LAURA OCAMPO LÓPEZ ASESOR: GUSTAVO ADOLFO PEÑA …

ESTACIÓN DE TRABAJO PARA SUMINISTRAR MATERIAS PRIMAS SÓLIDAS EN LA EMPRESA

INDUSTRIAS TOMY S.A

CIIU: 2825

LAURA OCAMPO LÓPEZ

ASESOR: GUSTAVO ADOLFO PEÑA MARÍN

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO

PROGRAMA DE DISEÑO INDUSTRIAL

PEREIRA

2016

AGRADECIMIENTOS

Gracias a todas las personas que contribuyeron en mi proceso durante la carrera,

a través de esta experiencia aprendí no solo de aspectos académicos si no de valores

y enseñanzas que traía cada persona, amigos y docentes que aportaron en mi

crecimiento como profesional y como persona.

A mi familia por estar comprometida con mi carrera por estar siempre a mi lado para

brindarme su apoyo y las ganas de seguir adelante en mi proyecto de vida.

Tabla de contenido

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 9

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................... 10

1.1 Descripción del problema ................................................................................. 10

1.2 Pregunta de investigación ................................................................................ 13

2. JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................... 14

3. OBJETIVO GENERAL ............................................................................................ 18

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................................... 18

4. MARCO TEÓRICO (RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN) .................................. 19

4.1 Marco histórico ................................................................................................. 19

4.2 Antecedentes ................................................................................................... 21

4.3 Estado del arte ................................................................................................. 24

4.4 Marco conceptual ............................................................................................. 25

4.5 Puesto De Trabajo ........................................................................................... 26

4.6 Posición De Trabajo ......................................................................................... 27

4.7 Ergonomía cognitiva ........................................................................................ 31

4.8 Parámetros antropométricos ............................................................................ 33

4.9 Dosificación .......................................................................................................... 35

4.10 Medición y metrología ...................................................................................... 37

4.11 Material para la industria de alimentos ............................................................. 38

5. HALLAZGOS .......................................................................................................... 39

5.1 Árbol de problema ............................................................................................ 45

6. METODOLOGÍA DE DISEÑO ................................................................................ 46

6.1 Tipologías de diseño ........................................................................................ 47

6.2 Requerimientos ................................................................................................ 51

6.3 Concepto de diseño ......................................................................................... 54

6.4 Alternativas de diseño ...................................................................................... 55

6.5 Alternativa Final ............................................................................................... 60

6.6 Definición Alternativa Final ............................................................................... 61

6.7 Proceso productivo .......................................................................................... 62

6.8 Planos .............................................................................................................. 63

6.9 Prototipo ........................................................................................................... 69

6.10 Materiales estimativos ...................................................................................... 74

7. Conclusión .............................................................................................................. 75

Bibliografía .................................................................................................................... 77

Tabla de fotografías

Fotografía 1: [Elaboración propia]. (Pereira.2016). Operaciones de dosificación y medición. .... 12

Fotografía 2: [Elaboración propia]. (Pereira.2016). Mesa de trabajo y dosificación ................... 16

Fotografía 3: [fuente:

https://patents.google.com/patent/US275216A/en?q=john+e&q=isaiah+hyatt]. (EE.UU.1883).

Patente de dosificadora ................................................................................................................ 19

Fotografía 4: (Fuente: http://www.maquitecandina.com). Dosificadora de tornillo para polvos.

....................................................................................................................................................... 21

Fotografía 5: Fotografía 5: (fuente: www.maqindustrialyservicios.com). Llenadora para polvos21

Fotografía 6: (Fuente: http://www.flexipack.com.gt). Dosificador .............................................. 22

Fotografía 7: (Fuente: http://www.flexicon.es/Equipos-y-Sistemas-de-Manejo-de-Materiales-a-

Granel/Volcadores-de-Tambores-Cajas-y-Contenedores/). Volteo Flexicon ............................... 22

Fotografía 8: (Fuente: http://www.flexicon.es /). Suministro por tornillo sin fin. ....................... 22

Fotografía 9: (fuente: http://www.tomelloso.in). Elevador de mudanzas .................................. 23

Fotografía 10: (fuente: http://www.genielift.es/). Montacargas. ................................................ 23

Fotografía 11: posturas (Fuente: Diseño antropométrico de puestos de trabajo protocolo

laboratorio de condiciones de trabajo) posturas ......................................................................... 28

Fotografía 12: (Fuente: Principios básicos de la economía de movimientos). Movimientos. ..... 30

Fotografía 13: Fuente: Parámetros antropométricos de la población laboral colombiana 1995)

Percentiles población colombiana ................................................................................................ 33

Fotografía 14: (fuente: Ingeniería industrial. Métodos, estándares y diseño de trabajo) altura

mesa de trabajo ............................................................................................................................ 34

Fotografía 15: (fuente: Ingeniería industrial. Métodos, estándares y diseño de trabajo).alcances

horizontal. ..................................................................................................................................... 34

Fotografía 16: dosificador de tornillo (Fuente: Diseño y construcción de un prototipo con

sistema scada) ............................................................................................................................... 35

Fotografía 17: dosificador de paletas rotativas (Fuente: Diseño y construcción de un prototipo

con sistema scada) ........................................................................................................................ 36

Fotografía 18: Dosificador de banda rodante (Fuente: Diseño y construcción de un prototipo

con sistema scada) ........................................................................................................................ 36

Fotografía 19: dosificador de banda rodante con balanza (Fuente: Diseño y construcción de un

prototipo con sistema scada) ....................................................................................................... 36

Fotografía 20: dosificador de banda rodante con balanza (Fuente: Diseño y construcción de un

prototipo con sistema scada) ....................................................................................................... 39

Fotografía 21: [elaboración propia] (Pereira,2016) Suministro de harina ................................... 40

Fotografía 22: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Medición y dosificación ................ 41

Fotografía 23: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Fermentación y volteo .................. 41

Fotografía 24: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Materias primas medición y

suministro ..................................................................................................................................... 42

Fotografía 25: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Prototipo 1 .................................... 69



Fotografía 28: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Poster 1 ......................................... 72

Fotografía 29: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Poster 2 ......................................... 73

Fotografía 30: Fotografía 30: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Código QR blog de

puesto de trabajo((https://sites.google.com/site/lauokmpodesign11/estacion-de-trabajo) ..... 74

Tabla de ilustraciones

Ilustración 1: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Suministro 1 ................................... 25

Ilustración 2: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Suministro 2 ................................... 26

Ilustración 3: Tipos de errores (Fuente: Personas y maquinas el diseño de su interacción desde

la ergonomía cognitiva) ................................................................................................................ 32

Ilustración 4: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Distribución zona de mezcla .......... 40

Ilustración 5: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Mapa mental .................................. 43

Ilustración 6: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Análisis zona de mezcla .................. 44

Ilustración 7: fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Árbol de problemas ......................... 45

Ilustración 8: Ilustración 8: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Metodología. ............ 46

Ilustración 9: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Concepto. ....................................... 54

Ilustración 10: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Secuencia definición de alternativas

sketch. ........................................................................................................................................... 55

Ilustración 11: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Alternativa 1 ................................. 56

Ilustración 12: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Alternativa 2. ................................ 57



Ilustración 15: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Alternativa final. ........................... 60

Ilustración 16: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Proceso técnico productivo. ......... 62

Tabla de graficos

Gráfico 1: [Elaboración propia]. (Pereira.2016). suministro ......................................................... 15

Tabla de tablas

Tabla 1: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Tipología 1 .............................................. 47




Tabla 5: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Tipología 5. ............................................. 49


Tabla 7: [Fotografía 9: [Elaboración propia]. (Pereira.2016). tipología 7 .................................... 50

Tabla 8: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos de uso. .......................... 51

Tabla 9: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos de función. ................... 51

Tabla 10: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos estructurales. ............. 52

Tabla 11: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos estructurales. ............. 52

Tabla 12: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos formal estético. .......... 53

Tabla 13: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos ambientales. .............. 53

Tabla 14: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos simbólicos

comunicativos. .............................................................................................................................. 53

Tabla 15: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos legales. ....................... 54

Tabla 16: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Evaluación alternativa 1. ...................... 56

Tabla 17 [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Evaluación alternativa 2. ....................... 57




Tabla 21: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Resultados alternativas. ....................... 61

Tabla 22: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Plano 1 .................................................. 63






Tabla 28: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Materiales estimativos. ........................ 74

RESUMEN

En este documento se hará una descripción acerca del proceso que se llevó a cabo para

el desarrollo de un diseño que se incorpora al sector industrial, este con el objetivo

principal de brindar mayor adaptabilidad al operario para que no incurra en

sobreesfuerzos a la hora de realizar sus operaciones de trabajo; con este proyecto se

evidencia la posibilidad de concentrar diversas disciplinas tales como la ingeniería

mecánica, ingeniería industrial y algunos temas acerca de factores de tratamiento de

alimentos, que son de gran importancia en la labor del diseñador para desarrollar

propuestas que realmente serán funcionales para el mercado actual.

