complejos industriales ed.upc

Complejos industriales

Miquel Casals Casanova, ed.M. Dolors Calvet PuigXavier Roca Ramon

Primera edicin: septiembre de 2001

Los autores, 2001 Edicions UPC, 2001

Edicions de la Universitat Politcnica de Catalunya, SLJordi Girona Salgado 31, 08034 BarcelonaTel.: 934 016 883 Fax: 934 015 885Edicions Virtuals: www.edicionsupc.ese-mail: [email protected]

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Depsito legal: B-14.897-2001ISBN: 84-8301-541-2

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ndice p5

NDICE

1 Introduccin a complejos industriales y definicin de la problemtica general de sudiseo

1.1 Introduccin ............................................................................................................................ 111.2 Introduccin histrica a los complejos industriales ................................................................ 11

1.2.1 La pre industria........................................................................................................ 111.2.2 La primera industrializacin .................................................................................... 131.2.3 El siglo XX y el presente ......................................................................................... 14

1.3 Interrelaciones arquitectura-industria-construccin................................................................ 171.4 La teora de sistemas. Concepcin actual de las plantas industriales................................... 181.5 Generalidades para el diseo de plantas industriales............................................................ 20

2 Los medios de produccin

2.1 Introduccin ............................................................................................................................ 232.2 Definicin del proceso industrial............................................................................................. 23

2.2.1 Objetivos ................................................................................................................. 232.2.2 Fuentes de informacin........................................................................................... 242.2.3 Representacin grfica del proceso industrial ........................................................ 25

2.3 Distribucin en planta del proceso industrial .......................................................................... 322.3.1 Anlisis producto-cantidad (P-Q), definicin del SLP ............................................. 342.3.2 Anlisis y sntesis del SLP ...................................................................................... 35

2.4 Formas de procesos industriales............................................................................................ 36

3 Elementos auxiliares del sistema de produccin

3.1 Introduccin ............................................................................................................................ 393.2 Definicin ................................................................................................................................ 393.3 Clasificacin............................................................................................................................ 393.4 Servicios generales de fabricacin......................................................................................... 40

3.4.1 Unidades auxiliares para la produccin .................................................................. 403.4.2 Oficinas ................................................................................................................... 413.4.3 Laboratorios ............................................................................................................ 433.4.4 Almacenes............................................................................................................... 443.4.5 Talleres auxiliares ................................................................................................... 45

3.5 Servicios para el personal ...................................................................................................... 463.5.1 Comedores.............................................................................................................. 463.5.2 Servicios de higiene ................................................................................................ 463.5.3 Servicios mdicos ................................................................................................... 483.5.4 Servicios recreativos ............................................................................................... 483.5.5 Aparcamientos ........................................................................................................ 49

3.6 Bibliografa muy interesante ................................................................................................... 49

4 Distribucin en planta

4.1 Introduccin ............................................................................................................................ 514.2 Sistematic layout planning (SLP)............................................................................................ 51

4.2.1 Anlisis del sistematic layout planning.................................................................... 534.2.2 Sntesis del sistematic layout planning ................................................................... 624.2.3 Evaluacin, seleccin, implementacin y seguimiento ........................................... 62

4.3 Ejemplos de alternativas y distribucin en planta definitiva ................................................... 63

p6 Complejos industriales

5 La salud laboral en la planta industrial

5.1 Introduccin ............................................................................................................................ 655.2 Marco legal ............................................................................................................................. 655.3 Real decreto 486/1997. Disposiciones mnimas de seguridad y salud en los

lugares de trabajo................................................................................................................... 675.3.1 Disposiciones generales ......................................................................................... 675.3.2 Obligaciones del empresario................................................................................... 675.3.3 Condiciones generales de seguridad y salud en los lugares de

trabajo ..................................................................................................................... 68

6 Caractersticas de un edificio industrial

6.1 Introduccin ............................................................................................................................ 776.2 Caractersticas implcitas en la distribucin en planta............................................................ 776.3 Otras caractersticas a poseer por un edificio industrial......................................................... 776.4 Tcnicas de climatizacin para el edificio industrial............................................................... 786.5 Caractersticas exteriores y tcnicas pasivas para climatizacin........................................... 78

6.5.1 Reduccin necesidades de calefaccin.................................................................. 786.5.2 Reduccin necesidades de refrigeracin................................................................ 796.5.3 Tcnicas pasivas..................................................................................................... 79

6.6 Tcnicas pasivas para ventilacin.......................................................................................... 816.6.1 Ventilacin natural................................................................................................... 826.6.2 Ventilacin artificial.................................................................................................. 82

6.7 Tcnicas pasivas para iluminacin natural............................................................................. 86

7 Elementos constructivos. Forjados, soleras y pavimentos

7.1 Introduccin ............................................................................................................................ 897.2 Forjados.................................................................................................................................. 89

7.2.1 Definicin y funciones ............................................................................................. 897.2.2 Tipos y mbitos de aplicacin de forjados .............................................................. 897.2.3 Forjados unidireccionales ....................................................................................... 897.2.4 Forjados reticulares o bidireccionales..................................................................... 937.2.5 Losas....................................................................................................................... 84

7.3 Soleras.................................................................................................................................... 967.3.1 Definicin y funciones ............................................................................................. 967.3.2 Tipos y mbitos de aplicacin de soleras ............................................................... 96

7.4 Pavimentos ............................................................................................................................. 977.4.1 Definicin y funciones ............................................................................................. 977.4.2 Tipos y mbitos de aplicacin ................................................................................. 97

8 Elementos constructivos. Cubiertas

8.1 Introduccin .......................................................................................................................... 1038.2 Definicin y funciones........................................................................................................... 1038.3 Conceptos previos ................................................................................................................ 1048.4 Tipologas y mbitos de aplicacin....................................................................................... 106

8.4.1 Cubierta plana ....................................................................................................... 1078.4.2 Cubierta inclinada.................................................................................................. 1108.4.3 Cubiertas curvas ................................................................................................... 114

8.5 Sistemas de evacuacin de aguas pluviales........................................................................ 115

ndice p7

9 Elementos constructivos. Fachadas

9.1 Introduccin .......................................................................................................................... 1199.2 Definicin y funciones de los cerramientos .......................................................................... 1199.3 Clasificacin previa............................................................................................................... 1199.4 Tipos y mbitos de aplicacin .............................................................................................. 119

9.4.1 Fachadas de obra de fbrica ................................................................................ 1209.4.2 Fachadas de hormign ......................................................................................... 1219.4.3 Fachadas metlicas .............................................................................................. 1269.4.4 Fachadas acristaladas .......................................................................................... 128

10 El sistema estructural

10.1 Introduccin .......................................................................................................................... 13110.2 Definicin y funciones de una estructura.............................................................................. 13110.3 Elementos del sistema: suelo-cimentacin y estructura ...................................................... 13110.4 Subsistemas estructurales ................................................................................................... 13210.5 Tipologas estructurales y mbitos de aplicacin................................................................. 134

10.5.1 Estructuras de fbrica de obra .............................................................................. 13410.5.2 Estructuras de hormign ....................................................................................... 13610.5.3 Estructuras metlicas ............................................................................................ 138

10.6 Estructuras mixtas ................................................................................................................ 14110.7 Criterios para la eleccin del tipo de estructura ................................................................... 143

11 Introduccin a las instalaciones en el edificio industrial I

11.1 Introduccin .......................................................................................................................... 14711.2 Instalaciones de agua fra .................................................................................................... 147

11.2.1 Consumos ............................................................................................................. 14811.2.2 Acometida ............................................................................................................. 14811.2.3 Tratamiento de aguas ........................................................................................... 15011.2.4 Red de distribucin................................................................................................ 15011.2.5 Materiales.............................................................................................................. 151

11.3 Instalacin de agua caliente sanitaria .................................................................................. 15111.3.1 Red de distribucin................................................................................................ 152

11.4 Instalaciones de aire comprimido ......................................................................................... 15211.4.1 Produccin de aire comprimido............................................................................. 15211.4.2 Redes de distribucin............................................................................................ 153

11.5 Instalaciones de proteccin contra incendios....................................................................... 15311.5.1 Sectorizacin......................................................................................................... 15311.5.2 Evacuacin............................................................................................................ 15411.5.3 Instalaciones de deteccin automtica ................................................................. 15411.5.4 Instalacin de extincin manual ............................................................................ 15511.5.5 Instalacin de extincin automtica ...................................................................... 15611.5.6 Abastecimiento de agua........................................................................................ 15611.5.7 Control de humos.................................................................................................. 157

11.6 Instalaciones de evacuacin y saneamiento........................................................................ 15711.6.1 Aguas pluviales ..................................................................................................... 15811.6.2 Aguas fecales........................................................................................................ 15811.6.3 Aguas industriales ................................................................................................. 15811.6.4 Materiales.............................................................................................................. 15911.6.5 Pozos de bombeo ................................................................................................. 15911.6.6 Estaciones depuradoras ....................................................................................... 160

11.7 Instalaciones de vapor.......................................................................................................... 16011.7.1 Generacin de vapor............................................................................................. 16011.7.2 Tuberas para el transporte de vapor.................................................................... 161


12 Introduccin a las instalaciones en el edificio industrial II

12.1 Introduccin .......................................................................................................................... 16312.2 Ventilacin ............................................................................................................................ 163

