análisis de diagrama de proceso aplicado al proceso de

ANÁLISIS DE DIAGRAMA DE PROCESO APLICADO AL
PROCESO DE ELABORACIÓN PRIMARIA DE YERBA MATE
Ing. Juan Carlos Michalus
FACULTAD DE INGENIERÍA, UNIVERSIDAD NACIONAL DE MISIONES
Juan M. De Rosas Nº 325, Oberá, Misiones, Argentina (CP 3360) - Tel/Fax (0755) 22169/22170
Ms Engº Denis Rasquin Rabenschlag
CENTRO DE TECNOLOGÍA, UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARÍA - PPGEP
Sala 305, Camobí, Santa María, RS, Brasil (CEP 97119-900) Fone/Fax (055) 2261616
Abstract
This piece of work tries to study the production process of maté in one specific
industry in Oberá City, Province of Misiones, Argentina Republic, to detect its
fallacies and to propose appropiate solutions through the appropiate analysis.
Key Words: Macroflux; microfluxes; losses; optimization.
1 INTRODUCCIÓN
El cultivo de la yerba mate es el más importante de la provincia de Misiones,
Argentina. Con 120.795 hectáreas cultivadas, representa el 75,1% del valor bruto del sector
agrícola (Ministerio de Asuntos Agrarios, 1993, p.52). Su producción, elaboración e
industrialización provee trabajo a gran cantidad de personas y moviliza una importante masa
de capitales (Rocholl, 1988, p.07).
Una de las etapas de producción, de importancia capital, es la elaboración primaria o
“secanza”, que en la mayoría de los casos, no ha adquirido un alto grado de control y
eficiencia, sufriendo la influencia de un sinnúmero de factores, como la temperatura
ambiente, la presión atmosférica, etc; los que interactúan con los parámetros del proceso,
modificándolos y variando de manera considerable las condiciones de elaboración del
producto y la calidad final del mismo.
El presente trabajo tiene como objetivo estudiar el proceso de elaboración de la
yerba mate en una industria específica ubicada en la ciudad de Oberá, Provincia de
Misiones, República Argentina, abarcando las etapas de secanza y estacionamiento, con la
finalidad de proponer alternativas de mejora que surjan como las más convenientes, a partir
de un estudio de pérdidas, según la definición dada en este trabajo.
En primer lugar se establecen las principales ideas y consideraciones necesarios para
el desarrollo del trabajo, definiendo qué se entiende por pérdidas y haciendo algunas
consideraciones al respecto.
A continuación, se hace una descripción y análisis del diagrama de proceso actual.
Se determinan las posibles modificaciones, simplificaciones y mejoras que se pueden
implementar.
Finalmente, se plantean las conclusiones, a la luz de la pesquisa realizada, haciendo
una serie de sugerencias.
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2 DIAGRAMA DE PROCESO
2.1 Conceptos preliminares
Maynard (1978, cap. 02, p.20) define Diagrama de proceso como una
representación gráfica de la sucesión de todas las operaciones, transportes,
inspecciones, demoras y almacenamientos que tienen lugar durante el proceso. Incluye
la información necesaria para el análisis, tales como el tiempo necesario y la distancia
recorrida (por la pieza o producto).
Los símbolos gráficos representativos de las actividades utilizadas para la
confección de los diagramas de proceso se presentan en la figura 1.
FIGURA 1 - Símbolos utilizados para la confección de diagramas de proceso
El diagrama de proceso no es algo que por sí solo produce economías o mejoras
en el funcionamiento. El facilita una visualización rápida del proceso y las relaciones
entre las diversas etapas. Permite la puesta en evidencia de las ineficacias u operaciones
improductivas. Una vez finalizado el análisis, contiene una cantidad de informaciones
antes desconocidas por cualquier persona en la fábrica (Pardo, 1984, p.23).
