatro caras.– Forma adaptada a la marcha adelante del producto.

• Inconvenientes:– Acceso sobre dos caras del terreno.

3.2. FÁBRICA EN «L»

Esta disposición permite en general tener una fachada de ampliación suple-mentaria.

La unidad es más compacta que la anterior, con menos viales, en conse-cuencia, a priori, es menos cara en inversiones, pero también en gastos de fun-cionamiento.

Hay una buena separación de las áreas de trabajo de los productos y de lasáreas de almacenamiento de los consumibles. El pasillo de distribución delpersonal y de los consumibles no atraviesa jamás una zona de trabajo, deacuerdo con las reglas de respeto a la higiene.



Se utiliza en el caso de procesos discontinuos (platos preparados, char-cutería,…).

Sin embargo, tiene todos los otros inconvenientes de la fábrica en I, los cir-cuitos de fabricación hasta la salida tienen la misma longitud.

• Ventajas:– Ampliación posible de la fábrica sobre cuatro caras.– Forma adaptada a la marcha adelante del producto.

• Inconvenientes:– Acceso sobre dos caras del terreno.

3.3. FÁBRICA EN «U»

Esta disposición permite en general tener fachadas de ampliación. Tieneuna única fachada de recepción y expedición, por lo tanto un mínimo de viales.

Es la solución más compacta, puesto que es la que presenta las distanciasmás cortas de desplazamiento, por lo tanto las manutenciones son cortas,menos costosas; es ciertamente la menos costosa.

Esta compacidad de la fábrica reduce pues los circuitos y por lo tanto losriesgos de deterioro de los productos. Además, por efecto de pared, por efectode proximidad, los costes de funcionamiento y de inversión son menores queen las concepciones anteriores.

Tipo 1: procesos de fabricación discontinuos con manipulaciones manua-les. Ej. Platos cocinados, charcutería, salazones.

• Ventajas:– Ampliación posible sobre tres caras (ampliación bloqueada por una

cara por la carretera).– Acceso sobre una sola cara del terreno.– Toda la parte frigorífica (almacenamiento de materias primas y pro-

ductos terminados) está en la misma zona.• Inconvenientes:

– Debe implicar longitudes de proceso diferentes.Tipo 2:• Ventajas:

– Ampliación posible sobre cinco caras.– Acceso sobre una sola cara del terreno.

3.4. FÁBRICA GRAVITACIONAL

Mono-producto, muy automatizada. Ej. Productos pulverulentos.• Ventajas:

– Superficie limitada al suelo, interesante cuando el coste del m2 es ele-vado.

• Inconvenientes:– Imposibilidad de ampliación.



– Coste de realización de la instalación más elevado (salvo el coste delterreno) que una industria a nivel del suelo.

– Coste de explotación mas elevado.– Problemas de organización de los flujos (ascensores, montacargas).– Estanqueidad de los niveles.

En las figuras 1 y 2 se presentan las principales características de cada unode estos tipos de organización de la industria.


VENTAJAS

Posible ampliación de laindustria por todas las caras

Forma adaptada a la marchahacia delante del producto

Restricciones de ocupaciónde terreno

No se puede tener la recepción dematerias primas y la expedición de productos orientados al norte

Acceso sobre dos caras del terreno

INCONVENIENTES

Fábrica lineal

Fábrica en L Posible ampliación de lafábrica en cuatro caras

Forma adaptada a la marchahacia delante del producto

Acceso sobre dos caras del terreno

Fábrica en U

Materiasprimas

Productosterminados

Ampliación de los edificiossobre tres caras (ampliación bloqueada en una cara por la calle)

Acceso desde una cara del terreno

Toda la parte frigorífica (almacenamiento de materias primas y de productos terminados) se localiza en una misma zona

Ampliación posible sobrecinco caras

Acceso sobre una sola caradel terreno

Implica longitudes de procesodiferentes

Variante de fábrica en U

TIPO DE FÁBRICA

Materias primas

Productosterminados

Figura 1.–Características de las fábricas en I, en L y en U.


4. ORGANIZACIÓN DEL PLAN GENERAL

En resumen, hay tres principios intangibles que siempre hay que respetar:• Las áreas limpias y las sucias deben estar claramente separadas.• En todo momento debe cumplirse la marcha hacia delante de los productos.• Deben contemplarse las posibilidades de ampliación de cada función.Los principios siguientes, aunque no son tan imperativos, no son menos

importantes y tenerlos en cuenta implica una concepción más armoniosa y enconsecuencia una industria mejor diseñada:

• Debe buscarse la compacidad de las instalaciones, lo cual implica circui-tos más cortos.

• La reducción de las fachadas activas implica una reducción de los viales,una facilidad de vigilancia, pero sobre todo facilita las posibilidades deampliación. Por las mismas razones, se debe tratar de agrupar en un solomuelle todas las expediciones y si es posible todas las recepciones. Esto,evidentemente, es más fácil en una planta nueva que en la ampliación deuna ya existente. En todos los casos, es necesario que haya un soloacceso a la parcela desde la vía pública, por razones de seguridad.

• La implantación sobre el terreno debe tener en cuenta su configuracióncon el fin de facilitar las evacuaciones de los residuos y de controlar elimpacto sobre el entorno.

• Por último, por la razón precedente, pero también por la propia industria,es útil preocuparse por los vientos dominantes y tenerlos en cuenta a lahora de la orientación de la industria en el terreno.


Fábrica gravitacional

TIPO DE FÁBRICA VENTAJAS INCONVENIENTES

Suelo

Nivel 1

Nivel 2

Materiasprimas

Productosterminados

Superficie sobre el suelolimitada, lo que es interesante cuando el coste del terreno es elevado

Ampliación imposible

Coste de realización de lainstalación más alto (sin contarel coste del terreno) que en unaindustria a nivel del suelo

Coste de explotación máselevado

Estanqueidad de los niveles

Figura 2.–Características de la fabrica gravitacional.


5. ORGANIZACIÓN DEL PLAN DE CONJUNTO

En este aspecto, como resumen, hay también principios intangibles:• En ningún caso se tolera el menor retorno hacia atrás de los productos, el

menor cruce entre producto y residuos, el menor cruce entre productodesnudo y producto embalado, tampoco el de una materia prima con unproducto elaborado.

• Esto implica en particular una separación entre producto crudo y pro-ducto pasteurizado, cocido o esterilizado. Las zonas donde se sitúanestas funciones deben estar claramente separadas unas de otras.

• Es lo mismo para las funciones de almacenamiento, fabricación y emba-laje.

Los principios siguientes aceptan algunos compromisos, pero estos com-promisos tienen inevitablemente algunas contrapartidas de penalización:

• Los circuitos de producto y personas deben ser lo más cortos posibles.Más adelante se verán los imperativos de los circuitos de personal.

• Los circuitos deben ser lo más rectilíneos posibles, lo que facilita el obje-tivo de la compacidad de las instalaciones, ya citado.

• Los ejes de circulación deben ser suficientemente anchos, bien defini-dos, sin por lo tanto crear muchos pasillos.

• Es necesario pensar en reunir las áreas que tienen las mismas funciones.Así, por ejemplo, las cámaras frigoríficas deben estar contiguas, tantocomo sea posible, esto implica economías de energía pues las pérdidas através de las paredes comunes se producen hacia locales frigoríficos.Las áreas de fabricación deben estar próximas unas de otras para reducirlos desplazamientos costosos de mano de obra, pero también causa depolución.

• Es necesario reducir al mínimo estricto el fraccionamiento de la indus-tria, factor de mantenimiento, cruces, desplazamientos de personal causade posibles suciedades, y sobre todo penalización de las ampliaciones.Para hacer esto, se agrupa, como se acaba de decir, las áreas que tienen lamisma función en la misma zona, pero también se trata de suprimir loscerramientos cada vez que sea posible (por ejemplo, se hará una únicasala de embalaje, un único almacenamiento a temperatura negativa, unaúnica sala de cocción...).

• Las funciones que exigen condiciones de ambiente y de higiene idénticasdeben situarse en una misma zona, es decir en un mismo local siempreque sea posible.

• Las funciones técnicas y de mantenimiento se agrupan, y si es posiblefuera (sin estar demasiado lejos) de las zonas de producción y de formaque no impidan las probables ampliaciones.

• Los stocks de consumibles (bolsas, cajas de cartón...) deben posicionarsemuy próximos a los lugares de utilización.




6. ORGANIZACIÓN DE LA CIRCULACIÓN DEL PERSONAL

Hay que reducir la circulación del personal al mínimo posible ya que sonfuente de despilfarro, contaminación y peligro.

• Los aparcamientos estarán en el exterior del recinto, con un caminoúnico para entrar en él, muy próximo a los vestuarios y si es posible sinpasar por las vías de servicio de la industria.

• Los vestuarios deben estar cerca de los lugares de trabajo, con una sepa-ración para los operarios que van a trabajar en zona sucia y los que van atrabajar en zona limpia.

• La disposición debe ser tal que no sea posible la circulación por el exte-rior con ropa de trabajo.

• Son necesarias separaciones entre ropa de calle y ropa de trabajo.• El acceso del personal desde el vestuario a su puesto de trabajo debe ser

lo mas corto posible; son interesantes los vestuarios que están encima odebajo de la zona de fabricación.

• Las circulaciones del personal entre zona de productos crudos y zona deproductos cocidos deben estar imperativamente separadas.

• El acceso a las áreas que tienen un ambiente particular se hará a través decámaras (esclusas) con sistemas de desinfección de manos y calzado,aseos, y si es posible situadas próximas a las salas de descanso.

• El acceso del personal con ropa de calle, se hará por una sola entrada.• La ropa de trabajo se deja a la salida para su lavado, no debe existir cruce

del personal con ropa de trabajo con el personal en ropa de ciudad.En el capítulo referente al personal se incidirá en estos aspectos.


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CAPÍTULO XIV

Diseño de almacenes

1. INTRODUCCIÓN

En todas las industrias agroalimentarias es necesario disponer de almace-nes de materias primas, de productos terminados, de productos semielabora-dos…

Las diferencias que se pueden dar entre un tipo u otro de almacén son gran-des; así, por ejemplo, no se puede incluir dentro del mismo grupo a un almacénde recepción o de expedición frente a un almacén de semielaborados destinadoa cubrir las necesidades de fábrica de productos manufacturados.

En los dos primeros casos existen camiones de carga o descarga a los quehay que asociar muelles, mientras que en el último caso no se produce esta cir-cunstancia, al menos de forma habitual.

El diseño de almacenes de materias primas se realiza de forma que se ase-gure un flujo constante de productos a la línea de proceso, de manera que enningún momento se produzcan paradas de la línea.

Para lo cual se deben tener presentes los siguientes aspectos:• Capacidad horaria de producción.• Horas diarias de funcionamiento de la línea de proceso.• Tiempo de suministro de las materias primas.• Disponibilidad de tales materias primas.El almacén de productos semielaborados se dimensionará con las mismas

premisas, es decir asegurando un flujo de productos constante a la línea de pro-ceso, con la salvedad, ya comentada, de que un almacén de materias primas vaa necesitar de muelles de recepción y generalmente un almacén de productossemielaborados no.

Los almacenes en la industria agroalimentaria pueden representar unasuperficie importante y están ligados en cierta forma al proceso, por esta razónel diseño de los almacenes se debe incluir en las primeras fases del desarrollo


de la sistemática de distribución en planta, incluyéndolos en la Tabla Relacio-nal de Actividades, en el cálculo de las superficies, etc.

El almacén de producto terminado es un caso más particular y es el que seva a desarrollar con mayor detalle en este capítulo.

2. CONDICIONES DEL ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS ALIMENTARIOS

Según el Código Alimentario, el almacenamiento de productos alimenta-rios deberá reunir las siguientes condiciones:

• Distribución de los alimentos en pilas o lotes, que guarden la debida dis-tancia entre ellos y con paredes, suelos y techos.

• Utilización de espacios en superficie y altura y sistema de almacena-miento adecuados al movimiento, recepción, manipulación y expedición.

• Rotación de existencias y remociones periódicas en función del tiempode almacenamiento y condiciones de conservación que exija cada pro-ducto.

• Reconocimiento e inspecciones periódicas de las condiciones del local ydel estado de los alimentos.

• Retirada de los alimentos deteriorados, infectados, o contaminados, asícomo de aquellos cuyos envases aparezcan rotos. Con respecto al local, setomarán las medidas apropiadas para evitar posteriores contaminaciones.

En el almacenamiento de productos perecederos con carácter general debe-rán tomarse las siguientes medidas:

• Se utilizarán temperaturas y humedades relativas adecuadas, de maneraque los alimentos no sufran alteraciones o cambios en sus característicasiniciales.

• Deberá asegurarse una adecuada circulación del aire.• Almacenamiento independiente de aquellos productos que despidan olo-

res, de otros que puedan absorberlos.• Protección contra la acción directa de la luz solar, cuando sea perjudicial

para el producto.El almacenamiento de todos los productos alimentarios debe estar sepa-

rado como mínimo a 45 cm del perímetro de las paredes y a más de 10 cm delsuelo. Tal separación previene el daño a las paredes, permite la limpieza y faci-lita la inspección para valorar la actividad de los roedores e insectos.

Todo el «stock» debe mantenerse de forma ordenada y limpia. Bajo nin-guna circunstancia se deben almacenar materiales malolientes o materialesquímicos peligrosos cerca de los alimentos. Cualquier condición que directa oindirectamente pudiera contribuir a la contaminación de los alimentos, inclu-yendo ingredientes químicos, microorganismos indeseables u otra materiaextraña debe ser evitada y remediada.



Los productos de limpieza, así como los productos empleados para ladesinfección, deben estar almacenados en sitios cerrados con llave, y nunca encontacto con alimentos o productos alimentarios.

Las buenas prácticas de almacenamiento deben incluir un sistema maneja-ble para mantener una buena rotación. Tal práctica no sólo ayuda a mantener labuena calidad del producto, sino que también conduce a un alto nivel de sani-dad (almacenes FIFO: First In First Out).

Por otra parte, la presencia de material prescindible suele crear condicionesantihigiénicas y disminuye la eficacia de la producción. La falta de limpiezaalrededor y debajo de los materiales prescindibles puede conllevar la apariciónde nidos de insectos y roedores. Para que no queden dudas, se considera mate-rial prescindible cualquier objeto situado en un área en la que no es inmediata-mente preciso y que contribuye a dificultar el mantenimiento.

3. ALMACENES DE PRODUCTOS TERMINADOS

El almacenamiento es la permanencia de los productos en los locales pre-parados al efecto hasta la puesta a la venta. El almacenamiento de productosterminados es bastante general para todas las industrias.

Hay que seleccionar las tecnologías de almacenamiento y manipulación delos productos envasados y embalados. Las elecciones posibles técnicamenteresultan de las respuestas que se dan a las siguientes cuestiones:

• ¿Qué artículos almacenar y manipular?– Geometrías y peso de los artículos, fragilidad.– Fechas límites comerciales de los productos.– Condiciones ambientales requeridas.– Definición de los lotes de fabricación.– Características de las expediciones.

• Y ¿con qué restricciones de entorno?– Superficie disponible.– Altura máxima autorizada.– Pendiente del terreno, acceso, orientación.– Posibilidades de ampliación posterior.

Por lo tanto, es necesario efectuar una recogida de información para la ges-tión del almacenamiento de los productos, esta información debe incluir:

• Definición de los artículos (producto + envase + embalaje).– Designación del producto.– Tipo de envase.– Tipo de embalaje.– Dimensiones y peso del artículo.– Número mínimo y máximo de stocks.– Tiempo mínimo y máximo de permanencia en el almacén.

Diseño de almacenes 205


– Lote de fabricación mínimo y máximo.– Vida útil.– Ambiente requerido (temperatura…).

• Características de las entradas.– Lote de fabricación mínimo y máximo.– Frecuencia de entrada mínima y máxima de los lotes.

• Características de las salidas.– Tamaño mínimo y máximo de los lotes de expedición (del conjunto de

todos los artículos).– Número de artículos diferentes (mínimo, máximo, medio) por lote de

expedición.– Designación de los artículos afectados por zona de preparación del

encargo.A partir de aquí se pueden definir las variantes a contemplar técnicamente

y asociarles ventajas e inconvenientes con respecto a los criterios formulados.

4. TIPOS DE ALMACENAMIENTO

Estas variantes corresponden:• A una combinación de las cuatro grandes familias de almacenamiento

definidas:– Almacenamiento en masa.– Almacenamiento a granel.– Almacenamiento en estanterías fijas.– Almacenamiento en estanterías móviles.

• A la elección de los medios de manipulación correspondientes: carreti-llas, transportadores, etc.

En la tabla 1 se presentan algunos criterios orientativos sobre el tipo dealmacenamiento, incluyendo de forma general los puntos clave a controlardesde el punto de vista económico, de control del ambiente y las restriccionestécnicas.

En las tablas siguientes (tablas 2, 3, 4 y 5) se desarrollan cada uno de loscuatro tipos de almacenamiento definidos, indicando las soluciones posibles ylos puntos clave a controlar en cada caso.

Por último, en la tabla 6 se incluyen algunas características de concepcióna tener en cuenta para los distintos tipos de almacenamiento.

Asimismo, en el momento de la concepción de los almacenes habrá quetener en cuenta las dimensiones de los pasillos de circulación, que se harásobre las siguientes bases generales:

• Para los peatones sin cargas 80 cm (anchura total).• Para los peatones con cargas añadir 50 cm a cada lado de la anchura

mayor.



• Para las carretillas automotoras, en sentido único añadir 50 cm a cadalado de la anchura mayor con su carga y para las circulaciones de doblesentido tomar las anchuras mayores de las carretillas con sus cargasy añadir 50 cm a cada lado de la marcha y 40 cm entre las dos carre-tillas.


Tabla 1. Criterios orientativos sobre el tipo de almacenamiento

Objetivos Soluciones Aplicaciones Puntos clave aposibles controlar

Almacenarproductos nopaletizables

Almacenarproductospaletizables engran cantidad

Almacenarproductospaletizables sinrestricción deespacio

Almacenarproductospaletizables sobresuperficieslimitadas

Almacenamientoa granel

Almacenamientoen masa

Almacenamientoen estanteríasfijas

Almacenamientoen estanteríasmóviles

• Fluidos• Productos

pulverulentos• Carne sin

envasar

• Productos engran cantidad

• Productosestacionales

• Múltiplesreferencias querequieren unagestión estricta

• Múltiplesreferencias querequieren unagestión estrictaminimizando elespacio asignado

CRITERIOS ECONÓMICOS:• Coste del terreno• Inversión• Coste de explotación• Duración del

almacenamiento• Gestión de stocks

RESTRICCIONES TÉCNICAS:• Fecha límite de

conservación• Naturaleza de los

contenedores (pallets,paquetes apilables o no,fragilidad, peso, volumen)

• Medio de manipulación• Superficie y volumen

asignados alalmacenamiento (anchurade pasillos, altura, zona depreparación de pedidos)

• Recepción y expediciones(acceso de camiones, radiode curvatura, altura de losmuelles de recepción,naturaleza de los medios decarga, puertas,orientaciones al norte)

• Sistema informatizado degestión

CONTROL DE AMBIENTE:• Condiciones de

almacenamiento– Temperatura– Higrometría– Cantidad de polvo

• Condiciones de paso• Alimentación de los medios

de manipulación



Tabla 2. Almacenamiento a granel

Objetivos

Almacenarproductosterminados ointermedios omateriasprimas

Soluciones posibles

Los productos o materiasprimas son almacenados sinenvasar en silos o en recipientes

Cada silo o recipiente eshomogéneo en cuanto a sufecha de fabricación o derecepción

Coeficiente de ocupación delsuelo en función del tamaño delos silos y de su disposición ode la gestión de los recipientes

Pueden existir silos en elinterior y en el exterior de losedificios. En los dos casos esnecesario asegurarse de que serespetan las condiciones deconservación del producto. Seránecesario prever un aislamientoadaptado y eventualmente unsistema de calentamiento o deenfriamiento si el silo estáexpuesto a variacionesimportantes de temperatura

Aplicaciones

Fluidos

Productospulverulentos

Carne sinenvasar

Puntos clave a controlar

• Gestión de silos orecipientes

• Medios de transporte• Estructura ligera para

los productos conriesgo de explosión

• Coste de explotación

En particular:• Limpieza• Transportes del

producto sin envasar• Condiciones de

almacenamiento:– Temperatura– Higrometría– Ambiente

Tabla 3. Almacenamiento en masa

Objetivos

Almacenarproductosterminados ointermedios omateriasprimas oembalajes

Soluciones posibles

Los productos son apiladosunos con otros en pilasyuxtapuestas, separadas porpasillos de circulación.

Cada pila o grupo de pilasserá homogéneo por su fechao por su lote de fabricación.

Sin zona de preparación depedidos al por menor.

Solución que permite unabuena utilización del volumendel almacén para unainversión reducida pero:• Movimiento poco rápido• Dificultad de gestión y de

control• Débil rotación de stocks• Gestión en LIFO (Last-in-

First-out)

Coeficiente de ocupación delsuelo en función del tamañode los grupos y de las alturasde apilado.

Aplicaciones

Almacenamientode productos engran cantidad

Almacenamientode reserva(estacionales,por ejemplo)


• Coste de explotación• Medios de

manipulación• Resistencia de los

pallets o de losembalajes

• Gestión de lassuperficies (anchura depasillos, coeficiente deocupación del suelo)

En particular:• Condiciones de

almacenamiento– Temperatura– Higrometría– Ambiente

• Duración de lapresencia en el stock

• Alimentación de losmedios demanipulación (nopolucionantes, que nomodifiquennotablemente losambientes)



Tabla 4. Almacenamiento en estanterías fijas

Objetivos


Soluciones posibles

Las estanterías estánseparadas por pasillos decirculación que permiten elacceso a todos losemplazamientos. Esto permiteuna subdivisión del espacio dealmacenamiento en sub-espacios homogéneos.

Los emplazamientos de nivelcero pueden servir de zona depreparación de pedidos.

Los estantes pueden serdinámicos, es decir enpendiente para facilitar larecogida de paquetes.