Palabras claves: Industria, Ergonomía, Alimentos, Simbología

ABSTRACT

This document will be a description about the process that was undertaken to develop a

design that incorporates the industry, this with the main objective to provide greater

adaptability to the operator to not incur overstrain when performing work operations; with

this project the possibility of concentrating various disciplines such as mechanical

engineering, industrial engineering and some issues about factors food processing, which

are of great importance in the work of the designer to develop proposals that will actually

be functional for the market is evident current.

Keywords: Industry, Ergonomics, Food, Symbology

INTRODUCCIÓN

Para las industrias de alimentos es indispensable contar con sistemas que den soporte

para brindar mayor calidad a los procesos productivos que se llevan a cabo allí, en la

actualidad y teniendo en cuenta las numerosas empresas que vienen realizando

productos alimenticios, es importante contar con infraestructura capaz de competir

brindando estándares de calidad.

El caso de estudio que se aborda en este proyecto es la mejoría en cuanto al

proceso de la zona de mezcla en la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A para la realización

de las galletas de la marca SALTITACOS; Es de gran importancia contar con mejores

condiciones de trabajo, donde se proporcionen estándares de calidad que brinden mayor

cercanía a un proceso que se realice en condiciones adecuadas, las cuales ofrezcan

protección a sus empleados, donde se evidencie unidad en los procesos, teniendo los

elementos necesarios para corresponder a las necesidades que allí se presentan.

Con el fin de tener un mayor control del proceso se realizará una estación de trabajo que

facilite el suministro de materias sólidas en la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A.

10

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 Descripción del problema

En la industria de alimentos es posible encontrar gran variedad de instrumentos que

facilitan los procesos productivos en las empresas, a través de estas extensiones se

permite mejorar las acciones ejecutadas por la mano de obra en ciertas operaciones

que pueden ser de mayor provecho, ya que se realizan de forma más ágil y práctica. A

partir de esto, es posible definir la cantidad de productos que se van a producir durante

determinado tiempo y poder tener claridad de la viabilidad de la ejecución de las

actividades que se realizan dentro de la industria, como lo menciona, García (2006):

La importancia de las máquinas en la producción es indiscutible e inmensa, pues

aumentan y aceleran los procedimientos, perfeccionan los trabajos, abaratan las

cosas, ahorran esfuerzos penosos, hacen al hombre dueño de la producción, facilitan

el comercio, extienden el consumo, satisfacen muchas necesidades y promueven el

bienestar universal. (p.85)

Con esto se puede tener la facilidad de realizar diversas actividades industriales, y

aunque las máquinas pueden ser un factor de ayuda para las empresas, la mano de obra

sigue siendo importante, el ingenio humano es el encargado de dar órdenes a este tipo

de dispositivos, esto nos da a entender que el ser humano cuando se involucra en

procesos industriales estará sometido a actividades que si bien son necesarias, también

deben ser planteadas desde el análisis profundo del puesto de trabajo; la correcta

comunicación entre máquina y el operario, es un beneficio para no caer en el

sobreesfuerzo, las malas posturas y los reprocesos.

Por lo general el diseño del trabajo se olvida cuando se presenta un incremento en la

productividad, con mucha frecuencia la sobre posición de Procedimientos

simplificados da como resultado que los operadores realizan tareas repetitivas tipo

máquina lo cual provoca un mayor índice de lesiones musculo esqueléticas

relacionadas con el trabajo. (Niebel, 2009, p.6, prf, 2)

11

Para la industria de alimentos es importante contar con dispositivos que faciliten la

producción en masa, puede existir un control de cada actividad que se realiza para poder

desarrollar el producto con cualidades óptimas, ya que la industria de alimentos debe

tener un mayor cuidado en su ejecución teniendo en cuenta que es un producto

relacionado directamente con la salud y el bienestar de sus consumidores.

Se deben llevar a cabo constantes cambios en la producción dentro de la industria,

debido a las exigencias del mercado y las valoraciones que se tienen en cuenta para

poder tener un producto que cumpla con los requerimientos de las entidades que vigilan

el correcto funcionamiento de las empresas, para ello es primordial implementar mejoras

en los procesos productivos, en las máquinas y dispositivos, para la correcta

manipulación de materias primas, y así poder generar productos homogéneos, en menor

tiempo y con un costo más bajo.

En la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A en el municipio de Dosquebradas se trabaja

en la producción de galletas de soda; esta empresa se fundó el primero de febrero del

año 2007 realizando solo galletas saladas, para el año 2015 cuenta con 2 líneas de

producción y con 3 productos diferentes, galletas saladas, galletas con mantequilla y

galletas semidulces.

Para la empresa es importante que a través de los avances en cuestión de ventas y

exploración del mercado, sus procesos se vean también mejorados generando mayor

calidad en los productos que se realizan. Durante la fabricación de las galletas, existen

actividades en la elaboración de las materias primas, de estas depende la calidad, la

agilidad de realización de las actividades de manufactura, la manipulación correcta de

las operaciones por parte de los operarios y la optimización de los procesos; cada uno

de estos procesos están destinados a una actividad específica, y cada una de ellas debe

acoplarse una a la otra haciendo que sea constante el flujo de las materias primas, por

lo tanto se debe asegurar que cada componente del proceso este ajustado a los

parámetros de calidad para responder de la mejor manera a cada etapa. Teniendo en

cuenta esto, en la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A se evidencian problemas en el área

de mezclas, al momento de suministrar de materias primas, ya que es una operación

lenta, de actividades repetitivas al momento de hacer pesaje de las cantidades y cuando

12

se realiza la dosificación, ya que las cantidades de las materias primas varían y se debe

realizar proceso de medición para cada una de ellas.

A partir del problema hallado en la empresa fabricante de galletas INDUSTRIAS

TOMY S.A, se realizó un análisis del proceso que se lleva a cabo en la zona de mezcla,

para determinar cuáles son las principales causas que conllevan a presentarse dichos

problemas.

En análisis estadísticos y la confrontación de estos con entrevistas realizadas a los

empleados de la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A, se encontró que hay operaciones

que deben realizar, que le generan molestias físicas como; levantar bultos, desplazar los

coches de mezcla y los movimientos y desplazamientos que deben realizar durante la

dosificación y la medición,. Se realizó el análisis acerca de los tiempos que utilizan para

efectuar la actividad de suministro de materias primas a los coches de fermentación,

afirman que entre 3 y 5 minutos es el tiempo que disponen para realizar la actividad.

Fotografía 1: [Elaboración propia]. (Pereira.2016). Operaciones de dosificación y medición.

Las pausas que deben realizar entre operación y operación, hace que cada empleado

deba realizar otra actividad, en este caso cualquiera que sea necesaria, y no existe un

orden de ejecución de actividades. El desplazamiento en la zona de trabajo es dificultoso,

ya que existen obstáculos que incomodan, tales como la sobredimensión de algunos

elementos y la mala distribución del espacio.