12.2.1 Ventilacin natural................................................................................................. 16412.2.2 Ventilacin mecnica ............................................................................................ 16412.2.3 Cortinas de aire ..................................................................................................... 165

12.3 Climatizacin ........................................................................................................................ 16612.3.1 Sistemas autnomos............................................................................................. 16612.3.2 Sistemas distribuidos ............................................................................................ 16712.3.3 Consideraciones en el diseo ............................................................................... 17012.3.4 Criterios de dimensionamiento.............................................................................. 17012.3.5 Equipos y materiales ............................................................................................. 170

12.4 Instalacin elctrica .............................................................................................................. 17212.4.1 Instalacin elctrica de alta tensin ...................................................................... 17212.4.2 Instalaciones elctricas de baja tensin................................................................ 173

13 Ordenacin del territorio. Localizacin

13.1 Introduccin .......................................................................................................................... 17713.2 Ordenar el territorio. Planificar su futuro............................................................................... 17713.3 Visin histrica...................................................................................................................... 17713.4 Los primeros intentos de planificacin ................................................................................. 178

13.4.1 Plan Haussmann. Pars 1840-1880 ...................................................................... 17813.4.2 Planes de ensanche.............................................................................................. 17913.4.3 Ciudad jardn y la carta de Atenas ........................................................................ 179

13.5 Los retos del presente .......................................................................................................... 18013.6 Legislacin: el derecho y la obligacin de planificar ............................................................ 18013.7 Anlisis y eleccin de la localizacin.................................................................................... 18213.8 Parmetros de localizacin .................................................................................................. 182

13.8.1 Naturaleza de la indstria y su clasificacin ......................................................... 18313.8.2 Anlisis de las condiciones geogrficas ............................................................... 18313.8.3 Anlisis de las condiciones urbansticas............................................................... 18413.8.4 Estudio del entorno ............................................................................................... 18413.8.5 Capital humano y capital intelectual...................................................................... 184

13.9 Eleccin de la localizacin.................................................................................................... 185

14 Urbanismo I. Legislacin y clasificacin

14.1 Introduccin .......................................................................................................................... 18714.2 Figuras urbansticas que definen el planteamiento.............................................................. 187

14.2.1 Legislacin vigente................................................................................................ 18714.2.2 Nueva Llei durbanisme......................................................................................... 189

14.3 Clasificacin del suelo .......................................................................................................... 19014.4 Suelo urbano. Definicin de solar......................................................................................... 190

14.4.1 Diferencia entresuelo rural y suelo urbano ........................................................... 19014.4.2 El suelo urbano, se hace....................................................................................... 19114.4.3 Suelo urbano. Caractersticas............................................................................... 19114.4.4 Definicin de solar................................................................................................. 19214.4.5 Informe y certificado urbanstico ........................................................................... 192

14.5 Suelo urbanizable ................................................................................................................. 19214.6 Suelo no urbanizable............................................................................................................ 19314.7 Zonas y sistemas.................................................................................................................. 193

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15 Urbanismo II. Conceptos y ordenanzas de la edificacin

15.1 Introduccin .......................................................................................................................... 19515.2 Plan general municipal de ordenacin ................................................................................. 19515.3 Programas de actuacin urbanstica. PAU .......................................................................... 19615.4 Planes parciales ................................................................................................................... 19615.5 Gestin de los planes parciales............................................................................................ 196

15.5.1 Gestin por compensacin ................................................................................... 19615.5.2 Gestin por cooperacin ....................................................................................... 19715.5.3 Gestin por expropiacin ...................................................................................... 197

15.6 Proyecto de urbanizacin ..................................................................................................... 19715.7 Proyecto de reparcelacin.................................................................................................... 19815.8 Planes especiales................................................................................................................. 19815.9 Ordenanzas de edificacin ................................................................................................... 19815.10 Ejemplo prctico ................................................................................................................... 200

Introduccin a complejos industriales y definicin de la problemtica general de su diseo p 11

1 INTRODUCCIN A COMPLEJOS INDUSTRIALES Y DEFINICINDE LA PROBLEMTICA GENERAL DE SU DISEO

1.1 INTRODUCCIN

En esta primera leccin se pretende realizar una introduccin a la materia de complejos industriales,as como una definicin de la problemtica general de su diseo.

En cierta forma se pretende que el estudiante tenga una visin global de la complejidad de la materia,as como de lo que va a aprender a lo largo del curso.

Los complejos/plantas industriales son el reflejo de la sociedad, con lo cual a lo largo del tiempo hanido evolucionando junto con sta. En esta asignatura se quiere llenar de contenido el paso existenteentre la sociedad y su reflejo en los complejos industriales.

Sociedad

Planta / Complejos industriales

1.2 INTRODUCCIN HISTRICA A LOS COMPLEJOS INDUSTRIALES

1.2.1 La pre industria

El referente histrico que ms ha afectado al mundo de la industria ha sido la revolucin industrial.sta se inici en el siglo XVIII e implica un antes y un despus en el mundo industrial. En el presentematerial se ha denominado como pre industria a lo sucedido en este campo antes de estarevolucin industrial.

En la pre industria las grandes fbricas pertenecan a los estados (astilleros, fbricas de armas, etc.)con lo que acostumbraban a ser obras faranicas pagadas con dinero pblico. La optimizacin de losedificios no era un objetivo prioritario, con lo que su diseo no era el ms depurado que poda existir(lo importante era la fabricacin). Un ejemplo de ello se encuentra con Les Drassanes de Barcelona,las cuales eran astilleros para crear barcos con los que poder comerciar y hacer guerras en elMediterrneo (ver Imagen 1.1).


Imagen 1.1. Astilleros de Barcelona

En la pre industria, aparte de las grandes fbricas, exista una pequea industria (talleres)completamente artesanal (carpinteros, herreros, textiles, etc.). Se caracterizaba por el uso abundantede la mano de obra, con procesos completamente manuales y nada mecanizados.

Los edificios anteriores a la revolucin industrial estaban realizados, bsicamente, de madera y obracermica, con lo que el riesgo de incendios era muy elevado.

En los talleres pre industriales se aprecia en s mismos la medida humana, teniendo semejanza a lavivienda y sus dimensiones; puertas, ventanas, alturas eran algo mayores que las urbanas, perotenan como referencia al hombre, lo mismo puede decirse de sus materiales y formas constructivas.

En las imgenes 1.2 y 1.3 se aprecia el carcter puramente artesanal que tenan los pequeostalleres privados.

Imgenes 1.2 y 1.3. Industria artesanal


1.2.2 La primera industrializacin

Tal y como se ha indicado anteriormente, en el siglo XVIII se produjo la revolucin industrial. Trasesta se abri un periodo que se ha denominado como la primera industrializacin.

Este periodo estuvo fuertemente influenciado por dos puntos importantes. El primero de ellos fue lacreacin de la mquina de vapor (Imagen 1.4), la cual revolucion completamente la industria.Gracias a ella ya no era necesario que todos los movimientos mecnicos de las herramientas fueranproducidos por la mano del hombre, sino que se dispona de una energa para ello. Evidentemente selograron producciones mucho ms elevadas que antao y surgieron las primeras grandes fbricasprivadas. Se pas de usar herramientas manuales a usar mquinas.

Imagen 1.4. Mquina de vapor

El otro punto importante que se produjo en este periodo de tiempo fue el uso, para la construccin,del hierro. Se empieza a acrecentar la produccin de ste atendiendo a dos causas, una debida a lamejora tcnica del proceso que supuso el uso del coque, lo que permiti la produccin en masa, yotra como consecuencia de la demanda exigida por la construccin de maquinaria.

A partir de ese momento la arquitectura de la industria adopta al hierro fundido como materialconstructivo por varias razones: en primer lugar, porque la produccin en masa del hierro abaratcostes; en segundo lugar, la estructura de la construccin se adapt a los nuevos procesosindustriales, las dimensiones de las nuevas mquinas exiga grandes salas con el mnimo deobstruccin, las columnas de hierro fundido reemplazan los pilares de madera; y en tercer lugar, lafrecuencia de los incendios en las fbricas llev a investigar las posibilidades del hierro como materialpara las estructuras de las fbricas (sustituyendo a la madera).En ese momento la arquitectura industrial inici su proceso diferenciador. Los antiguos talleresindustriales (tal y como se ha comentado anteriormente) se basaban en la medida humana, teniendosemejanza a la vivienda, mientras que con el paso de la herramienta a la mquina se provoc elcambio de tomar como referencia la medida humana para situar el punto de referencia en lamaquinaria y sus instalaciones, siendo ste un aspecto que distingue esencialmente a la arquitecturaindustrial de la primera industrializacin.

As pues, el hecho de que la sociedad avanzara tecnolgicamente mediante nuevos inventos como elde la mquina de vapor, provoc un cambio en la industria, en su arquitectura y en su construccinque acab afectando a los complejos industriales. Debido a la aparicin de grandes fbricas lapoblacin tiende a aglutinarse en puntos geogrficos concretos en busca de trabajo (desertizando elcampo), con lo que se construyen grandes cantidades de viviendas al lado mismo de las industrias(se crean grandes ciudades industriales). Adems, por el hecho de usar la mquina de vapor seempieza un proceso de contaminacin de la atmsfera que genera una imagen sucia y oscura de lasciudades que en aquel entonces se crearon. Un ejemplo de ello se puede apreciar en la imagen 1.5.