2.2 Concepto de pérdida
Según Oliveira (1995), Tahichi Ohno clasifica las actividades de los trabajadores
en:
• Trabajo efectivo (WE): constituído por las tareas que adicionan valor al producto en
elaboración (Ejemplo: soldadura, torneado, montaje, etc).
• Trabajo adicional (WA): constituído por las actividades que no adicionan valor al
producto que se está elaborando, pero son necesarias o deben ser hechas en las
actuales condiciones de trabajo como soporte del trabajo efectivo (Ejemplo: carga,
transporte, cambio de herramienta, mantenimiento, etc).
• Pérdidas (P): son las actividades no productivas, bajo ningún punto de vista, que
únicamente generan costos y no adicionan valor al producto o servicio. No
contribuyen a la evolución del producto desde su estado de materia prima hasta el de
producto terminado. Son ejemplos de pérdidas: contaje, inspección, transportes
innecesarios, retrabajo de piezas, trabajadores ociosos, etc.
2.2.1 Consideraciones
- El concepto de sistema productivo y de pérdidas, así como la estrategia
empresarial es amplia y abarca todas las facetas y especialidades en conjunto,
característica que lo distingue del sistema de especialización y división por áreas
(Oliveira, 1995, p. 21);
- Cualquier empresa, antes de pensar en automatizarse, tiene que lograr que sus
procesos productivos sean confiables, eliminar los desperdicios y simplificar su fábrica.
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Existe tendencia a adquirir equipos nuevos sin plantear la posibilidad de
aumentar la eficiencia del sistema de producción, reduciendo las pérdidas y utilizando el
equipo disponible (Bezerra, 1990, p. 12);
- Es necesario que las soluciones a cualquier problema sean simples. Para ello,
hay que formular adecuadamente el problema e investigar profundamente. Las
soluciones simples son las más difíciles de encontrar. En general, se tiene tendencia a
corregir pequeñas deficiencias en perjuicio de la corrección de las mayores, fruto de un
análisis apresurado y parcial del problema (Bezerra, 1990, p. IX);
- El concepto de pérdidas propuesto por Ohno y Shingo parte de los conceptos
de los padres de la Administración Científica, incorporando la observación del sistema
productivo como una red de respuesta de procesos y operaciones, involucrando un
detallado análisis de cada operación y de cada proceso y sus interrelaciones hasta
conformar el sistema productivo (Oliveira, 1995, p. 21);
3 DIAGRAMA DE PROCESO ACTUAL DE SECADO DE YERBA MATE
El proceso de secanza de la yerba mate está compuesto básicamente por las
etapas de: sapecado, presecado, secado, canchado y zarandeo, a la que se adicionan
otras etapas intermedias. Se relevaron los datos necesarios para describir el proceso
productivo y confeccionar el diagrama de proceso o macroflujo actual del mismo, a través
de consultas al personal del establecimiento y la observación del proceso de elaboración.
Para facilitar el análisis, se ha dividido el macroflujo actual en partes menores,
denominadas “microflujos”, y se ha clasificado las actividades en: Trabajo Efectivo
(WE), Trabajo Adicional (WA) o Pérdida (P).
A continuación se analiza cada uno de los microflujos y las actividades que los
conforman.
a) Microflujo “preparación de materia prima”: La yerba verde es cargada en
camiones y transportada desde el yerbal hasta el secadero, donde se procede a pesarla.
Esta última actividad se considera como inicio del proceso productivo que se analiza.
Como dato orientativo se puede decir que la hoja de yerba verde tiene
aproximadamente 60 % de humedad (Rosovski, 1983, p. 109) (ver figura 3).
Después de haber sido pesada, la materia prima se traslada aproximadamente 10
metros hasta una playa cubierta denominada “planchada”, que tiene por finalidad
almacenar el producto para un máximo de diez horas de producción; se evita así que las
condiciones climáticas (sol, lluvia) perjudiquen la calidad del mismo. Allí se realiza la
operación de descarga en forma manual. Luego, el producto es distribuído sobre una
cinta transportadora y atraviesa la planchada, pasando a una serie de transportadores.