13

Por lo tanto es necesario solucionar dicha problemática orientada a mejorar el proceso

al momento de realizar correctamente las actividades, de una manera ordenada, que

permita la disminución de procesos o actividades que realizan los operarios, para que de

esta manera los niveles de esfuerzo físico disminuyan, garantizando que el proceso de

dosificación sea confiable. De acuerdo con el análisis realizado se plantea el siguiente

interrogante.

1.2 Pregunta de investigación

¿Cómo mejorar el proceso de suministro de materias sólidas a través del diseño

de un artefacto que permita la optimización del proceso que se realiza en la zona de

mezcla en la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A?

14

2. JUSTIFICACIÓN

En las empresas que se encargan de procesos alimenticios es necesario contar con la

calidad de su maquinaria, ya que de ella dependen los resultados óptimos de los

productos elaborados, para ello se debe tener en cuenta que cada uno de los procesos

tengan una relación que permita que el proceso global sea exitoso.

La importancia de tener claridad en los diversos aspectos que rodean las actividades

de las empresas de alimentos, hace posible tener productos de calidad, que sean

correctamente concebidos y desarrollados, es un reto constante para las organizaciones

que se encargan de realizar productos alimenticios.

Para poder resolver de manera satisfactoria cada proceso se debe tener claridad

cuáles son las propiedades de las materias primas, cómo se deben manipular, cuáles

son sus cualidades químicas y físicas; para el caso de la dosificación de materias primas

en la industria, se ve la necesidad de contar con sistemas que avalen satisfactoriamente

el suministro indicado, para los procesos estandarizados que son necesarios en la

actualidad.

Cabe resaltar que en la industria de alimentos se puede encontrar sistemas que dan

solución a esta problemática sin embargo son soluciones para empresas de gran

tamaño, que si bien cumplen con su trabajo correctamente son soluciones costosas

donde involucran mayor producción, mayor cantidad de operarios y operaciones, por ello

es importante para este proyecto pensar en una solución que beneficie el proceso y a la

empresa, siendo esta económica y factible.

En este proyecto se plantea la solución de uno de los procesos de la empresa

INDUSTRIAS TOMY S.A ubicado en la zona de mezclas, ya que a través de encuestas

y entrevistas realizadas a los operarios, se evidencia una problemática que requiere una

solución.

15

Se realizaron encuestas y las preguntas que arrojan las problemáticas más

importantes fueron:

Gráfico 1: [Elaboración propia]. (Pereira.2016). suministro

Una parte importante en las actividades de toda empresa es que los procesos se

realicen en el menor tiempo posible, en la gráfica 1, muestra que se tardan

aproximadamente de 3 a 10 minutos suministrando las materias primas, adicional a esto

se debe realizar un proceso de medición lo cual toma un tiempo de entre 1 y 3 minutos

esto hace que se tarde en realizar el proceso aún más y se generan dos actividades

diferentes lo que involucra un mayor esfuerzo por parte de los operarios para realizar

dicha actividad.

Depender netamente de la agilidad con que realiza la actividad el operario, hace que

el procesos sea variable, no exista una constancia y un orden de trabajo.

En las entrevistas se pudo evidenciar que los operarios tienden a realizar sus

actividades de acuerdo a un parámetro de ejecución de actividades que realizan de

memoria, coel tiempo y a través del orden que le dan a la acomodación de los recipientes

de dosificación como se evidencia en la (Fotografía 2) tienen claro cuál es el recipiente

que deben disponer para realizar la actividad, sin embargo en el análisis del puesto de

trabajo, verificando su actividad se encontró que en ocasiones no suministran la materia

prima correcta con el recipiente correcto, es decir que tienden a confundir los recipientes

16

por ello es necesario que se plantee una mejoría desde lo simbólico para que no existan

este tipo de errores.

Fotografía 2: [Elaboración propia]. (Pereira.2016). Mesa de trabajo y dosificación

Desde el análisis de campo se evidencia sobre esfuerzo al momento de suministrar

la harina al coche de mezcla, ya que deben levantar el bulto de harina de 50kg a una

altura aproximada de 1 metro, esta actividad la deben realizar constantemente lo que

puede generar lesiones a largo plazo.

Es importante que desde el diseño se genere una solución que mejore el sistema, a

través de elementos que permitan dar una solución al proceso que se viene realizando

en la empresa, efectuar cambios en los procesos que se tienen actualmente, ya que

de esta manera se podrá evidenciar mejoras en cuanto a puestos de trabajo, aspectos

ergonómicos, recursos simbólicos del proceso para la correcta identificación y

comunicación usuario-objeto, corregir las condiciones de agotamiento y reprocesos

en la dosificación de materias sólidas, garantizando que dicha actividad se realice de

manera confiable, donde se pueda definir una labor estipulada para cada operario y

las actividades tengan un orden establecido. Lograr la eficiencia, a medida que se

simplifican las operaciones como afirma. (Niebel, 2009, p 8)

La eficiencia en costos y la confiabilidad del producto sin usar un exceso de capacidad

son elementos claves para la actividad exitosa en todas las áreas de negocios, la

17

industria y el gobierno, y representan el resultado final de la ingeniería de métodos, de

los estándares equitativos de tiempo y del diseño eficiente del trabajo.

Es así como con este proyecto de investigación se relacionan diversos campos entre

los que se encuentran el estudio de tiempos, que beneficia en el análisis de cuáles son

las actividades que debe realizar cada operario y qué estrategias se pueden utilizar para

la reducción de tiempos; la antropometría, para identificar los alcances de los elementos

que se van a diseñar; la ergonomía cognitiva, para la interacción de los operarios con las

máquinas; la metrología, que interviene para saber cuál puede ser el mejor sistema de

pesaje para la medición de materias primas; todos estos conocimientos integrarlos al

diseño para generar elementos dentro de un sistema que resultarán beneficios para

mejorar el procesos que se realiza actualmente en la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A.

18

3. OBJETIVO GENERAL

Desarrollar un artefacto para el suministro de materias primas sólidas, que a través del

diseño industrial permita la disminución de operaciones que se realizan en la zona de

mezcla en la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A

3.1 Objetivos específicos

Minimizar las operaciones que realizan los empleados, mediante la aplicación de

elementos que permitan suministrar las materias primas de manera óptima.

Mejorar las condiciones ergonómicas en la manipulación de los elementos a partir del

análisis de esfuerzos, que permita la disminución del agotamiento de los empleados.

Establecer elementos simbólicos que permitan la identificación que debe tener el

sistema de suministro para que sea comprensible por parte de los operarios.

19

4. MARCO TEÓRICO (RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN)

4.1 Marco histórico

Los sistemas de dosificación que existen en la industria de alimentos, sirven para

suministrar las materias primas bien sea directamente al embalaje final del producto o

se ajustan a procesos productivos para la elaboración de un producto que cuenta con

múltiples materias primas, estos sistemas que trabajan en conjunto con variedad de

piezas, son máquinas capaces de realizar operaciones automáticas las cuales permiten

ejecutar procesos en poco tiempo y benefician en la disminución de actividades.

La dosificación existe en la industria por la necesidad de suministrar cantidades

exactas de materias primas, la primera máquina de dosificación que se realizo fue la

inventada por los hermanos John e Isaiah Hyatt, que servía para suministrar celuloide

líquido, este consistía en una pieza que contenía el líquido y a través de un pistón

dosificaba la cantidad requerida por medio de accionamiento manual a una concavidad

que le daba forma a una pieza al endurecerse la celulosap, esta máquina fue patentada

en 1872 y da inicio a un sistema muy útil para la industria.

Fotografía 3: [fuente: https://patents.google.com/patent/US275216A/en?q=john+e&q=isaiah+hyatt]. (EE.UU.1883). Patente de dosificadora

20

Más adelante el inventor Foster Grant invento una máquina similar para la realización

de gafas a partir de resinas. En el ámbito de dosificación en la industria global estos

fueron los primeros inicios.