Imagen 1.5. Ciudad industrial contaminada

Otro hecho caracterstico de este periodo de primera industrializacin es que en muchos casos sesum la energa producida por la mquina de vapor con la energa hidrulica. Ello provoc laaparicin de industria en las zonas altas de los ros (para aprovechar los posibles saltos naturales).La consecuencia de este hecho fue la creacin de colonias fabriles donde antes tan slo haba unpequeo taller artesano que aprovechaba una turbina hidrulica. Estas colonias se desarrollaronalrededor de una fbrica y debieron incorporar viviendas para los trabajadores, as como los serviciosque estos podan necesitar (iglesias, escuelas, etc.). Un ejemplo de ellas se muestra en la imagen1.6.

Imagen 1.6. Colonia fabril

1.2.3 El siglo XX y el presente

A finales del siglo XIX y principios del XX aparecen las llamadas cadenas o lneas de montaje. Estasfueron el embrin de la produccin en serie, aunque, en aquel momento, se desplazaban losoperarios y no los objetos a manipular. Un ejemplo de ello es la fbrica de coches de Ford en EEUU,donde se aprecia que el coche se queda inmvil y son los operarios los que se van moviendo pararealizar diferentes operaciones sobre los vehculos (Imagen 1.7).


Imagen 1.7. Cadena de produccin de Ford

En el siglo XX aparece la electricidad, lo cual significa un gran cambio en la concepcin de fbrica. Enlas cadenas de montaje ya es el objeto a manipular el que se desplaza, mientras que el operariotrabaja siempre en el mismo lugar (Imagen 1.8). Adems, ya no es necesario que la construccin seaestrecha para aprovechar la luz natural entrante por las ventanas. Ahora se puede disponer de luzartificial en cualquier punto de la fbrica.

Imagen 1.8. Cadena de Produccin de Nissan

Otro cambio significativo en el mundo industrial del siglo XX es la tendencia a agrupar las fbricaslejos de las ciudades, en polgonos industriales. De esta forma se evitan las molestias queprovocaban a los habitantes de las ciudades y se consiguen conjuntos de edificios ordenados conunas necesidades parecidas (ver Imagen 1.9). Esta es una necesidad que aparece en la sociedad porsu cansancio de la contaminacin de todo tipo que provocaba el hecho de tener las fbricas al ladode las viviendas. Una vez ms, la industria se adapta a las necesidades de la sociedad.


Imagen 1.9. Polgono industrial

Actualmente, ya en el siglo XXI, se estn introduciendo una serie de cambios que alcanzarn sumximo apogeo en un corto periodo de tiempo. Estn entrando con mucha fuerza las Tecnologas dela Informacin y Comunicacin (TICs), basadas en una mayor informatizacin y robotizacin de losprocesos industriales. La tendencia es la de necesitar cada vez menos mano de obra noespecializada (en la cadena de montaje), sustituyndose por robots controlados medianteordenadores (ver imgenes 1.10 y 1.11).

Imgenes 1.10 y 1.11. Tecnologas de la Informacin y Comunicacin (TICs)

Otra tendencia actual es la aparicin de los parques cientficos (Imagen 1.12), los cuales son muyparecidos a los polgonos industriales, pero con pequeas matizaciones diferentes. Por ejemplo,deben destinar una cierta cantidad de recursos a investigacin, a cambio stos consiguen unascondiciones fiscales especiales.

Normalmente las empresas que se sitan en los parques cientficos son empresas que aplican altastecnologas y que cuidan bastante su imagen externa. Ello implica que el diseo de los edificios deestos parques sea ms depurado, novedoso y vanguardista.


Imagen 1.12. Parque cientfico

Mediante estos parques cientficos se pretende cambiar la imagen de los polgonos industrialesclsicos del siglo XX, los cuales acostumbraban a estar muy dejados y sucios.

1.3 INTERRELACIONES ARQUITECTURA-INDUSTRIA-CONSTRUCCIN

La conclusin de lo mostrado hasta el momento en el presente captulo es que los complejosindustriales son el reflejo de la sociedad. As pues, stos evolucionan al mismo ritmo que la sociedad.Para ello se basan en una interrelacin no lineal entre la industria, la arquitectura y la construccin (laforma de construir), las cuales hacen de puente para transmitir las necesidades de uno a otro.

Sociedad

Planta / Complejo Industrial

Arquitectura

Industria

Construccin Arquitectura

Industria

Construccin Arquitectura

Industria

Construccin


1.4 LA TEORA DE SISTEMAS. CONCEPCIN ACTUAL DE LAS PLANTASINDUSTRIALES

Antes de entrar en la teora de sistemas se dar una definicin de planta/complejo industrial:

Se entiende como Planta Industrial a una instalacin industrial compleja constituida por diferentessecciones o sectores, fsicamente separados en reas, donde los edificios pueden tener un carctersecundario o no existir, en los que se integra no slo las funciones de produccin (tambinelementos auxiliares), y donde todo debe estar dirigido hacia la satisfaccin de las necesidadesimpuestas por este proceso industrial de produccin. As pues, dichas instalaciones son slo unmedio (muy importante) de produccin.Un ejemplo de planta industrial donde los edificios puedentener un carcter secundario o no existir se puede observar en la imagen 1.13.

En la imagen 1.14 se puede apreciar como las instalaciones son slo un medio para conseguir unaproduccin. Lo ms importante es el proceso productivo, aunque por s solo no funcionaria (necesitade una serie de elementos auxiliares).

Imagen 1.13. Planta industrial sin edificios o bien secundarios

Imagen 1.14. Instalaciones slo un medio para conseguir una produccin


Tal y como indica la definicin de planta industrial anteriormente mostrada, una planta industrial esuna instalacin compleja, para cuyo diseo hay que tener en cuenta multitud de factores. As sepuede decir que la planta industrial es un sistema que se divide en una serie de subsistemas y quetodo junto se encuentra englobado en el sistema empresa.

Los subsistemas en los cuales se divide el sistema planta industrial son:

Proceso productivo Layout (distribucin en planta) Mquinas y equipos Terreno Edificios Personal Servicios auxiliares Varios (en funcin de cada caso en concreto)

Para poder realizar un buen diseo de una planta industrial es necesario tener en cuenta todos lossubsistemas citados. En la figura 1.1 se puede observar de forma esquemtica esta teora desistemas.

Fig. 1.1. Teora de Sistemas

Los subsistemas del sistema planta industrial vienen a ser sus condiciones de contorno.

En esta teora de sistemas cabe destacar que es absolutamente necesario que los edificios seintegren dentro del sistema planta industrial ... para satisfacer la finalidad y el objetivo a cumplir.

LAYOUT

TERRENO

PERSONAL

MAQUINASY EQUIPOS

EDIFICIOS

VARIOSSERVICIOSAUXILIARES

SISTEMA EMPRESA

PLANTAINDUSTRIAL

PROCESO


1.5 GENERALIDADES PARA EL DISEO DE PLANTAS INDUSTRIALES

El primer paso para realizar el diseo de una planta industrial es hacerse una serie de preguntas:

Qu es lo que se va a fabricar o producir? Para qu va a servir la planta industrial? (respuesta en funcin del producto a fabricar). Quin va a usar la planta industrial? (respuesta en funcin de los medios de produccin de la

planta).Para responder estas preguntas existen una serie de factores (internos y externos) que influyen en elproceso de diseo de la planta. Estos son:

De una forma ms concreta, estos factores se pueden descomponer en :

Requisitos del procesoConocer perfectamente el proceso industrial que se quiere implantar.

Requisitos y legislacin laboralPara el diseo se debe tener en cuenta la legislacin laboral vigente.

Requisitos y legislacin ambientalSe debe tener en cuenta la legislacin ambiental vigente.

Otra legislacin particular: constructiva, proceso, etc.Se debe conocer la legislacin que afecta a la construccin as como si existe alguna legislacinespecfica para el proceso a realizar o parte de este.

Requisitos empresariales: imagen, etc.Se deben tener en cuenta los requisitos y necesidades de la empresa que se va a implantar en elcomplejo industrial.

Imagen 1.15. Industria con un depurado diseo esttico

INTERNOS

EXTERNOS /DE ENTORNO

Proceso industrial

Factores econmicos

Consideraciones humanas

Factores ambientales

Consideraciones estticas


Requisitos socialesEn el diseo de la planta hay que considerar los requisitos sociales de la zona donde se va aimplantar la industria, as como las necesidades de sus trabajadores.

Imagen 1.16. Empresa con equipamientos deportivos para sus empleados

Limitaciones del terreno/parcelaHay que observar bien como es el terreno; pendientes, resistencia (afectar a lascimentaciones), etc.

LocalizacinSe debe escoger correctamente el lugar donde ubicar la empresa; cerca de autopistas, cerca deaeropuerto, cerca del mercado de consumo, cerca de las materias primeras, etc.

Imagen 1.17. Empresa cerca de autopista


Materiales disponiblesHay que tener en cuenta qu materiales para la construccin hay disponibles en la zona dondese va a construir.

Condiciones de constructibilidadHay que asegurarse que lo que se quiere hacer, constructivamente hablando, es factible.

Requisitos econmicos a corto y a largo plazoSe debe realizar una estimacin de los recursos econmicos que sern necesarios para laimplantacin (a corto y a largo plazo).