Se distinguen tres categoríaspara este tipo dealmacenamiento:

Almacenamiento clásico:• 4 a 5 niveles• 6,5 m de altura• Carretilla elevadora clásica

que puede elevar hasta 5 m• Pasillos de 2,7 a 3,2 m de

anchuraCoeficiente de ocupación delsuelo: de 40 a 46 %

Almacenamiento a granaltura:• 6 a 8 niveles• 9 a 12 m de altura• carretillas tri-direccionales• pasillos de 1,8 a 2 m de

anchuraCoeficiente de ocupación delsuelo: 58%

Torres de almacenamiento:• 6 a 15 niveles• 12 a 30 m de alturaCoeficiente de ocupación delsuelo: 66%

Aplicaciones

Almacenamientode productos conmúltiplesreferencias querequieren unagran facilidad degestión y deinspección


• Tamaño del embaladoestandarizado80 × 120o 100 × 120

• Coste de explotación• Inversión

En particular:• Medios de

manipulación• Condiciones de

almacenamiento– Temperatura– Higrometría– Ambiente



Tabla 5. Almacenamiento en estanterías móviles

Objetivos


Soluciones posibles

Los estantes son móviles y sedesplazan sobre raíles parapermitir el acceso desde lospasillos

Las características de estetipo de almacenamiento sonidénticas a las delalmacenamiento conestanterías fijas

Los emplazamientos de nivelcero no pueden ser asignadospara la preparación depedidos

Los coeficientes deocupación del suelo varíanentre 88 y 100% según lastecnologías (almacenamientodinámico o pasivo)

Aplicaciones

Almacenamientode productos conmúltiplesreferencias querequieren unagran facilidad degestión y deinspecciónminimizando lasuperficieasignada


• Tamaño del embaladoestandarizado80 × 120o 100 × 120

• Coste de explotación• Inversión

En particular:• Medios de

manipulación (nopolucionante, sinefectos sobre losambientes)

• Condiciones dealmacenamiento– Temperatura– Higrometría– Ambiente



Tabla 6. Tipos de almacenamiento y sus características de concepción

Tipos de almacenamiento Características de concepción

Sólidos a granel • Superficies importantes, disminuir las alturas y faci-litar los accesos

En cisternas, tanques o depósitos • Riesgos según la naturaleza del producto: incendio,explosión, intoxicación, asfixia…

• Muros de protección, recintos particulares (doblecamisa)

• Circulación por encima de los tanques adaptada alas intervenciones de seguridad o de higiene

Silos y tolvas • Limitar los riesgos ligados a las intervenciones• La elección de los materiales y de la concepción

dependiendo de la naturaleza de los productos aalmacenar

• Facilitar las operaciones de vaciado• Equipos fijos, protegidos (plataformas, pasarelas)• Prever puntos de anclaje de los trabajos

Gas • Local cubierto por un techo ligero• Separación de los gases según la siguiente clasifica-

ción:– Acetileno e hidrógeno– Otros gases combustibles– Gases incombustibles y tóxicos– Gas inerte

• Reducir las instalaciones eléctricas al mínimo

Estanterías • Estimar la carga total que deberá ser almacenada(no subestimarla y conocer la naturaleza delsubsuelo)

• Elección de los materiales para la seguridad, lahigiene y su posibilidad de resistir tales cargas

• Proteger los ángulos con algún sistemaindependiente de la estructura de la estantería. Esto significa localizar los emplazamientos de losalmacenes y la circulación desde la concepción.

En masa y en el suelo • Almacenamiento sobre pallets y para los productosfrágiles en cajas

• Adaptado a los productos almacenados en grannúmero

• Conocer la resistencia de los embalajes para laestiba

Frío • Elección de los materiales: materiales aislantessegún la temperatura de almacenamiento

• Elección de sistemas de cierre y de seguridad delpersonal

• Elección del tipo de almacenamiento estático odinámico


PARTE V

DISTRIBUCIÓN EN PLANTA A NIVEL

DE DETALLE


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CAPÍTULO XV

Fluidos y energías en las industrias agroalimentarias

1. INTRODUCCIÓN

Una vez determinada la organización de los flujos y realizadas todas lasfases que implica la Sistemática de Distribución en Planta, lo cual supone quese ha elegido ya la alternativa más adecuada, se pasa a la ingeniería de detalley redacción del proyecto definitivo.

Es necesario, por tanto, ahora dimensionar las necesidades energéticas ydefinir su distribución, así como la realización de otros estudios técnicos talescomo el tratamiento del aire, diseño del edifico, etc., aspectos que se tratan enlos capítulos correspondientes a esta parte V.

En este capítulo se va a prestar atención a las energías y los fluidos a utili-zar en la industria agroalimentaria, a sus características y recomendaciones,etc., en resumen, a los aspectos a tener en cuenta en el momento de la concep-ción de la industria.

2. LAS ENERGÍAS

La concepción de los sistemas de producción de energía es una de las eta-pas principales de la concepción del conjunto del proyecto, debe incluir nosolo los costes de inversión, sino también los costes de explotación teniendo encuenta la evolución prevista de la actividad y de los costes de las diferentesenergías.

El dimensionado de la red energética debe realizarse por una parte porzona de trabajo y, por otra, de forma global en toda la unidad de producción.


Uno de los puntos fundamentales de la concepción de una planta nueva esla elección y el dimensionado de las energías a utilizar teniendo como objetivoprioritario su optimización, con el fin de obtener la mejor adecuación ener-gía/proceso y de disminuir las pérdidas energéticas, teniendo en cuenta que laelección del tipo de energía está ligado a:

• Proceso de fabricación en sí mismo.• La calidad del tratamiento buscada.• Respeto al medio ambiente.• Tipo de regulación deseada.

y donde toda modificación posterior resulta excesivamente onerosa.En esta fase conviene fijar los invariantes, puesto que en algunos casos la

fuente de energía viene impuesta por el proceso.Los datos necesarios de partida para este estudio son:• Los tratamientos deseados y las funciones (proceso u otras) que deben

ser realizadas:– Mezcla de constituyentes.– Cocción.– Destrucción de microorganismos.– Secado (temperatura, tiempo, humedad relativa).– Inactivación enzimática.– Producción de frío.– …

• Los datos de base de funcionamiento:– Cantidades a tratar.– Puntos de producción.– Capacidad de producción.– Características específicas.– Puntos críticos.

Una vez fijados los invariantes es posible:• Caracterizar en un plan técnico el conjunto de los invariantes.• Proponer varias opciones para el tratamiento de las necesidades ener-

géticas.La presentación de las diferentes opciones se puede hacer en forma de cua-

dro que incluya una comparación técnica y económica de las mismas, lo cualayudará en la toma de decisión de la opción adecuada para las necesidadesdefinidas anteriormente.

En la tabla 1 aparecen, a título de ejemplo en el caso de una esterilizaciónde un líquido, las características de este tipo de cuadros.

Después de este estudio comparativo, es necesario entrar en el detalle dela concepción energética global de la industria, estudiando aspectos cuanti-tativos y cualitativos. Los principales puntos a tener en cuenta son los si-guientes:



2.1. ASPECTOS CUANTITATIVOS

Las necesidades energéticas

• Hacer una relación del conjunto de las necesidades energéticas de toda laindustria, teniendo en cuenta.– Las necesidades de todas las etapas del proceso.– Los elementos del entorno del proceso: envasado, almacenamiento.– Los elementos exteriores al proceso tales como calefacción, ilumina-

ción...– Identificación de los puntos sensibles de la línea y/o del proceso, ade-

más de hacer referencia a la instalación, si es necesario, de fuentes deenergía de emergencia (por ejemplo: grupo electrógeno).

• Hacer una relación de los tipos de fluidos que corresponden a cada unade las necesidades.

• Hacer una relación de las potencias consumidas por los diferentes equipos.• Señalar los puntos calientes y los puntos fríos con el fin de definir las

bases que permitan el establecimiento del balance energético (recupera-ción de calorías en el grupo de frío).

• Evaluar la tarifa aplicable y el coste del contador (coste de las instalacio-nes).

Fluidos y energías en las industrias agroalimentarias 217

Tabla 1. Opciones energéticas

OPCIONES ENERGÉTICASOperación unitaria n.° XXX: Esterilización de un líquido

Tipo Mecánica Agua Vaporde en frío caliente (ej.

energíaEléctrica

(ej. ultra- (ej. inyecciónCriterios filtración) pasteurización) directa)

Adecuación «según «según «según «según proceso» proceso» proceso» proceso»

Tratamiento/proceso

Fiabilidad del Fuerte Fuerte Medio Fuertetratamiento

Inversión inicial Media a fuerte Fuerte Medio Fuerte

Mantenimiento previsto Débil Fuerte Medio Fuerte

Consumos energéticos Medio Débil Medio Fuerte

Naturaleza de los Nula Medio Débil Mediovertidosy eliminación

Complejidad de la Débil Medio Débil Medioutilización

Nivel tecnológico Débil Fuerte Medio Fuerte


Todos estos datos servirán de base para la elaboración del balance energé-tico.

Definición del coeficiente de funcionamiento

En el establecimiento del balance energético hay que definir el coeficientede funcionamiento de la industria, que representa la tasa de utilización de losequipos en función de los periodos y de las frecuencias de utilización.

Con mucha frecuencia, con el fin de asegurar la disposición de recursos ener-géticos suficientes en caso de total actividad o en épocas punta, la tendencia gene-ral es sobredimensionar las capacidades de la central de producción de fluidos.Estos sobredimensionados, así como los márgenes de seguridad que se debentomar a todos los niveles implican sobrecostes importantes a nivel de inversión.

Las informaciones necesarias de las que se debe disponer con precisiónpara determinar el coeficiente de funcionamiento son:

• potencia de los equipos,• tasa de utilización,• períodos de utilización,• frecuencias de utilización,…Este coeficiente de funcionamiento permitirá elaborar un balance energé-

tico que se aproxime lo mejor posible al funcionamiento real de la futura insta-lación.

Evaluación de las pérdidas y de las recuperaciones de energía posibles

• Reutilizar los usos de alto nivel térmico hacia los de bajo nivel térmico.• Recuperar el calor perdido, especialmente en el calentamiento.• Realizar estudios específicos de las superficies de intercambio (por

ejemplo, número de placas de un intercambiador).

Opciones energéticas

Estudiar las posibles opciones energéticas teniendo en cuenta los criteriosde producción del fluido y la naturaleza del vector energético.

En la tabla 2 se resume un cuadro a título de ejemplo.

2.2. ASPECTOS CUALITATIVOS

La elección de la energía tiene consecuencias innegables sobre la calidaddel proceso y, por lo tanto, del producto acabado. Por lo tanto, los aspectoscualitativos deben ser considerados junto con los cuantitativos y en algún casopueden contrarrestar los costes más bajos de la puesta en práctica de energías apriori más atractivas.



La regulación

Algunas fuentes de energía, como la electricidad, presentan facilidades deutilización que les dan posibilidades de regulación del proceso mucho másfina. Estas características son apreciadas en el caso de procesos sensibles querequieren tiempos de reacción rápidos, en función, por ejemplo, de medidas encontinuo. Es necesario, por tanto, tener en cuenta este parámetro y asociar elnivel de sensibilidad adecuado.

La fiabilidad

Algunas fuentes de energía son consideradas más fiables que otras, en basea su independencia de cualquier acontecimiento exterior. Para los procesos enlos que la puesta en marcha necesita un aporte importante de energía, o paraaquellos que no pueden soportar una interrupción de la fuente energética, sedebe prestar una especial atención a la fiabilidad del tipo de recurso energéticoque se elige. Por lo tanto, será necesario también tener en cuenta este paráme-tro y asociar el nivel de fiabilidad adecuado.

Los procedimientos de control de cada una de las instalaciones pueden per-mitir la reducción de las averías, esto deberá tenerse en cuenta en la concep-ción de la industria para facilitar el funcionamiento posterior.

La higiene

Algunos procesos exigen el contacto directo del vector energético y elproducto: como, por ejemplo, la esterilización de un líquido por inyección


Tabla 2. Producción de fluidos y vectores energéticos

PRODUCCIÓN DEL FLUIDO VECTORDescentralizada Centralizada ENERGÉTICO

Ventajas:• Proximidad del lugar de

consumo y disminuciónde pérdidas ligadas altransporte.

• Accidente localizado encaso de avería.

Inconvenientes:• Inversiones acumuladas

importantes.• Controles y

mantenimiento pesados.

Ventajas:• Economías de escala.

Inconvenientes:• Necesidad de transporte de

fluidos desde el punto deproducción hasta el puntode consumo.

• Bloqueo total en caso deavería sobre un equipodeterminado.

• Fuel.

• Gas.

• Electricidad*.(Ciertos vectores están cautivospor el proceso, en otros casosno).

* El kWh eléctrico puede ser más caro que el gas natural o el fuel en ciertos periodos del año, pero en apli-caciones como la ultrafiltración y la compresión mecánica de vapor es de 10 a 15 veces más eficiente.


directa de vapor; en este caso, la calidad del vapor producido y, por tanto,la concepción de la instalación de producción de este vapor debe ser objetode una atención particular, especialmente con respecto a la legislación vi-gente.

El personal

Algunas fuentes de energía requieren personal cualificado. Criterio quedeberá tenerse en cuenta en el momento de elección de la energía.

Residuos contaminantes

Algunas energías son más contaminantes que otras. Si se desea dar unaimagen de producto fresco y limpio y que la industria no sea extremada-mente contaminante, deberá cuidar la presencia de humos, de vertidos líqui-dos, etc.

2.3. EVALUACIÓN FINANCIERA

Las evaluaciones financieras deben tener en cuenta todos los criterios derentabilidad, tanto a corto como a medio plazo. En la tabla 3 se incluyen algu-nos de los aspectos a tener en cuenta.


Tabla 3. Evaluación financiera

A corto plazo A medio plazo

• Coste de la inversión. • Calidad del proceso y del producto.• Fluctuación de los costes de la energía. • Fiabilidad de las instalaciones.• Mantenimiento anual de la instalación. • Retorno de la inversión a medio plazo.• Retorno de la inversión a corto plazo. • Extensión de la instalación.

2.4. ORGANIZACIÓN DEL EDIFICIO EN FUNCIÓN DE LOSCONSUMOS ENERGÉTICOS

La disposición del edificio y la organización interna de los diferentes zonastiene incidencia sobre los flujos energéticos, por lo tanto es necesario tener encuenta algunas sugerencias:

• Situar las zonas consumidoras de energía cerca de las fuentes de produc-ción.

• Tener en cuenta los factores climáticos locales.• Orientar los muelles de carga al abrigo de vientos.• Orientar las paredes de los almacenes.


2.5. ELECCIÓN DE LA FUENTE ENERGÉTICA

Separar, cocer, congelar, concentrar, secar, triturar, descongelar… son ope-raciones unitarias que intervienen en la transformación de productos agrícolaso intermedios en alimentos y que requieren cantidades de energía, importantesen algunos casos.

Esta energía, tanto si procede de gas, de electricidad o de fuel, debeestar disponible en todo momento en cantidad suficiente y con la calidadrequerida para asegurar el funcionamiento de la unidad de producción contoda seguridad.

El fuel, aunque muy utilizado para la calefacción de locales especial-mente, no se emplea normalmente para las operaciones de proceso, razón porla cual solo se describen a continuación las ventajas de la electricidad y delgas natural.

2.5.1. Ventajas de la electricidad

La electricidad presenta un atractivo importante en lo que se refiere a sueficiencia energética, su carácter innovador y las ventajas inducidas a vecesimportantes (calidad, rapidez, precisión).

Entre las aplicaciones más corrientes se pueden distinguir siete grandesgrupos:

• Las radiaciones.• La cocción-extrusión.• Las técnicas de membrana.• La compresión mecánica del vapor.• Las resistencias.• Las bombas de calor de compresión.• Las calderas eléctricas:

– Calderas para la producción de vapor, de agua caliente o de agua so-brecalentada.

– Calderas descentralizadas en la proximidad del proceso.La electricidad ha permitido desarrollar un gran número de innovaciones

en campos de aplicación variados, tales como:• Calentamiento de fluidos y productos bombeables.• Cocción y estabilización.• Descongelación.• Separación de constituyentes.• Secado.La concepción de la red de distribución de electricidad debe hacerse sobre

los siguientes criterios:• La seguridad de las personas.• La seguridad del material.• Las normas en vigor.



• Una continuidad de la alimentación compatible con las restricciones defuncionamiento.

• La facilidad de mantenimiento de las instalaciones.• Las posibilidades de extensión de la instalación.• El coste de los equipos.El compromiso de estos diferentes criterios conducirá a la elección de la

infraestructura de la red.Los niveles de tensión se fijarán en función de las potencias instaladas y de

la distancia entre la central y el equipo.A título de ejemplo, será presumiblemente más interesante financiera-

mente alimentar un motor de 200 kW o más en media tensión, mejor que enbaja tensión para limitar las pérdidas. Corrientemente se emplearán lossiguientes niveles de tensión:

• Inferior a 1000 V: lo más corriente para la alimentación de la gran mayo-ría de los equipos.

• De 3 a 10 kV: para los grandes equipos.• De 10 a 20 kV: para equipos particulares (caldera eléctrica, por ejemplo).Además de sus intereses energéticos innegables, la electricidad presenta

las ventajas siguientes:• Simplificación de las instalaciones (ausencia de sala de calderas, ganan-

cia de espacio).• Respeto a la higiene.• Respeto al entorno.• Flexibilidad de explotación, automaticidad, reproducibilidad, precisión.• Calidad de producción.• Aumento de productividad.• Aumento de la vida útil de los materiales.En cuanto a las reglas a respetar en cualquier instalación eléctrica se refie-

ren a todas las contempladas en la legislación vigente.

2.5.2. Ventajas del gas natural

Hoy día el gas natural es una energía ampliamente utilizada por las indus-trias alimentarias. El gas responde bien a las necesidades del sector puesto quese trata de una energía potente y disponible en todo momento, que respondebien a las exigencias de higiene y del entorno (produce vapor de agua y gascarbónico pero en cantidades menores que el fuel o el carbón).

Las aplicaciones del gas son numerosas y se han desarrollado muchosequipos de altas prestaciones con esta fuente de energía. Cada sector de laindustria alimentaria puede hoy día encontrar soluciones con gas, innovadorasy poco consumidoras de energía.

Las principales aplicaciones para esta energía se distribuyen en cuatrogrupos:



• Producción de aire caliente.• Producción de agua caliente.• Producción de vapor.• Cocción.Además de los caracteres de potencia y de disponibilidad, el gas natural

permite obtener las ventajas siguientes:• Automaticidad.• Mantenimiento y vigilancia reducidos.• Regularidad y calidad de los rendimientos.• Competitividad con relación a otras energías.En cuanto a las reglas a respetar para una alimentación con gas natural, hay

que contemplar también la legislación vigente.

2.5.3. Elección de una energía

Las características esenciales a las que debe responder una energía son:• Disponibilidad.• Potencia.• Regularidad y precisión.• Seguridad.Antes de elegir la energía, se deben examinar además los costes de forma

muy precisa (coste de aprovisionamiento, coste de instalación de los equipos,coste de explotación, rendimiento por euro de energía invertido).

Por otra parte, la elección de la energía para un equipo de proceso dependede las tecnologías seleccionadas.

3. ESPECIFICIDADES DE ALGUNOS FLUIDOS

3.1. AGUA

El agua es un recurso fundamental, es sin duda uno de los puntos másimportantes a controlar en las industrias agroalimentarias. La calidad del aguautilizada participa en la protección de los productos y los procesos.

Un tratamiento apropiado del agua para sus diversas utilizaciones permiteel control de los problemas microbiológicos, la disminución del contenido enciertas sustancias (materias orgánicas, sales minerales, pesticidas…) y el man-tenimiento de los procesos en buen estado de funcionamiento.

Pero el agua no es nunca pura, los elementos que originan fenómenos inde-seables en la industria alimentaria son principalmente:

• Gases disueltos tomados de la atmósfera o del ambiente (esencialmenteoxígeno y gas carbónico).



• Compuestos minerales disueltos cuya naturaleza y concentración varíancon la naturaleza geológica de los terrenos atravesados.

• Sustancias orgánicas disueltas.• Sales en solución procedentes de actividades agrícolas o industriales

(nitratos, fosfatos…).• Partículas minerales u orgánicas en suspensión.• Microorganismos, patógenos o no, presentes de forma natural o acci-

dental.La calidad del agua generalmente está caracterizada por:• El pH que define la acidez o la alcalinidad del agua. Su medida es muy

importante para controlar la eficacia de los tratamientos del agua y paraprever su acción corrosiva. El pH debe estar comprendido entre 7 y 8,5,aunque se debe consultar la legislación.

• La dureza que define la concentración de sales de calcio y de magnesioen solución, es una medida de cationes. La dureza se expresa en gradosfranceses (ºF).

• La dureza se completa por grado alcalimétrico simple y el grado alcali-métrico completo, que precisan la naturaleza y las concentraciones decarbonatos y bicarbonatos, es una medida de aniones. La aproximaciónentre la dureza y el grado alcalimétrico completo permite generalmenteconocer el contenido en bicarbonato de calcio y/o de magnesio, sales res-ponsables del tartarizado.

• Un agua demasiado dura presenta numerosos inconvenientes (tartarizadode los circuitos, débil poder detergente y espumante, ablandamiento delas legumbres en la cocción, etc.).

• La conductividad y la salinidad que permiten evaluar la cantidad deminerales disueltos en el agua.

• El contenido en gases disueltos (en particular gas carbónico y oxígenoque provocan fenómenos de corrosión o de depósitos). Generalmente seexpresa en miligramos por litro.

• Las características microbiológicas que se expresan enumerando losmicroorganismos de referencia presentes en un volumen dado de agua.

Los problemas más significativos ligados a una deficiente calidad del aguason:

• Tartarizado:– Origen: la dureza temporal (bicarbonatos y carbonatos) medida por la

dureza y los grados alcalimétrico simple y completo.– Se manifiesta por depósitos en los circuitos, en los procesos…

• Corrosión:– Origen: gases disueltos, dureza, ciertas bacterias, incompatibilidades

de los materiales, pH…– Se manifiesta por alteración de la materia que implica la perforación,

la fisuración y la ruptura de los equipos.



• Producción de vapor húmedo:– Origen: Alcalinidad y salinidad exageradas, presencia de fangos, de

materias orgánicas, de aceites.– Se manifiesta por arrastre de gotitas de agua por el vapor producido en

las condiciones normales de funcionamiento, que implica una altera-ción de la pureza y de la calidad del vapor.

• Contaminación:– Origen: presencia de microorganismos indeseables en el agua utili-

zada.– Se manifiesta por alteración del producto que lo hace impropio para el

consumo o por la proliferación en el proceso.En la fase de concepción hay que contemplar:• El aprovisionamiento de agua.• El estudio técnico de los sistemas de producción de agua.• Los procesos corrientemente utilizados para el saneamiento del agua.• Los vertidos líquidos.• Características recomendadas para las centrales de tratamiento de agua.• Características recomendadas para los circuitos de distribución.

3.1.1. Elección de una fuente de aprovisionamiento

Las aguas naturales, o aguas brutas, extraídas del medio natural contienensiempre gases disueltos antes de su contacto con la atmósfera. Las materias ensuspensión y en solución en cantidad variable proceden de los terrenos que hanatravesado las aguas o sobre los que han circulado.

Por lo tanto, la composición de un agua bruta es variable según su proce-dencia.

Se pueden distinguir dos tipos de aprovisionamiento de agua bruta:• Las aguas de superficie.• Las aguas subterráneas.Antes de elegir una fuente de aprovisionamiento, es indispensable conocer

las características generales de los dos tipos de origen del agua.La composición física de las aguas de superficie depende de la naturaleza y

de la utilización de los terrenos atravesados (agricultura, construcción,…). Suscaracterísticas principales son:

• Los gases disueltos.• Las materias en suspensión.• Las materias orgánicas.• La presencia de algas.• Las variaciones diarias (caudal, composición, temperatura, …).La naturaleza geológica de los terrenos tiene una influencia determinante

sobre la composición química de las aguas subterráneas. Sus principales carac-terísticas son:



• Débil turbidez.• Temperatura y composición constantes.• Ausencia casi general de oxígeno.• En general una gran pureza microbiológica.La elección de una u otra fuente de aprovisionamiento depende de varios

factores:• La cantidad de agua necesaria para la instalación; la fuente debe propor-

cionar en todas las circunstancias la cantidad de agua necesaria. • La calidad del agua bruta de que se disponga debe ser compatible con la

legislación vigente. Se vigilará en particular la dureza del agua, la pre-sión y la temperatura.