La evolución histórica de los sistemas de dosificación se da a partir de las

necesidades; anteriormente los procesos de la industria se realizaban manualmente,

debido a que no se exigían estándares de calidad definidos, la competencia entre

empresas no era importante ya que no existían dos iguales, es decir que no se

enfocaban a un mismo nicho de mercado, esto no representaba un riesgo económico

por lo tanto no involucraban maquinaria especializada. En la actualidad los niveles de

producción aumentan, con la competencia y las exigencias del mercado, por ello es

importante contar con maquinaria que brinde la posibilidad de aumentar la producción

para disminuir en los tiempos de elaboración y en los costos.

En la evolución de los puestos de trabajo se habla de tiempos y movimientos, aporte

del ingeniero Frederick Winslow Taylor quien en 1878 realizó estudios analíticos en la

organización del trabajo, a Taylor se le conoce como el padre de la administración

científica, inicia los estudios de tiempo en la década de 1880, propone que cada

empleado debe ser calificado para cada tarea y se le asigna una labor específica, los

aportes de Taylor llevaron a que se puedan realizar efectivamente las actividades dentro

de los procesos productivos, esto incluye que cada movimiento se realice sin generar

fatigas en los operarios en su jornada laboral. (Freivalds, 2009)

21

4.2 Antecedentes

Los trabajos realizados en la industria relacionados con sistemas de suministro de

materias primas son variados, existen máquinas y herramientas que aportan gran valor

a los procesos productivos, estos exigen un volumen de producción alto, es necesario

contar con maquinaria especializada, donde se conjugue el trabajo manual y la

maquinaria.

Dosificador para polvos, Medición a través de sistemas plc, Contenedor de polvo

Semiautomática (Fotografía 4)

Fotografía 4: (Fuente: http://www.maquitecandina.com). Dosificadora de tornillo para polvos.

Dosificador para polvos, Medición a través de contenedor con un volumen exacto.

Accionamiento manual, con desplazamiento horizontal para llenado. (Fotografía 5)

Fotografía 5: Fotografía 5: (fuente: www.maqindustrialyservicios.com). Llenadora para polvos

22

Dosificador volumétrico, Medición a través de contenedor con medida exacta

Tolva contenedora de material, automático (Fotografía 6)

Fotografía 6: (Fuente: http://www.flexipack.com.gt). Dosificador

Estructura que brinda la posibilidad de voltear el suministro de materias primas a un

lugar elevado, a través de volteo de masas. (Fotografía 7)

Fotografía 7: (Fuente: http://www.flexicon.es/Equipos-y-Sistemas-de-Manejo-de-Materiales-a-Granel/Volcadores-de-Tambores-Cajas-y-Contenedores/). Volteo Flexicon

Suministro de materias primas solidas a través de tornillo sin fin, permite transportar las

materias primas de un lugar a otro en este caso verticalmente. (Fotografía 8)

Fotografía 8: (Fuente: http://www.flexicon.es /). Suministro por tornillo sin fin.

23

Elevador de mudanzas, este dispositivo facilita el desplazamiento de grandes cargas a

lugares elevados, a partir de rieles que guían su desplazamiento. (Fotografía 9)

Fotografía 9: (fuente: http://www.tomelloso.in). Elevador de mudanzas

Montacargas con sistema hidráulico para elevar masas a una altura determinada

manualmente, a través de este dispositivo es posible transportar cargas de un lugar a

otro, para facilitar el desplazamiento.

Fotografía 10: (fuente: http://www.genielift.es/). Montacargas.

24

4.3 Estado del arte

En los procesos de dosificación de materias sólidas se han desarrollado trabajos en

las universidades de Colombia para brindar mejoras a los procesos industriales,

incorporando diseño, automatismos y componentes analíticos de manufactura, teniendo

en cuenta el tema de dosificación, se encuentran desarrollos relacionados con este tema

que brindan un gran potencial a los procesos industriales de las empresas colombianas.

Si bien es cierto que para conseguir una posición privilegiada, las industrias del país se

deben integrar con la academia, y generar conocimientos que aporten al desarrollo de

proyectos que brinden un soporte de innovación para competir con empresas en igualdad

de condiciones a nivel internacional.

Analizando las potencialidades en el tema relacionado con procesos de dosificación,

en las universidades se aborda gran variedad de temas que apuntan a mejorar la

industria, utilizando el enfoque de su carrera para intervenir y dar un soporte al proceso

para que este se ejecute de la mejor manera.

En la Universidad De San Buenaventura, facultad de ingeniería electrónica se

desarrolló una maquina dosificadora de grano para pequeñas industrias, este es un

sistema que facilita el control de la precisión de dosificación, la velocidad de llenado, el

tiempo que tarda en realizar una operación todos estos componentes del sistema se

realizan a través de microcontroladores, y el mecanismo es a través de tornillos sin fin,

movidos por motores. ( Gonzalez Avella & Sanchez Zamudio, 2008)

En la universidad de La Salle en Bogotá en la carrera de ingeniería de diseño y

automatización electrónica se realizó una maquina capaz de dosificar alimento granulado

para animales, sus principales características enfocadas a las competencias adquiridas

son, evidencia de ventajas en cuanto a la escogencia de un sistema volumétrico para

incorporar al proceso, ya que simplifica la actividad y permite realizar mediciones con

exactitud, la disminución en cuanto a las operaciones que debe realizar el trabajador, se

aseguraron partes de la máquina para cuidar al operario para que no resulten lesiones.

( Pinto Fajardo & Durán Sánchez, 2006)

25

En la Universidad De San Buenaventura, facultad de ingeniería se desarrolló un

proyecto enfocado a la automatización del proceso de dosificación de productos de aseo

que se utiliza en la empresa FULLER PINTO, esta se podría operar de manera práctica,

al rediseñar y modificar algunos componentes existentes del proceso anterior para que

no sucedan averías que puedan ocasionar pausas en la producción. ( Beltran Sánchez

& Cepeda Sánchez, 2008)

En estos proyectos encontrados relacionados con la industria se destaca el uso de su

componente primordial para cada carrera, el uso de dispositivos que permitan reducir el

número de operaciones que se deben realizar, el uso de estrategias para saber cuáles

son los principales problemas en los procesos industriales, descifrar los problemas y dar

mejorías oportunas que se incorporaron desde el estudio de cada carrera, es de beneficio

para comprender los problemas que encontraran los profesionales en su etapa laboral,

para saber interpretarlos, corregirlos y brindar lo mejor para competir con grandes

empresas.

4.4 Marco conceptual

El marco conceptual se realizará a partir de un análisis esquemático, donde se puede

definir cuáles son las variables del problema y como se clasifica cada una de ellas

teniendo en cuenta que en el proceso participan gran variedad de temas que permiten

profundizar en el conocimiento que allí se plantea.

A partir de estos esquemas se divide el estudio en diferentes partes.

Ilustración 1: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Suministro 1

26

Ilustración 2: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Suministro 2

Para el diseño de puestos de trabajo en la industria es necesario contar con variables

ergonómicas ya que a partir de estas se puede reconocer una mayor comodidad para

los operarios, de allí se desprenden variedad de aspectos que a futuro brindaran un

beneficio, estos son; la salud, la seguridad y la productividad del trabajador.

En la zona de mezcla en la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A, es posible evidenciar

que los operarios deben realizar actividades que pueden generar lesiones en la espalda

y las articulaciones que a futuro pueden desencadenar en una enfermedad profesional.

Al generar un nuevo sistema para la empresa es necesario entender 3 elementos

importantes que son, el puesto de trabajo es el espacio donde se realiza la actividad

productiva; la posición de trabajo, la postura que adopta el operario que puede ser

sentado, de pie, cuclillas, rodillas, acostado entre otras, y la superficie de trabajo es el

espacio que está al alcance de las extremidades.