As pues, se deben analizar todos estos factores en el momento de realizar el diseo de la plantaindustrial, teniendo en cuenta que la solucin final debe ser verstil, flexible, posible de ampliar,estndar, funcional, estable y econmica.

Con todo lo indicado en este captulo se puede observar la complejidad y la multitud de factores atener en cuenta para realizar el diseo de una planta industrial. A modo de resumen se introduce lafigura 1.2, donde se pueden apreciar todos los requisitos y caractersticas que se han comentadoanteriormente.

Fig. 1.2. Resumen esquemtico del Captulo 1

EDIFICIO INDUSTRIAL

Posib . Ampliacin

EstabilidadFuncionalidad EconomaEstandarizacin

Versatilidad Flexibilidad Posib . Ampliacin

EstabilidadFuncionalidad EconomaEstandarizacin

Versatilidad Flexibilidad

Requisitos ylegislacin

laboral

Requisitosdel proceso

Otra legislacinparticular :

constructiva,proceso, etc

Limitaciones delterreno/parcela

Requisitossociales

Condicionesconstructibilidad

MaterialesdisponiblesRequisitos y

legislacinambiental

Requisitosempresariales:

imagen...

Requisitoseconmicos c.p.

Requisitoseconmicos l.p.

Localizacin

D.E.P.

legislacinlaboral

Requisitosdel proceso

Otra legislacinparticular :

construproceso, etc

Limitaciones delterreno/parcela

Requisitossociales

Condicionesconstructibilidad

MaterialesdisponiblesRequisitos y

legislacinambiental

Requisitosempresariales:

imagen...

Requisitoseconmicos c.p.

Requeconmicos l.p.

Localizacin

D.E.P.D.E.P.

Los medios de produccin p23

2 LOS MEDIOS DE PRODUCCIN

2.1 INTRODUCCIN

Esta leccin es la primera de un conjunto de tres que persiguen el objetivo final de realizar una ptimadistribucin en planta (Layout) de una industria.

Concretamente en esta leccin 2 se explica cmo conocer el proceso industrial a implantar, culesson sus necesidades, cmo reflejarlo grficamente, y se introduce un procedimiento para realizar ladistribucin en planta que en lecciones posteriores se completar.

2.2 DEFINICIN DEL PROCESO INDUSTRIAL

2.2.1 Objetivos

El primer paso que se debe seguir para realizar una implantacin de una industria es el conocerperfectamente el proceso industrial a desarrollar. Para ello primero es necesario saber cules son losobjetivos que se persiguen con la definicin de este proceso. Estos objetivos son los siguientes: Minimizar inversiones en equipos

Los equipos acostumbran a ser bastante caros con lo que se debe intentar no comprarmaquinaria que no se vaya a usar o bien que sea infrautilizada (pudindose usar otras mquinasms universales y menos especficas).

Minimizar tiempo total de produccinEvidentemente si se puede realizar una pieza en 2 horas, ser mejor que en 4 horas. De todasformas, se deben tener en cuenta ms aspectos para poder valorar este punto, como porejemplo el aspecto econmico (qu coste econmico implica el reducir el tiempo de produccin,y si este coste vale la pena).

Utilizar el espacio (existente o a proyectar) de la forma ms eficazSe debe tener en cuenta que actualmente el espacio significa dinero, con lo que ste se debeaprovechar al mximo.

Leccin 2.- Los medios de produccin

Leccin 3.- Elementos auxiliares del sistema de produccin

Leccin 4.- Distribucin en planta

+


Disponer todos los medios para el mximo confort, satisfaccin y seguridad del personalActualmente la normativa de seguridad es bastante estricta, con lo que sta se debe tener encuenta en el momento de realizar el diseo. Adems, est vigente la idea de que un trabajadorcontento con su trabajo es ms productivo que otro que no lo est.

Minimizar el coste de manutencin (manipulacin de materiales)Hay que tener en cuenta que la manipulacin de materiales de un lado a otro son operacionesque no aportan ningn valor aadido sobre el producto final, sino que provocan un coste. Aspues, es muy interesante el reducir este tipo de costes tenindolo en cuenta en el momento deldiseo.

Minimizar la diversidad del tipo de equipo para la manutencinCuantos menos equipos diferentes se tengan mucho mejor para la industria. Se debe tender(siempre que se pueda) a utilizar equipos universales que puedan realizar varias operacionesdiferentes del proceso. De esta forma, el hecho que uno de estos equipos se estropee no suponeningn contratiempo demasiado importante para el proceso, pues se puede suplir temporalmentepor otro que pueda hacer lo mismo.

Mantener la flexibilidad de la implantacinEl proceso industrial es algo que est vivo y que con el tiempo se puede ver modificado. Estasposibles modificaciones se deben tener en cuenta en el momento del diseo, para que cuandose produzcan no suponga un coste demasiado elevado para la empresa.

2.2.2 Fuentes de informacin

El principal problema de cualquier tcnico que necesite conocer el proceso industrial de unaimplantacin es saber de donde tiene que obtener la informacin. De modo muy esquemtico, cabeindicar que principalmente pueden aparecer dos casusticas distintas. Estas dos casusticas estn enfuncin de los conocimientos que tenga el cliente de su proceso industrial a implantar.

A) El cliente conoce perfectamente el proceso industrialPuede darse el caso de que el cliente sepa perfectamente cmo funciona el proceso debido aque ya tiene otras implantaciones similares realizadas, o bien porque ha trabajado cierto tiempoen una empresa con el mismo sistema, etc. En este caso, la fuente de informacin principal deltcnico ser el propio cliente, del cual hay que extraerle la mxima informacin posible. Ademsse deben aplicar los conocimientos adquiridos por el diseador (tcnico), ya sea por su propiaexperiencia, o bien por su enseanza acadmica. Y finalmente puede ser necesario buscarinformacin complementaria especfica sobre alguna parte concreta del proceso, como porejemplo datos tcnicos de alguna mquina, normativa especfica, etc.

Si el cliente conoce:

Cliente Conocimientos diseador Informacin complementaria

B) El cliente no conoce el proceso industrialEste acostumbra a ser el caso ms habitual. El cliente tan slo sabe lo que quiere producir, perono sabe cmo hacerlo. En este caso hay que extraer la informacin bsica del cliente, como porejemplo qu hay que producir, qu cantidad, etc. Aparte se deben aplicar tambin losconocimientos adquiridos por el diseador y buscar informacin complementaria (datos tcnicos,normativa, etc.). En esta casustica es muy importante realizar una bsqueda bibliogrficabastante exhaustiva para adquirir conocimientos tericos e intentar ver industrias similares a la


que se tiene que implantar para adquirir conocimientos prcticos. El hecho de ver estasindustrias parecidas no es para copiar su proceso directamente, sino que se debe observar,estudiar, analizar, criticar y a ser posible mejorar para la nueva implantacin.

Si el cliente no conoce:

Informacin bsica del cliente Conocimientos del diseador Bibliografa + informacin complementaria

2.2.3 Representacin grfica del proceso industrial

Una vez el diseador conoce el funcionamiento del proceso industrial lo debe reflejar en una serie dediagramas y fichas de mquinas. En estos diagramas debe haber las necesidades del proceso, esdecir, sus operaciones, sus mquinas, sus suministros, etc. En las fichas de mquinas quedanreflejados los datos tcnicos de cada mquina que se va a usar en el proceso industrial.

La informacin obtenida del proceso industrial se refleja en:de operaciones/proceso

- Diagramas de mquinas

de flujos- Fichas de mquinas

Seguidamente se explican qu son estos diagramas y las fichas de mquinas.

Diagrama de proceso

En este diagrama se grafican todas las operaciones que intervienen en cada proceso industrial quese tenga en la implantacin. Se deben situar en el orden que precisa el proceso y que anteriormentese debe haber estudiado. Puede ser necesario un diagrama de este tipo para cada proceso que sedesarrolle en la industria que se est estudiando.

En la figura 2.1 se puede observar un ejemplo genrico de un diagrama de proceso. Normalmente separte de una entrada de materias primas y se termina en una salida de producto acabado, aunqueello no tiene por qu suceder en el 100% de los casos.


ENTRADAMATERIAS PRIMAS

PROCESO 1

PROCESO 2

PROCESO 3

PROCESO 5

SALIDAPRODUCTO ACABADO

PROCESO 4

Tratamiento 1

Tratamiento 2

DIAGRAMA DE PROCESO

Fig. 2.1. Diagrama de proceso


En este diagrama existen bloques que representan cada una de las operaciones que se encontrarnen la fbrica.

Diagrama de maquinaria

Una vez determinado el diagrama de operaciones, se realiza el diagrama de maquinaria. En este serepresentan todas las mquinas necesarias para conseguir el producto acabado a partir de lasmaterias primas de la actividad. As pues, describe las mquinas que aparecen en el procesoindustrial de la actividad que se pretende implantar en la fbrica.

El orden de la maquinaria vendr determinado por el orden de las operaciones indicadas en eldiagrama anterior.

En la figura 2.2 se puede observar un ejemplo genrico de un diagrama de maquinaria. Se puedeobservar que se mantiene la estructura del diagrama de procesos.