• Los costes de inversión y de funcionamiento de las instalaciones de tra-tamiento relativo a cada una de las fuentes disponibles.

En el momento de la implantación es necesario conocer las característicasdel agua y las condiciones de aprovisionamiento:

• Análisis microbiológicos y físico-químicos (y variaciones).• Materiales de canalización de la llegada.• Protección de las canalizaciones.• Niveles de la capa freática en verano/otoño.

3.1.2. Tratamiento del agua bruta

Hay que hacer el agua extraída adecuada para el consumo humano. Se pue-den utilizar diversos procesos en función de las características del agua bruta.

Los principales tratamientos posibles del agua, sea cual sea su origen, paraobtener agua potable se incluyen en la tabla 4.

La calidad de las aguas extraídas se deberá controlar al menos cuatro vecesal año (microbiología y características físico-químicas).

El circuito de agua bruta debe estar totalmente separado del de agua pota-ble y fácilmente identificable, por color por ejemplo.

3.1.3. Utilizaciones del agua potable

El agua potable tratada o procedente de la red debe responder a caracterís-ticas que dependen de su utilización, por lo tanto debe ser tratada en función desu destino y de exigencias de calidad más o menos severas.

El agua potable se puede emplear especialmente como agua de lavado yenjuagado (materias primas, recipientes, equipos, locales, circuitos), agua ali-mentaria (en contacto con el producto) o también como agua de proceso(agua de enfriamiento por ejemplo).

Así, pues, se pueden considerar tres grandes grupos de agua utilizable en elmedio alimentario, obtenidos por tratamiento del agua potable:



Soluciones posibles

Agua clara sin polución.

Agua con materias minerales en suspensión.

Agua con impurezas orgánicas en suspensión y color débil.

Agua fuertemente coloreada.

Agua contaminada por materias orgánicas.

Desinfección. Flotación o decantación.

Filtración.

Coagulación o Absorción u oxidación.floculación.

Desinfección: eliminación de microorganismos.

Filtración: eliminación de materias en suspensión.

Coagulación: precipitación de materias en suspensión y dematerias orgánicas.

Decantación: separación por gravedad de la fase sólida y delagua.

Absorción/oxidación: fijación y degradación de materias or-gánicas.

Flotación: clarificación de las suspensiones por acción demicroburbujas de aire.

Tabla 4. Tratamiento del agua


Dureza.

Grado alcohométricosimple y completo.

pH.

Presión.

Temperatura.

Microbiología.

Materias en suspensión.

Materias orgánicas.

Sales minerales.

Gases disueltos.

Aislamiento y limpiezadel punto de perforación.

Pozo casi estanco con circulación de aire.

• Las aguas industriales que incluyen:– Agua caliente, cuya temperatura será al menos igual a 82º C para las

limpiezas sin producto de limpieza o de desinfección.– Agua para producción de vapor.– Agua industrial corriente (suelos, sanitarios, ciertos tipos de limpieza

en caso de problemas de compatibilidad de los productos de limpiezacon las características del agua).

• Las aguas purificadas destinadas a la mezcla con un producto y que nonecesita ser estéril.

• Las aguas purificadas estériles utilizadas para el contacto con un pro-ducto sensible especialmente en lechería, cocción, vapor, platos coci-nados…


. 1

. 2 . 1

. 2 . 1

. 3 . 4

. 5

. 1 . 4

. 2

. 3. 5

. 3

. 2 . 1


3.1.4. Procesos corrientemente utilizados para el saneamiento del agua

Los procesos que se utilizan con mayor frecuencia son:• Floculación.• Decantación.• Filtración.• Desinfección.En las tablas 5, 6, 7, y 8 se presentan y describen los diferentes procesos de

tratamiento de los distintos usos del agua.


Soluciones posibles

Agua potable Circuito

Ablandamiento

Saco de sal

Válvula anti-retorno

Ablandamiento: eliminación de sales de calcio yde magnesio.

Soluciones posibles

Agua potable Agua fría no tratada

Red de aguacaliente

Válvula anti-retorno Pre-tratamiento

Tratamiento Recinto de calentamiento

Bomba Almacenamiento agua tratada

Pre-tratamiento: decloración.Tratamiento: ablandamiento y/o descarbonata-ción.Recinto de calentamiento: si se instalan varios seutilizan en serie.

Tabla 5. Tratamiento del agua potable para agua industrial corriente

Tabla 6. Tratamiento del agua potable para agua caliente

Aplicaciones

Enfriamiento

Salida hacia loscircuitos:• de vapor• de agua

purificada• de agua

purificada estéril

Lavado de suelosy equipos

Sanitarios

Aplicaciones

Agua de lavado

Agua sanitaria

Intercambiadores

Puntos clave acontrolar

pH

Dureza, gradoalcohométricosimple y completo

Renovación de sal

Circuitoindividualizado


Dureza

pH

Gases disueltos

Materialesresistentes a lacorrosión.

Sales minerales.

Circuito de aguacalienteclaramenteidentificado.

Almacenamientodel agua tratada almenos de 1 hr y sies posible 2 hr.

. 1

. 1 . 1

. 1

. 1

. 1

. 1 . 2

. 3 . 4

. 5 . 6

. 1

. 2

. 3

. 1

. 2

. 3


3.1.5. Características recomendadas para las centrales de tratamiento de agua

Las principales características a exigir son:• Accesibilidad.• Limpiabilidad.• Cloración homogénea con relación al caudal de agua tratado.• Presencia de alarma en caso de ruptura.• Presencia de un sistema de destartarizado.


Soluciones posibles

Agua potable

Haciacircuito

Decloración Prefiltración

Ablandamiento Saco de sal

Filtración

Desmineralización por membrana

Recinto de almacenamiento


Pre-filtración: eliminación de materias en sus-pensión de diámetro importante.

Ablandamiento: eliminación de sales de calcio yde magnesio por resinas de intercambio de ionespor ejemplo.

Filtración: eliminación de materias en suspen-sión de pequeño diámetro.

Desmineralización: eliminación de todos los mi-nerales disueltos.

Tabla 7. Tratamiento del agua potable para agua purificada

Aplicaciones

Integrada en elproducto sinrequeriresterilidad.

Agua de cocciónal baño maría.

Agua de lavado deproducto(hortalizas).


Dureza

pH

Gradoalcalimétricosimple ycompleto.

Gases disueltos.

Materiales

Calidadmicrobiológica.

Sales minerales.

Circuitoclaramenteidentificado.

Almacenamientodel agua tratada almenos de 1 hr y sies posible 2 hr.

. 1 . 2 . 3

. 4

. 5 . 6

. 7

. 8

. 2

. 4

. 1

. 3

. 5

. 6

. 7

. 8


3.1.6. Los circuitos del agua

El dimensionado de la red de distribución de agua debe efectuarsesegún las necesidades de producción, teniendo en cuenta los aspectos cuan-titativos y los cualitativos, los medios de control y las posibilidades dereciclado.

Hay que insistir en que el agua que llega a la industria nunca es estéril, porlo tanto es fuente de contaminación y, con frecuencia, es calcárea y ionizada,pudiendo por tanto corroer el acero.

• Los objetivos a contemplar son de dos tipos:– El agua en la industria: para el proceso y para las operaciones de lim-

pieza.– El agua se puede encontrar en diferentes estados; es necesario precisar

las necesidades, según el estado del agua, en cantidades, en calidad,así como los controles a realizar en los puntos críticos.

• Los sistemas de tratamiento:– El coste del agua va a aumentar fuertemente en el futuro y las indus-

trias agroalimentarias en general son importantes consumidoras deagua, por lo tanto se deberá realizar un estudio para estimar los ver-tidos, tanto en cantidad como en calidad, y analizar el interés econó-


Tabla 8. Tratamiento del agua potable para agua purificada estéril

Soluciones posibles

Agua potable

Decloración Prefiltración

Ablandamiento Saco de sal

Filtración Desmineralización

Esterilización en continuo Destilación

Almacenamiento agua tratada


Esterilización: eliminación de microorganismos por tratamien-to con ozono o rayos ultravioleta.

Destilación: separación del agua y de las sustancias en solucióno en suspensión.


Dureza

pH

Grado alcalimétricosimple y completo.

Gases disueltos.

Materiales

Microbiológica.

Metales pesados.

Materias orgánicas.

Residuo seco.

Sales minerales.

Circuito individualizado.

. 1 . 2 . 3

. 4

. 5 . 6

. 8

. 7

. 9

. 10

. 1

. 3

. 5

. 7

. 2

. 4

. 6

. 8

. 9

. 10


mico de una instalación de reciclado (coste de inversión, coste deexplotación).

Es conveniente, por tanto, elaborar un cuadro del tipo indicado en latabla 9, tanto para el proceso como para las operaciones de limpieza. Este tipode cuadro se debe confeccionar para cada punto de utilización del agua.


Tabla 9. Características de las aguas

Estados Calidad Caudal Controles Reci- Equi-del agua Micr. Quí. Med Máx. Mín. Tipo Lugar Frec. clado po

Helada

Vapor

Glicolada

Desmineralizada

Red

Clorada

Pura

3.1.7. Características recomendadas para los circuitos de distribución

En cuanto a las características recomendadas para los circuitos de distribu-ción hay que tener en cuenta:

• Independencia para cada estado del agua.• Circuitos de distribución claramente identificados.• Colocación de caudalímetros y clapetas anti-retorno.• Colocación de filtros.• Colocación de válvulas a la llegada de cada red, de válvulas de purga.• Ausencia de «brazos muertos».Es importante la elección de la naturaleza de las canalizaciones. No se puede

realizar una parte de la instalación en acero galvanizado y otra en cobre, ya quese produce un fenómeno de electrolisis; es decir, el desplazamiento iónico delcobre hacia el acero galvanizado, llamado todavía «fenómeno de pila».

3.1.8. Estudio técnico de los sistemas de producción de agua

Para cada estado del agua y en función de los datos recogidos en el cuadrode la tabla 9, se deberá realizar un estudio para determinar:

• Los costes comparados de inversión en función de las posibles eleccio-nes.

• Los costes previstos de explotación, mantenimiento de las instalaciones,coste de los productos de tratamiento del agua.

• Las capacidades de la instalación (media, mínima y máxima) y aumentoposible del volumen.


• Calidad del agua distribuida.• La fiabilidad del sistema (control de puntos críticos).• Procedimientos de control puestos en práctica.

3.1.9. Vertidos líquidos

Los vertidos líquidos deben responder a la legislación correspondiente.Aquí se recuerda únicamente que el coste del tratamiento de las aguas en unaestación de depuración se calcula en función de la cantidad de polución (DQO,DBO5) y en función de las cantidades vertidas.

3.2. VAPOR

El vapor es muy utilizado en todo el campo industrial. Es un medio prác-tico y económico para vehicular grandes cantidades de energía de un punto aotro, es fácil de producir y de controlar.

Existen varios tipos de vapor:• Vapor saturado: el que se forma en presencia de agua hirviendo.• Vapor sobrecalentado: vapor saturado que ha recibido un aporte suple-

mentario de energía. Es un vapor seco y su temperatura es superior a ladel vapor saturado a la misma presión.

El vapor se define por su presión y su temperatura.La producción de vapor se realiza en calderas o generadores clasificados en

tres categorías ligadas a la potencia instalada y a la temperatura del vapor saturado.Los elementos necesarios para la selección de las calderas o generadores

son principalmente:• La producción unitaria deseada (kg/h).• La temperatura del agua de alimentación.• La potencia calorífica (kW/h).• La presión deseada (bar).• La temperatura deseada (ºC).• La calidad del agua utilizada.• Las aplicaciones del vapor producido.• El tipo de energía utilizado.Para un buen funcionamiento de la instalación de producción de vapor, el

agua de alimentación deberá responder a las exigencias del constructor de lacaldera o generador. La instalación a implantar para el tratamiento del agua esdel tipo indicado en la tabla 10.

Para liberar una cierta parte de su energía bajo forma de calor, el vapordebe condensarse; la recuperación de los condensados (agua caliente) es unafuente importante de economía de energía, pueden ser utilizados para:

• La alimentación de la caldera: los condensados no requieren tratamiento.• El precalentamiento del agua de alimentación de la caldera.• Las necesidades de agua caliente.



3.3. AIRE COMPRIMIDO

El aire comprimido es una energía fiable que ofrece numerosas posibilidadesde utilización. El aire comprimido es un fluido vital para el funcionamiento de lalínea de producción en la medida en que interviene a diferentes niveles: mandosde autómatas, mandos de válvulas y en todos los circuitos neumáticos…

La naturaleza de la utilización del aire comprimido puede ser:• Los equipos de producción.• Los transportadores.• Ciertos procesos de fabricación que utilizan la densimetría como medio

de separación.Los datos necesarios que hay que disponer son:• Las necesidades de cada equipo (presión, caudal, puntos críticos).• Las fichas técnicas de los equipos para dimensionar la red.


Tabla 10. Tratamiento del agua potable para la producción de vapor

Soluciones posibles

A Retorno condensados

BAP

C

AP = agua potableHaciacircuito

Ablandamiento Descarbonatación

Desmineralización

Desgasificación térmica

Depósito agua caliente Caldera

Ablandamiento: eliminación de sales de calcio yde magnesio por resinas de intercambio de ionespor ejemplo.

Descarbonatación: elimina la dureza temporal,contribuye a reducir la dureza y el grado alcali-métrico completo.

Desmineralización: eliminación de todos los mi-nerales disueltos.

Desgasificación térmica: elimina el oxígeno y elgas carbónico disueltos.

Aplicaciones

Tratamientotérmico de laleche.

Esterilización

Estufaje

Calentamiento defluidos porintercambiador,etcétera.


Dureza

pHGradoalcalimétricocompleto.Gas carbónicoOxígenoPrever purgadoresen el circuito devapor.Recuperación decondensados.CloruroFosfatoSulfatoSíliceSalinidadCircuito de vaporclaramenteidentificado.Preverproteccionescontra el riesgo dequemaduras.Naturaleza de lacaldera.

. 1 . 2

. 1

. 2 . 1 . 4 . 5

. 6. 3

. 6

. 3

. 4

. 5


En la tabla 11 se recogen las diferentes opciones técnicas.


Zonas

Inerte

Utilización corriente sin partículas ≥ 3 μm

Sensible/Ultrasensible

Sensible*Sin partículas ≥ 0,01 μmcontenido en aceite ≤ 0,003mg/m3

Ultrasensible**Secadero de absorciónentre 6 y 7, aire 100%seco, desaceitado, estéril

Red

1. aire exterior2. filtro polvo grueso3. compresor4. ciclón separador5. recipiente6. prefiltro7. aire comprimido para la

red

1. aire exterior2. filtro polvo grueso3. compresor4. ciclón separador5. recipiente6. secador frigorífico7. filtro sub-micrónico8. prefiltro9. filtro de carbón

10. filtro estéril airecomprimido para la red.

Puntos a controlar

Presión

Caudal

Pérdidas de carga

Presión

Caudal

Calidad de filtración

Colectores de escape pararetorno de aire.

Pérdidas de carga.

Las recomendaciones a tener en cuenta:• Estudio de las disminuciones de presión en función de las pérdidas de

carga a lo largo de las canalizaciones.• Compresor próximo al lugar de utilización y en un local específico.• Manómetro a la salida del compresor y manómetro a la salida de los fil-

tros.• Circuito accesible y limpio.• Sin «brazos muertos».• Tomas de aire lejos de fuentes de polución.• Orificios de aspiración al abrigo de intemperies.• Trampa al aceite y a la humedad.• Circuitos limpios y racords estancos.• En las salas de atmósfera controlada, colectores de escape de aire.• Instalaciones de emergencia en caso de problema técnico en la red de

aire comprimido.

Tabla 11. Opciones técnicas del aire comprimido

* Sistema de aire comprimido al abrigo del hielo. ** Sistema de aire comprimido con riesgo de hielo.


3.4. FLUIDOS FRIGORÍGENOS

La refrigeración consiste en llevar y/o mantener con precisión productos atemperatura comprendida entre 0 y 10º C. El frío permite:

• Limitar la evolución de los productos.• Inhibir desarrollos bacterianos.• Compensar el calentamiento.La congelación es la bajada de forma ultra-rápida de la temperatura en el

corazón del producto por debajo de la temperatura de congelación (compren-dida generalmente entre –18 y –20º C) para conservarlo durante un tiempoimportante. La congelación permite:

• Bloquear la evolución microbiológica.• Preservar la estructura de los tejidos.Se pueden distinguir dos modos de producción de frío, que corresponden a

niveles de riesgo diferentes:• La producción en circuito frigorífico sellado en el cual la atmósfera del

recinto es enfriada en un intercambiador sin contacto directo con elfluido frigorífico y conserva sensiblemente así su composición inicial.Para temperaturas de evaporación inferiores a 6º C se utilizará:– Un sistema de expansión directa que ofrece un mejor rendimiento de

la máquina frigorífica para temperaturas muy bajas y una respuestamás rápida de la regulación.

• Un sistema de agua glicolada si existe riesgo alguno ligado a la presenciade un fluido frigorígeno o si el equipo de mantenimiento no incluye unfrigorista.

• Producción por inyección directa en la cual el agente frigorífico gaseosopreviamente licuado es vaporizado a la atmósfera.

En la tabla 12 se presentan esquemas de las soluciones posibles de utiliza-ción del frío industrial en función del objetivo planteado.

La elección de los fluidos frigorígenos debe hacerse teniendo en cuenta lalegislación concerniente a la utilización de los diferentes fluidos, reglamenta-ción que deriva de sucesivas propuestas y negociaciones:

El protocolo de Montreal, celebrado en 1987, ponía fin a la producción delos CFC (clorofluorocarburos) en los países desarrollados en el año 1995.

En la conferencia de Copenhague, celebrada en 1992, incluye por primeravez a los HCHC (hidroclorofluorocarburos).

La Conferencia de Viena, celebrada en 1995, prevé una reducción progre-siva de la fabricación de los HCFC.

La posición de la Unión Europea es más estricta con respecto a estos pro-ductos, en su Reglamento 3093/94 plantea un programa de reducción que seinicia en el año 2000, y en la revisión del citado Reglamento, aprobada por elParlamento Europeo en 1998, se reduce la producción de los HCFC.



PRODUCTOS

Aislante

1 2

Aislante

1 2 Producto

Soluciones posibles

1. Instalación frigorífica.2. Intercambiador de calor.

Congelación en aire

Congelación por contacto

1. Instalación mecánica de producción de frío. 2. Intercambiador de calor.

1. Almacenamiento de fluido criogénico bajopresión.

2. Túnel frigorífico.3. Inyectores.4. Evacuación de fluido frigorífico perdido.

2

2 Producto

Aislante

1

Objetivos

Conservación de productos en fríopositivo.

Conservación de productos en fríonegativo.

(Congelación en el corazón bajandola temperatura del producto a –18º Cen menos de 4,30 hr).

Conservación de productos en fríonegativo con una congelación muyrápida.

(Se conserva la estructura, peso,cualidades organolépticas).

Tabla 12. Soluciones posibles de utilización de frío industrial


1

Producto

2

3

4

Alimentaciónde fluido


En el Reglamento 2037/00 de la Unión Europea se establece un calendariode entrada en vigor de la prohibición para la producción y utilización de losHCFC, calendario que actualmente se ha reducido y hoy día está ya prohibidoeste tipo de frigorícenos.

Los fluidos que actualmente se utilizan se incluyen en dos grupos:• Hidrofluorocarburos (HFC).• Amoníaco.Entre los HFC los más utilizados son:• R-134a que es un frigorígeno puro que sustituye al R-12 en todas sus

aplicaciones, con excepción de la utilización de bajas temperaturas (tem-peraturas inferiores a -20º C), debido al pobre rendimiento que seobtiene en estas condiciones:– Es un fluido de alta seguridad, clasificado como A1/A1, es decir, no

inflamable aún con fugas en fase gaseosa.– No tiene valor potencial de afectación de la capa de ozono (ODP) al

ser un fluido sin cloro, y su contribución al efecto invernadero (GWP)es 0,39.

– Es compatible con todos los materiales utilizados en las instalacionesde refrigeración y climatización, con excepción de los aceites minera-les. Deben utilizarse los alquibencénicos y, preferentemente, lospoliéster.

• R-404a que es una mezcla azeotrópica que sustituye al R-502 en todaslas aplicaciones de utilización de media y baja temperatura (-45º C):– Es un fluido de alta seguridad, clasificado como A1/A1, es decir no

inflamable aún con fugas en fase gaseosa.– No tiene valor potencial de afectación de la capa de ozono (ODP) al

ser un fluido sin cloro, y su contribución al efecto invernadero (GWP)es 0,94.

– Es compatible con todos los materiales utilizados en las instalacionesde refrigeración y climatización, con excepción de los aceites minera-les. Deben utilizarse los alquibencénicos y, preferentemente, lospolioléster.

– Tiene un deslizamiento de temperatura de ebullición de 0,7º C. Al seruna mezcla se debe cargar en las instalaciones en fase líquida.

El amoníaco (R-717) es un producto puro, químicamente neutro frente alos constituyentes del circuito frigorífico salvo el cobre y sus aleaciones (sedebe usar acero inoxidable):

• No se disuelve en aceite lubricante.• Es inflamable en concentraciones del 16 al 25% en aire.• Es un gas sofocante (concentración límite para la exposición humana:

25 ppm).• Debe ser manejado por profesionales.



• Es barato y con él se obtienen altas eficiencias. Las máquinas que lo uti-lizan tienen un buen precio, muy competitivo, tanto de inversión comode funcionamiento.

Para definir las modalidades de suministro de frío a nivel de proceso, esnecesario establecer las necesidades precisando los siguientes puntos:

• Volumen de producción.• Cadencia horaria.• Composición del producto (peso de agua, materia seca: matera grasa-

materia nitrogenada).• Calor específico del producto.• Temperatura en el corazón a la entrada del proceso.• Dimensiones del producto.• Embalajes utilizados.La concepción de las cámaras frigoríficas debe tener en cuenta una serie de

datos:• Flujo de materias (circulación y elección del medio de transporte).• Flujo de personas.• Tiempo de almacenamiento (mínimo – máximo).• Volumen de almacenamiento (mínimo-máximo).En cuanto a los materiales, los principales criterios de elección son:• Estabilidad a las restricciones físicas.• Seguridad en caso de choques.• Seguridad en caso de incendio.• Aislamiento acústico.• Estanqueidad.• Estabilidad en el tiempo.• Mantenimiento.• Prestaciones técnicas: elección del revestimiento en función de la activi-

dad, estructura de los edificios a calcular en función de las restriccionesfísicas ejercidas sobre las paredes.

Por último, hay que señalar que en la concepción deben preverse siste-mas de seguridad en caso de ruptura del suministro de frío, para asegurar lapermanencia de las fabricaciones y el mantenimiento de los stocks a la tem-peratura indicada. Para paliar estas rupturas del suministro es indispensableprever:

• Dos intercambiadores de calor que funcionen individualmente.• Como mínimo por cámara frigorífica un sistema independiente de emer-

gencia de producción de frío.

