UBICACIÓN DE UNA AGROINDUSTRIA

Toda instalación de fábrica o Planta Agroindustrial se fundamenta principalmente en razones técnico económicas. Conveniencia y economía son, por lo tanto las bases decisivas para la construcción.

La solución conveniente requiere, pues en el proyecto y en la ejecución, la íntima colaboración del arquitecto con el ingeniero Agroindustrial o en Industrias alimentarias, que conocen las exigencias del procesamiento o fabricación, y el ingeniero constructor que estudia la estructuración del edificio.

La economía exige que tanto la disposición de cada edificio como el conjunto de ellos sea la conveniente al curso del procesamiento o fabricación y a las particularidades de la misma. Por otra parte no debe olvidarse que los equipos y/o máquinas y los procedimientos de la fabricación envejecen más pronto que los edificios y deben sustituirse por otros más modernos. Las exigencias de fabricación, cuya importancia sólo es temporal, deben reconocerse con este carácter y por consiguiente, no olvidar nunca la conveniencia de disponer de espacios libres para futuras ampliaciones de la fábrica o planta agroindustrial.

B. Orientación de los edificios

La buena orientación de un edificio industrial puede ser importante en algunos casos. Por ejemplo, en aquellas fábricas que disponen de grandes vidrieras como escaparate de la maquinaria cuyo aspecto y funcionamiento se requiere sea visible desde el exterior, orientará esa fachada transparente hacia el Sur o Noreste para que la incidencia del Sol sea la mínima posible.

Muchas industrias precisan muelles de carga y descarga de mercancías en los que el esfuerzo físico y estancia del personal pueden ser importantes. Se procura orientar al Sur o Este, nunca al Norte u Oeste donde la irradiación solar es la máxima.

La iluminación natural en el interior de grandes edificios debe hacerse mediante lucernarios o placas traslúcidas en la cubierta cuya orientación será siempre al Norte, por los mismos motivos antes indicados.

Las naves en las que se desee conseguir la menor incidencia posible a la acción del Sol orientarán su eje longitudinal de Este a Oeste. Así mismo, los locales destinados a oficinas, sala de reuniones, etc., se orientarán al Norte por ser la Selva Alta una región calurosa. En caso de la Sierra y la Costa se tendrá en cuenta la dirección de los vientos.

Finalmente queremos manifestar, que de cualquier manera, una buena orientación no constituye una exigencia tan importante como para dejar por ella otras ventajas.

C. Tamaño de la fábrica o planta agroindustrial

1. Superficies útiles y auxiliares

La base principal para el proyecto está en la fijación clara de las extensiones que debe tener la obra, en su primera fase de construcción y una vez terminada. El cálculo de estas extensiones se hace basándose en la inversión de capital, en la cantidad a producirse o en el número de trabajadores ocupados, pero estos cálculos no son suficientes como base para el proyecto. Basándose en los datos anteriores, el ingeniero de la planta debe determinar con exactitud la superficie útil necesaria, informándose de las relaciones entre capital, circulación, número de trabajadores, número de máquinas y superficies útiles en otras fábricas similares. O bien fijar previamente en un plano conjunto, con la mayor exactitud, los emplazamientos de las máquinas, todas las instalaciones necesarias y la distribución de oficinas.

Con estos documentos tiene que fijar el ingeniero de la fábrica un claro programa, indicando para cada área de la fábrica la superficie de planta necesaria, alturas de techo, sobrecarga de los suelos, así como el personal (especificando obreros y empleados, hombres y mujeres) y cuantas exigencias del proceso productivo puedan tener importancia en la construcción.

En este programa, el ingeniero responsable de la planta agroindustrial habrá indicado prioritariamente las superficies útiles necesarias, es decir las de emplazamiento de los equipos y/o máquinas, puesto de trabajo, almacenes, laboratorios, etc. Luego completa el programa con el auxilio de un arquitecto o ingeniero civil las áreas o superficies auxiliares como escaleras, servicios higiénicos, vestuarios, pasillos, ascensores, cocinas, comedores y espacios ocupados por las paredes de carga y de distribución. Estas superficies adicionales (llamadas superficies auxiliares) sumada a las superficies útiles dan la superficie total, que es el dato fundamental para el proyecto.