En este microflujo se observa la existencia de muchos transportes, los que se
podrían eliminar o reducir mediante una modificación del lay-out, acortando la distancia
existente entre el extremo de la planchada y la tambora de sapecado.
Se sugiere eliminar los transportes innecesarios mediante una modificación del
lay-out.
b) Microflujo “provisión de leña”: Básicamente, se utiliza un depósito o almacenaje
diario, y otro exterior, para almacenaje de reserva, desde el que se traslada la leña al
primero, cuando el mal tiempo impide la provisión normal de la misma.
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Se pueden disminuír los trabajos adicionales y eliminar las actividades
clasificadas como pérdidas, adquiriendo únicamente leña seca y construyendo un
depósito cubierto de mayores dimensiones en las vecindades de la playa de almacenaje
diario evitando de este modo los transportes innecesarios.
c) Microflujo crítico “sapecado”: Se considera un microflujo crítico del proceso de
secanza, ya que si se logra controlar los parámetros del mismo, se puede evitar el
reproceso de materia prima y mejorar notablemente la calidad del producto en
elaboración.
El “sapecado” o “sapeco” consiste en la exposición de la yerba verde a la acción
directa del fuego, en un proceso primario y rápido que dura entre veinte y treinta
segundos. Con esta operación se consigue matar el protoplasma y destruir los
fermentos, impidiendo de esta manera la oxidación de las sustancias tánicas contenidas
en las hojas, asegurando así la conservación del color verde de las mismas (Rocholl,
1988, p.13).
Durante la operación de sapecado, la yerba se introduce en un gigantesco
tambor rotatorio de 3 metros de diámetro y 9 metros de longitud denominado “tambora
de sapecado”, avanzando en el sentido del aire caliente proveniente de un hogar de leña
(a través del ”conducto de sapecado”), impulsada por unas aspas dispuestas en forma
de hélice dentro del tambor mencionado.
El producto pierde aproximadamente un 39% de humedad en la operación de
sapecado (Rosovski, 1983, p. 108).
Se observa la falta de control de los parámetros que gobiernan la operación.
Únicamente se controla la temperatura y la cantidad de fuego del hogar de sapecado.
Asimismo la inspección discontinua hace que a veces pase cierta cantidad de producto
crudo o quemado. Hasta que se detecte y corrija esta anormalidad transcurre cierto
tiempo, con la consiguiente disminución de la calidad del producto. Para mejorar esta
situación, se sugiere, como algunas alternativas las siguientes, cuya implementación
deberá ser evaluada e investigada:
• Establecer los parámetros que debe tener la yerba a la salida de la tambora de sapeco
(humedad, temperatura, etc) para hacer un control de la operación a través de los
mismos.
• Instalación de un circuito secundario de transporte de una pequeña cantidad de yerba
sapecada desde la cinta principal hasta el operario para la inspección.
• Modificar el recorrido de las cintas transportadoras, de manera que el producto pase
cerca del operario y este pueda inspeccionarlo sin trasladarse.
En las actuales condiciones del proceso, es imposible eliminar cualquiera de las
actividades de este microflujo, pero no obstante, puede mejorarse el control
independizando el proceso de la sensibilidad del operador y de las condiciones
atmosféricas lo máximo posible. Otra mejora técnica posible es la aislación térmica de
la tambora, ya que se pierde mucho calor a través de la misma. También, como existe
dependencia entre la cantidad de yerba verde que puede ingresar a la tambora y la
temperatura de la misma, sería conveniente la instalación de un sistema de regulación
de la velocidad de la cinta de alimentación de planchada en función de la temperatura a
la entrada de la tambora.
Además, se sugiere modificar el hogar de sapecado introduciendo sistemas de
regulación de aire que permitan una disminución de la inercia en la regulación del calor
en dicho hogar.