4.5 Puesto de trabajo

El análisis del puesto de trabajo brinda la posibilidad de crear una descripción de las

actividades que se realizan, permite definir la relación de actividades y cuáles son las

habilidades y capacidades que debe tener un empleado para la realización de su trabajo.

27

El objetivo del análisis es mejorar el desempeño y la productividad, adaptar las

capacidades humanas a los parámetros que ofrece el puesto de trabajo. Para realizar el

análisis el autor Robbins (1994) “plantea los métodos de observación, entrevista,

entrevista en grupos, cuestionarios, conferencias técnicas a partir de esto se genera una

descripción que sirve de guía para la selección del personal adecuado según sus

capacidades, quienes están calificados o no”.

De acuerdo con estos términos para sustentar el análisis realizado en la empresa

INDUSTRIAS TOMY S.A se tomó de esto las entrevistas a los operarios y el análisis a

partir de la observación, que brinda una descripción de lo que realiza cada operario y

como se conjuga la operación de cada uno en el proceso, a partir de dicho análisis se

puede establecer de donde se puede partir para realizar los cambios necesarios en la

labor cotidiana de cada operario en su puesto de trabajo, determinando factores de

tiempo indispensable para optimizar de la mejor manera el proceso.

4.6 Posición de trabajo

Algunas características que dependen del ambiente de trabajo se pueden relacionar

con lesiones, a estas se les llama factores de riesgo, las características físicas son

generadas por la interacción entre el trabajador y el ambiente laboral que son posturas,

fuerza, repeticiones, velocidad/aceleración, duración, tiempo de recuperación, carga

dinámica, vibraciones entre otras; las características ambientales están relacionadas con

el estrés por las temperaturas, iluminación y ruido; las características posturales que son

las posturas que adopta el cuerpo al realizar el trabajo. La postura agachada se asocia

con un aumento en el riesgo de lesiones.

En la siguiente tabla se muestran 4 tipos de posturas que adoptan los trabajadores al

realizar su labor.

28

Fotografía 11: posturas (Fuente: Diseño antropométrico de puestos de trabajo protocolo laboratorio de condiciones de trabajo) posturas

Teniendo en cuenta que en la empresa en la zona de mezcla se realizan operaciones

en su mayoria de pie, se tiene una posicion prolongada, por ello es necesario tener en

cuenta algunos parametros.

Facilitar al trabajador un asiento para que pueda sentarse a intervalos periódicos, los

trabajadores deben poder trabajar con los brazos a lo largo del cuerpo y sin tener que

flexionarse ni girar la espalda excesivamente, el piso debe estar limpio, liso y no ser

resbaladizo, los trabajadores deben llevar zapatos cómodos y tacón bajo cuando

trabajen de pie, debe haber espacio suficiente para las rodillas a fin de que el

trabajador pueda cambiar de postura mientras trabaja, El trabajador no debe tener que

estirarse para realizar sus tareas. (Escuela Colombiana De Ingenieria Julio Garavito,

2009)

En el área de trabajo se debe tener claridad en cómo se deben efectuar correctamente

las acciones que deben realizar los operarios, El análisis de operaciones permite ejecutar

cada acción de una manera más eficaz, para lograr identificar los procesos productivos

y no productivos se utilizan métodos que facilitan dicho análisis, uno de los métodos que

facilitan el análisis de las operaciones es planteándose una serie de preguntas. Como lo

menciona, Freivalds (2009)

¿Por qué es necesaria esta operación?

¿Por qué esta operación se lleva a cabo de esta manera?

¿Por qué estas tolerancias son tan estrechas?

29

¿Por qué se ha especificado este material?

¿Por qué se ha asignado para hacer el trabajo a esta clase de operador?

La pregunta por qué de inmediato sugiere otras, entre las que se incluyen Como,

quien, donde, y cuando por lo tanto los analistas se pueden preguntar

¿Cómo puede llevarse a cabo esta operación de una manera mejor?

¿Quién puede realizar mejor esta operación?

¿Dónde puede realizarse la operación a un menor costo o con una mayor calidad?

¿Cuándo debe realizar la operación para invertir la menor cantidad de manejo de

materiales?

A partir de la aplicación de estas preguntas, las respuestas brindaran una

aproximación a la solución y a la generación de nuevas ideas y mejoras para las

operaciones que se vienen realizando en el proceso, en el caso de la zona de mezcla en

la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A, es apropiado aplicar dichas preguntas durante el

proceso de análisis para encontrar factores que posibilitan profundizar en el contexto del

problema, se puede determinar qué parámetros se deben tener de referencia para

aplicar las posibles soluciones al diseño del sistema, y cuáles pueden ser más óptimos,

cuales son las necesidades más importantes y las menos importantes para tener un nivel

de prioridades para ejecutar la solución.

Otra de las posibilidades que se muestran evidentes para solucionar es la eliminación

de actividades para que el proceso tarde menor tiempo en realizarse, de esta manera el

proceso permite ahorrar dinero y tiempo.

Cada acción de los empleados es un cumulo movimientos que al actuar de manera

conjunta se permite la consecución del proceso industrial, y teniendo en cuenta que cada

movimiento depende de un tiempo, es importante el análisis de la economía de

movimientos, aplicar dicho análisis, reconoce que el trabajador realice su trabajo con

rapidez y con poco esfuerzo con el fin de disminuir costos fatiga.

Los principios básicos de la economía de movimientos son.

30

Fotografía 12: (Fuente: Principios básicos de la economía de movimientos). Movimientos.

Estos principios no son aplicables a todos los procesos, sin embargo los primeros 3

mencionados son fundamentales, que son:

Movimientos básicos del cuerpo humano: las manos deben realizar el trabajo de

tal manera que comiencen y terminen simultáneamente y evitar que estén inactivas al

tiempo.

Se clasifican en, movimiento de los dedos, movimiento de las coyunturas, movimiento

de antebrazo, movimiento brazo completo, movimientos que incluyen el cuerpo y las

piernas

Disposición y condiciones en el trabajo: todas las herramientas que serán de uso

para que se lleve a cabo constante deben tener un sitio fijo y todo material que se utilice,

reducir tiempos teniendo al alcance los elementos que se necesiten, tener un perímetro

que permita tener a la mano todos los elementos necesarios, se deben contar con

requisitos de visibilidad en el lugar de trabajo, estipular un ritmo de trabajo con fluidez.

Diseño de herramientas y equipos de trabajo: los parámetros desde el punto de

vista mecánico en las maquinas son importantes, sin embargo es indispensable

garantizar que haya una correcta disposición de elementos como botones, manivelas y

palancas, estos parámetros deben estar plenamente asociados a el factor humano para

que funcionen correctamente, tener presente que cada elemento del diseño este ubicado

de tal manera que no genere lesiones a los operarios, evitar en lo posible el mayor riesgo.

31

El diseño de las partes que componen el puesto de trabajo, deben determinar su

fabricación para que desde la concepción se tengan en cuenta factores como la

reducción de número de operaciones y las distancias en recorridos, donde se centre las

operaciones en un rango de espacio que facilite los procedimientos y sean efectivos.

4.7 Ergonomía cognitiva

En un ambiente laboral, en donde las máquinas y equipos cuentan con gran variedad de

elementos que están en comunicación con el usuario, este debe ser capaz de interpretar

la información que cada elemento le está comunicando desde su forma y sus simbología.

Es frecuente encontrar que las personas llegan a la inadecuada comunicación con los

objetos que lo rodean, por ello es necesario entender algunos parámetros que sirven de

sustento para realizar objetos que desde su concepción estén pensados para que la

comunicación que de ellos proviene sea entendida por un usuario determinado.

Teniendo en cuenta esto la ergonomía cognitiva permite concretar algunas pautas

para desarrollar de la mejor manera un objeto que estará en comunicación con el usuario,

se analiza el trabajo humano, en términos de representación y procesos cognitivos, y se

contribuye al diseño del lugar de trabajo para y apoyar un procesamiento cognitivo fiable,

efectivo y satisfactorio. (Delgado, 2004)

Es importante tener claro que los errores que suceden, efectuados por una persona

no son relacionados con procesos mentales defectuosos, esto ocurre principalmente a

consecuencia de no tener en cuenta al diseñar un sistema de trabajo como una persona

percibe, atiende, toma decisiones, etc.