3.5. GASES ESPECIALES

Los gases especiales son cada vez más utilizados en el mundo de las indus-trias agroalimentarias para resolver múltiples problemas de:



• Conservación.• Envasado.• Transformación.Los principales gases utilizados son el dióxido de carbono (CO2) y el nitró-

geno (N2).Estos gases no presentan riesgos específicos muy restrictivos, las precau-

ciones de almacenamiento y manipulación generalmente están indicadas en lasfichas de seguridad de los suministradores.

El nitrógeno es un gas neutro por excelencia, insoluble, inodoro e ininfla-mable. Bajo forma líquida se almacena en depósitos a vacío a una temperaturapróxima a –196º C.

Se utiliza cada vez más en la industria alimentaria para proteger los pro-ductos sensibles a la oxidación. Los campos de utilización del nitrógeno sonprincipalmente:

• La criogenia: enfriamiento y congelación.• La criomolturación: molturación a baja temperatura.• La desoxigenación: eliminación por nitrógeno del oxígeno disuelto en

los líquidos (por ejemplo: para los zumos de frutas).• La conservación bajo atmósfera modificada.El dióxido de carbono es un gas inodoro, incoloro, ininflamable, química-

mente poco reactivo y soluble en el agua, se utiliza desde hace mucho tiempoen industrias agroalimentarias tales como las de bebidas gaseosas o las cerve-ceras.

Se almacena en depósitos a –20º C y 20 bars de presión, el CO2 líquido seexpande a la presión atmosférica y se transforma una parte en vapor y otraparte en nieve a una temperatura de –78,9º C.

Entre los campos de aplicación del CO2 se pueden citar:• La criogenia.• La elaboración y envasado de bebidas gaseosas.• La criomolturación.• La conservación de alimentos bajo atmósfera modificada.En la tabla 13 se incluyen algunos ejemplos de utilización de estos gases.Las mezclas de gases constituidas por oxígeno, dióxido de carbono y nitró-

geno constituyen una gama de gases de cualidades específicas en los sectoresalimentarios. Esta gama se concibe para responder a los imperativos de calidadque implican la inyección de gas en contacto con los alimentos.

Algunos de estos gases están constituidos por más de 25% de oxígeno, esnecesario en este caso tomar las mismas precauciones de utilización que parael oxígeno.

Es muy importante en la utilización de mezclas de gases ajustarse a lasrecomendaciones dadas por los suministradores de estos gases.

Los campos de aplicación de mezclas de gases son esencialmente:• Inertización: protección de un producto contra los efectos del oxígeno

del aire colocándolos bajo atmósfera neutra.



• Envasado bajo gas.• Braceado.• Trasiegos.• Desoxigenación.• Atmósfera activa con gas o mezcla de gases cuyas propiedades específi-

cas producen una acción física o biológica sobre el producto.• Transferencia gas/líquido: disolución de forma controlada de un gas en

un líquido con el mejor rendimiento posible o eliminación de un gasdisuelto en líquido.

En la tabla 14 se incluyen ejemplos de aplicaciones de gases y de mezclasde gases.


Tabla 13. Utilización de gases (Nitrógeno y Dióxido de carbono)

Aplicaciones Enfriamiento Congelación Criomolturación

Leche/Queso Enfriamiento deyogur, transporte bajotemperaturacontrolada

Congelación deproductos lácteos,cremas heladas

Queso rallado y enpolvo

PanaderíaPasteleríaPlatos cocinados

Enfriamiento demasas, transporte atemperatura controlada, seguridaden cámarasfrigoríficas

Congelación de productos a base depastas (croisants) yplatos (pasta cruda ococida)

Aditivos de panificación azúcarcristal

Hierbas, especias,productos secos

Enfriamiento paramanutención yrecorte

Congelación dehierbas

Especias, nuezmoscada, clavo,pimienta, mostaza.

Frutas, hortalizas,zumos de frutas

Transporte bajotemperatura dirigiday atmósferacontrolada, seguridadde cámarasfrigoríficas

Congelación de frutasy hortalizas.Congelación dezumos de frutagranulados.

Aceites-cuerposgrasos

Endurecimiento degelatina.

Cristalización enlentejas.

Soja

Carnes, aves, caza,charcutería, salazones

Endurecimiento antesdel prensado,transporte atemperaturacontrolada

Congelación dehamburguesas, carnestroceadas, platoscocinados.

Regulación detemperatura entrituración yamasado.

Chocolate, café,azucarería, confitería

Mantenimiento deproductos

Cacao y café,productos liofilizados



Tabla 14. Utilización de gases o mezclas de gases.

Aplicaciones Inertizado Atmósfera activaTransferencia

gas/líquido

Leche/Queso Envasado de leche enpolvo, quesos enteroso en lonchas

Propulsión yesponjamiento decremas, esterilizaciónde envases

Torres deatomización,trituración ytransporte bajopresión,neutralización deaguas de lavado.

Chocolate, café,azucarería, confitería

Envasado de café.Inertización de cacao

Depolución de lasaguas, CO2, antes deatomización de café,achicoria, té.

Aceites-cuerposgrasos

Inertización deaceites, grasas,embotellado

Hidrogenación deaceites

Mezcla, trasiego,desoxigenación,desodorización.

Frutas, hortalizas,zumos de frutas

Cámara de atmósferacontrolada(manzanas, peras),transporte de frutas,ensaladas enatmósfera controlada

Maduración demanzanas, peras,tomates

Carnes, aves, caza,charcutería, salazones

Envasado de carnesen piezas, despojos,asados, aves.

Anestesia de cerdos,codornices, batido de jamón bajoatmósfera.

Depolución de lasaguas ydesodorización.

Hierbas, especias,productos secos

Envasado decondimentos,productos secos.

Esterilización deespecias, de losembalajes y de losfrutos secos

Depolución de lasaguas

PanaderíaPasteleríaPlatos cocinados

Inertizado deproductos a granel,envasado

Desinsectación deharinas

Depolución de lasaguas


!


CAPÍTULO XVI

Diseño higiénico de equiposy sistemas auxiliares

1. INTRODUCCIÓN

La tendencia en la Industria Agroalimentaria para el futuro es ir hacia laproducción limpia o ultra-limpia, el objetivo a conseguir es la mejora de lacalidad microbiológica del producto, que permite alargar su vida útil, o traba-jar con un producto sin conservantes, mejorando así el sabor y el gusto. Setrata pues de conservar durante más tiempo, manteniendo la frescura del pro-ducto y sus cualidades organolépticas, para lo cual se deben mejorar las condi-ciones higiénicas de la fabricación industrial.

Además se busca permanentemente el aumento del grado de ocupaciónproductiva junto con una optimización de los tiempos destinados a la limpieza,lo cual va unido a una concepción adecuada de los equipos y de los sistemasauxiliares.

La misión de un equipo es asegurar la función para la que ha sido conce-bido: transformación, almacenamiento, transporte, envasado…

La concepción higiénica de los equipos tiene como finalidad:• Limitar la contaminación microbiana.• Mejorar la limpieza, la desinfección y el enjuagado.• Favorecer la conservación y el mantenimiento.La concepción higiénica se debe basar en la combinación de exigencias

mecánicas, de tecnología de alimentos y de microbiología. Es necesario desta-car que la concepción basada en la conformidad con las exigencias higiénicaspuede llevar a un coste prohibitivo, pero también hay que tener en cuenta queel respeto a estas exigencias puede aumentar la vida útil de un equipo, reducirel mantenimiento y, en consecuencia, conducir a un coste de utilización menoselevado.

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Como se ha indicado en los capítulos anteriores, la seguridad alimentariaes uno de los objetivos prioritarios de la industria agroalimentaria, para lo cuales necesario tomar un conjunto de medidas extremadamente rigurosas con elfin de respetar imperativamente las reglas de higiene y controlar la calidadmicrobiológica de los alimentos. Este control de la contaminación final de losalimentos pasa por un control de todos los pasos que intervienen en su fabrica-ción y evidentemente también hay que incluir los equipos e instalaciones encontacto con los alimentos.

El mantenimiento de una gran limpieza de los materiales contribuye deforma importante en la calidad microbiológica de los alimentos; para conse-guir esto no solo los equipos deben ser limpiados y desinfectados regular-mente, sino que es necesario, además, que su concepción inicial permita reali-zar eficazmente estas operaciones.

En este capítulo se presentan por tanto los requisitos a tener en cuentaen el diseño de equipos y sistemas auxiliares de las industrias agroalimenta-rias, en lo que se refiere a los materiales de construcción y características dediseño.

2. MATERIALES

La Directiva 89/109/CEE precisa que «Todos los materiales en contactocon los alimentos deben ser no tóxicos, mecánicamente estables, no absorben-tes, inertes y resistentes a los productos alimentarios y a todos los agentes delimpieza y desinfección a las diferentes concentraciones, a las diferentes pre-siones y temperaturas de utilización».

La Directiva 98/37/CEE, que reemplaza a la 89/392/CEE modificada, rela-tiva a las máquinas, impone numerosas exigencias en función de riesgos mecá-nicos, eléctricos, debidos al ruido…, así como exigencias específicas para losequipos destinados a la preparación y tratamiento de los alimentos.

La Directiva 93/43/CEE del 14/06/93 relativa a la higiene de los ali-mentos define el conjunto de buenas prácticas de higiene, entre ellasindica: «Todos los artículos, instalaciones y equipos con los cuales entranen contacto los alimentos deben estar limpios y … deben estar construidos,realizados y mantenidos de forma que se permita una limpieza profunda y,si es necesaria, una desinfección, que sean suficientes para los fines a quese destinan». Esta Directiva trata también de las condiciones de las superfi-cies de los equipos que «exigen la utilización de materiales lisos, lavablesy no tóxicos…».

Es necesario, por tanto, conocer perfectamente las características de losmateriales disponibles, con el fin de elegir aquel que resista no solo a losalimentos tratados, sino también a los productos de limpieza y desin-fección.


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2.1. ACERO INOXIDABLE

En la industria alimentaria los materiales más generalmente utilizados sonlos aceros inoxidables austeníticos 18/8, al cromo-níquel, con adición demolibdeno o sin ella, de acuerdo con la aplicación a que se destinen. La justifi-cación de su utilización se basa en su resistencia a la corrosión y a la facilidadcon que se puedan limpiar y desinfectar.

Los aceros inoxidables austeníticos pueden resistir el ataque de los deter-gentes enérgicos que se emplean en la actualidad, y aunque su resistencia alión cloruro en soluciones acuosas es limitada, son capaces, sin embargo, deresistir las soluciones desinfectantes de hipoclorito, siempre que se utilicen deacuerdo con las instrucciones de los suministradores. Normalmente los com-puestos desinfectantes a base de hipoclorito se suministran en forma de solu-ción alcalina con 3-15 % de cloro activo, siendo el intervalo de pH más eficazpara estas soluciones el comprendido entre 8 y 9. Los valores superiores a pH9 hacen disminuir la actividad germicida y la velocidad de corrosión, en tantoque los valores inferiores a pH 8 proporcionan una actividad germicida supe-rior, pero las velocidades de corrosión son excesivas.

En los aceros inoxidables austeníticos se puede evitar la corrosión porpicaduras siempre que el equipo se lave adecuadamente con agua limpia des-pués de haber empleado las soluciones que contengan cloro.

En general, los aceros inoxidables más empleados son el AISI 304 y el 316debido al conjunto favorable de sus características tecnológicas y su precio.

En la tabla 1 se presenta la composición química de estos aceros inoxi-dables.

El acero inoxidable AISI 304 es resistente a la corrosión atmosférica,pero es sensible al SO2, puede emplearse en la industria vinícola, siempreque el contenido en sulfuroso del vino o mosto sea bajo y el metal perma-nezca totalmente sumergido. En general se considera un valor límite de su

Diseño higiénico de equipos y sistemas auxiliares 245

Tabla 1. Composición química de los aceros inoxidables

ComponenteNorma AISI

304 304L 316 316L

Carbono (máx.) 0,08 0,03 0,08 0,03Cromo 18-20 18-20 16-18 16-18Níquel 8-12 8-12 10-14 10-14Molibdeno — — 2-3 2-3Manganeso (máx.) 2 2 2 2Fósforo (máx.) 0,045 0,045 0,045 0,045Azufre (máx.) 0,030 0,030 0,030 0,030Silicio (máx.) 1 1 1 1

Las cantidades se expresan en porcentaje (p/p) del elemento.

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utilización el de 70 mg/l de SO2, siendo recomendable a partir de este valorusar AISI 316.

El acero inoxidable AISI 316, presenta mejor resistencia a la corrosióncavernosa y por picaduras que el 304, ya que lleva molibdeno, resiste al aguade mar y al SO2 gas, su coste es algo superior que el del 304.

En las instalaciones que trabajen con salmueras, tanto con cloruro sódicocomo con cloruro cálcico, se recomienda por tanto el uso de AISI 316 conmolibdeno, que además presenta buena resistencia a las bajas temperaturas.

Un caso parecido es el de la industria de confitería en que se emplean solu-ciones de glucosa, ácido cítrico, con presencia de iones cloruro y temperaturasde hasta 100 ºC, a las que puede presentarse corrosión por picaduras y agrieta-miento por tensiones en las zonas de soldadura, en este caso debería emplearseigualmente el acero inoxidable AISI 316 con molibdeno.

Si es necesario soldar, se orientará hacia los materiales con bajo contenidoen carbono (304L, 316L) para limitar los riesgos de corrosión intergranular.

Si el porcentaje en carbono del acero es bastante superior al 0,3 %, o biensi el acero no contiene estabilizantes como el titanio, son de temer los fenóme-nos de corrosión intercristalina o granular.

Un detalle importante en la construcción de equipos en acero inoxidable,es evitar que los cordones de las soldaduras se pulan con abrasivos que conten-gan hierro, ya que la contaminación superficial provocará la aparición de man-chas de herrumbre.

2.2. ALUMINIO

Se puede utilizar este material solo o en forma de aleaciones, cuya compo-sición es:

• Aluminio: Al >99%, Fe < 1%, Ti < 0,15%,Cr, Zn, Cu, Be y otras impurezas < 0,05%

• Aleaciones de aluminio:Si < 13,5%, Mg < 11%, Mn < 4%, Ni < 3%Fe < 2%, Cu < 0,6%Sb–0,4%, Cr < 0,35%, Ti, Zr, Zn < 0,3%, Sr < 0,2%Sn < 0,10%As, Ta, Be, Th, Pb y otros < 0,05%; suma < 0,15%

Cuando lleva cobre como elemento de adición no es de calidad alimentaria.Entre las ventajas del aluminio y sus aleaciones se puede citar:• Ligereza (entre los metales corrientes, solo el magnesio es menos

denso).• Buena resistencia a la corrosión atmosférica.• Conductividad térmica elevada.• No es frágil a temperatura baja.


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Presenta también inconvenientes:• Débil modulo de elasticidad.• Límite de fatiga bajo en comparación con la resistencia a la tracción.• Utilización limitada a alta temperatura.• Incompatibilidad en las máquinas mixtas (inoxidable y aleaciones de

aluminio) con los productos de limpieza.El aluminio solo se utiliza en barquetas, utensilios de cocina, recipientes,

etc. Las aleaciones de aluminio presentan características mecánicas mejoresque el aluminio, sobre todo a temperaturas altas, algunas resisten a la corrosiónen atmósfera marina e igualmente al agua de mar, su campo de aplicación esmás amplio: depósitos, aparatos a presión, calderas, moldes de cocción (pana-dería), cuerpos de botes de bebidas, barquetas, estructuras soldadas…

2.3. COBRE Y ALEACIONES

El cobre es tóxico y su uso está prohibido salvo en chocolatería, confiteríasin ácidos y destilería. Está autorizado también para instrumentos de medida.

El cobre llamado alimentario es igualmente muy utilizado en los circuitosde distribución de agua caliente y fría, gas, combustibles líquidos, oxígeno.

El cobre llamado alimentario es una aleación que pertenece a la clase decobres desoxidados, los cobres con oxígeno, difícilmente soldables se reservanesencialmente para aplicaciones eléctricas; el cobre solo aunque presentamejores conductividades térmicas y eléctricas son mucho menos utilizados.

Las ventajas que presenta son:• Conductividad eléctrica muy elevada.• Conductividad térmica elevada.• Facilidad de deformación en frío.• Excelente ductilidad y resiliencia incluso a temperatura muy baja.• Buena resistencia a la corrosión (atmosférica, agua potable y marina).• Muy buena soldabilidad (el alimentario).Los inconvenientes son:• Coste elevado con relación al precio de los metales usuales.• Toxicidad.

2.4. ALEACIONES DE NÍQUEL Y DE COBALTO

El níquel comercialmente puro presenta buena conductividad térmica yeléctrica, se utiliza para asegurar la conservación de la pureza del productomanipulado: calderas de cocción.

Entre las aleaciones, algunas resisten bien a la corrosión en presencia desalmuera, azúcar, vinagre, se utilizan en la cocción de alimentos, marmitas,serpentines, tamices de secado…


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2.5. MATERIALES POLIMÉRICOS

Los materiales empleados serán inocuos y no deberán transmitir a los ali-mentos propiedades nocivas ni cambiar sus características organolépticas.

No se utilizarán materiales plásticos con grupos fenol y formaldehido.

2.6. MATERIALES NO UTILIZABLES

El acero galvanizado fue de amplia utilización en otro tiempo en la indus-tria alimentaria, sin embargo no es recomendable su utilización, con la exclu-sión de las conducciones de agua fría de proceso (pH = 7).

Se evitará, asimismo, el uso de plomo en soldaduras. No debe utilizarse niel cadmio, ni el antimonio, como componentes de los materiales de construc-ción de equipos de proceso en contacto con los alimentos.

La madera se ha de evitar como material de construcción en contacto conlos alimentos.

3. PRINCIPIOS BÁSICOS DE DISEÑO HIGIÉNICO DE EQUIPOS EN CONTACTO CON ALIMENTOS

3.1. MATERIALES INERTES

Los materiales en contacto con los alimentos deben ser inertes frente alos mismos en las condiciones de uso establecidas. No debe haber ningunamigración del material de construcción del equipo hacia el alimento, evi-tando además posibles toxicidades y alteraciones de cualquier otra cualidaddel alimento.

3.2. SUPERFICIES EN CONTACTO CON EL ALIMENTO

Las superficies en contacto con el alimento deben ser NO POROSAS,LISAS y PULIDAS, evitando el depósito y acumulación de partículas, detal forma, que en un análisis al microscopio no se observen restos del ali-mento.

Asimismo, no debe permitirse la utilización de tornillos en las zonas encontacto con los alimentos.

En principio, la rugosidad de las superficies en contacto con los alimentosdebe ser Ra = 0,8 μm. Pueden aceptarse rugosidades mayores siempre queestén especificadas claramente y se sea consciente de que será necesarioaumentar los tiempos de limpieza. En la industria de bebidas se acepta normal-mente un valor de la rugosidad de hasta Ra = 1,6 μm.


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3.3. ACCESIBILIDAD

Todas las superficies en contacto directo con el alimento deben ser fácil-mente accesibles, o desmontables para la comprobación de su estado de lim-pieza, es decir serán accesibles para su inspección, de forma que al ser some-tidas a los procedimientos rutinarios establecidos de limpieza y desinfecciónse consiga una limpieza, higiene y desinfección suficiente. Si el sistema delimpieza es automático, deberá asegurar grados de limpieza similares a losmanuales.

Por consiguiente no deben aceptarse equipamientos con grietas, picaduraso zonas muertas en las que se acumule el producto o a las que no lleguen lassoluciones de limpieza.

Las separaciones entre máquinas, o de éstas con las paredes deberán ser,como mínimo, de 45 cm.

3.4. DRENAJE

El diseño de las partes de los equipos en contacto con el alimento tiene queser de forma que posibilite el drenado total de los mismos, tanto de los alimen-tos como de los agentes o productos de limpieza, ya que de lo contrario entiempos muertos de proceso o después de operaciones de limpieza podrían cre-arse zonas de acumulación, con el correspondiente peligro sanitario.

3.5. SUPERFICIES EXTERIORES

La superficie externa del equipo tiene una función además de estética, deprotección, por lo que su diseño será tal que evitará la acumulación de sucie-dad y será de fácil limpieza.

El equipo se tiene que diseñar pensando en la compatibilidad equipo-pro-ducto alimenticio, pero también considerando cuál será el procedimiento delimpieza y desinfección para resolver la compatibilidad equipo-agentes de lim-pieza y para solucionar un diseño que permita unas condiciones higiénicas deproceso.

En la práctica no hay que pensar en un diseño aséptico, a no ser que seexija así, como es el caso de envasado aséptico, sino que se trata de diseñar elsistema de proceso para que funcione en unas condiciones aceptables de «con-taminación». Los niveles de contaminación aceptables serán distintos en lahigienización de la leche y en la elaboración de vino, por ejemplo. Es decir,esos niveles de higiene dependerán del sistema de proceso y el producto que seelabora. Pero en cualquiera de los casos se ha de garantizar, mediante eldiseño, unas condiciones aceptables de limpieza e higiene de proceso.

Como norma general y siempre que sea posible hay que separar los meca-nismos (grupo motor, reductor, transmisor, etc.) difíciles de limpiar, de la zonade limpieza estricta.


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No obstante, los motores estarán protegidos por una carcasa estanca enacero inoxidable con un adecuado acabado superficial, donde existirá un espa-cio suficiente entre la bancada y el motor, a fin de facilitar la limpieza.

Las transmisiones de potencia se solucionarán de tal forma que no exista laposibilidad de contaminación del alimento.

4. DISEÑO HIGIÉNICO DE LOS SISTEMASAUXILIARES EN CONTACTO CON LOS ALIMENTOS

4.1. TUBERÍAS Y CONDUCCIONES

Para la conducción de los productos alimentarios o de sus componentes oaditivos, se emplearán exclusivamente tuberías, obtenidas por estirado en frío,sin soldaduras.

El acabado interior de las conducciones tendrá una rugosidad inferior oigual a 0,8 μm, con las salvedades indicadas anteriormente.

El diseño de la instalación de tuberías tiene que ser tal que se consiga undrenaje adecuado, para ello en conducciones horizontales la pendiente mínimaserá del 4 0/00 y en dirección a los puntos de drenaje.

La separación mínima entre tuberías o de éstas a la pared será de 10 cmaproximadamente.

La sujeción de las tuberías a la pared o soporte se hará con sistemas rígi-dos y con la pendiente (en ningún caso inferior al 1%) necesaria para su es-currido total.

Tendrán que tener fácil accesibilidad para su inspección y mantenimiento.Las uniones entre tuberías deberán estar exentas de resaltes interiores, ser

fácilmente desmontables y con juntas de material sanitario autorizado. Solo seadmitirán roscas exteriores si son absolutamente imprescindibles. Las conduc-ciones tendrán secciones constantes y con longitud máxima de 2 m en los tra-mos rectos que deban ser inspeccionados. Si hay codos, deben ser fácilmentedesmontables, accesibles y limpiables.

Todas las tuberías y conducciones deberán identificarse con la norma inter-nacional de colores, según el fluido que conduzcan.

4.2. VÁLVULAS

En la elección de una válvula no siempre es el factor higiénico el determi-nante, pues además habrá que tener en cuenta la temperatura y la presión detrabajo.