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d) Microflujo “presecado”: Le sigue al sapecado y tiene por finalidad eliminar
la mayor cantidad posible de agua contenida en la yerba en elaboración, y en algunos
casos, compensa el sapecado si este es insuficiente. La yerba pierde aproximadamente
un 10,5% de humedad en la operación de presecado (Rosovski, 1983, p. 108).
El presecado se realiza en otra tambora, similar en todas sus características a la
anterior, denominada “tambora de presecado”, alimentada con la yerba proveniente del
sapecado. El aire caliente proviene de un segundo hogar, a través del “conducto de
presecado” (Rocholl, 1988, p.14). Para este microflujo son válidas las consideraciones
hechas para el sapecado.
e) Microflujo crítico “secado”: Este microflujo se considera crítico por las mismas
razones que el sapecado. Se debe eliminar aproximadamente un 10 % de humedad
restante en el producto en elaboración. Esta operación se realiza en el secadero
propiamente dicho. Básicamente, es un edificio rectangular de aproximadamente 35
metros de largo por 4 metros de ancho y por 10 metros de alto.
Por la parte inferior del secadero se hace ingresar gases y aire caliente
provenientes de un tercer hogar de leña a través de un conducto denominado “conducto
de secado”. Estos gases y aire calientes producen el secado de las hojas y palos, de
manera que a la salida del secadero la yerba contiene entre 3% y 5% de humedad
(Rocholl, 1988, p.14) Los mismos salen por las chimeneas del secadero, mientras que la
yerba, sapecada y presecada, avanza lentamente por su interior a través de tres cintas
longitudinales superpuestas. La temperatura máxima del secadero es de 130 ºC en la
parte inferior del mismo (Rocholl, 1988, p.14).
El mayor problema del proceso de secado es la gran inercia que existe para
alterar la temperatura. Una de las soluciones sugeridas es modificar el hogar de secado
de manera de posibilitar el control y regulación del aire primario y secundario en el
mismo. Se pueden analizar otras alternativas para lograr una combustión controlada y
de rápida regulación, por ejemplo, la utilización de otros combustibles, como ser: gas
natural.
Otro punto a atacar es la gran dependencia del proceso de la sensibilidad del
operario, quien determina si el secado se produce dentro de los parámetros normales a
través del tacto y la vista.
f) Microflujo “Canchado y Zarandeo”: Se denomina “canchado” al proceso de
trituración integral al que se somete a los gajos y hojas de la yerba que han superado la
etapa de secado. Tiene por finalidad reducir el volumen del producto para su posterior
manipuleo (Rocholl, 1988, p.15). La operación de “zarandeo” elimina los palos que
tienen una medida superior a los 5 mm de diámetro. Se sugiere eliminar los transportes
innecesarios mediante una modificación del lay-out.
g) Microflujo “Tipificado”: La yerba proveniente de la zaranda puede desviarse a
través de un transporte elevador hacia una máquina tipificadora, donde se pueden
obtener diversos subproductos o variedades tipificadas del producto principal, como
ser: yerba despalada o yerba para producción de saquitos, de acuerdo a los
requerimientos de los clientes. Puede considerarse como la elaboración de un
subproducto.
No se puede eliminar ni agrupar las actividades del mismo, en las actuales
condiciones del proceso.
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h) Microflujo “Embolsado”: La yerba ya zarandeada es fraccionada en bolsas
de 50 kilogramos cada una, las que son transportadas en forma manual hasta una
cámara de estacionamiento acelerado, donde son apiladas convenientemente.
Se sugiere eliminar los transportes innecesarios mediante una modificación del
lay-out.
i) Microflujo “Estacionamiento Acelerado”: El proceso de estacionamiento
acelerado de la yerba mate dura aproximadamente 30 días, y equivale a un
estacionamiento natural de aproximadamente 1 (un) año de duración, se logra
inyectando humedad y aire frío o caliente a las cámaras de estacionamiento en
proporciones adecuadas, y haciéndolo reciclar mediante ventiladores. Se toman
muestras y se realizan determinaciones diarias de contenido de humedad. Se controla la
temperatura de la cámara a través de sensores dispuestos convenientemente.