En los modelos cognitivos del error humano se estudian los procesos mentales que

llevan a cometer un error, entre ellos está el que plantea James Reason, errar es de

humanos, el error no puede ser del todo erradicado si está en manos de un humano, es

por esto que para el caso de la industria se debe plantear una unión entre sistemas

productivos y mano de obra, para así definir una red de seguridad que permita mayor

confiabilidad.

32

El modelo de tipos de errores que plantea Reason (Ilustración 3) se clasifica en

equivocaciones, errores cometidos debido a una mala interpretación o una inadecuada

planificación de las acciones, y los slips, son errores cometidos a la hora de ejecutar las

acciones basadas en la habilidad, y los lapsos son errores debido a los olvidos. (Delgado,

2004)

Ilustración 3: Tipos de errores (Fuente: Personas y maquinas el diseño de su interacción desde la ergonomía cognitiva)

El uso de simbología a partir de figuras y gráficos, permite dar una mayor comprensión

a los elementos que componen un equipo industrial, el objetivo principal de tener

representaciones graficas en los dispositivos industriales es indicar lo que se debe

realizar, simplificar un proceso, ayudar para ejecutar fácil y adecuadamente el

mantenimiento; la ubicación y sistematización de cómo se debe realizar un proceso en

la industria evita en ocasiones que hayan lesiones, ya que existen una serie de pasos

que llevan al usuario a realizar operaciones que lo alejen del peligro.

A partir de este modelo se definen las variables para formular los puntos focales que

hacen que el ser humano frecuente el error, en el caso de la empresa INDUSTRIAS

TOMY S.A el diseño que se plantea debe cumplir, con objetivos que se presentan desde

la interacción usuario objeto, para así desde la formulación de la solución se dé respuesta

a como los errores que se frecuentan sean erradicados de raíz.

33

4.8 Parámetros antropométricos

Para poder abordar correctamente el inicio del diseño de un elemento que estará en

comunicación con un usuario es fundamental incorporar parámetros antropométricos.

En Colombia se tienen registro de un análisis realizado a 2100 trabajadores 785

mujeres y 1315 hombres en edades entre los 20 y 60 años con el fin de caracterizar la

población laboral. (Estrada M., Camacho P., Restrepo C., & Parra M., 1995)

A continuación se muestran las tablas que sirven para la realización de diseño de

puestos de trabajo teniendo en cuenta variables antropométricas, ya que estas

proporcionan los datos fundamentales para determinar el diseño de cualquier producto.

Fotografía 13: Fuente: Parámetros antropométricos de la población laboral colombiana 1995) Percentiles población colombiana

Altura superficie de trabajo se debe establecer a una altura determinada donde los

brazos superiores deben colgar de forma natural y los codos deben flexionarse en un

ángulo de 90°.

En caso de que la mesa este elevada por encima de lo establecido puede producir

fatiga en los hombros, y si es muy baja el cuello y espalda se flexionan hacia adelante lo

que produce fatiga en la espalda, solo existen algunas modificaciones a este principio en

caso de levantamiento de partes pesadas, es una ventaja que la superficie se baje unos

34

20 cm para utilizar los músculos del tronco y otra alternativa es inclinar el puesto de

trabajo aproximadamente 15° (Niebel & Freivalds, 2009).

Fotografía 14: (fuente: Ingeniería industrial. Métodos, estándares y diseño de trabajo) altura mesa de trabajo

Fotografía 15: (fuente: Ingeniería industrial. Métodos, estándares y diseño de trabajo).alcances horizontal.

35

4.9 Dosificación

Los sistemas de dosificación como se menciona en el informe Diseño y construcción

de un prototipo con sistema scada aplicado al control del micro clima y dosificación del

producto almacenado en silos, (Torres, 2012) se encargan de controlar la concentración

de un producto en un espacio determinado, de esta manera se garantiza la

homogeneidad en una mezcla, la dosificación hace que se suministre el material en las

diferentes etapas de un proceso.

Para determinar qué sistema de dosificación es el adecuado es importante determinar

cuáles son las características de la sustancia a suministrar, cuál será la precisión

deseada, es decir si la cantidad suministrada debe tener un rango de precisión

establecido y el modo del servicio; para ello existen diferentes tipos de dispositivos para

la dosificación en los que se encuentran 3 clases de dosificadores, los de solidos secos

y sólidos en polvo, líquidos o gases.

Entre los dosificadores para solidos secos y en polvo están los volumétricos, donde

estos sistemas están alimentados por tolvas con agitador de pala que permite una

alimentación uniforme, impide aglomeración o cúmulos de material; los sistemas

volumétricos más conocidos son los dosificadores de tornillo, compuerta rotativa, banda

rodante, la selección del dispositivo depende de la sustancia a dosificar la precisión y la

fluidez.

En el sistema de dosificación de tornillo, libera un volumen determinado de material

por cada vuelta que realiza el tornillo, la velocidad de este depende del sistema de

reducción de velocidad (engranajes) puede tener un funcionamiento intermitente o

continuo y no resulta ser muy preciso en la cantidad que suministra. (Fotografía 16)

Fotografía 16: dosificador de tornillo (Fuente: Diseño y construcción de un prototipo con sistema scada)

36

En el sistema de dosificación por compuerta rotativa, es una paleta que a media que

gira en la cavidad de cada paleta se deposita el material a dosificar, este proceso puede

ser más impreciso que el de tornillo. (Fotografía 17)

Fotografía 17: dosificador de paletas rotativas (Fuente: Diseño y construcción de un prototipo con sistema scada)

En el dosificador de banda rodante, en este sistema se cuenta con una banda que

transporta la materia prima que cae desde una tolva. (Fotografía 18)

Fotografía 18: Dosificador de banda rodante (Fuente: Diseño y construcción de un prototipo con sistema scada)

En el dosificador gravimétrico se habla de mayor precisión ya que la variación de las

materias primas no influye en la dosis de descarga, los que más se utilizan son los

dosificadores de banda y dosificadores por pérdida de peso; en los dosificadores de

banda se habla de control de velocidad de la banda y un control de salida de material

que puede determinar la cantidad de materia prima que se requiere. (Fotografía 19)

Fotografía 19: dosificador de banda rodante con balanza (Fuente: Diseño y construcción de un prototipo con sistema scada)

37

4.10 Medición y metrología

La metrología es como se afirma en el informe METROLOGÍA Y MECÁNICA DE

BANCO, Escuela Colombina de Ingenieria (2007)

La ciencia de las medidas; en su generalidad, trata del estudio y aplicación de todos

los medios propios para la medida de magnitudes, tales como: longitudes, ángulos,

masas, tiempos, velocidades, potencias, temperaturas, intensidades de corriente, etc.

Por esta enumeración, limitada voluntariamente, es fácil ver que la metrología entra

en todos los dominios de la ciencia.

La metrología se clasifica de acuerdo a su función, la metrología legal, su propósito es

verificar que haya cumplimiento de los procedimientos de medición, a través de la

correcta manipulación de los instrumentos con que se realizan las mediciones. La

metrología científica, se encarga de mantener las técnicas de medición, es decir que

haya un orden establecido para que exista un control de las técnicas y los métodos de

medición, mejorar la exactitud de las mediciones. La metrología industrial, se encarga de

realizar la medición y calibración de patrones y equipos dentro de la empresa.