Diagrama de flujos

En el diagrama de flujos se representan todas las entradas y salidas de cualquier producto osuministro en la maquinaria del proceso industrial. Se parte del diagrama de maquinas, desarrolladoanteriormente, aadindose los posibles inputs y outputs de las mquinas. A modo de ejemplo, stospueden ser: energa elctrica (en caso de ser una cantidad considerable), aire a presin (circuitoneumtico), agua para refrigeracin (o para otro uso), materia prima intermedia, etc.A todos los inputs y outputs les deben acompaar las cantidades con sus unidades (p.ej. m3/h, kW,l/s, kg/hora, etc.) y el tipo o tratamiento previo (p.ej. agua tratada, aire filtrado, etc). De igual forma segraficarn las cantidades del producto no acabado que pasa de una mquina a otra.

En la figura 2.3 se representa un ejemplo genrico de un diagrama de flujos. Se puede observar quela base del dibujo es el mismo diagrama de maquinaria, aadindole las entradas y salidas de cadamquina.


ALMACENAJEMATERIAL PRIMAS

MQUINA 1

MQUINA 2

MQUINA 3

MQUINA 5

ALMACENAJEPRODUCTO ACABADO

MQUINA 4

Tratamiento 1

Tratamiento 2

MQUINA 6

DIAGRAMA DE MAQUINARIA

Fig. 2.2. Diagrama de mquinas


ALMACENAJEMATERIAL PRIMAS

MQUINA 1

MQUINA 2

MQUINA 3

MQUINA 5

ALMACENAJEPRODUCTO ACABADO

MQUINA 4

Tratamiento 1

Tratamiento 2

Input 1 (Xa)

NOTA:Se indicarn todas las cantidades de inputs y outputs de las mquinas, ascomo, todas las cantidades del producto no acabado que pasa de una mquinaa otra.

Xi = Cantidades

DIAGRAMA DE FLUJOS

MQUINA 6

X1

X2 X3

X5X4

X6

X9 X10

X7

X8

X12X11

X13

X0

X14

Input 2 (Xc)

Output 1 (Xb)

Output 2 (Xd)

Fig. 2.3. Diagrama de flujos


Fichas de mquinas

La informacin de cada mquina que interviene en el proceso industrial se debe reflejar en una fichade mquina. Existen gran variedad de tipos de fichas de mquinas, aunque en el fondo todas danms o menos la misma informacin. Acostumbran a poseer dos partes bien diferenciadas, unaprimera de texto y una segunda de informacin grfica. En la primera se indican las caractersticas delas mquinas, tales como el nombre, el consumo, la capacidad de produccin, los residuos, lossuministros energticos necesarios, dimensiones, pesos, etc., as como otras caractersticas msparticulares como puede ser el hecho que necesite cimentaciones donde apoyar la mquina. En lafigura 2.4 se puede apreciar un ejemplo de esta primera parte.La segunda parte de una ficha de mquina es aquella que da una informacin grfica (tal y como seha comentado anteriormente). Esta consta bsicamente de un croquis de la mquina (planta y/oalzado), y en algunas ocasiones se adjunta una fotografa de la misma. Sobre el croquis se deberepresentar:

Las dimensiones ms bsicas de la mquina

Para tener una idea del espacio que ocupa fsicamente.

Acotado de las entrada y salidas energticas

Se acota, por ejemplo, dnde se encuentra la entrada de energa elctrica para saber hastadnde se tendr que llegar este suministro.

Dimensionado de espacios necesarios

Se deben acotar los espacios de uso propio, de uso exclusivo y de uso compartido.

Espacio de uso propio

Es el espacio fsico que ocupa la mquina, en el cual no puede haber nada ms.

Espacio de uso exclusivo

Es el espacio, aparte del propio de la mquina, que necesita esta para poder trabajar,p.ej. el espacio donde est el operario manipulando. En este espacio no puede cohabitarnada ms, pues si no no se podra trabajar con esta mquina.

Espacio de uso compartido

Es aquel espacio que puede necesitar la mquina en algunas ocasiones, pero se puedecompartir con otros usos. P.ej. pasillos para acceder a la mquina, o bien una zonanecesaria para abrir una puerta de la mquina para su mantenimiento. Estos espaciospueden ser comunes a espacios compartidos de otras mquinas.


F.M.-7: MQUINA DE MOLDEO POR SOPLADO (SOP-1)Marca: Battenfeld Modelo: BFB2-10 Ao: 1995

Obra civil

Peso: 20.000 Kg.Altura: 7 m.Ruido: nivel mximo 99 dB.Rugosidad: sin influenciaEMI: sin influenciaDesnivel: mximo 0.5 %

ENTRADAS

Materias primas

Granza de poliprepileno blanco virgenprocedente de los alimentadores ms granzade polipropileno blanco recuperado procedentedel molino que entra a una frecuencia de 30kg./h.

Suministros

Electricidad: Potencia: 74 kW Tensin: 3 380 Frecuencia: 50 Hz. F.P.: 0,9 Consumo: 22 kW/hAire comprimido: Consumo: 34 l/s Presin: 12 kg/cm2Agua de refrigeracin: Caudal: 0,3 l/s Temperatura: 10C

SALIDAS

Producto saliente

Depsito de polipropileno blanco dedimensiones 250 350 100 mm. con unpeso de 0,35 kg. que salen a una frecuenciade 50 piezas/h. y son depositados en rampatransportadora

Residuos

Productos

Restos de polipropileno blanco residuales deforma constante de peso 0,25 kg. con unafrecuencia de 50 piezas/h. y que son depositadosen rampa transportadora.

Agua de refrigeracin saliente

Caudal: 0,3 l/sTemperatura: 20C

Observaciones

Mquina certificada segn norma DIN ISO 9001.El agua de refrigeracin no es potable.

Fig. 2.4. Ficha de mquina

Mediante las fichas de mquinas y los diagramas explicados se logra tener perfectamente definido(de forma grfica) el proceso industrial y su maquinaria de la actividad a implantar. Seguidamente sedebe aplicar un procedimiento para realizar un planeamiento ptimo.


2.3 DISTRIBUCIN EN PLANTA DEL PROCESO INDUSTRIAL

La distribucin en planta del proceso industrial se encuentra englobada en la distribucin en plantatotal de la implantacin. Por este motivo, en este apartado se aplicarn algunos puntos de unprocedimiento global para la optimizacin de distribuciones en planta en edificios industriales, el cualen los captulos posteriores se completar con la aparicin de los elementos auxiliares de produccin(talleres, comedores, vestuarios, oficinas, etc.).

Existen varios procedimientos pero uno de los ms usados por su facilidad y reconocimiento porvarios autores es el Sistematic Layout Planning (SLP), el cual indica paso a paso la secuencia aseguir para obtener la distribucin en planta ptima para una implantacin industrial.

El SLP es un procedimiento organizado y sistemtico para realizar un planeamiento correcto. Fueimplementado por Richard Muther y se sigue usando, ya que, adems de haber sido probado milesde veces, consiste en fijar un cuadro operacional de fases, una serie de procedimientos, un conjuntode normas que permitan identificar, valorar y visualizar todos los elementos que intervienen en lapreparacin de un planteamiento.

A continuacin se muestra el grfico funcional (Fig. 2.5) de este procedimiento, con lascorrespondientes actividades a realizar ordenadamente.

Cabe comentar que en este captulo tan slo se van a explicar las casillas del SLP que afecten alproceso industrial, mientras que el resto se detallarn en el captulo 4 de distribucin en planta.

El SLP se puede desglosar en 6 pasos bien diferenciados:

Definicin. Saber qu se va a fabricar y cmo.

Anlisis. Analizar las diferentes operaciones del proceso industrial y las diversas dependencias delas zonas de la planta.

Sntesis. Reflejar en unos diagramas el anlisis realizado anteriormente, dejando varias opcionesdistintas.

Evaluacin. Comparar entre varias soluciones.

Seleccin. Quedarse con la solucin ms adecuada para cada caso, posteriormente a realizar laevaluacin..

Implantacin y seguimiento. Implantar la opcin seleccionada y realizar un seguimiento de lamisma.

Antes de empezar la aplicacin del SLP, se deben realizar estudios de mercado para saber quproducto se necesita fabricar y qu cantidad es capaz de absorber el propio mercado de eseproducto. A partir de este punto, se realiza un anlisis del producto conociendo las operacionesnecesarias para realizarlo, centrndose ste en un anlisis Producto-Cantidad (P-Q).


ANLISIS P-Q

RECORRIDO DELOS PRODUCTOS

RELACIONESENTRE LAS

ACTIVIDADES

SR P Q

NECESIDADES DEESPACIO

ESPACIODISPONIBLE

DIAGRAMARELACIONAL DE

RECORRIDOS Y/OACTIVIDADES

DIAGRAMARELACIONAL DE

ESPACIOS

LIMITACIONESPRCTICAS

FACTORESINFLUYENTES

PROYECTO ZPROYECTO X

PROYECTO Y

PERSONAL

SERVICIOS

DETALLESECTOR

C

DETALLESECTOR

B

PROYECTOSELECCIONADO

DETALLESECTOR

A

VALORACIN

FINAL DEL PROCESO

Fase siguienteRepetir, en esencia, el mismo

proceso para cada sector

[Muther Pg. 28, Konz Pg. 38, Heredia Pg. 90, Phillips Pg. 134, Turner Pg. 104].