No se pueden eliminar o combinar las actividades de este microflujo.
j)Microflujo “Despacho de Producto Elaborado”: Una vez concluido el
estacionamiento acelerado, las bolsas son transportadas hasta los camiones, donde se
cargan, luego el camión cargado se pesa, y se despacha hacia el molino, para continuar
con el proceso de elaboración denominado: molienda y envasado, que escapa al
objetivo del presente trabajo.
No es posible eliminar ni combinar las actividades de este microflujo en las
actuales condiciones de producción.
4 CONCLUSIONES
La empresa debe tender a eliminar las pérdidas y minimizar el trabajo adicional,
para la maximización del trabajo efectivo, en un proceso de mejoría continua,
planteándose objetivos concretos a corto plazo en vista a minimizar el trabajo adicional
y atacar sistemáticamente las pérdidas, priorizando la eliminación de aquellas que en lo
inmediato pueden ser desterradas del sistema productivo mediante los métodos
disponibles, y tender a su eliminación completa a largo plazo.
A partir de estas consideraciones, se obtiene el macroflujo o diagrama de
proceso propuesto para la industria analizada, que se puede ver en la figura 2, y hacia el
cual debería tender la misma, en el largo plazo.
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Se presenta la siguiente tabla comparativa del número de actividades existente
en el macroflujo actual y en el propuesto:
ACTIVIDAD
Operación
Transporte
Almacenamiento
Inspección
Operación/Inspección
Transporte/Inspección
TOTAL
CANTIDAD
ACTUAL
23
27
5
4
9
1
69
PROPUESTA
20
19
2
3
7
1
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TABLA I: Número de actividades del macroflujo actual y del propuesto
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Se observa la disminución del número de actividades respecto al
macroflujo actual, lo que significa economía de tiempo y dinero en el proceso de
producción.
Es recomendable mecanizar los transportes difíciles de eliminar, sobre todo
aquellos que se realizan en forma manual y requieren gran esfuerzo, como ser: carga,
descarga y transporte de leña, alimentación de los hogares, etcétera.
Paralelamente, es importante iniciar un ciclo de mejoría contínua del proceso
productivo, con la educación y capacitación de los operarios en el aumento de la
calidad, tendiendo a la satisfacción del cliente interno y externo.
En este trabajo se ha analizado una industria dedicada a la secanza de yerba
mate, con la idea de mostrar las posibles mejoras que se pueden introducir en el
proceso de elaboración, desde las más simples y sencillas hasta las más complicadas,
aportando algunas ideas y sugerencias fáciles de llevar adelante, y otras cuya
realización habrá que evaluar más detenidamente.
Si bien el análisis se ha basado en un secadero específico, el método utilizado
puede ser fácilmente extrapolado a otros casos.
5 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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IMAM, 1990.
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Reverté, 1978.
MINISTERIO DE ASUNTOS AGRARIOS DE LA PROVINCIA DE MISIONES.
Misiones, Argentina: (s.n.), (1993?).
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OLIVEIRA, JOÃO HÉLVIO RIGHI DE. Sistemas de Produção. Santa María: UFSM - Universidade
Federal de Santa María, RS, Brasil, 1995.
PARDO, JUAN A., VARELA, MANUEL, VILA, GUILLERMO. Organización de la Producción,
Tomo V: Ingeniería Industrial. Buenos Aires, Argentina: Olivares, 1983.
ROCHOLL, JOSÉ ROBERTO. Mejoras en el Proceso de Secado de la Yerba Mate. Oberá,
Misiones, Argentina: Facultad de Ingeniería - U.Na.M; Trabajo final de la carrera de Ingeniería
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ROSOVSKI DE CERNADAS, ROSA. Contribución a la bibliografía de la Yerba Mate. Buenos
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