La metrología también se clasifica según la técnica de medición que se va a utilizar

(Escuela colombiana De Ingenieria, 2007) “Metrología geométrica o dimensional,

Metrología eléctrica, Metrología química, Metrología fotométrica, Metrología de presión

o neumática, Metrología acústica, Metrología de tiempo y frecuencia y Metrología óptica”

Para el proceso de diseño para la realización del sistema de dosificación y medición

para la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A, es importante tener algunos principios de la

metrología, ya que se manejan materias primas que requieren de una dosis determinada

para la realización de las galletas, La confiabilidad de los instrumentos de medición es

un factor importante, y sobre todo que de ello depende la estandarización de los

productos alimenticios, que se eviten lo posible que varié la forma, la consistencia, el

sabor etc. De los productos que estén involucrados, en un estudio realizado en la

empresa FRISBY se estableció lo siguiente, Vanegas (1995)

En algunas ocasiones es necesario crear nuevos cargos que aporten utilidad a la

compañía y logren cuantificar o cualificar los resultados, que como es el caso de

38

metrología, se llegan a conocer en el momento de hacer las respectivas calibraciones,

ya que, hasta el momento la calidad de las mediciones que se hacen no se puede

garantizar, y por lo tanto no pasan de ser una incertidumbre.

Este factor de incertidumbre es también evidente en el proceso que se lleva en la zona

de mezcla en la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A ya que corre por cuenta de los

mismos empleados la información suministrada sobre las dosis de materias primas, esta

información no es del todo confiable ya que es almacenada por escrito en papel, sin duda

poder contar con un sistema que contenga instrumentación que facilite y realice de

manera confiable el proceso de medición es necesario, Contar con un sistema

normalizado que de validez a las cantidades exactas que se deben utilizar en la

manipulación de materias primas, permite que el proceso no sufra variaciones en la

formulación, por ello se debe tener acceso a sistemas que sean confiables y permitan

realizar con precisión el proceso metrológico.

4.11 Material para la industria de alimentos

En la industria de alimentos se suele utilizar en mayor medida el acero inoxidable, ya

que cuenta con propiedades funcionales óptimas para facilitar el proceso en las

industrias, entre ellas se encuentra las propiedades mecánicas, la resistencia a la

corrosión, higiene y facilidad de limpieza.

El acero inoxidable puede ser usado en situaciones muy complejas como la

elaboración de tanques para la industria, hornos industriales, lavaplatos entre otros, y en

situaciones muy simple como la elaboración de cucharas, ollas, tubos etc.

El acero inoxidable por ser resistente a la corrosión puede estar en contacto con

alimentos, con este se evitan anomalías químicas para conservar las propiedades

organolépticas (sabor, olor, textura) de los alimentos; la superficie fina del acero

inoxidable permite que la limpieza sea más fácil y eficiente, por eso es difícil que

desarrollen bacterias en ella.

39

El porcentaje de acumulación de bacterias del acero inoxidable con respecto a otros

materiales como el vidrio, porcelana y algunos plásticos es mínimo como se muestra en

la siguiente tabla.

Fotografía 20: dosificador de banda rodante con balanza (Fuente: Diseño y construcción de un prototipo con sistema scada)

5. HALLAZGOS

Durante la ejecución de las galletas, existen dinámicas en la elaboración de las

materias primas, de estas depende la calidad, la agilidad de realización de las actividades

de manufactura, la manipulación correcta de las operaciones por parte de los operarios

y la optimización de los procesos; cada uno de estos procesos están destinados a una

actividad específica, y cada una de ellas debe acoplarse una a la otra haciendo que sea

fluido el desarrollo de las materias primas y sea constante, se debe asegurar que cada

componente del proceso este ajustado a los parámetros de calidad para responder de la

mejor manera a cada proceso que trabaja de la mano.

Teniendo en cuenta esto, en la empresa INDUSTRIAS TOMY S.A se evidencia en el

área de medición, control y dosificación de materias primas un problema, ya que es una

operación lenta, de actividades repetitivas al momento de hacer pesaje de las cantidades

y cuando se realiza la dosificación, es donde se ralentiza el proceso intentando sacar

la medición exacta de material.

40

A partir del problema hallado en la empresa fabricante de galletas INDUSTRIAS

TOMY S.A, se realiza un análisis del proceso que se lleva a cabo en la zona de mezcla

en donde la medición y dosificación están presentando problemas a la hora de ejecutar

las operaciones que allí se deben realizar.

En el siguiente esquema se aprecia cuáles son las actividades que se realizan en la

zona de mezcla para entender cuáles son sus principales dificultades.

Ilustración 4: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Distribución zona de mezcla

En la primera estación del proceso como se describe en el esquema esta la

dosificación de harina, allí dos operarios deben suministrar al coche 2 bultos de harina,

estos no pasan por medición ya que lo que se necesita de harina es lo que cada bulto

contiene.

Fotografía 21: [elaboración propia] (Pereira,2016) Suministro de harina

41

Luego se desplaza el coche a la dosificación de materias que si deben ser pesadas

en la báscula.

Fotografía 22: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Medición y dosificación

Luego el coche se desplaza a la zona de mezcla, en esta, se estipulan ciertos tiempos

dependiendo de lo que se mezcla, ya que existe un proceso de fermentación de las

mezclas una es llamada esponja que es la unión de las primeras materias primas, estas

una vez mezcladas durante 6 minutos pasan a la sala de fermentación durante 12 horas,

luego de pasadas, se incorporan al coche otras materias primas y nuevamente se

mezcla, esta vez durante 7 minutos, en esta parte se le llama masa al producto, luego

pasa a la sala de fermentación nuevamente durante 5 horas más, una vez pasado este

tiempo se mide el ph de la masa, si está en su punto se puede realizar el volteo, pasa la

masa a una tolva donde se inicia el proceso de laminación de la galleta.

Fotografía 23: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Fermentación y volteo

42

Luego de realizar el análisis de la zona de mezcla se evidencian que hay un problema

localizado en el suministro de materias primas al coche por múltiples factores iniciando

en la dosificación de harina allí los operarios deben levantar los bultos y descoserlos,

esto hace que deban realizar esta acción repetidamente lo que genera un lapso de

tiempo de aproximadamente 2 minutos para hacer esta operación, adicional a esto hay

un sobreesfuerzo por parte del operario al tener que agacharse y luego levantar el bulto

y debe ser un proceso que ejecutan 2 personas ya que el peso del bulto es de 50 kilos y

por órdenes de la administración se debe realizar de esta manera.

Con el resto de materias primas se debe realizar un proceso que requiere de múltiples

elementos.

Fotografía 24: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Materias primas medición y suministro

Baldes, palas, jarras y una báscula son los elementos que se utilizan actualmente en

la empresa, estos hacen que el proceso se vuelva engorroso por la cantidad de

elementos, que no cuentan con características simbólicas que lo diferencien uno de otro,

ya que se dispone de un balde diferente para cada materia prima lo que debe tener una

etiqueta de identificación por cada balde estas son etiquetas de papel que acumulan

suciedad y se cambian constantemente por que se borran con el tiempo; hablando del

proceso que realizan los operarios, se evidencia que ejecutan múltiples desplazamientos

por la ubicación de la mesa de trabajo, deben sacar las materias primas dosificarlas a

los baldes, pesarlas en la báscula y luego suministrarlas a los coches.

43

Ilustración 5: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Mapa mental

44

Ilustración 6: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Análisis zona de mezcla

45

5.1 Árbol de problema Ilustración 7: fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Árbol de problemas

46

6. METODOLOGÍA DE DISEÑO Ilustración 8: Ilustración 8: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Metodología.

47

6.1 Tipologías de diseño

Tabla 1: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Tipología 1


48



49

Tabla 5: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Tipología 5.


50

Tabla 7: [Fotografía 9: [Elaboración propia]. (Pereira.2016). tipología 7

51

6.2 Requerimientos

Tabla 8: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos de uso.

Tabla 9: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos de función.

Aislar mecanismos de los

componentes que están en

contacto con el usuario, evitar

atrapamientos

52

Tabla 10: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos estructurales.

Tabla 11: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos estructurales.

53

Tabla 12: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos formal estético.

Tabla 13: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos ambientales.

Tabla 14: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos simbólicos comunicativos.