1

2 3

4

65

7

98

Fig. 2.5. Grfico SLP


2.3.1 Anlisis producto-cantidad (P-Q), definicin del SLP

Es un anlisis a realizar para todos los productos (o materiales, piezas, etc.) a fabricar. Se grafican enuna tabla las cantidades de cada producto ordenados de mayor a menor cantidad. Este anlisiscorresponde a la casilla 1 del SLP (Sistematic Layout Planning) y forma parte de la definicin delproceso.

A modo de ejemplo, se muestra la figura 2.6, donde en la imagen pequea se puede observar laforma de establecer una curva colocando en orden decreciente las cantidades producidas por artculoo variedad de producto. El grfico P-Q tiene una curva parecida a una hiprbola y es generalmenteasinttica por sus dos extremos.

Fig. 2.6. Anlisis P-Q

Este grfico est ntimamente relacionado con la maquinaria del proceso a preparar. En un extremode la curva (zona A de imagen grande de Fig. 2.6) se observan cantidades importantes de unospocos productos o variedades. Las fabricaciones correspondientes requieren, esencialmente,condiciones y mtodos de produccin de grandes masas. Es aconsejable para estos productosescoger un sistema de fabricacin en serie con maquinaria especializada.

qP

BA

Productos (Artculos o Variedades de productos)

Cant

idad


En el otro extremo de la curva (zona B) aparecen un gran nmero de productos fabricados encantidades pequeas. Exigen unas condiciones de trabajo a medida: en este caso, la fabricacindeber enfocarse a un sistema mucho ms manual (no automatizado), con maquinaria universal (quepueda utilizarse para varios productos y/o varias operaciones del proceso).Dicho de otra forma, algunos productos se prestan a instalaciones mecanizadas y a un tipo deplanteamiento automatizado, mientras que otros exigen unos mtodos de manutencin flexibles, unosequipos estandarizados dispuestos para poder efectuar operaciones universales.

2.3.2 Anlisis y sntesis del SLP

Cabe recordar que en este captulo se est abordando tan slo el tema del proceso industrial y que elprocedimiento SLP es global para todos los elementos que puedan aparecer en una distribucin enplanta (no slo el proceso industrial).Realizada esta aclaracin, cabe indicar que en lo que se refiere justamente al proceso industrial, lascasillas 2, 3 y 4 del SLP se sustituyen por los diagramas de proceso, mquinas, flujos y las fichas demquinas explicados anteriormente, los cuales realizan la funcin de anlisis del SLP.

A partir de estos diagramas se puede conocer las necesidades de espacio (casilla 5 SLP) para cadauna de las operaciones del proceso y realizar un primer diagrama relacional de espacios (casilla 7) deslo la parte del proceso industrial. Evidentemente aqu ya influir el espacio disponible (casilla 6), alque deber adaptarse la distribucin en planta del proceso.

El diagrama relacional de espacios realiza la funcin de sntesis del SLP.

Diagrama relacional de espacios

Antes de realizar este diagrama, se debe tener muy claro cules son los espacios necesarios paracada operacin del proceso. Para ello es muy importante el conocer el nmero de mquinasnecesario. Esta cantidad, en el caso de mquinas iguales trabajando en paralelo, se extraebsicamente de la siguiente divisin:

=

_ _ _ _ . ;

_ _ _ _1_ ._ _1_N piezas a producir por horaN mq

N piezas que puede hacer mq en hora

El problema radica en que esta ecuacin es muy terica. Existen una serie de factores que tambindeben considerarse para evitar problemas posteriores en el funcionamiento de la planta industrial. Aspues, en el momento de escoger la cantidad de mquinas necesarias se deben tener en cuenta:

Las puntas de produccinLa maquinaria debe ser capaz de absorber las puntas de produccin que se produzcan en lafbrica.

El mantenimientoSe puede dar el caso de que halla mquinas que cada cierto periodo de tiempo necesitan unashoras de mantenimiento. Si esto no se ha previsto, puede ocasionar distorsiones en la normalfuncionamiento del proceso industrial.

La probabilidad de estropearse la mquinaEvidentemente ningn fabricante da la informacin sobre cada cuanto una mquina daproblemas, pero hay que tener en cuenta el hecho de que las mquinas puedan fallar. Elloimplica que puede ser conveniente el adquirir ms mquinas de las estrictamente necesariaspara evitar problemas a posteriori.


Entrando en el tema de los diagramas relacionales de espacios, cabe comentar que el espacio quenecesita cada mquina se extrae de las fichas de mquinas, explicadas anteriormente, y que juntocon la normativa vigente (Seguridad y Salud, NBE-CPI, etc.) se acaba hallando el espacio necesariopara cada operacin del proceso industrial.

Una vez se tiene cada operacin con su superficie necesaria, se representa en un papelcuadriculado, o bien en un programa informtico de dibujo, cada operacin mediante un cuadrado.Los cuadrados de las distintas operaciones deben estar a escala y mantener las proporciones entreellos.

Siguiendo el orden del diagrama de proceso, se unen los diferentes cuadros entre s obteniendo eldiagrama relacional de espacios, que en este caso no es ms que un primer esbozo de la distribucinen planta de las distintas zonas del proceso industrial a escala. De esta forma se ha conseguidodefinir el proceso, representarlo y tener una primera idea de su distribucin y espacio necesario. Elsiguiente paso sera insertar todo esto en el conjunto de la planta junto con los elementos auxiliares,punto que ya se explicar en el captulo 4.

En la figura 2.7 se puede apreciar una parte de un diagrama relacional de espacios, a falta de unir loscuadros entre s.

Fig. 2.7. Diagrama relacional de espacios

2.4 FORMAS DE PROCESOS INDUSTRIALES

La forma de los flujos de materiales de los procesos industriales puede llegar a ser muy variada. Eneste apartado se adjuntan algunos ejemplos, tanto para flujos horizontales (Fig. 2.8) como para flujosverticales (Fig. 2.9).

La forma del proceso industrial puede venir delimitada por multitud de factores, como por ejemplocuntos accesos (calles) hay al edificio, la forma del edificio (cuadrado, rectangular, forma no regular,etc.), si la parcela se encuentra en una esquina, desnivel del terreno (flujo vertical), etc.

1 Cortar15 m2

2 Taladrar21 m2

3 Acabado18 m2


MODELOS BSICOS DE FLUJOS HORIZONTALES

EN RECTA

EN SEN S

CIRCULAR O EN OEN U

EN L

Fig. 2.8. Flujos horizontales


MODELOS BSICOS DE FLUJOS VERTICALES

PLANTA 2

PLANTA 0

PLANTA 1

PLANTA 2

PLANTA 0

PLANTA 1

Fig. 2.9. Flujos verticales

Elementos auxiliares del sistema de produccin p39

3 ELEMENTOS AUXILIARES DEL SISTEMA DE PRODUCCIN

3.1 INTRODUCCIN

Tal y como se coment en la leccin anterior, esta es la segunda de un conjunto de 3 lecciones quepersiguen el objetivo final de realizar una ptima distribucin en planta (Layout) de una industria.

As como en la leccin anterior se explicaban los elementos directos de produccin (maquinaria,operarios y materiales), esta leccin 3 se centra en los elementos auxiliares de un sistema deproduccin. Se indica qu son, cules son y qu aspectos (normativos y aconsejables) se debentener en cuenta en el momento de su diseo.

3.2 DEFINICIN

Los elementos auxiliares de produccin son todos aquellos que quedan fuera del propio procesoindustrial principal. Sin ellos este proceso no se podra desarrollar, o bien sus condiciones no seranadecuadas para el trabajo de los operarios desde el punto de vista de necesidades de stos o desdeel punto de vista normativo de los lugares de trabajo.As pues, no se puede concebir la idea de realizar una distribucin en planta sin tenerlos en cuenta,pensando tan slo en las necesidades del proceso industrial.

3.3 CLASIFICACIN

Los elementos auxiliares de produccin pueden clasificarse en dos grandes grupos; serviciosgenerales de fabricacin y servicios para el personal.

Los servicios generales de fabricacin son todos aquellos servicios que estn fuera del procesoprincipal de fabricacin pero que resultan esenciales para el normal funcionamiento de este proceso.Dentro de estos servicios se incluyen las unidades de produccin o transformacin de energa, devapor, de agua de para el proceso, de aire comprimido, etc. Adems tambin se incluyen las oficinas,laboratorios, almacenes y talleres auxiliares (principalmente destinados a tareas de mantenimiento dela planta).

Leccin 2.- Los medios de produccin

Leccin 3.- Elementos auxiliares del sistema de produccin

Leccin 4.- Distribucin en planta

+


Los servicios para el personal son aquellos que sirven para satisfacer las necesidades ms bsicasde los trabajadores con el objetivo de que los operarios se encuentren lo ms cmodos posible en ellugar de trabajo y que se cumpla lo estipulado en la normativa vigente. Dentro de estos servicios seincluyen comedores, servicios de higiene, servicios mdicos, servicios recreativos y aparcamientos.

Seguidamente se indica la clasificacin explicada en los pargrafos anteriores de forma esquemtica.