Cuando las circunstancias obliguen a elegir un determinado tipo de vál-vula, habrá que decidirse por la que dé menos problemas en diseño higiénico.


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Los distintos tipos de válvulas presentan, en lo que se refiere a sus caracte-rísticas higiénicas, el siguiente orden en sentido creciente:

• Válvulas de asiento mecánico.• Válvulas de compuerta.• Válvulas de mariposa.• Válvulas de esfera.• Válvulas de diafragma o membrana.Según esta clasificación las más higiénicas son las que sus mecanismos de

obturación no entran en contacto con los alimentos.Una válvula tendrá diseño higiénico cuando sea autovaciante, debido a que

no se producirán acumulaciones de suciedad al interrumpirse el flujo.En la elección de la válvula apropiada para la instalación alimentaria, se

procurará escoger la que tenga menos cierres o juntas, cuidando que el máximode compresibilidad del material de cierre, que normalmente es un elastómero,no se sobrepasa durante el proceso de limpieza, pasteurización o esterilización.

El material de cierre se proyectará lo menos posible en el área del pro-ducto, y no debe impedir el escurrido de la válvula. No deben existir grietas ohuecos entre las juntas. Los cierres o juntas deben tener la suficiente resisten-cia para que durante los calentamientos y enfriamientos sucesivos no permitanla formación de huecos.

Todas las válvulas deben poder escurrir libremente, sin desmontarlas, almenos en una de sus posiciones. El diseño de las válvulas debe permitir larápida detección de cualquier fuga al exterior.

4.3. BOMBAS

Las bombas son equipos de diseño normalizado, algunas tendrán un diseñoespecialmente higiénico, como las bombas denominadas sanitarias, pero lamayoría tienen un diseño fundamentalmente hidráulico y mecánico.

A la hora de elegir una bomba en la industria alimentaria se deben tener encuenta tres criterios:

• Mecánico-hidráulicos.• Diseño higiénico.• Económico.Las que están en contacto con el alimento deberán tener las siguientes

características:• La superficie de contacto con el alimento será pulida.• Se evitarán zonas muertas de flujo para evitar posibles acumulaciones de

suciedad.• Fácilmente desmontable, con un número reducido de piezas.• Los rodamientos estarán fuera del contacto con el alimento.• De fácil drenaje y llenado.• Terminación externa en acero inoxidable y fácil de limpiar.


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El orden de preferencia en la elección de bombas según su diseño higié-nico, ordenadas de mayor a menor nivel de higiene es el siguiente:

• Peristálticas.• De diafragma (o membrana).• De vacío.• De eyector (de vapor de agua).• Centrífuga de impeler abierto.• Centrífuga de impeler cerrado.• Rotativas de desplazamiento positivo.• Con rotor de lóbulo simple y stator flexible.• Con rotor de lóbulo doble.• Con rotor de tornillo flexible.• Alternativas.• De pistón simple y válvulas externas.• De pistón múltiple y válvula externa.• De pistón simple y válvula interna.• De pistón múltiple y válvula interna.• De doble efecto y válvula externa.• De doble efecto y válvula interna.Si la bomba tiene que desplazar un caudal elevado de alimento líquido y se

han de salvar alturas geométricas inferiores a los 100 m de columna de agua,se seleccionará una bomba centrífuga o una bomba de desplazamiento positivocomo la bomba de tornillo (o bomba mono). Si el caudal a mover por la bombaes mediano o pequeño y la altura geométrica es elevada se seleccionarán bom-bas de desplazamiento positivo, como las bombas mono o las de doble rotorlobulado. Si la viscosidad del alimento líquido es elevada se elegirán bombasde desplazamiento positivo, como en el caso anterior, resolviendo las exigen-cias de tipo mecánico y las de diseño higiénico.

Por último, tiene interés comentar que si el sistema de transmisión depotencia se conecta por el lado de alta presión a la bomba mono, de tornillo, laentrada de aire y de contaminantes exteriores al alimento líquido no tendrálugar, ya que en esa zona, a la salida de la bomba, el líquido tendrá una presiónsuperior a la atmosférica.

4.4. TANQUES

Los tanques de proceso, como los de almacenamiento, se han de diseñarcon fácil acceso para su posterior inspección y limpieza. Siempre dispondránde bocas de hombre para acceso de limpieza e inspección, que serán de fácilapertura y desmontaje.

Deberán estar diseñados y construidos sin ángulos ni rincones, con fondoesférico o cónico, con pendiente mínima del 1%, y con válvula de drenaje en lacota inferior.


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Todas las uniones de válvulas, tuberías, etc., al depósito deben hacersemediante soldadura por testa y pulido, tanto interior como exteriormente, paraeliminar resaltes y rugosidades.

Todos los depósitos deben tener tapa, con pestaña que supere el diámetroexterior, sin bisagras en la parte interior y con resalte en forma de U invertida alo largo del eje de giro.

Asimismo, la separación respecto del techo y paredes será la suficientecomo para permitir el fácil acceso y limpieza.

Si la limpieza es manual, el diámetro de los tanques horizontales o la alturade los verticales deberá ser suficiente como para facilitar la limpieza delmismo por parte de un operario, de forma que todas las zonas sean de fácilacceso.

Si la limpieza es C.I.P. (Cleaning in place) hay que considerar la eficaciadel sistema de aspersión para la limpieza, etc. En este caso debe cuidarse espe-cialmente la rugosidad interior de las superficies.

Los ejes y las palas poseerán una superficie totalmente lisa, y en el caso deque no se use sistema CIP, deben ser fácilmente extraíbles y limpiables.

Si el tanque dispone de agitadores interiores o de cualquier otro tipo demecanismos, se tendrá en cuenta el buen sellado de las juntas para que no seaposible la contaminación con aceites de lubricación o materias extrañas.

Los apoyos con el suelo no tendrán encuentros cóncavos con el suelo, difí-ciles de limpiar, serán acabados en esfera.

La separación del tanque respecto al suelo no será inferior a 20 cm, con elfin de permitir la limpieza.

Si por motivos de seguridad son necesarios apoyos con pie plano, se liga-rán al suelo mediante pletinas, cumpliendo en todos los casos las reglas gene-rales anteriores.

Las cisternas, bidones y demás recipientes que deban utilizarse para eltransporte de líquidos alimentarios, deberán estar concebidos de forma que seaposible la salida total del líquido y, cuando vayan provistos de grifos, estosdeberán poder retirarse, desmontarse, lavarse y desinfectarse fácilmente.

4.5. INSTALACIONES ELÉCTRICAS

Todo el equipo eléctrico, incluyendo los interruptores, paneles de control,etc., deben mantenerse limpios, en buen estado de conservación y cerradoscuando no se usen, para impedir que se conviertan en refugios que faciliten opermitan el crecimiento de microorganismos, o la acumulación de cualquiertipo de suciedad, o la presencia de insectos, etc.

En los locales de proceso es especialmente importante que las instalacio-nes eléctricas y sus canalizaciones sean fáciles de limpiar, sin que permitan laformación de rincones en los que se acumule el polvo, no es conveniente lainstalación en canales abiertas.


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En todos los locales en que se realice la limpieza con sistemas de agua oespuma a presión, todas las instalaciones eléctricas, motores, etc. serán estan-cas y con las debidas protecciones para evitar la entrada de humedad o filtra-ciones durante las operaciones de limpieza, que con estos sistemas puedenalcanzar presiones de 50 bars.

4.6. ILUMINACIÓN

Para conseguir unas condiciones idóneas de trabajo es esencial disponer deuna intensa luz adecuadamente distribuida, siendo además imprescindible unabuena iluminación para mantener una limpieza adecuada y unas buenas condi-ciones higiénicas.

La luz debe suministrarse desde puntos fijos, que puedan limpiarse fácil yadecuadamente, que no creen peligro de contaminación. Las lámparas estaránsujetas o empotradas en el techo, y con las bombillas o tubos fluorescentesprotegidos con sistemas estancos.

La legislación exige que el sistema de iluminación esté protegido de formaque en caso de rotura no contamine los alimentos, y su fijación al techo o a lasparedes permita su fácil limpieza y evite la acumulación de polvo.

En todas las áreas de proceso, almacenamiento, lavabos y vestuarios debedisponerse de una intensa luz natural o artificial; normalmente se aconsejasegún las zonas la siguiente intensidad:

• Zonas de inspección: 540 lux.• Zonas de trabajo: 220 lux.• Otras zonas: 110 lux.

4.7. CÁMARAS FRIGORÍFICAS

Deberán estar fabricadas con materiales resistentes a los choques, fácilesde limpiar y desinfectar e inalterables; los materiales de aislamiento deben serimputrescibles e inodoros.

Las líneas de unión de paredes y suelos, y las de los paneles en el caso decámaras desmontables, deberán estar sellados convenientemente, no dejandojuntas al descubierto.

Los suelos serán de material impermeable, fácil de limpiar y desinfectar,que faciliten el drenaje del agua. En el capítulo destinado al diseño del edificiose tratarán las características de suelos, paredes, etc.

Se recomienda el estibado de los productos sobre pallets o tarimas, dealtura mínima desde el suelo de 5 cm. La altura máxima de estiba deberá que-dar por debajo de los evaporadores y a 1 m como mínimo del techo. En gene-ral, se puede considerar que el índice máximo de ocupación será de 0,8 m2/m2,con pasillos adecuados que faciliten la inspección.


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CAPÍTULO XVII

Higiene ambiental

1. LUCHA CONTRA LA AEROBIOCONTAMINACIÓN

En las Industrias Agroalimentarias el aire se puede considerar bajo dosaspectos, bien como factor tecnológico de primera importancia (secado, porejemplo), bien como un factor ambiental que conviene controlar, tanto en elplano físico (temperatura, humedad relativa), como en el bacteriológico (airefuente de contaminación).

La contaminación aeroportada está ligada a dos aspectos físicos de la polu-ción atmosférica:

• Las partículas inertes, biológicas o químicamente activas, sólidas o líqui-das (aerosol).

• Las moléculas, vehículos de la polución química por vía gaseosa.Estos contaminantes que presentan una inmensa variedad de formas, de

naturaleza, de componentes y de efectos, tienen una característica común: sontodos invisibles al ojo humano.

Es, sin duda, esta invisibilidad causa de una mala percepción de los peligrosimplicados, la que explica que en muchos casos no se piense y no se pongan enpráctica los medios de lucha que existen, desde los más elementales (lavado demanos, cofias y máscaras eficaces, respeto de los procedimientos de higiene...)a los más complejos (filtración, salas blancas, espacios confinados...).

Las fuentes de contaminación por el aire pueden ser numerosas, se debenrespetar pues algunas reglas. Según la sensibilidad del producto (puntos críti-cos en el proceso), se definen las zonas con riesgos de contaminación, es decir,hay que establecer los niveles de sensibilidad de cada zona, y en función deestas zonas variarán las características del aire.

Según las exigencias requeridas por el proceso, se definen diferentes tiposde zonas de las que ya se ha hablado en los capítulos anteriores: zonas inertes,zonas sensibles y zonas ultrasensibles.

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Las zonas inertes pueden ser climatizadas con un control higrométricosegún los productos. En las zonas ultrasensibles es obligatorio el flujo laminar.

Se deberá plantear, por tanto, un tratamiento del aire en función de losniveles de sensibilidad de cada zona.

2. ORÍGENES HUMANOS DE LA BIOCONTAMINACIÓN

La contaminación aeroportada se puede considerar como una probabili-dad de encuentro entre un contaminante vehiculado por el aire y un objetivovulnerable por su naturaleza o por su estado de fragilidad permanente o tem-poral.

La ventilación con un aire convenientemente filtrado permite reducir cier-tos componentes de esta probabilidad, pero el primer factor a tomar en cuentaes reunir la máxima información posible sobre este enemigo invisible contra elque hay que prevenirse, del conocimiento de sus características y de sus com-portamientos derivará la elección de los medios a poner en práctica.

Ahora bien, si las biocontaminaciones de origen exógeno son fácilmentecontrolables por un tratamiento conveniente del aire que llega a los locales deriesgo, no ocurre lo mismo con las contaminaciones provocadas por el perso-nal que trabaja en estas zonas y que tiene dos orígenes fundamentales: rinofa-ríngea y cutánea.

2.1. ORIGEN RINOFARÍNGEO

Los agentes de transmisión se conocen como gotitas de Flügge, que sonpartículas emitidas al hablar, con la tos o los estornudos.

• Una tos débil: 4.500 partículas.• Un estornudo: 20.000-40.000 partículas.Las vías respiratorias superiores están humidificadas de forma permanente

por un mucus, que representa una de las principales barreras para el organismocon respecto a los microorganismos inhalados. Con le emisión de palabras (envoz alta) o con la tos este mucus se convierte en aerosol, por efecto de lacorriente aérea que lo transporta y se fragmenta por contacto con el arco den-tal. Los estudios realizados sobre este fenómeno han mostrado que un estor-nudo implica la emisión de 20.000 a 40.000 gotitas. En el momento de la emi-sión su dimensión varía desde algunos micrómetros hasta 1 mm.

En la suspensión en el aire, estas gotitas son sometidas a diferentes fenó-menos físicos, los más importantes son la sedimentación y la evaporación.

Si la sedimentación lleva a los contaminantes más pesados a depositarse enel suelo, el tiempo de evaporación de la gotita condiciona la vida de la partí-cula en la atmósfera; el «residuo seco» puede permanecer en suspensión en elaire y no depositarse hasta más tarde y más lejos.


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2.2. LA CONTAMINACIÓN CUTÁNEA

La primera causa de la contaminación de origen cutáneo es directa, porcontacto entre una fuente de biocontaminación y un producto «sano», porejemplo cuando las manos entran en contacto con productos de riesgo; sepuede paliar con la utilización de guantes, como se verá más adelante, pero conla reserva de que los guantes sean sustituidos inmediatamente después de uncontacto potencialmente contaminante.

Para comprender el mecanismo de liberación de las escamas cutáneas esnecesario hacer una breve descripción histológica de la piel. La capa epidér-mica cutánea está constituida por un apilamiento de células, con su evoluciónen el tiempo, las células se aplastan progresivamente y se liberan, bien deforma espontánea bien bajo la acción de diversos agentes mecánicos. Bajo esteapilamiento de células, se pueden encontrar micro-colonias de gérmenes resi-dentes, ocurre lo mismo en diversas cavidades naturales de la dermis (glándu-las sudoríparas, glándulas sebáceas, folículos pilosos). Es evidente pues que,en el momento de su liberación al entorno, estas escamas cutáneas pueden serportadoras de una o varias bacterias, según el nivel de contaminación de lazona considerada. Así, en las manos se puede encontrar un nivel de contamina-ción comprendido entre 1 y 10 millones de bacterias por cm2, en función delestado de higiene corporal. El nivel de contaminación de los cabellos es dealrededor de 1 millón de bacterias por cm2.

Los métodos de estudio de la flora cutánea son numerosos, el más simpleconsiste en recoger el líquido de lavado de las manos en agua estéril y determi-nar el número de bacterias recogidas. Los valores medios encontrados son de40.000 UFC (unidades formadoras de colonias) por lavado, con un porcentajede 11,2% de estafilococos.

El número total de partículas emitidas por la piel ha sido evaluado en7 · 106/min; este número está sujeto a muy grandes variaciones en casos muyprecisos, así se produce un aumento por abrasión de la capa superficial de lapiel por ejemplo por ropa demasiado ajustada.

También es muy importante en la diseminación la actividad, es decir, laenergía dispensada por el individuo, tal como se observa en la figura 1, en laque se puede apreciar el número de partículas de más de 0,5 μm emitidas porminuto en función de la actividad del individuo.

Este peligro está lejos de ser despreciable en el plano de la contamina-ción de zonas de riesgo, ya que si se admite, según ciertos autores, que cadaindividuo pierde 1/10 de su peso por año y que 1 g de escamas cutáneaspuede recubrir una superficie de 6 m2, se pueden fácilmente deducir los ries-gos que cada individuo puede representar para un producto o un sujeto sensi-ble. Un simple cálculo permite evaluar que un sujeto de 70 kg podría recubrircon sus escamas cutáneas, cada 60 minutos, una superficie de alrededor de5 m2, este fenómeno no es una simple curiosidad aritmética sino que tieneaplicaciones muy importantes en el campo de la biocontaminación de super-

Higiene ambiental 257

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ficies, la transferencia de estas partículas se facilita por las características delmicro-entorno humano.

Una vez sedimentadas sobre las superficies, estas partículas pueden servirde soporte nutritivo a microorganismos primitivamente fijados (caso de unapartícula portadora) o secundariamente (caso de una partícula que haya cap-tado un cuerpo bacteriano bajo forma de núcleo de condensación).

2.3. TRANSFERENCIA DE LOS BIOCONTAMINANTES

La temperatura cutánea superficial es de 33° C mientras que la del aireambiente se sitúa alrededor de 20° C en las condiciones normales de trabajo,incluso netamente más bajas en algunos sectores de las industrias agroalimen-tarias. Existe, pues, una pérdida de calor por diferentes mecanismos:

• 36% por convección y conducción.• 45% por radiación.• 19% por evaporación.Este gradiente térmico implica corrientes de convección que permite el des-

plazamiento de partículas de tamaño igual o superior a 50 μm y el diámetro delas escamas no excede de 10 μm. Estas corrientes parten de los pies del sujeto(en posición vertical) y son emitidas inmediatamente al aire del entorno con uncaudal evaluado de 10 litros/segundo. Si se correlaciona este valor con el de las


Figura 1. Número de partículas de más de 0,5 μm emitidas por minuto según la actividaddel individuo.

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emisiones cutáneas, se puede evaluar la concentración de partículas en10.000/litro de aire. Estas corrientes son todavía perceptibles a 50 cm del sujeto.

Es necesario subrayar un fenómeno, llamado «hibridación de islotes decalor», que aparece cuando dos individuos están separados por una distanciainferior a 2 × 50 cm; en este caso, las partículas contenidas en los islotes decalor pueden ser transferidas de uno a otro. Esta hibridación permite compren-der ciertas contaminaciones debidas a un sujeto «vector» que se contamina conuna fuente y contamina, secundariamente, un producto (o un sujeto) que puedeestar bastante alejado de la fuente contaminante.

3. HIGIENE AMBIENTAL

Para controlar la higiene ambiental habrá que controlar tanto la contamina-ción de origen exógeno como la biocontaminación de origen humano.

La profilaxis de la biocontaminación humana pasa por:• Los cuidados «clásicos» de higiene general.• La separación, momentánea o definitiva, de todo sujeto portador de

lesiones cutáneas o portador crónico de microorganismos potencial-mente peligrosos.

• Los medios de protección que tienen como objetivo evitar toda transfe-rencia de agentes de contaminación emitidos según los procesos descri-tos anteriormente.

En el capítulo referente al personal se tratarán no sólo los aspectos relacio-nados con la circulación del personal, sino también la ropa adecuada en cadacaso, el lavado de manos, etc.

En este capítulo se tratan los medios para controlar la higiene ambiental. Se dispone de dos formas para controlar la higiene ambiental, cada uno de

los cuales tiene objetivos distintos:• Filtración del aire.• Ventilación.

3.1. FILTRACIÓN DEL AIRE

Hay que distinguir entre filtración del aire y eliminación de polvo. La pri-mera se refiere esencialmente al tratamiento del aire atmosférico tomado delexterior para introducirlo después en los locales; la segunda se aplica princi-palmente a granulometrías mayores y a concentraciones más elevadas, ligadasa actividades industriales (carreteras, centrales térmicas, instalaciones de inci-neración…) y trata de proteger el entorno.

Aquí se tratará únicamente la filtración del aire, tanto desde el punto devista de los locales en que se requiere «esterilidad» como en lo que se refiere alconfort o salubridad de los inmuebles.


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La lucha contra la contaminación aeroportada, de la que la filtración delaire es un componente, responde a consideraciones de dos tipos:

• Socio-político-económicas, que se refieren a la protección de individuosy bienes, y que son el origen de leyes y reglamentaciones públicas, detendencias regresivas.

• Económico-industriales, que tratan de crear condiciones óptimas defabricación competitiva de productos de alto valor añadido y que hacenevolucionar las técnicas, aumentar los riesgos y nacer normas y métodosde control.

La filtración pues consiste en el tratamiento del aire atmosférico tomadodel exterior para introducirlo después en los locales, tiene como objetivo, en lamayor parte de los casos, el retener los contaminantes que transporta el aire,con el fin de permitir su utilización con fines higiénicos o industriales.

En materia de filtración del aire, el error más extendido consiste en pensarque se utiliza un efecto de tamizado a través de una malla de fibras cada vezmás finas a medida que el tamaño de las partículas a retener disminuye. Elefecto de tamizado, que efectivamente interviene, no tiene más que una impor-tancia perfectamente accesoria aunque puede, en el caso de un filtro mal con-cebido, reducir su longevidad.

En los mecanismos de filtración particular sobre medios fibrosos intervie-nen fenómenos de atracción electrostática e intermolecular, se trata de un con-junto de nociones físicas complejas que no se desarrollan en este libro sinoúnicamente sus efectos:

Efecto de tamizado: En este caso, las partículas de un diámetro superior ala distancia libre entre dos fibras no pueden pasar.

Efecto de inercia: Las partículas «pesadas» (a priori las más gruesas) tie-nen una fuerza de inercia demasiado grande para acompañar a la corriente deaire cuando ésta se curva alrededor de una fibra, siguen su dirección de origeny se pegan a la fibra. El efecto de inercia aumenta cuando la velocidad del aireaumenta, cuando el diámetro de las partículas crece así como el número defibras, y cuando el diámetro de estas últimas disminuye.

Efecto de intercepción: Las partículas «ligeras» acompañan a la corrientede aire alrededor de la fibra, si su centro pasa a una distancia de la fibra infe-rior a su radio, serán interceptadas y se fijarán. El efecto de intercepción esindependiente de la velocidad del aire, salvo incrementos muy grandes, crececon el diámetro de las partículas, con el número de fibras y su densidad, ycon la disminución del diámetro de estas últimas. Así, un medio capaz de unbuen efecto de intercepción debe contener una gran cantidad de fibras finas,de un diámetro medio tan próximo como sea posible a las partículas a re-tener.

Efecto de difusión: Por debajo de 1 μm, las partículas siguen cada vezmenos las líneas de flujo alrededor de la fibra. Están influenciadas por el movi-miento Browniano de las moléculas en el aire y adquieren una agitación vibra-


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toria y desplazamientos aleatorios; la probabilidad de que entren en contactocon una fibra y se fijen aumenta cuando su tiempo de permanencia en el medioaumenta, es decir la velocidad debe ser pequeña. También aumenta la probabi-lidad cuando el diámetro de las partículas disminuye, así como el de las fibras,y con el aumento del número de estas últimas.

La eficacia de un filtro viene determinada por la capacidad de retención delas partículas suspendidas en el aire, y está ligada a principios físicos en losque el tamaño de las partículas tiene un papel determinante. Ahora bien se sabeque el aerosol atmosférico, contra el que se desea proteger los locales, las ins-talaciones y los productos (y también las personas…) está compuesto en másdel 99,9 % por partículas ≤ 1 μm, lo que lleva a privilegiar los efectos de inter-cepción y de difusión, por lo tanto:

• Un medio con fibras finas y numerosas.• Una velocidad de aire pequeña en este medio, tanto más baja cuando más

pequeñas sean las partículas a retener (influencia creciente del efecto dedifusión con la reducción de tamaño ligada a una amplitud mayor deldesplazamiento aleatorio de las partículas).