54

Tabla 15: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Requerimientos legales.

6.3 Concepto de diseño

Ilustración 9: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Concepto.

55

6.4 Alternativas de diseño

Ilustración 10: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Secuencia definición de alternativas sketch.

56

Alternativa 1

Ilustración 11: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Alternativa 1

Bandeja de volteo para suministrar harina, cuenta con un eje de giro que permite elevar

la materia prima y dosificarla al coche de mezcla, esta alternativa cuenta con un sistema

de cilindro hidráulico para tener mayor control sobre el peso de la bandeja. La mesa de

trabajo para las demás materias primas, cuenta con tres cavidades que tienen su

respectiva estructura de soporte para incorporar los costales.

Evaluación

Tabla 16: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Evaluación alternativa 1.

57

Alternativa 2

Ilustración 12: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Alternativa 2.

Estructura que permite elevar bandeja bultos de harina, cuenta con un mecanismo

manual para transportar la bandeja a la parte superior del coche, este mecanismo es a

través de una palanca que enrolla el cable a medida que la bandeja asciende (winch), se

plantea una solución utilizando el winch directamente de su eje de enrolle, guiando el

cable que hala la bandeja a través de poleas, y otra solución extendiendo el eje de giro

y acoplando un manubrio para facilitar la interacción del usuario con el sistema.

La mesa de trabajo cuenta con una distribución de las cavidades para ubicar los bultos,

de tal manera que el operario no realice demasiados desplazamientos, esta mesa tiene

en su centro la báscula colgante que permite hacer la medición de las materias primas

directamente.

Evaluación

Tabla 17 [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Evaluación alternativa 2.

58

Alternativa 3


Esta alternativa cuenta con doble riel para transportar la bandeja que eleva los bultos

de harina, uno de los rieles facilita que la bandeja en este caso pueda desplegarse y

poner a disposición del operario los bultos en la parte superior del coche de mezcla. Esta

propuesta funciona a través de un motor y cadenas que es lo que permite que la bandeja

se desplace verticalmente.

Evaluación


59

Alternativa 4


Para la elevación de los bultos de harina esta propuesta cuenta con un riel lateral que

permite que la bandeja pueda dar un giro que hace que los bultos pasen de una posición

vertical a una horizontal facilitando el suministro al coche de mezcla, el mecanismo para

elevar la bandeja es a través de winch eléctrico que facilita el desplazamiento y sea

efectivo y rápido el desplazamiento sobre el riel.

La propuesta de la mesa de trabajo es móvil, con el fin de ubicar los bultos de las

materias primas fácilmente, desplazándose directamente a donde están los bultos.

Cuenta con un sistema de elevación para cuando el bulto pierda la cantidad de materia

prima no se posicione por debajo de la posición del operario, así el suministro estará a

nivel de manejo del operario para no generar malas posturas, para elevar los bultos

cuenta con un sistema de elevación hidráulica que será manejada a través de un pedal.

Evaluación


60

6.5 Alternativa Final

Ilustración 15: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Alternativa final.

Visitar blog para visualizas funcionamiento

(https://sites.google.com/site/lauokmpodesign11/estacion-de-trabajo)

61

6.6 Definición Alternativa Final

Para la harina, el suministro será a través de una bandeja móvil que ascenderá por medio

de un riel, transportando 2 bultos de harina; para el suministro de bicarbonatos y sal será

a partir de un carro con una bandeja que cuenta con 3 cavidades donde se ubican los

bultos con dicha materia prima, esta bandeja podrá ascender para elevar el bulto y

garantizar que los operarios tendrán alcance a ellas, y de esta manera dosificar a los

baldes de suministro y realizar pesaje en la balanza que se encuentra en la mesa de

trabajo.

Esta propuesta cuenta con un análisis profundo los mecanismos, se determinó el

mecanismo de transmisión por cadenas ya que brinda mayor seguridad, esta brinda la

posibilidad de ascender y descender de tal manera que no ocurran movimientos

agresivos durante el desplazamiento.


RESULTADOS Y CONTRASTES DE ALTERNATIVAS

Tabla 21: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Resultados alternativas.

La alternativa definitiva paso por diversos análisis para llegar a ella, a través de las

alternativas propuestas se analizaron diferentes formas y mecanismos para determinar

los parámetros necesarios para seleccionar la propuesta establecida; esta alternativa es

la idónea en contraste con las demás por su facilidad para el suministro de materias

primas, para garantizar que el operario no deba realizar movimientos que puedan

generar molestias o accidentes.

62

Para la alternativa final se determina evitar sacar las materias primas de su empaque, ya

que si esto ocurre es posible que las materias primas estén en contacto con bacteria o

puede ser afectada por temperatura que pueden afectar sus propiedades, una solución

de este tipo puede generar elevados costos por lo que se deben aplicar materiales que

no afecten dichas propiedades ya que debe recurrir a procesos productivos para generar

contenedores que cumplan con normas de inocuidad, utilizando materiales indicados

para el transporte de las materias primas en este caso debería contar con ductos

especiales, todo esto buscando siempre mantener las propiedades de las materias

primas intacta, por ellos en la solución que se plantea se utiliza su empaque principal,

siendo este el que se desplaza y sirve como contenedor para suministrar las materias

primas.

6.7 Proceso productivo

Ilustración 16: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Proceso técnico productivo.

63

6.8 Planos Tabla 22: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Plano 1

64

Tabla 23: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Plano 2

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6.9 Prototipo

(PROTOTIPO AESCALA 1:3)

Fotografía 25: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Prototipo 1

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71


72

Fotografía 28: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Poster 1

73

Fotografía 29: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Poster 2

74

6.10 Materiales estimativos

Tabla 28: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Materiales estimativos.

CODIGO QR SITIO WEB

Fotografía 30: Fotografía 30: [fuente: Elaboración propia] (Pereira, 2016). Código QR blog de puesto de trabajo((https://sites.google.com/site/lauokmpodesign11/estacion-de-trabajo)

75

7. Conclusión

- Poder brindar soluciones a la industria, desde el diseño industrial permite

acompañar los procesos para beneficiar no solo a los dueños de las empresas,

sino también a los empleados; desde la mirada del confort industrial se pueden

establecer diseños que desde su concepción hasta la fabricación están siempre

pensados en brindar el mayor potencial desde cualquier óptica, ya sea

visualmente agradable y acorde al contexto, que comunique su funcionamiento a

los usuarios, que permita a las personas poder tener una relación con el diseño

que no le genere fatigas molestias a largo plazo, que cumpla a ciencia cierta con

el fin para el que fue hecho.

- Durante el proceso de diseño de este puesto de trabajo se pudo evidenciar la

importancia que tiene el diseñador industrial de poder apoyarse de múltiples

conocimientos, para encontrar soluciones que avalen el diseño, es necesario

empaparse de otras disciplinas para generar soluciones acordes con lo requerido.

- Tras el desarrollo de este proyecto se pudo encontrar soluciones que sirvieron de

apoyo para componer el resultado final, desde el contexto de industria es

necesario tener claro desde su inicio cuales son las verdaderas necesidades que

se evidencian, poder realizar un análisis del contexto que permite brindar una

solución que apunte a mejorar los problemas allí evidenciados.

- Durante el proceso de aprendizaje en mi carrera pude tener claro criterios que

sirvieron de base pare ejecutar el diseño, aportando mis conocimientos, pude

brindar una solución a través de metodologías de diversos autores que me

permitieron estructurar mi propia metodología, y desarrollar satisfactoriamente la

solución propuesta.

- Es importante tener presente la posibilidad de hacer visible el diseño industrial en

la industria, ya que el conocimiento que tenemos como diseñadores en la

usabilidad y el comportamiento de los seres humanos al comunicarse con un

76

objeto puede beneficiar en gran medida a este sector productivo, para establecer

una balanza entre la mano de obra y la maquinaria automática, para que el ser

humano nunca se desentienda de su quehacer como ser activo en el mundo.

77

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