Elementos auxiliares de la produccin Servicios generales de fabricacin

Unidades de produccin o transformacin de energa, vapor, etc. Oficinas Laboratorios Almacenes Talleres auxiliares

Servicios para el personal Comedores Servicios de higiene Servicios mdicos Servicios recreativos Aparcamientos

Todos estos elementos auxiliares tambin deben tenerse en cuenta en el momento de realizar unadistribucin en planta ptima de una industria. Por este motivo, en el resto del presente captulo sedetalla cada uno de ellos indicando qu incluyen, qu normativa les es aplicable (slo mencionarla,no se entra en detalle de la normativa pues podra llegar a ser muy extenso) y qu recomendacionesse dan para su diseo.

3.4 SERVICIOS GENERALES DE FABRICACIN

3.4.1 Unidades auxiliares para la produccin

INCLUYEN Estaciones transformadoras y generadores de electricidad

La energa elctrica se puede contratar en Baja Tensin (B.T.) o bien en Media Tensin(M.T.). En funcin de las caractersticas de la industria, puede salir ms econmica unaopcin o la otra. De hecho, tan slo hay que realizar unos simples clculos con las tarifas decada opcin y el consumo elctrico de la planta. Cabe tener en cuenta que en el caso decontratar en B.T., la estacin transformadora (instalacin y mantenimiento) correra a cargode la empresa suministradora del servicio, encontrndose como nico problema que enalguna ocasin esta estacin se debera ubicar en el interior de la parcela de la industria aimplantar. En ese caso, se cedera la superficie necesaria y se debera poder tener accesodirecto desde la calle al recinto de la estacin. En caso de contratar en M.T., la estacintrasformadora correra a cuenta de la industria a instalarse, encargndose de costear suinstalacin y su posterior mantenimiento. En cambio, el precio de contratacin deelectricidad sera ms bajo.

Otro aspecto a considerar es la conveniencia o no de instalar un generador de electricidad.Este punto depende completamente de las necesidades de la empresa. Se debera ver sista puede permitirse el lujo de estar varias horas sin suministro elctrico y que no afectaraal proceso de fabricacin.


Tratamiento de aguas para el procesoPara algn proceso particular puede ser necesario tratar el agua que se va a usar, porejemplo destilarla, desclorificarla, colorearla, etc. Todas estas operaciones necesitan de unproceso secundario el cual tambin hay que ubicar en la planta.

Estaciones depuradoras para efluentes de todo tipoEn el caso que la industria precise de una depuradora para efluentes y el lugar donde seubique no tenga una o no sea suficiente su capacidad, ser necesario disearla dentro de laparcela de la industria. En ese caso hay que analizar dnde ser el mejor lugar para situarlae intentar optimizar esa ubicacin mediante una visin global de la distribucin en planta dela implantacin.

Instalaciones de produccin de aire comprimidoEn caso que la industria a implantar precise del servicio de aire comprimido, implicar lanecesidad de espacios para la ubicacin de la maquinaria para su produccin. As porejemplo, seguro que se necesitar un espacio para los compresores.

Instalaciones de produccin de vaporEn caso que la industria necesite vapor de agua para alguna operacin del procesoprincipal, se deber tener en cuenta en el momento de disear la distribucin en planta losespacios que puede necesitar esta instalacin secundaria, por ejemplo una caldera.

Centralizaciones de oxgeno, acetileno, gas, etc.Existen otro tipo de instalaciones que tambin pueden necesitar dependencias separadasdentro de la planta industrial, con lo cual es importante conocer cules son e intentaroptimizar su distribucin final.

NORMATIVA

Desde el punto de vista normativo en el diseo de estos tipos de unidades auxiliares, cabecomentar que la mayora de ellas disponen de Reglamentos Especficos, los cuales indicancmo debe ser su diseo dentro de una planta industrial.

RECOMENDACIONES

Las recomendaciones principales que se pueden dar para el diseo de las unidades auxiliarespara la produccin son las siguientes:

Situar la unidad auxiliar al lado mismo de una necesidad puntualEn caso de que la unidad auxiliar produzca algn tipo de suministro con un solo punto deconsumo, o bien con un punto de consumo muy superior a los dems, es aconsejable situaresta unidad auxiliar lo ms prxima posible a este punto.

Situar cerca del centro de gravedad (c.d.g). del consumo repartidoEn caso de varios puntos de consumo repartidos por la planta, es aconsejable situar lasunidades auxiliares de produccin lo ms cerca posible del centro de gravedad de estosconsumos. De esta forma se ahorra material y mantenimiento en conducciones.

3.4.2 Oficinas

De forma genrica, se entiende como oficinas aquellas dependencias donde se realizan trabajosadministrativos. La variedad de estos trabajos puede llegar a ser muy grande, como contabilidad,ventas, direccin, realizacin de proyectos, etc.


NORMATIVA

En el diseo de las oficinas, la normativa ms estricta normalmente acostumbra a ser lasOrdenanzas Municipales del municipio donde se implanta la industria. Estas pueden definir losespacios mnimos necesarios, como deben ser sus divisiones interiores, su altura mnima, etc.

Adems de estas Ordenanzas Municipales, la zona de oficinas tambin se ve afectada por lanorma bsica de la edificacin de proteccin contra incendios (NBE-CPI 96), la cual marcacules son los recorridos mximos de evacuacin, las salidas de emergencia, las proteccionesnecesarias contra incendios, las dimensiones mnimas de los pasillos, etc. Todos estos puntospueden encontrarse (en algunos casos) incluidos en las mismas Ordenanzas Municipales,siendo estas ltimas (normalmente) ms estrictas que la NBE-CPI 96.Por ltimo, en cuanto a normativa se refiere, hay que tener en cuenta el Real Decreto 486/1997,el cual da unas disposiciones mnimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo. Este RealDecreto define como deben ser los lugares de trabajo y es la trasposicin de la DirectivaEuropea 89/654/CEE. El Real Decreto es un poco ambiguo y por este motivo se realizposteriormente su gua tcnica, Gua Tcnica para la evaluacin y prevencin de los riesgosrelativos a la utilizacin de lugares de trabajo. Esta Gua Tcnica se puede encontrar en lapgina web del Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales del gobierno espaol, concretamente ladireccin donde se puede hallar es: www.mtas.es/insht/practice/G_lugares.htm

Puede suceder, al igual que la NBE-CPI 96, que las Ordenanzas Municipales ya incluyanaspectos indicados en el Real Decreto 486/1997. En ese caso puede ser que estas Ordenanzassean ms restrictivas que el propio Real Decreto.

Como ejemplo de lo indicado en el Real Decreto 486/1997, para locales comerciales deservicios, de oficinas y despachos, obliga a tener una altura mnima de 2,5 m, una superficie librede 2 m2 por trabajador y un volumen libre de 10 m3 por trabajador.

RECOMENDACIONES

Las recomendaciones principales que se pueden dar para el diseo de oficinas son lassiguientes:

Conocer el organigrama de la empresaEl organigrama de la empresa define la estructura organizativa de la empresa. De estaforma se sabe cuantos departamentos existen y cules son sus necesidades de despachos.

Divisiones mnimasCuantas menos divisiones internas existan en las oficinas, ms fcil es posteriormente elrealizar modificaciones en la distribucin de los lugares de trabajo, o sea, ms fcil resultaadaptar las dependencias existentes a posibles reestructuraciones internas.

Paredes desmontablesSiguiendo con la idea anterior de las divisiones mnimas, en caso de que tenga quehaberlas, mejor que estas sean desmontables (p.ej. tipo Cartn-Yeso). De esta forma eldiseo tiende a ser lo ms verstil posible.

Estructura con sobrecarga mximaEl hecho que la distribucin de las oficinas sea algo que est constantemente vivo, que nosea esttico con el tiempo, puede ocasionar problemas de tipo estructural. Por ejemplo, sien la disposicin inicial se ha previsto una estructura para una zona de archivo con unasobrecarga de 1000 kg/m2 y posteriormente, con el tiempo, la ubicacin de este archivo seve modificada, es muy probable que se causen problemas estructurales debido a que su


nueva ubicacin no se calcul para soportar ese peso. Este tipo de problemas se debenprever y tener en cuenta para no limitar la flexibilidad de la distribucin.

Instalaciones bajo mltiples condicionesAl igual que antes se ha indicado que la distribucin de las oficinas se puede ver alteradacon el paso del tiempo (para adaptarse a las nuevas necesidades), no se puede permitir quelas instalaciones sean justamente un freno a esa flexibilidad. Por ello es bueno disearinstalaciones que se puedan modificar con facilidad, por ejemplo que las canalizacionescirculen por el falso techo, por un suelo flotante, o bien mediante conducto visto, etc.

Posibles ampliacionesEn el diseo de las oficinas se deben tener en cuenta las posibles necesidades futuras deampliaciones de estas. Se pueden realizar dejando libre un espacio anexo a las oficinasiniciales o tambin calculando una estructura capaz para soportar otra planta encima de laactual y el da que sea necesaria construirla.

Vigilar condiciones socio-psicolgicas y de confortEn el diseo de las oficinas se deben tener en cuenta las condiciones de trabajo. stasdeben ser adecuadas para el trabajo a desarrollar en su interior. As pus, por ejemplo, hayque controlar la iluminacin (que sea adecuada), la ventilacin (renovaciones por hora yvelocidad de entrada y salida), etc.