La dosificación entre estos dos efectos en el interior de un mismo filtrodependerá de la función asignada a éste (filtro primario, filtro secundario, fil-tro terminal…). De todas formas es necesario convertir la velocidad frontal(2 a 3 m/s en acondicionamiento de aire) para darle en el medio un valorcompatible con la eficacia buscada. Esta varía de 0,10 a 0,20 m/s para los fil-tros de Alta Eficacia (HE), hasta 0,25 m/s e incluso menos para los filtrosabsolutos (THE). Se recomienda la instalación de prefiltros antes de los fil-tros de alta eficacia.

El filtro deberá construirse de forma que ofrezca una eficacia óptima aso-ciada a la pérdida de carga más baja posible (consumo de energía) y a una lon-gevidad elevada ligada a la cantidad de medio filtrante instalado; esta cantidadcondicionará no solo la velocidad del aire, y por tanto la eficacia, sino tambiénla capacidad de acumulación de polvo, llamada también capacidad de colma-tado, que debe evaluarse en el límite de una pérdida de carga final razonable,económicamente aceptable.

La elección de los filtros a instalar dependerá:• De consideraciones técnicas ligadas al tamaño de las partículas, a su con-

centración y a la localización de las fuentes de polución.• De imperativos de limpieza del aire impuestos por las aplicaciones pre-

vistas.• De factores económicos a nivel de:

– Inversión.– Costes previstos de explotación.

• De las disposiciones legislativas, cuyo respeto influirá en los factoresprecedentes.


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3.1.1. Clasificación de los locales con cantidad de polvo controlada

En el gran conjunto de medios que se pueden poner en práctica para lucharcontra la contaminación, es necesario dotarse de un medio para definir los dife-rentes grados de «limpieza» de los locales, estableciendo límites de contamina-ción cuantificados en «clases», según un sistema y un lenguaje utilizables tantopor los industriales como por los proveedores de los equipos.

Las formas de clasificación más extendidas se inspiran en Federal Stan-dard 209, de Estados Unidos, publicada por primera vez en 1963, y que hasufrido cinco revisiones, la versión 209 E se utiliza desde septiembre de 1992.

Inicialmente, la clasificación se basó en el número de partículas ≥ 0,5 μmpor pie cúbico (28 litros), no se disponía de contadores con un caudal de mues-treo suficiente con sensibilidad inferior a esta cantidad.

Mientras que la antigua norma 209 D definía las clases 100, 1.000, 10.000etc., correspondientes a un número máximo de partículas ≥ 0,5 μm/pie3, lanorma 209 E, que incluye el Sistema Internacional, define clases denominadasM 1, M 1,5,…, como se aprecia en la tabla 1.


Nombre de la claseLímites de las clases

0,1 μm 0,2 μm 0,3 μm 0,5 μm 5 μm

SI Inglés m3 m3 m3 m3 m3

M 1 350 75,7 30,9 10,0M 1,5 1 1.240 265 106 35,3M 2 3.500 757 309 100M 2,5 10 12.400 2.650 1.060 353M 3 35.000 7.570 3.090 1.000M 3,5 100 26.500 10.600 3.530M 4 75.700 30.900 10.000M 4,5 1.000 35.300 247M 5 100.000 618M 5,5 10.000 353.000 2.470M 6 1.000.000 6.180M 6,5 100.000 3.530.000 24.700M 7 10.000.000 6.1800

Tabla 1. Clases de Federal Standard US 209 E

La clasificación se basa en partículas ≥ 0,5 μm, pero con el fin de obtenernúmeros de fiabilidad estadística suficiente, la verificación de la clase se puedeefectuar sobre un número mayor de partículas más pequeñas (por ejemplo: M 3sobre 0,3 μm y 0,5 μm, es decir, menos de 3.090 partículas ≥ 0,3 μm y menosde 1.000 partículas ≥ 0,5 μm por m3 de aire.

Hay que tener en cuenta que los números de partículas que figuran en latabla anterior son convencionales y no pretenden ser representativos de la dis-tribución del aerosol atmosférico.

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En general, se puede considerar que las industrias agroalimentarias estánclasificadas entre las clases 1.000 y 100.000 según la norma FED STD 209D.

Para salas de clase 1.000 a 10.000, se colocarán filtros absolutos en cadazona, y para la clase 100.000 será suficiente un filtro absoluto en la central detratamiento.

La norma FED.STD 209 E precisa además otros detalles del modo opera-torio de clasificación:

• Una descripción, que permite una clasificación complementaria con par-tículas más pequeñas (≥ 0,02 μm).

• Número de puntos de toma de muestras.• Volúmenes y tiempos de tomas de muestras.• Modalidades de utilización de contadores de partículas.• Condiciones de isocinetismo.• Modalidades estadísticas de tratamiento de las medidas y nivel de con-

fianza.• Tomas de muestras secuenciales.• Etc.

3.1.2. Clases de contaminación biológica

El objetivo no es sólo el control de la cantidad de polvo, sino también elcontrol de la biocontaminación del aire y de las superficies en las zonas deriesgo. Una zona de este tipo se describe como «un lugar geográficamentedefinido y delimitado en el cual las personas o los productos son particular-mente vulnerables a la biocontaminación». La evaluación del riesgo se esta-blece caso por caso, en función de la vulnerabilidad o fragilidad de la «situa-ción» y de la peligrosidad de las intervenciones o manipulaciones a realizar, sedetermina, pues, de forma más relativa que absoluta.

En lo que se refiere a la contaminación biológica, el aerosol microbioló-gico no permite una correlación proporcional con los resultados obtenidos enlos contadores de partículas totales: la relación entre el número de partículastotales y viables no es fija.

En este caso, la identificación, la evaluación del riesgo y los niveles críti-cos, la aplicación de los medios de prevención y el análisis, la elaboración delos procedimientos y acciones correctivas debe hacerse aplicando el sistemaAnálisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (APPCC), se trata, como yase ha dicho, de un sistema orientado hacia la cuantificación relativa del riesgoy la prevención de que se produzca una biocontaminación, más que un análisiscartesiano de hechos y reacciones «a posteriori» ligados a valores fijadosreglamentariamente.

Por otra parte, es necesario considerar una cuestión: si bien es fácil blo-quear el pequeño número de partículas de tamaño ≥ 5 μm aportadas por el aireexterior (filtración), no ocurre lo mismo para las generadas en el interior por


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las personas y los equipos, de las que un número serán mantenidas en suspen-sión por los flujos turbulentos.

Así, pues, el tratamiento del aire adecuado para cada caso se deberá efec-tuar en función del nivel de sensibilidad de cada zona (tablas 1 y 2 del capítulo12) y la prevención de la contaminación biológica se deberá plantear desde elmomento de la concepción, apoyándose en el sistema APPCC.

Como ya se ha indicado, en el capítulo correspondiente al personal, se trata-rán los medios a poner en práctica para el control de este tipo de contaminación.

3.2. VENTILACIÓN

Algunas veces se confunde el significado de aire condicionado y ventila-ción. En el caso del aire acondicionado se da suministro de aire a un lugar ocu-pado, aire que se adapta a las condiciones requeridas. La ventilación implicasuministro de aire fresco, la eliminación de los productos de contaminación y delcalor, y también un movimiento de aire para refrigerar; en la mayoría de loscasos, la ventilación sin tratamiento del aire dará un aire acondicionado satisfac-torio.

El requisito esencial en ventilación es reemplazar el aire contaminado ysobrecalentado, por aire fresco del exterior.

Para determinar la cantidad de ventilación y el movimiento de aire reque-rido, hay que tener en cuenta los siguientes factores:

• Dimensiones del local o edificio.• Número y tipo de los ocupantes y sus actividades.• Aportación de calor del equipo y radiación solar.• Humedad relativa.• Temperatura del aire exterior y variación de la temperatura.La ventilación es necesaria:• Para eliminar el calor:

– 860 Kcal por kW-hr.– 130 Kcal por hombre-hora.

• Para eliminar la humedad: 100 gr vapor de agua/hombre-hora.• Para mantener la composición química del aire.La ventilación puede ser:• Natural (ventanas y dispositivos especiales).• Forzada (mecánica).

3.2.1. Ventilación natural

En la mayoría de los casos, la ventilación natural no es del todo satisfacto-ria, a menos que las condiciones exteriores sean ideales. Esto difícilmentesucede, ya que una alimentación natural de aire fresco depende de:

• Diferencias de presión causadas por el viento.


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• Diferencias entre temperatura interior y exterior del local.El aire fresco no fluirá hacia el interior del edificio a menos que una brisa

sople en la dirección correcta. El aire caliente y viciado no saldrá de un edifi-cio, salvo en el caso de que el aire exterior sea más frío que el interior. En con-secuencia, la ventilación natural es menos eficaz en tiempo caliente y sinviento, que es precisamente cuando se necesita más la ventilación. No permitela filtración del aire nuevo.

La ventilación natural puede conseguirse por:• Cristales incompletos.• Accesorios adecuados (trampillas en el techo, por ejemplo).• Chimeneas de ventilación. Instaladas en el punto más alto de la cubierta.

3.2.2. Ventilación forzada

En este caso se debe instalar algún sistema destinado a comunicar unaenergía al aire, capaz de hacerlo mover para obtener los fines que se persiguen.Se aplica a la mayoría de los edificios industriales y comerciales, especial-mente donde hay un número elevado de ocupantes, o en aquellos lugaresdonde se debe eliminar el calor, el vapor, olores, etc.

Pueden emplearse tres procesos diferentes:• Extracción del aire (viciado).• Suministro de aire (aire inyectado) (purificado).• Una combinación de extracción e inyección.La elección de uno u otro método depende de su aplicación en cada caso.

3.2.2.1. Sistemas de extracción – Depresión

Es el método más empleado (75% de las instalaciones). Se puede recomen-dar en muchos casos por su simplicidad y economía.

El aire interior es renovado mediante su extracción del espacio ocupado,causando la entrada de aire fresco del exterior.

Es importante la situación de los puntos de entrada y salida de aire. Unaentrada de aire, colocada cerca del punto de extracción, reducirá la ventilaciónen las partes alejadas del espacio. La efectividad del sistema de extraccióndepende en gran manera de la posición de las entradas de aire respecto a lasde salida.

Otro punto a considerar es que el aire exterior que penetra por las abertu-ras se contamina progresivamente a medida que atraviesa el espacio ocupado.Para asegurar aire fresco en todos los puntos, la distancia entre los orificios deentrada y salida no debe ser excesiva.

3.2.2.2. Sistemas de alimentación de aire por inyección – Sobre-presión

Estos sistemas son directamente opuestos a los métodos de extracción. En


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este caso, el ventilador funciona inyectando aire del exterior hacia dentro dellocal, con lo que provocará una sobre-presión en el mismo, que obligará al aireinterior a salir hacia el exterior a través de aberturas, rendijas, puertas, venta-nas, etc.

En el caso de la depresión, a una distancia igual a una vez el diámetro delventilador que está extrayendo el aire, se tendrá una velocidad de aproximada-mente un 10% de la velocidad en la boca de descarga del aparato. Dicho deotra forma, la velocidad decrece muy rápidamente a medida que se aleja delaparato, con lo cual basta colocarse a una distancia discreta del mismo para nonotar en absoluto la corriente de aire.

En cambio, en el caso del aparato que trabaja insuflando aire hacia el inte-rior, el chorro de aire tiene un alcance mucho más largo; hay que situarse a unadistancia de aproximadamente 30 veces el diámetro del aparato para encon-trar una velocidad de aire que sea un 10% de la de la boca de entrada.

Así pues, desde el punto de vista de locales que se destinen a estar habita-dos, por personas o por animales, debe tenerse en cuenta el efecto de extrac-ción o de insuflación de aire en un local, para poder elegir uno u otro procedi-miento, con miras a lograr velocidades de aire que sean tolerables para losocupantes.

Este sistema presenta las siguientes ventajas:• Mantener el control sobre la distribución, volumen y velocidad del aire.• El aire entrante puede ser depurado y calentado o enfriado cuando sea

necesario.• Puede realizarse el proceso de recirculación interior de aire durante los

meses de invierno.• La presión del aire interior es ligeramente aumentada sobre la ambiental

exterior, con lo cual se tiende a evitar la entrada de aire en lugares noconvenientes.

3.2.2.3. Sistemas combinados de extracción-inyección – Presión uniforme

Utilizando a la vez ventiladores de aspiración e inyección se logra un com-pleto control de ventilación. Se asegura así una uniforme distribución de airefresco.

Los ventiladores de entrada están seleccionados para dar un 20% más devolumen que los de expulsión. Esto mantiene el aire del edificio a una presiónsuperior a la ambiental exterior y así reduce la posibilidad de infiltración depolvo y otras poluciones arrastradas por el aire.

3.2.3. Situaciones en la ventilación

En la ventilación de los locales se pueden encontrar dos tipos de situaciones:• Ambiental.


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• Localizada.La ventilación ambiental puede ser natural o forzada, pero la ventilación

localizada debe ser forzada.

3.2.3.1. Renovación ambiental

Se trata de una renovación efectiva del aire contaminado por combinacióncon aire limpio exterior.

La renovación ambiental puede ser por depresión o por sobre-presión,siendo aconsejable en la mayoría de los casos la renovación por depresión,excepto cuando se desea controlar la procedencia del aire que entra en el locala ventilar.

La gran variedad de construcciones y de necesidades que pueden darse,reduce la posibilidad de dar normas fijas en lo que a ventilación se refiere, aun-que existen una serie de indicaciones generales que fijan la pauta a seguir en lamayoría de los casos.

• Las entradas de aire deben estar diametralmente opuestas a la situaciónde los ventiladores, de forma que todo el aire empleado pase a través dela zona contaminada. La entrada de aire debe estar lo más alejada posibledel extractor.

• Es conveniente situar los extractores cerca del posible foco de contami-nación, de manera que el aire nocivo se elimine sin atravesar el local.

• Procurar que el extractor no se halle cerca de una ventana abierta, o deotra posible entrada de aire, a fin de evitar que el aire expulsado vuelva aintroducirse.

La frecuencia de las renovaciones de aire, en la ventilación ambiental, sedefine por un volumen dado (V) en un tiempo dado (en horas: H).

La tasa de renovación define el número de veces que el volumen de aire dela sala circula a través de la instalación de tratamiento. Este valor será tantomás elevado cuanto mayor sea la actividad contaminante o el nivel de exigen-cia del local. Por ejemplo, la tasa de renovación para una sala de clase 100.000es del orden de 15 a 30, para una de clase 1.000 entre 40 y 80, y puede llegar aniveles de 400 volúmenes para una sala de clase 100.

Según las operaciones y el nivel de seguridad, se puede disponer de dostipos de difusión del aire: el sistema de flujo turbulento y el sistema de flujolaminar. En el sistema turbulento, la contaminación no se canaliza y se puedeencontrar en cualquier otro punto del local. En el sistema de flujo laminar, losflujos de aire tienen la misma velocidad y el mismo sentido, o sea son para-lelos.

En general, los flujos laminares se utilizan para clases iguales o inferiores a100, y para las superiores se hace uso de los sistemas turbulentos, o de solucio-nes mixtas.

En todos estos sistemas o cuando se desea prevenir la contaminación del


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exterior, las salas se mantendrán a sobre-presión, de forma que la regla de lacascada de presión se aplique desde las salas de más alto riesgo a las de menorriesgo.

3.2.3.2. Ventilación localizada

Consiste en crear, en los focos de contaminación, corrientes de aire capa-ces de arrastrar los gases, polvos, humos y olores hacia las tuberías de extrac-ción.

El proyecto de una «extracción local» presenta dos problemas fundamen-tales:

• Determinación de la forma, medidas y colocación de la campana de cap-tación.

• Cálculo de la velocidad de captación y arrastre.• Foco de contaminación.• Principios básicos.• Identificar el foco contaminante.• Encerrarlo lo máximo posible.• Establecer una succión.• Elementos básicos: Campana, Canalización, Separador, Extractor. En el

diseño de la campana de extracción hay que tener en cuenta que el cau-dal de captación necesario varía aproximadamente con el cuadrado de ladistancia, de forma que si colocando la campana a una distancia L delfoco de contaminación se necesitan 100 m3/h para la captación, al colo-carla a una distancia 2L se requieren 400 m3/h.

Ahora bien hay que tener en cuenta una serie de observaciones:• Deben eliminarse todas las posibles corrientes de aire que harían necesa-

ria una enorme velocidad de captación.• La campana debe encerrar en lo posible el foco o fuente de contamina-

ción.• Es conveniente colocar filtros para evitar la condensación de vapores,

etc., en las tuberías.• La salida de humos, es conveniente que sea por el centro geométrico de

la campana, siempre que sea posible.• El ángulo de colocación de los filtros debe ser de 45 a 60º. Nunca hori-

zontal.• Es necesario limpiar los filtros con regularidad.

4. CONCEPCIÓN DE LAS ZONAS Y DEL TRATAMIENTODEL AIRE ASOCIADO

La concepción de las zonas que requieren un tratamiento del aire debe


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adaptarse a las necesidades de la industria: debe, por tanto, asegurar la confor-midad a las necesidades según la clase de sensibilidad del producto, sin necesi-dad de aplicar sistemáticamente los sistemas que aseguran una protecciónmáxima, por ejemplo: salas blancas.

Se pueden utilizar tres niveles:• Primer nivel:

– Zona puntual de flujo laminar: En este caso el flujo laminar que pro-tege el producto está integrado en el equipo de fabricación. La zonasensible se reduce, pues, a algunos m2 o incluso menos. La ventaja deeste sistema es una enorme economía en la inversión y manteni-miento.

– Zona de manipulación de flujo vertical. Este sistema incorporado en elproceso de fabricación permite manipulaciones sobre el producto, ase-gurando su protección. El campo de protección es puntual.

• Segundo nivel: – Salas en sobre-presión. El confinamiento de la sala por sobre-presión

asegura la protección del producto contra las contaminaciones exterio-res. Los puestos de trabajo están equipados con flujos laminares. Estaprotección es superior a la del nivel 1.

• Tercer nivel: – Salas microbiológicamente controladas. La concepción de estas salas

asegura una gran protección del producto. Los costes de inversión, defuncionamiento y de mantenimiento son los más elevados. Estas salasse construyen para obtener un ambiente de clase 10.000 (normas ame-ricanas). En la industria agroalimentaria, cuando el producto requiereuna protección particular, la clase más utilizada es la 1.000.Algunas industrias han modernizado sus equipos para pasar de formapuntual a clase 100 con flujo laminar, ya que la aplicación a todo elvolumen de clase 100 requiere equipos de tratamiento importantes.Para mantener las calidades organolépticas del producto al máximo,conviene:• Mantener las entradas de aire parásito no depurado por una ligera

sobre-presión de los locales, es el confinamiento.• depurar el aire nuevo (procedente del exterior).• depurar el aire de climatización.

5. SALAS MICROBIOLÓGICAMENTE CONTROLADAS

Aunque con diferentes nombres «sala blanca», «sala de ambiente contro-lado», «sala ultra-limpia», «sala microbiológicamente controlada», el objetivoes controlar el ambiente y en particular los parámetros que tienen una influen-cia directa o indirecta sobre la actividad del volumen del recinto. Se trata, por


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tanto, de parámetros ligados al entorno (polvo en el aire, gérmenes, micro-par-tículas depositadas en la paredes, suelos, equipos...) como de parámetros liga-dos a la presencia del personal. En función de las necesidades se tienen encuenta otros factores como temperatura, humedad relativa, sobre-presión.

Las industrias alimentarias tienen que afrontar continuamente exigencias eimperativos de calidad crecientes, pero suprimiendo la utilización de productosquímicos de conservación y consiguiendo mayor vida útil de los productos.Conviene prevenir tanto los aportes de microorganismos como su multiplica-ción, puesto que cada vez los productos se someten menos a la destrucción demicroorganismos por vía térmica, con el fin de conservar al máximo sus cuali-dades organolépticas.

La climatización convencional no permite asegurar un control estricto deestos parámetros, solo las salas blancas o salas microbiológicamente controla-das permiten responder a estas exigencias para el control de la poblaciónmicrobiana presente en el recinto y, por lo tanto, preservar los productos de lascontaminaciones.

Ahora bien, como se ha dicho, el empleo de una sala blanca se aconsejaúnicamente para productos ultrasensibles, teniendo en cuenta los costes deinversión y de explotación particularmente elevados que suponen, la implanta-ción de una sala de este tipo debe estar justificada técnicamente, ya que parauna sensibilidad puntual, delimitada en el espacio, puede ser suficiente el recu-rrir a flujos laminares.

Una sala blanca supone un confinamiento del aire, que está compuesto de:• Aire nuevo: La cantidad de aire nuevo o procedente del exterior depende:

– De la sobre-presión alcanzada en el local 2 a 3 mm de columna deagua.

– De los reglajes de las sobre-presiones y de su duración.– De la cantidad de aire perdido por las aberturas para mantener la

sobre-presión.• Aire reciclado: La proporción de aire reciclado se establece en función

de diversos parámetros:– La naturaleza de los productos a proteger en un volumen en atmósfera

controlada.– La calidad y la temperatura del aire nuevo.– El equilibrado de las sobre-presiones.En la concepción de las salas blancas se debe trabajar sobre los elementos

relativos a la distribución del aire y sobre los parámetros de aeráulica recogi-dos en la tabla 2.

Se deben cumplir además las siguientes recomendaciones:• Prefiltración antes de la central de tratamiento del aire.• Filtración grosera para proteger los filtros ultra-finos.• Filtración terminal situada lo más próxima posible de la zona a proteger.• Filtración absoluta («ultrafiltración»).


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Cualquiera que sea la clase de cantidad de polvo elegida para una sala enatmósfera controlada, la difusión terminal debe estar protegida por una filtra-ción absoluta con flujo preferentemente no turbulento; el flujo laminar es elque da mejores resultados.

En la tabla 3 se incluyen recomendaciones sobre la elección de los materia-les y la filtración.

Todas las instalaciones de filtración absoluta se deben disponer detrás de la


La distribución del aireDefinir Los parámetros de aeráulica

Tabla 2. Elementos de distribución del aire y parámetros de aeráulica para salas blancas

• Cantidad de aire a temperatura ehigrometría controladas procedente delexterior o del ambiente del aire porreciclado

• Cantidad de aire nuevo• Modalidades de difusión del aire• Cantidad de aporte o de desperdicio de

calor húmedo, caudales, sistema elegidopara la difusión del aire

• Prestaciones finales de los locales,clase de cantidad de polvo, tiempo de recubrimiento particular, tiempo después de una perturbación paravolver a la clase inicial de cantidad de polvo

• Sobre-presión

• Configuración del local• Altura del local a acondicionar• Temperatura del local• Naturaleza y localización de los

desprendimientos térmicos• Desviaciones entre temperatura del aire

insuflado y del aire ambiente• Localización de los sistemas de difusión y

de toma de aire o de extracción• Poder de inducción del sistema• Nivel sonoro• Exigencia de limpieza• Composición del aire ambiente

Tabla 3. Recomendaciones sobre elección de los materiales y la filtración

Elección de los materiales

• Materiales resistentes– Tiempo– Humedad – No generadores de partículas– No redentores de partículas

• Se recomiendan paneles sandwich enmetal lacado o en inoxidable.