3.4.3 Laboratorios

INCLUYE

Normalmente cuando se habla de laboratorios dentro del mundo industrial se hace referencia alaboratorios de control, o bien a laboratorios de investigacin. Los primeros estn enfocados enla mayora de ocasiones al control de calidad de los productos que se fabrican en la planta,mientras que los segundos se dirigen a investigar nuevas tcnicas, nuevos productos, nuevasmodificaciones sobre tcnicas o productos existentes, etc.

NORMATIVA

La primera normativa que hay que analizar son las Ordenanzas Municipales, aunque la mayorade ellas no tratan sobre los laboratorios. Aparte de estas Ordenanzas, es probable que enfuncin de los materiales o maquinaria usados en el laboratorio, existan ReglamentosEspecficos, los cuales en caso de que existan hay que cumplir para el diseo de laboratorios(p.ej. reglamento especfico para productos radioactivos).Por ltimo, en el diseo de laboratorios se debe considerar lo indicado en el Real Decreto486/1997 referente a la seguridad y salud en los lugares de trabajo.

RECOMENDACIONES

Para laboratorios de control de calidad es aconsejable situarlos dentro de la zona de produccin.Ello es debido al elevado trfico existente de piezas o productos entre la zona de produccin y ellaboratorio. De esta forma se reducen desplazamientos que no implican ningn valor aadido alproducto, pero s un coste econmico.

Para laboratorios de investigacin, es recomendable situarlos en edificio aislados, ypreferiblemente apartados del proceso industrial. De esta forma se consigue evitar posiblesmolestias procedentes del proceso tales como ruidos, olores, etc. Adems se consigue separarel laboratorio de la parte ms sucia de la planta (zona de fabricacin), con lo que adquiere uncarcter mucho ms noble.


3.4.4 Almacenes

INCLUYE

Normalmente en una industria se encuentran los siguientes tipos de almacenes:

Los de materias primerasUsualmente situados al principio del proceso industrial.

Los de productos semi-terminadosSituados entre operacin y operacin del proceso de fabricacin.

Los de productos terminadosSituados al final del proceso industrial de la planta.

Los de herramientas y piezas de recambioSituados cerca de donde se van a usar las herramientas o cerca de donde se encuentrenlas mquinas de la cuales se tienen piezas de recambio. De todas formas, estos ltimosalmacenes no tendran por qu estar cerca de la maquinaria si su uso es muy espordico.

NORMATIVA

La normativa aplicable al diseo de los almacenes es las Ordenanzas Municipales (en caso quedigan algo al respecto), la NBE-CPI 96 (definiendo recorridos de evacuacin, salidas deemergencia, etc.) y reglamentos especficos en funcin del material a almacenar (p.ej. productoscontaminantes que no se pueden dejar en la intemperie).

RECOMENDACIONES

Estudiar bien la estrategia de stocksHay que tener en cuenta que todas las operaciones realizadas en almacenes aaden uncoste y ningn valor aadido al producto final. Adems, hay que pensar que hoy en da elterreno vale dinero, con lo cual no sirve de nada construir unos almacenes muy grandes sidespus no se van a usar (es una inversin intil).

Mejor locales Big BoxEl espacio para almacenar productos se puede aprovechar de forma tridimensional, o sea,en planta y en altura. Desde este punto de vista es mucho mejor disear edificios paraalmacenes que sean de techo plano (V1) que edificios con cubiertas a dos aguas (V2). Con laprimera opcin se obtiene ms volumen para poder rellenar almacenando productos.

Automatizar el almacn a partir de 8 o 9 m de alturaA partir de cierta altura la manipulacin manual de los productos almacenados se hace muycomplicada (ver Imagen 3.1), con lo que es aconsejable automatizarla.

V1 V2>


Imagen 3.1. Almacenaje en altura

3.4.5 Talleres auxiliares

INCLUYE

Dentro de los talleres auxiliares se engloban los de mantenimiento de herramientas y tiles detrabajo, y los de mantenimiento de maquinaria.

NORMATIVA

La normativa aplicable al diseo de los talleres auxiliares es las Ordenanzas Municipales (en loreferente a talleres mecnicos), la NBE-CPI 96 (definiendo recorridos de evacuacin, salidas deemergencia, etc.) y reglamentos especficos en funcin de las herramientas y maquinaria encuestin).

RECOMENDACIONES

Pueden existir dos casusticas distintas:

Si el mantenimiento es habitual, situar el taller lo ms prximo posible a donde estn lasherramientas o mquinas a realizar el mantenimiento. En caso de varias mquinas, mejorsituarlo en el centro de gravedad de estas. De esta forma se ahorran desplazamientos(distancias menores).

Si el mantenimiento es espordico, mejor situar el taller en una zona separada. De estaforma no se pierde mucho tiempo con desplazamientos porque hay pocos, y al menos eltaller no molesta al proceso en medio de la planta.


3.5 SERVICIOS PARA EL PERSONAL

3.5.1 Comedores

INCLUYE

Existen varias posibilidades de comedores:

Cocina completaEn este caso, el comedor es tipo restaurante, complicndose el aspecto de las instalacionesa realizar.

Calienta-platosLa empresa ofrece un local donde los empleados pueden comer, pero tienen que traerse lacomida de sus casas.

CateringEs el ms habitual actualmente, la empresa contrata un catering, con lo que no es necesariatoda la instalacin ni el espacio para cocina dentro de la empresa.

....Existen otras posibilidades, pero los mencionados antes son los ms habituales en lasindustrias actualmente.

NORMATIVA

La normativa aplicable al diseo de los comedores es las Ordenanzas Municipales (en loreferente a cocinas y restaurantes), la NBE-CPI 96 (definiendo recorridos de evacuacin, salidasde emergencia, etc.) y el Real Decreto 486/1997, donde por ejemplo se indica que la alturamnima de los comedores debe ser de 2,5 m.

RECOMENDACIONES

Se acostumbran a disear comedores dentro de la empresa cuando los operarios disponen depoco tiempo para comer o bien la parcela se encuentra muy apartada de sus viviendas orestaurantes econmicos.

De todas formas, el ofrecer o no este servicio y que tipo de servicio se ofrezca siempre acabadependiendo de la poltica de la empresa que se va a implantar.

3.5.2 Servicios de higiene

INCLUYE

Dentro de servicios de higiene se incluyen vestuarios y aseos (lavabos, WC, urinarios, etc.). NORMATIVA

Normalmente los servicios de higiene estn siempre bastante bien detallados en las OrdenanzasMunicipales. Adems tambin se debe cumplir lo indicado en el Real Decreto 486/1997. Comoejemplo se muestran algunas de las indicaciones de este Real Decreto al respecto:


Sern necesarios vestuarios cuando los trabajadores deban llevar ropa especial.Se entiende como ropa especial la que slo se utiliza para la actividad del trabajo.

Los vestuarios debern poseer taquillas individuales cerradas bajo llave.Lo cual indica que en el diseo se debe prever un espacio para estas.

Disponer de 1 lavabo cada 10 trabajadores o fraccin.Estos 10 trabajadores deben estar trabajando de forma simultanea, al mismo tiempo.

Disponer de 1 ducha para cada 10 trabajadores o fraccin (simultneos). Disponer de 1 water cada 25 hombres o fraccin (simultneos). Disponer 1 water cada 15 mujeres o fraccin (simultneas).

RECOMENDACIONES

Cabe destacar la situacin relativa de los vestuarios respecto al reloj de fichar de la empresa. Esaconsejable que el operario, al llegar a la industria, vaya hacia los vestuarios, se cambie,despus fiche y finalmente acceda al lugar de trabajo. Al terminar su jornada laboral, esrecomendable que desde su lugar de trabajo se dirija hacia el reloj de fichar y despus a losvestuarios para cambiarse. Esto parece una tontera, pero el no hacerlo as (invertir el ordenentre los vestuarios y el reloj de fichar) ha trado muchos problemas de trabajadores quepermanecan un buen tiempo en los vestuarios para trabajar menos.

En algunos casos se disean naves industriales sin conocer la empresa que despus habitar ensu interior. En ese caso no se puede saber la cantidad de trabajadores que habr posteriormenteen plantilla. Ello dificulta la eleccin de la cantidad de WC a implantar. Seguidamente se adjuntaun listado del nmero de inodoros aconsejables en funcin de los metros cuadrados de naveindustrial (recordar que es completamente orientativa, cabe la posibilidad de que posteriormenteno cumpla con la normativa vigente).

Superficie Aparatos WC< 250 m2 2 WC

251 400 m2 3 WC401 550 m2 4 WC551 750 m2 5 WC751 1000 m2 6 WC1001 1300 m2 7 WC

A partir de 1300 m2 se instalar 1 WC ms por cada 300 m2 o fraccin en exceso.

Para el clculo de superficie no se consideran las destinadas a almacenes.

SalirVestuarios Fichar Lugar de trabajo

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3.5.3 Servicios mdicos

INCLUYE

Dentro de servicios mdicos se incluyen las salas de curas para accidentes laborales y las salasde visitas para medicina preventiva.

NORMATIVA

La primera normativa a aplicar en su diseo son las Ordenanzas Municipales, en caso que tratenel tema. Adems la NBE-CPI 96 para recorridos de evacuacin, salidas de emergencia, etc., yfinalmente el Real Decreto 486/1997. Este ltimo, a modo de ejemplo, dictamina que:

Ser necesario un local de primeros auxilios para e

complejos industriales ed.upc

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