Filtración

Los principales puntos a considerar son:• Aire filtrado (definición de la clase de

cantidad de polvo según la sensibilidaddel producto)

• Elección de los filtros (clase de cantidadde polvo)

• Eficacia de un filtro• Central de ventilación y ultrafiltración

(definir las necesidades de las cantidadesde renovación del aire)

• Tests gravimétricos y opacimétricos.

climatización. La búsqueda de una calidad óptima del aire debe hacerse desdela concepción de la sala blanca.

Asimismo, en la concepción de los locales con exigencias de salas blancashay que tener en cuenta una serie de recomendaciones constructivas:

• Suprimir las asperezas.

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• Las aberturas, la iluminación y el sistema de difusión del aire deben estarintegrados en la infraestructura.

• Los ángulos deben ser redondeados.• Los suelos deben ser de resina o de gres y las juntas de resina y ascen-

dentes hacia el tabique redondeadas.• Hay que prever una esclusa para el producto y una esclusa para el perso-

nal.• El techo debe ser de una sola pieza.• Evitar los sifones de escurrido y adoptar equipos específicos.• Definir el sistema aeráulico de la sala por cascada de presiones de forma

que la sobre-presión más fuerte se sitúe en la zona más sensiblePor otra parte, el trabajo en una sala blanca exige una cualificación espe-

cial del personal, el trabajo es apremiante y requiere tiempos de pausa. El personal afectado es:• El personal de producción.• El personal del servicio de limpieza.• El personal de mantenimiento.Lo cual deberá tenerse en cuenta a la hora de diseñar los accesos del personal.

6. RADIACIONES ULTRAVIOLETAS

Otra forma de controlar la contaminación puntual es la utilización de radia-ciones ultravioleta. Dentro de las radiaciones UV, se consideran con efectosgermicidas las correspondientes a longitudes de onda inferior a 280 nm y supe-riores a los 200 nm, ya que las inferiores a esta longitud de onda son absorbi-das por el oxígeno atmosférico que se transforma en ozono. Las comprendidasentre 450 y 360 nm corresponden a la llamada «luz negra» y entre 360 y 280nm la «luz de Woods».

En general, el espectro de las lámparas germicidas presenta un máximo deemisión alrededor de los 260 nm (exactamente 253,7 nm) y al objeto de evitarlos efectos perniciosos sobre las personas, están fabricadas con cristales espe-ciales que absorben las radiaciones inferiores a 200 nm que son las productorasde ozono.

Los estándares de seguridad exigen que la intensidad sobre la piel de laradiación directa o reflejada no sobrepase el valor de 0,1 μ · s/cm2.

La efectividad de estas radiaciones viene modificada por el polvo quepueda tener la lámpara o la atmósfera y la humedad relativa, ya que valoressuperiores al 80 % de H.R. reducen sensiblemente su eficacia.

Las radiaciones ultravioleta tienen un poder de penetración muy bajo y, enla atmósfera, se puede considerar que para las lámparas comerciales, el efectobactericida a distancias superiores a 20-30 cm es prácticamente nulo.

Las dosis necesarias para la reducción del 90 % de la población micro-


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CAPÍTULO XVIII

Personal: entorno de trabajoe higiene

1. INTRODUCCIÓN

El personal es uno de los tres pilares básicos de la producción, como ya seindicó en el capítulo 4, la producción es la interacción de hombres, materialesy maquinaria, que deben constituir un sistema ordenado que permita la maxi-mización de beneficios; en consecuencia, en el diseño de la industria agroali-mentaria hay que tenerlo en cuenta en aras a conseguir no solo la máxima eco-nomía en el trabajo sino también la mayor seguridad y satisfacción para losempleados.

El personal interviene en numerosas operaciones en el curso del ciclo deproducción de un producto (manipulación, control…), su presencia y actividadtiene una influencia importante en el control de la contaminación biológica enlas industrias agroalimentarias.

En capítulos anteriores (capítulos 12 y 17) se ha puesto de manifiesto laimportancia de controlar los ambientes de los diferentes locales, en función dela sensibilidad del producto, y la influencia del hombre en el aporte de conta-minación biológica.

Por tanto, el diseño de una industria agroalimentaria debe hacerse teniendoen cuenta al personal como vector de contaminación, definiendo sus circuitos yrestricciones, así como la reglamentación en vigor en materia de seguridad.

2. ENTORNO DE TRABAJO

En lo que se refiere al entorno de trabajo hay que considerar dos aspectos:el de la seguridad y los factores de ambiente, que tienen una incidencia directasobre la calidad de las condiciones del trabajo.

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2.1. SEGURIDAD

Uno de los primeros aspectos a tener en cuenta al organizar el entorno detrabajo es la seguridad, ligada a los equipos, a los productos y a la circulaciónde equipos móviles y sistemas aéreos de transporte, que evidentemente debecumplir la legislación vigente.

Con mucha frecuencia los equipos influyen en la concepción de los loca-les, en la fase de ingeniería de detalle se velará por que todos los equipos seanfácilmente accesibles con el fin de facilitar su montaje y desmontaje, su ali-mentación energética y las operaciones de limpieza y mantenimiento.

Las dimensiones del edificio serán adecuadas a las dimensiones de losequipos y las puertas de acceso deberán permitir el paso de los mismos.

En resumen, los edificios se deben concebir en función de las característi-cas de los equipos (dimensiones, ruido, accesibilidad…), debiéndose prever laposible necesidad de paso de cables eléctricos y otros conductos de fluidos, deplataformas antivibratorias, de fosas de acumulación de residuos, de galeríassubterráneas para la instalación de conducciones de fluidos o de energía o deciertos flujos de materiales, etc.

En cuanto a la seguridad de las personas con respecto a la manipulación deproductos químicos peligrosos, por ejemplo detergentes y desinfectantesindustriales, debe estar también integrada en la fase de concepción. Se debenprever zonas específicas de almacenamiento de acceso controlado, que respe-ten las condiciones de almacenamiento (temperatura…), zonas de manipula-ción convenientemente equipadas (presencia de duchas…) y una señalizaciónconveniente.

En lo que respecta a la seguridad ligada a la circulación de equipos móvi-les y a los sistemas aéreos de transporte, hay que cumplir algunos principiosbásicos:

• Se deben elegir preferentemente sistemas de transporte mecanizadosantes que manuales y sistemas continuos más que discontinuos.

• Desde la concepción hay que limitar los posibles riesgos de accidentes:colisiones, caídas…

• Organizar los flujos de circulación de:– equipos motorizados (carretillas elevadoras, transpaletas eléctricas…);– peatones al principio y final del trabajo;– peatones durante el trabajo y visitantes;– flujos de transportes continuos en suelo y aéreos, ligados a la fabri-

cación;– control de seguridad de entradas y salidas.

Deben, además, aplicarse otras reglamentaciones en materia de seguridad,como las normas contra incendios…


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2.2. FACTORES DE AMBIENTE

Los factores ambientales que inciden directamente sobre la calidad de lascondiciones de trabajo son: la temperatura, la humedad relativa, la velocidaddel aire en la zona de ocupación, la iluminación y el nivel sonoro.

En caso de trabajo a temperaturas bajas es necesario estudiar el local enrelación con las modalidades de ventilación, para no añadir molestias con res-pecto al factor temperatura (por ejemplo, chorros de aire orientados hacia elpersonal…).

En la tabla 1 se incluyen valores de temperatura, de higrometría y de velo-cidad de aire recomendados para la ergonomía del trabajo y en la tabla 2 seincluyen recomendaciones sobre caudales de aire según el tipo de local y eltrabajo realizado.

Personal: entorno de trabajo e higiene 275

Tabla 1. Temperatura, higrometría y velocidad de aire del puesto de trabajo

Tabla 2. Caudal mínimo de aire según el tipo de local

Temperatura en los locales Grado higrométrico Velocidad de aire(zona ocupada)

18-20° C (actividades físicas ligeras) 30 a 70 % en los < 0,15 m/s en 15-17° C (actividades físicas intensas) límites pre-citados invierno20-23° C (duchas, vestuarios) de temperatura 0,25 m/s el resto> 30° C (fatiga excesiva para todas las del año

actividades)

Designación de los locales Caudal mínimo de aire nuevo por ocupante m3/h

Locales sin trabajo físico: oficinas… 25Locales de restauración, de venta, de reunión 30Edificios y locales con trabajo físico ligero 45Otros edificios y locales 60

Cabina de aseo aislada 30Baño o duchas aisladas 45Baño o duchas y cabina de aseo 60Baños duchas y cabinas de aseo agrupadas 30 + 15 N*Lavabos agrupados 10 + 5 N*

*N: número de puestos.

Se debe, además, respetar la reglamentación referente a la calidad del aire,el personal no debe estar sometido a la presencia en el aire de polvo, microor-ganismos, olores desagradables, contaminantes químicos, efluentes gaseo-sos…

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Otro factor ambiental a considerar es la iluminación, los locales deben serconcebidos y dispuestos de forma que se pueda utilizar, para la iluminación, laluz natural. Se distinguen varios niveles de iluminación en función de los pues-tos de trabajo, en la tabla 3 se presentan algunos ejemplos.


Tabla 3. Niveles de iluminación

Niveles de iluminación Ejemplo de puesto de trabajo

540 lux Sala de observación de los productosSala de cortado

220 lux Sala de fabricación (salvo cortado, troceado)

110-120 lux Otros locales (almacén, locales sociales)

Por último, hay que tener en cuenta también la legislación referente alruido, en especial de equipos de fabricación, compresores…, previendo lainstalación, en los casos en que sea necesario, de pantallas acústicas, silen-ciadores…

3. PERSONAL E HIGIENE

La presencia del hombre en un local de fabricación de alimentos es unafuente de contaminación para los productos alimentarios, ya que es portador yemisor de microorganismos. La industria agroalimentaria debe plantearse deforma que la posibilidad de contaminación de sus productos, envases y equipossea reducida, para lo cual se debe exigir al personal unas normas muy estrictasde higiene; normas que deben tenerse en cuenta desde el momento de concep-ción de la industria ya que la calidad de las instalaciones repercute en la actitudde los trabajadores y facilita la aplicación de buenas prácticas de fabricación.

Es, por tanto, de importancia capital para controlar la biocontaminación ymantener las prescripciones establecidas, especialmente en las zonas de riesgo:

• Limitar el personal presente al estrictamente necesario.• Dar una formación completa al personal en cuanto a los riesgos a que

puede someter al producto y en cuanto a los medios para limitar la conta-minación.

• Extender esta formación y reglas de disciplina a los ocupantes ocasiona-les de la zona: personal de dirección, de control y personal de manteni-miento en particular.

• Elegir una ropa adecuada y velar por su buena utilización.De todo lo dicho se deduce que, en el momento de concepción de la

industria agroalimentaria, hay dos puntos importantes a considerar: la defini-

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ción de la circulación de las personas y la localización de vestuarios, puestosde lavado de manos, etc., y demás barreras físicas que obliguen a una circu-lación determinada.

3.1. CONCEPCIÓN DEL EDIFICIO Y CIRCULACIÓN DE LAS PERSONAS

El estudio de los circuitos del personal lleva a la evaluación de los movi-mientos o desplazamientos por todo el edificio. Para reducir los riesgos de con-taminación en los locales es necesario restringir y controlar bien los desplaza-mientos del personal y del material que éste desplaza entre las zonas. Comoregla general, el personal, incluido el de mantenimiento, puede desplazarselibremente desde los locales limpios desde el punto de vista microbiológicohacia los que son menos limpios, pero su retorno hacia las zonas más limpiasdebe ser limitado y bien controlado.

Para organizar la circulación de las personas hay que considerar lossiguientes puntos:

• Clasificación de los locales en función del nivel de sensibilidad a losriesgos microbiológicos.

• Definición de las modalidades de acceso a los puestos de trabajo, parti-cularmente en zonas de riesgo, a los vestuarios…– respeto del principio de marcha hacia delante;– respeto del principio de la separación de los locales y los circuitos;– evitar todo desplazamiento inútil.

• Circulación reglamentada del personal, así como de las visitas exterioresentre los diferentes locales.

El acceso a zonas de riesgo, salas blancas por ejemplo, debe hacerse apli-cando procedimientos definidos, es necesario en estos casos restringir elacceso solo a las personas autorizadas.

En el capítulo 13, en el apartado denominado «Organización de la circula-ción del personal», se indican algunos principios a tener en cuenta.

En el capítulo 12, al tratar el punto de «Control de los ambientes», se haindicado que para mantener las características de las zonas en contacto con losproductos hay que:

• limitar las intervenciones del personal en la proximidad del producto;• acondicionar los accesos (esclusas, vestuarios);• restringir los accesos solo a las personas autorizadas;• llevar la ropa adecuada a cada zona.La mejor forma, por tanto, para conseguir que la circulación del personal

se produzca de la forma establecida es prever, en el momento del diseño de laindustria, la instauración de barreras físicas que impidan el paso de las perso-nas no autorizadas a las zonas de riesgo.


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3.2. CONCEPCIÓN E IMPLANTACIÓN EN EL EDIFICIO DE VESTUARIOS, SANITARIOS, DUCHAS, Y PUESTOS DELAVADO DE MANOS

La primera protección del producto consiste en la puesta en marcha decondiciones de acceso y salida. Las entradas en la industria representan la víade introducción de los microorganismos en la producción; ni la concepción, niel buen estado de los locales, ni las buenas prácticas de higiene pueden notener en cuenta las condiciones de acceso no formalizadas; de nada sirve lim-piar, si las entradas de materiales, de productos y de personas se hacen noimporta cómo y vienen a resembrar el medio. Sin condiciones de acceso defi-nidas, no es posible ningún control de la contaminación puesto que se permitentodas las entradas.

Es, por tanto, indispensable el control de las condiciones de acceso paraevitar todo aporte de suciedades de procedencia exterior en las naves y entrelas zonas de producción.

3.2.1. Condiciones de acceso del personal

El nivel de protección es más o menos importante en función de los tiposde zona y del nivel de riesgo de contaminación del producto. Habrá que definirla ropa recomendada para acceder a las zonas según su sensibilidad y los dis-positivos que permiten el paso del personal de una zona inerte a las zonas cla-sificadas.

El personal, a la llegada a su puesto de trabajo, debe estar psicológica-mente en condiciones ideales de higiene. Estas condiciones se materializanpor una esclusa que asegura el paso entre un medio contaminado («sucio») yun medio limpio («contaminación controlada»). El objetivo de la esclusa esproteger el medio interior de contaminación procedente del medio exterior (ode otra zona).

Esta esclusa se caracteriza por:

A. Un vestuario de sentido único

Se divide en tres zonas bien distintas unas de otras:a) Una zona sucia. En esta zona el personal deja su ropa de calle, inclu-

yendo los zapatos.b) Una zona de transición. Se trata con frecuencia de un obstáculo físico

que marca la separación entre la zona sucia y la zona limpia. Éstepuede ser:– Duchas (condiciones de acceso completas).– Un banco (condiciones de acceso simplificadas).

c) Una zona limpia. En esta zona el personal se pone su ropa de trabajolimpia.


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Esta distinción entre zona sucia y zona limpia requiere un armario personalpara colocación separada de la ropa de calle y la ropa de trabajo.

B. Un punto de limpieza y desinfección de las manos

El lavado de las manos forma parte integrante del protocolo de entrada enun edificio. También, antes de cada entrada en fabricación, debe preverse unpunto de lavado y desinfección de las manos y de paso obligatorio.

C. Sanitarios

Estos sanitarios no deben estar en comunicación directa con las diferenteszonas de producción.

D. Una sala de descanso

Esta sala no es en ningún caso el comedor. Por razones de gestión deltiempo de trabajo, esta zona puede estar unida directamente a la zona limpiadel vestuario con la condición de que se mantenga en perfecto estado de lim-pieza. No debe en ningún caso comunicar directamente con la zona de pro-ducción.

Esta esclusa representa la zona por la que toda persona, que desee entrar osalir de una zona de fabricación, está obligada a pasar.

En resumen, los accesos directos a las zonas de manipulación de alimentosse deben evitar, los empleados deben acceder preferentemente por un corredoro vestíbulo.

En la figura 1 se presentan los dispositivos que permiten el paso del perso-nal de una zona inerte a las zonas clasificadas, así como la ropas recomendadaspara acceder a las zonas según su sensibilidad.

3.2.2. Vestuarios

En los locales de manipulación de alimentos es indispensable la utilizaciónde ropa de trabajo y de determinados accesorios (botas, guantes, cofia, masca-rilla…) en función de la sensibilidad de cada zona, que desempeñan tres fun-ciones principales:

• proteger al personal de heridas o lesiones;• proteger al personal de posibles suciedades;• y, sobre todo, prevenir la contaminación del producto por el hombre.Esta ropa de trabajo incluirá más o menos accesorios en función de la criti-

cidad del puesto de trabajo y debe servir exclusivamente en el interior de lazona para la que se ha establecido.


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Es necesario, por tanto, la localización de vestuarios en los accesos a todaslas zonas en que se requiera un determinado tipo de ropa de trabajo, de formaque se permita una separación entre esta ropa de trabajo y la ropa de calle.

Los vestuarios deben estar debidamente aislados de las dependencias detrabajo, bien aireados, dotados de puertas con dispositivo de cierre mecánico,con un armario o taquilla a disposición de cada empleado, de preferencia metá-lico, cuya parte superior debe estar en pendiente con un ángulo de 45° y ele-vado del suelo al menos 40 cm. El suelo debe ser de material impermeable.

Debe existir una separación completa entre los vestuarios y las zonas detrabajo, por medio de un vestíbulo o local intermedio entre los mismos.

En las empresas de más de cinco trabajadores se deben prever vestuariosseparados por sexos.


Figura 1.–Acceso del personal.

Esclusa Vestuario

INERTE SENSIBLE ULTRASENSIBLE

CIRCULACIÓN

Armarios ropa limpia

Bancos

Bancos

Vestuario limpio

Vestuario intermedio

Armarios ropa limpia

WC

WC

SENSIBLE

Lavabo Lavabo

Pediluvio

US

CIRCULACIÓN (INERTE)

A B C

A

A

BC

A Ropa normal B Bata, cofia y guantes C Bata, cofia, cubrecalzado, guante

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3.2.3. Sanitarios y duchas

Deben estar bien iluminados y ventilados, las puertas preferentementecerrarán automáticamente. Su número dependerá de la cantidad de empleadostal como se indica en la tabla 4.


Tabla 4. Número de sanitarios

Número de empleados Número mínimo de sanitarios

1-15 1

16-35 2

36-55 3

56-80 4

81-100 5

111-150 6

>150 Adición de un sanitario por cada grupo de 40 empleados

Es necesario en todos los casos sustituir los urinarios por WC. Los WC sefijarán a la pared y no al suelo con el fin de facilitar la limpieza del suelo.

Los sanitarios no deben estar en comunicación directa con las diferenteszonas de producción.

Las duchas deben ser cabinas individuales con dos células de las cuales unase destina para vestirse y desvestirse, con temperatura regulable del agua, conuna superficie mínima de 1 m2. Se instalará una ducha cada ocho trabajadores.

A la entrada y salida de los aseos y servicios sanitarios se dispondrá de unlavamanos de cierre no manual, con agua caliente y fría o de agua premez-clada, y toallas de un solo uso, jabón o detergente y cepillo de uñas.

3.2.4. Lavamanos

El lavado de manos requiere un cuidado particular, el número de puestos ysu situación deben ser juiciosamente estudiados para no representar nunca res-tricciones para el personal, sino al contrario promover su utilización.

En las zonas siguientes deben imperativamente situarse puestos de lavadode manos:

• Sanitarios.• Vestuarios.• Locales sociales.• A la entrada de las zonas de producción, lo que obliga imperativamente

al personal a lavarse las manos.

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Además de los puestos de lavado de manos citados se debe colocar unlavabo por cada diez empleados.

Los lavabos deben estar alimentados con agua potable caliente o premez-clada, no únicamente agua fría. Las características de este punto de lavado sonlas siguientes:

• Materiales = inoxidable.• Sin rebordes ni demasiado llano.• Sifón desmontable y limpieza todos los días.• Mando no manual (célula fotoeléctrica, mando de pie fijado a la pared).• Agua tibia.• Distribuidores de productos de lavado y desinfección de las manos des-

montables y limpiables, que contengan productos con recarga de usoúnico (cambio de recarga).

• Distribuidor de papel de uso único con una papelera próxima.

3.2.5. Pediluvios

Los suelos están muy contaminados, por lo tanto es necesario prever undispositivo de limpieza del calzado; en todos los accesos a «zonas limpias»deberá disponerse de un sistema de limpieza de las suelas del calzado paraimpedir la contaminación procedente del exterior. Esta precaución es aconseja-ble también en cualquier cambio de nivel de limpieza.

El sistema a usar dependerá de las posibilidades y niveles de higiene exigi-dos. Se pueden utilizar diferentes dispositivos: pediluvios, tapices, esclusa deseguridad de entrada, lava-botas, etc.

El mismo sistema se puede utilizar para la entrada de carretillas, transpale-tas y otros dispositivos móviles para conseguir una desinfección eficaz de susruedas. Las dimensiones, evidentemente, se fijarán en función de los equiposque deban circular.

En muchas ocasiones puede bastar la obligatoriedad de cubrirse los zapatoscon zuecos limpios o de material de un solo uso desechable. En estos casos deberátenerse en cuenta la precariedad del sistema y la limitación temporal de su uso.

3.3. COMPORTAMIENTO HIGIÉNICO Y SALUD DEL PERSONAL

Es necesario velar por:• Un respeto a la buena higiene corporal.• Llevar una ropa de trabajo adecuada a cada zona, en particular en las

zonas de riesgos y frecuencia adecuada de cambio.• Cumplir los procedimientos de cambio de ropa.• Principio de separación de los circuitos de ropa sucia y de ropa limpia.• La declaración de enfermedades y heridas.• La adopción de un comportamiento adaptado al puesto de trabajo (evitar

comer, beber, fumar, hablar fuerte…).


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CAPÍTULO XIX

Diseño general del edificio

1. INTRODUCCIÓN

Como se indicó anteriormente, la Planta de Proceso comprende los Siste-mas de Proceso, los Sistemas Auxiliares y los Edificios necesarios. Estos edifi-cios deben proporcionar, fundamentalmente, un control sobre las condicionesambientales que rodean al Sistema de Proceso y a los Sistemas Auxiliares. Asípues, el edificio será el alojamiento de aquellos sistemas que hacen posible lafunción principal de la industria que es la fabricación. Este alojamiento tendráun diseño que permita unas adecuadas condiciones de confort en el trabajo, dehigiene de proceso y de comodidad de trabajo.

En gran cantidad de casos se establece legalmente cómo se han de distri-buir los distintos locales, sobre todo para conseguir unas apropiadas condicio-nes higiénicas de trabajo. Por ejemplo, en mataderos y en plantas de aprove-chamiento de subproductos de matadero, la normativa dice cuales son laszonas sucias y las zonas limpias, restringiendo la circulación entre estas zonas,tanto de personas como de vehículos y materiales. Toda esta normativa vienedetallada en la Reglamentación Técnico Sanitaria de la actividad correspon-diente.

También en algunos casos la normativa establece algunos detalles cons-tructivos. Por ejemplo, en la Reglamentación Técnico-Sanitaria de mataderosse establece cómo se han de resolver los recubrimientos de suelos, paredes ytechos, concretando incluso cómo se resolverán los encuentros redondeadospared-techo y suelo-pared.

En este capítulo, una vez desarrollados en todos los capítulos anterioreslos principios básicos, flujos, dimensiones etc., se van a describir algunasreglas que deben servir de referencia en la redacción del proyecto para defi-nir las características intrínsecas del edificio, en particular la elección de losmateriales.


2. ASPECTOS FUNCIONALES

Los edificios han de ser básicamente funcionales, en el total sentido de lapalabra, formando un conjunto integral con los Sistemas de Proceso y SistemasAuxiliares. De aquí que sea obvio que se realice con la suficiente relación laconcepción del edificio y el diseño de los Sistemas de Proceso y Auxiliares.Por esto es recomendable que el diseño global lo realice una sola persona o unequipo bien relacionado. Suelen aparecer problemas cuando estos dos trabajosde diseño se hacen sin la suficiente interrelación.

La concepción del edificio tendrá en cuenta la disposición de los Sistemasde Proceso en la industria agroalimentaria. Debe hacerse una racional distribu-ción en planta de los Sistemas de Proceso y Auxiliares, y la distribución de loslocales y edificios se corresponderá con ésta.

Por otro lado, si la planta de proceso tiene posibilidades de ampliación, ladisposición de los Sistemas de Proceso y Auxiliares, así como de los edificios,será tal que se permita esa expansión de una forma natural, sin grandes modifi-caciones. En este caso, no solo hay que tener en cuenta la distribución interiorde los edificios, sino también la disposición de éstos en el solar.

La organización del trabajo en una planta de proceso debe ser lo más racio-nal posible. Todas las funciones a realizar se han de poder desarrollar con lamáxima comodidad y en el mínimo tiempo posible, de forma que los costes deoperación sean mínimos.

Las funciones que, en general, deben llevarse a cabo en la planta de pro-ceso serán:

• Recepción y almacenamiento más o menos prolongado de la materiaprima y otras materias primas auxiliares, como envases, azúcar, sal, etc.En algún caso, esa «materia prima» será una partida de cerdos, terneros,corderos o pollos.

• Procesado y envasado, con la formación de subproductos, residuos yaguas residuales que habrá que evacuar. Al mismo tiempo se consumiránsistemas auxiliares y materias primas auxiliares (componentes de la for-mulación del elaborado, envases, etc.).

• Control de calidad.• Almacenamiento y expedición del producto elaborado.Las dimensiones del edificio vienen determinadas principalmente por el

estudio de los flujos y todas las consideraciones contempladas en capítulosanteriores.

3. CARACTERÍSTICAS DE LOS LOCALES DE PRODUCCIÓN

El diseño del edificio desde el punto de vista higiénico depende de variosparámetros, el respeto a la higiene alimentaria implica que cada parte de los



locales debe responder a las normas y características de los productos ali-mentarios.

En la tabla 1 se presentan las características generales a considerar en laconcepción del edificio.

Diseño general del edificio 285

Tabla 1. Características de los locales de producción

Características de los locales de producción

Los materiales • La naturaleza.• La facilidad de modificación.• La estructura (rugosidad).• La estanqueidad.• La resistencia a la corrosión.• La solidez.

El edificio • Barrera a la penetración de polvos y animales.• Limpiabilidad.• Ausencia de riesgo para la seguridad alimentaria.

Para orientar en la elección de los materiales de las superficies es necesarioprimero definir las siguientes características:

• Del producto a elaborar (pH, grado Baumé, temperatura, acidez, presen-cia de salmuera o no, etc.).

• De los productos de limpieza que se van a utilizar• De la utilización de ciertos materiales tales como transpaletas, carretilla,

etc.Estas características van a definir los tipos de materiales que deben ser uti-

lizados y que resistirán a los tratamientos engendrados por la producción, lalimpieza y el funcionamiento de la industria. El otro punto a tener en cuenta essu facilidad de mantenimiento y de limpieza.

3.1. PAREDES

Las paredes deben estar construidas de materiales duraderos, estancos,impermeables, de color claro, de superficies lisas, es decir sin asperezas, lim-piables y que no impliquen contaminación del entorno o de los alimentos.Estas características deben cumplirse al menos hasta una altura convenientepara evitar todo riesgo de contaminación y para facilitar las operaciones delimpieza y desinfección, mínimo recomendado 2 m.

Las paredes, adecuadamente construidas, y en buen estado, deben poderlimpiarse con facilidad. Las paredes de construcción defectuosa o inapropiada,así como las que están en mal estado, no solo son difíciles de limpiar, sino quese prestan a facilitar el refugio y establecimiento a microorganismos, insectosy roedores.


El objetivo a alcanzar, en resumen, es que las paredes sean impermea-bles, resistentes a los choques, a la abrasión, a los productos de limpieza ydesinfección.

En la tabla 2 se resumen las características que deben considerarse en lasparedes.


Tabla 2. Características de las paredes y techos

Paredes exteriores Paredes interiores y techos

Naturaleza de los materiales.Calidad del sellado.Calidad de los cimientos.Calidad del revestimiento.Estanqueidad al agua y a los animales.Emplazamiento de los cables y de las tuberías.Aislamiento.

Paredes:• Lisas.• Planas.• Resistentes al desgaste y a la corrosión.• Estancas al agua y al aire.• Fáciles de limpiar.• Resistentes a los productos de limpieza.Juntas redondeadas (media caña).Revestimiento.Mantenimiento (limpiabilidad y frecuencia

de reparación).

Uno de los materiales más utilizados para los locales de fabricación y tam-bién en las cámaras frigoríficas positivas o negativas son los paneles sándwichaislantes de poliuretano prelacados, en este caso es necesario velar por unabuena estanqueidad de las juntas.

Está autorizado para su uso, pero no es recomendable, el alicatado de lasparedes, por los mismos problemas que en los suelos, por defecto de juntas yfragilidad, en caso de que se utilicen las juntas deben llenarse e impermeabili-zarse con un producto hidrófugo.

Las paredes de cemento deben ser lisas y estancas por recubrimiento conuna pintura especial alimentaria, de preferencia anti-fúngica.

En algunos casos se utilizan materiales acústicos en las salas en que seefectúan operaciones muy ruidosas o materiales resistentes al fuego en lassalas de cocción, por ejemplo.

Las uniones entre paredes, o con el techo o el suelo, serán redondeadas.Deben poderse lavar sin deterioro. Las paredes blanqueadas o pintadas no con-tendrán sustancias que puedan originar contaminaciones o intoxicaciones. Nose recomiendan pinturas con disolventes que den lugar a olores residuales. Sonpreferibles las de base acuosa, y es más recomendable el empleo de recubri-mientos de resinas epoxi continuos.

Se recomienda la protección de las esquinas exteriores de los dinteles conperfiles de acero inoxidable, para evitar desconchaduras con los golpes acci-dentales. En los locales con circulación de transportes mecánicos, se reco-mienda la construcción de un murete adosado a la pared desde el suelo hasta


una altura de 30 cm con la superficie superior inclinada, para proteger la paredde golpes accidentales.

Se eliminarán humedades en muros y cubiertas, depósitos de polvo o cual-quier otra causa de insalubridad.

En el caso de que se empleen materiales de aislamiento, estos serán impu-trescibles e inodoros, y recubiertos de una capa de material separador.

La altura útil de los edificios estará en función de lo que aloja. Si hay tan-ques de proceso o almacenamiento, y es necesaria la circulación del personalpor la parte superior de los mismos, la altura útil del local correspondiente seráde 2 m por encima de la cota máxima de los tanques. Si se tiene un almacén deenvases o de producto envasado, la altura útil se corresponderá con el sistemaque se vaya a disponer de carga y descarga del almacén. Si se tienen carretillaselevadoras, la altura útil será la máxima alcanzada en estiba por éstas más0,5 m, aproximadamente.

3.2. COLUMNAS

Deben ser siempre redondeadas, lisas y sin espacios inaccesibles a la lim-pieza.

En el caso de la existencia de columnas de hierro en forma de H, que noson apropiadas para una instalación higiénica, se recomienda rodear la basecon un cono de cemento de una altura entre 25-30 cm que evite los ángulos enla unión con el pavimento y facilite la limpieza.

3.3. TECHOS

Los techos deben ser de materiales durables, estancos, lisos, lavables, queno impliquen contaminación del entorno o de los alimentos.

Los techos y las estructuras en el techo (circuito eléctrico…) deben serconcebidos, construidos y mantenidos de forma que se evite toda contamina-ción, es decir que prevenga la acumulación de suciedades y que reduzca almínimo la condensación de vapor, la aparición de mohos, etc.

Los techos deben estar construidos de forma que se puedan mantener lim-pios y en buenas condiciones. No deben existir grietas, juntas o aberturas quepermitan el establecimiento de suciedad o albergar insectos o roedores, ni tansiquiera permitir su entrada.

En la tabla 2 se incluyen las características que deben reunir los techos.La pintura descamada y la condensación de vapores puede conllevar a la

contaminación del producto, sobre todo en las zonas de manipulación directade alimentos y bebidas, por esta razón deberá contar con una ventilación sufi-ciente y, en su caso, de una buena evacuación de vahos.

Los techos, pues, serán lisos y lavables, sin falsos techos y, si éste existe,debe ser accesible en toda la superficie. La accesibilidad de los techos permite



la instalación, por su parte superior, de las instalaciones de energía de la indus-tria, con la consiguiente facilidad de inspección y mantenimiento, permitiendounos lugares de producción más limpios y despejados y, por consiguiente, conmenos problemas de limpieza.

En todo caso, este espacio entre el techo y la cubierta de la nave, dispondráde iluminación, tendrá convenientemente sellados los pasa-tubos de la instala-ción y se incluirá dentro de los programas de limpieza y desinfección de la ins-talación.

En el caso de que se empleen materiales de aislamiento, además de cumplirlo indicado al hablar de las paredes, se recomienda por seguridad usar materia-les ignífugos.

3.4. TEJADOS Y EXTERIORES

Las superficies exteriores y los alrededores de la construcción deben man-tenerse limpios y libres de condiciones que puedan provocar la atracción, esta-blecimiento y cría de animales que puedan contaminar el producto.

Por esta razón se exige que las calles entre naves de elaboración o alrede-dor de las mismas estén pavimentadas, no permitiéndose los suelos de tierra.

3.5. SUELOS

Los suelos deben ser de materiales duraderos, estancos, lisos, limpiables,que no impliquen la contaminación del entorno o de los alimentos. Además deimpermeables, resistentes a los choques, a la abrasión, a los productos de lim-pieza y desinfección y antiderrapantes para la seguridad del personal.

Los suelos bien construidos, esto es, sellados y en buen estado de conser-vación, que se pueden limpiar de forma rápida y fácil, impidiendo la acumula-ción de suciedad física y microbiana y que no puedan dar refugio a insectos niestablecimiento de roedores. Por lo tanto, es muy recomendable mantener elsuelo limpio y en buen estado, sin grietas ni roturas y, allí donde sea necesario,con pendientes adecuadas para facilitar el desagüe.

Las Reglamentaciones Técnico Sanitarias (RTS) y las Directivas de la UEexigen que los pavimentos sean impermeables, antideslizantes incluso enmojado, resistentes e incombustibles, y de fácil limpieza.

En la tabla 3 se resumen las características que se deben exigir a los suelos.La resistencia a los productos que pueden ser vertidos en el suelo, se

deberá tener en consideración cuando sea necesario el carácter agresivo de lassoluciones de limpieza, que normalmente son álcalis o ácidos fuertes.

No lo indican las RTS, pero se recomienda tener en cuenta en la eleccióndel material, la resistencia mecánica de los pavimentos, frente al desgaste queproducen los elevadores, carretillas mecánicas y transpaletas.



Con estos condicionantes, se aceptan los pavimentos de materiales cerámi-cos (porcelana, gres, alfarería), mármol y otros materiales pétreos, cemento ymateriales poliméricos a base de resinas, entre otros.

Dados los problemas que ocasionan los materiales cerámicos, pordefecto de juntas y fragilidad o movimientos, y los de cemento por los acaba-dos superficiales, en general se recomienda el uso de pavimentos continuosde resinas antideslizantes, salvo en la industria de productos pesqueros en losque las soluciones salinas, pueden presentar problemas de corrosión sobrelas resinas.

Asimismo, se recomienda se construyan con las siguientes especifica-ciones:

• Con pendiente mínima del 1 al 2 %, es decir de 1 a 2 cm/m.• Para cada 35 m2 de superficie debe existir un desagüe de 80 cm2 de

superficie.• Uniones de paredes a suelos redondeadas y con radio mínimo de 2,5 cm.Está prohibido en los locales en que el producto esté en contacto con la

atmósfera, la presencia de pasarelas o plataformas con el suelo de placas per-foradas.

3.6. DESAGÜES

Los desagües bien instalados son absolutamente necesarios para evacuarrápidamente los desechos líquidos. Estos desagües deben permitir la limpiezay saneamiento del suelo con facilidad y eficacia.

Deben estar colocados e instalados para drenar todos los líquidos inservi-bles y para ello estarán en el fondo de las pendientes de los suelos o canalonessi los hay. Tanto los desagües como los canalones deben estar equipados con


Tabla 3. Características de los suelos

Concepción Materiales Revestimiento

• Pendiente regular.• Muretes de protección de

las paredes (solidez, altura).• Desagüe: tipo de desagüe,

capacidad, separación de loscircuitos de fabricación ysanitarios.

• Orificios de evacuación delas aguas (localización,facilidad demantenimiento).

• Pasos de las tuberíasestancos e inaccesibles.

En función del local y de lasrestricciones ligadas a lafabricación del producto:• Temperatura.• Higrometría.• Carga del suelo.• Limpiabilidad.• Seguridad (aniderrapante).• Resistencia a la corrosión.• Resistencia a los productos

de limpieza.

Resistencia a:• Agua caliente y fría.• Productos de limpieza.• Productos químicos.

Resistencia física.

Resistencia mecánica.

Antiderrapante.

Fácil de limpiar.

No poroso.

Adaptado a usos especiales.


rejillas y sumideros que permitan detener los desechos sólidos y ser fácilmentelimpiables. Se recomiendan pues:

• Desagües con sifón fácilmente inspeccionables y limpiables, y concubeta filtrante interior, de extracción rápida y simple.

• Sumideros y rejillas de desagües fácilmente extraíbles y limpiables, queno sobresalgan del nivel del suelo para evitar la retención de agua a sualrededor, y con orificios de diámetro inferior a 6 mm.

3.7. PUERTAS Y VENTANAS

Las puertas y ventanas deben mantenerse limpias, en buen estado, concierres que garanticen un buen ajuste y adecuadamente protegidas, dondesea necesario. Las dimensiones de las puertas y pasos deben ser adecuadaspara evitar que el producto entre en contacto con las instalaciones y losmarcos.

Las puertas de salida al exterior deben abrirse hacia fuera y estar dotadasde un cierre automático.

Las puertas que separen las áreas de fabricación deberán proporcionar uncierre hermético y sistemáticamente seguro.

No son recomendables las puertas de láminas, debiéndose sustituir porpuertas cortina, con dispositivo de apertura y cerrado a la distancia suficientepara que pueda ser accionado desde los sistemas de transporte.

El pavimento en las puertas de entrada tendrá una ligera pendiente hacia elexterior, para evitar la entrada de líquidos.

Para prevenir la entrada de polvo, insectos, pájaros, roedores y otros ani-males, los marcos, puertas y ventanas deben ser de una construcción tal quecierren herméticamente. Deberán mantenerse en buen estado, limpias y cuandosea necesario, protegidas efectivamente.

Las ventanas no tendrán repisas interiores y si las hay deberán tener unainclinación mínima de 45°.

Todas las aberturas que comuniquen con el exterior estarán protegidas contela mosquitera de 1,2 mm de luz de malla como máximo.

En la tabla 4 se presentan las características que se deben exigir a los dis-tintos tipos de aberturas.

3.8. ILUMINACIÓN

Es esencial una luz intensa, adecuadamente distribuida para conseguir unascondiciones idóneas de trabajo. Es imprescindible una buena iluminación entodas las áreas del establecimiento para una limpieza adecuada y el manteni-miento de las condiciones higiénicas. Además, cuando se evidencia la sucie-dad, desechos orgánicos, parásitos, etc., gracias a una generosa iluminación,hay más posibilidades de tomar medidas correctoras.



Debe disponerse, pues, de una intensa luz natural o artificial en todas lasáreas de proceso, almacenamiento, lavabos y vestuarios. Los puntos de luzfijos deben mantenerse limpios y en buen estado de conservación. Siempre quesea posible la iluminación será natural, si no es suficiente deberá ser comple-mentada con iluminación artificial.

Normalmente se aconseja una intensidad de iluminación según las zonasdel siguiente orden:

• Bajas exigencias visuales: 100 lux.• Exigencias visuales moderadas: 200 lux.• Exigencias visuales altas: 500 lux.• Áreas o locales de uso ocasional: 50 lux.• Áreas o locales de uso habitual: 100 lux.• Vías de evacuación de uso ocasional: 25 lux.• Vías de circulación de uso habitual: 50 lux.Los principales aspectos a tener en cuenta en las instalaciones de ilumina-

ción artificial son:• Valores de iluminación (según normas).• Elección de las lámparas: vida útil y colores.• Elección de las luminarias (evitar el deslumbramiento, facilidad de

reemplazamiento).• Disposición de las luminarias.• Iluminación de seguridad: una iluminación por instalación fija.

4. ÁREAS EXTERIORES DEL EDIFICIO

La industria debe estar situada en una zona exenta de olores desagradables,de humos, de polvo y de otros elementos contaminantes y que no esté sujeta ainundaciones.


Tabla 4. Características de las aberturas

Ventanas Puertas Muelles

Protección.Alféizar exterior en pendiente.Alféizar interior en pendiente

y estrecho.En las salas blancas:

niveladas con las paredes.Aislamiento.

Montantes:• Lisos.• Lavables.• Macizos.• Ajustados a los muros.Umbral (con burlete).Cierres estancos.Iluminación en las puertas

exteriores.Aislamiento.

Altura.Estanqueidad.Pendiente con evacuación

de aguas.Barrera a la penetración de

animales.


La implantación del edificio debe estar ligada al plan de circulación:• Parking para coches (20-25 m2/coche).• Distancia mínima deseable entre edificios 10 metros (circulación y vista

exterior).La orientación deseable de los edificios debe ser norte-sur (aporte térmico)

y la orientación de las aberturas del edificio se fija eventualmente por la orien-tación de las vías de circulación (carreteras, etc.).

Se debe prever la probabilidad de extensión de los edificios y por supuestoconsultar las normas de urbanismo si las hubiere.

En cuanto a la urbanización del terreno, hay que pavimentar la máximazona posible, o ajardinar, aunque es más barato pavimentar que poner jardín(riego, mantenimiento...). Si se ponen zonas ajardinadas hay que prestar aten-ción a la selección del arbolado.

Se debe prever una zona reservada para residuos sólidos, así como la situa-ción de la depuradora según los vientos dominantes.

Por último, hay que prestar una atención particular al diseño de redes dedesagüe.



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!


En los mercados de los países desarrollados se han producido cambios importantes en la base productivaque llevan a la empresa a convivir con el reto de la competitividad. Estos cambios obligarán a las indus-trias a ser mucho más eficientes sobre una base continua, para competir en una economía global no pue-den ignorar durante mucho tiempo los “costes” de funcionamiento derivados de un diseño poco eficientede su planta. Un diseño deficiente de la planta industrial es una fuente de constantes pérdidas. Los costesde un buen diseño de la instalación son los mismos o muy poco superiores a los de una instalación defi-ciente; si el equipo empleado es el mismo, el coste adicional de un buen diseño es solamente el gasto delestudio necesario para desarrollarlo, pero las pérdidas causadas por un diseño deficiente son acumulativas. El problema del diseño de industrias agroalimentarias es mucho más complejo que el de otras industrias,debido a los componentes diferenciales que presentan los alimentos frente a otro tipo de productos. El dise-ño de la industria agroalimentaria adquiere un papel fundamental, en el que se deben conjugar los princi-pios básicos del diseño, un plan eficiente de flujo de materiales y de personas, una distribución efectiva delas instalaciones y una eficiente operación del proceso, con el carácter biológico y perecedero de las mate-rias primas y de los productos. El producto se convierte en la base del diseño de la planta y por lo tanto esimportante también el proceso; el ingeniero debe ayudar al industrial a optimizar sus instalaciones, debeanticiparse a las demandas cada vez más exigentes en materia de calidad, de higiene, de seguridad y de pro-tección del medio ambiente. La concepción y diseño de una planta de procesado de alimentos conjugandotodos estos aspectos, es la base para conseguir el éxito de la empresa. Con demasiada frecuencia se hacepoco énfasis en la importancia de la optimización del proceso, de la implantación de los flujos adecuados,de la distribución más económica de las instalaciones físicas, centrando el interés en el diseño constructi-vo, que al fin y al cabo no es más que el alojamiento de la planta de proceso, que debe proporcionar prin-cipalmente las condiciones adecuadas de trabajo, de seguridad, de confort y de higiene, pero que no inter-viene en la optimización de los costes. En el diseño de una industria agroalimentaria el ingeniero debe apor-tar un valor añadido, que evidentemente no se centra en el diseño constructivo, sino en la optimización dela planta de proceso, lo cual se traducirá en una reducción de los costes de producción y en consecuenciatendrá una influencia directa sobre el éxito de la empresa.

Este libro incluye cinco Partes, tras una Introducción en la que se pone de manifiesto la importancia deldiseño, se dedica una Parte a la descripción de los elementos que componen una planta de procesado dealimentos y otra Parte a la definición de la actividad industrial. En la Parte tercera se describe una meto-dología de trabajo para desarrollar una distribución óptima de la planta de proceso, teniendo en cuentaque los principales factores de la ecuación de los costes directos e indirectos de producción de una indus-tria son el manejo de materiales y la forma en que se distribuye o gestiona la planta y en la Parte siguien-te se incluye la aplicación de estos conceptos a las industrias agroalimentarias. Por último en la Partequinta se dedican cinco capítulos a diversos aspectos a tener en cuenta a la hora de desarrollar la distri-bución en planta de una industria agroalimentaria a nivel de detalle.

En resumen, el libro presenta una metodología completa para el diseño de una industria agroalimentariahigiénica, eficiente y segura, teniendo en cuenta las restricciones y particularidades de los productos bio-lógicos. La experiencia docente de la autora —Ana Casp es, además de Dra. Ingeniero AgrónomoCatedrática de Tecnología de Alimentos— hace de este libro una excelente referencia para los profesiona-les de la ingeniería y técnicos de las industrias agroalimentarias, así como para los estudiantes que deseenadquirir formación sobre este tema tan actual e importante. Interesará también para aquellos profesionalesdel diseño de construcciones que quieran descubrir las especificidades de las industrias agroalimentarias.

ISBN: 84-8476-219-Xwww.mundiprensa.com


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