2. Apreciación de las superficies auxiliares

Es corriente que al estimarse estas superficies se les conceda menos importancia que la que realmente tienen. Como se verá en los planos posteriormente representan una parte importante de la superficie total. Una apreciación exacta a priori de las superficies auxiliares no es posible. Dependen, ante todo, de la densidad de la ocupación: cuanto más personal trabaje en un espacio restringido, tanto mayor es la relación entre la superficie auxiliar necesaria y la superficie útil.

Por otra parte, la extensión de las superficies auxiliares depende esencialmente del acierto en la distribución de la planta agroindustrial. El poco acierto en la distribución y compartimiento de las plantas agroindustriales, aumenta la proporción de las superficies auxiliares respecto a la total, este poco acierto se ve reflejada al tener por ejemplo largos pasillos, escaleras muy espaciosas, servicios higiénicos en cada dependencia, vestíbulos innecesarios, etc.

En un principio tenemos que priorizar las superficies útiles necesarias analizando si queda suficiente sitio y luego hacer una evaluación de las superficies auxiliares.

Como una primera regla general dirá que el aumento por las superficies auxiliares está comprendido entre el 30 y el 60 % de la superficie útil, en promedio como del 35 al 40 % dependiendo el incremento de la importancia del ambiente.

3. Determinación de la superficie total

Otro método para determinar la superficie total, parte de las superficies necesarias por cabeza (obreros, empleados, técnicos y profesionales que estarán a cargo de las actividades en la futura planta agroindustrial). Estas cifras se deducen fácilmente de otras empresas similares, propias o extrañas.

Una forma muy práctica de determinar el tamaño de cada área es siguiendo el siguiente método:

Determinar las áreas que tendrá la planta agroindustrial.

Determinar las superficies útiles y superficies auxiliares de cada uno de ellos, para realizar estos cálculos considerar el cuadro 7.1.

D. Distribución de planta y layout de una sala de procesamiento

En intima dependencia con la elección de la forma del edificio, se encuentra la decisión sobre la reunión de todas las áreas bajo la misma cubierta o la repartición de los mismos en varios edificios.

Esto depende principalmente de los puntos de vista técnico y económico, pero también influyen algunos fundamentos de construcción y protección contra el fuego.

Cuadro 7.1: Valores para determinar la superficie útil y las superficies auxiliares en una planta

agroindustrial considerando m2/cabeza.

En general, la reunión de todas las áreas en un edificio es lo más conveniente para el trabajo. Se disminuyen los recorridos, se economiza gastos de transporte y se facilita la supervisión. También por lo que respecta a los gastos de construcción y conservación es esta solución la más ventajosa.

La distribución en varios edificios se justifica cuando hay motivos que a ello obliguen, como por ejemplo, evitar molestias recíprocas, mejorar la protección contra incendios; o cuando ello reporta otras ventajas. Esto sucede por ejemplo con locales que representen un peligro especial (incendio, explosión, gases tóxicos); que produzcan gran ruido; que ocasionen fuertes vibraciones; que necesiten altura especial y particulares sobrecargas, de forma que su inclusión en un edificio general implicaría una estructura muy costosa; que por la calidad del trabajo en ellos desarrollado sea necesario protegerlos de influencias exteriores; que, comparados con el marco general del establecimiento, hayan de tener una capacidad especial de ampliación; y por último si el terreno disponible para la instalación de la industria presenta grandes desniveles pendientes fuertes de modo que una mayor extensión de los edificios ocasionaría dificultades de acceso a los departamentos.

Hasta que no se haya decidido sobre la distribución de las áreas en uno o varios edificios y sobre la forma de éstos, no se puede determinar el tamaño del solar necesario para iniciar las gestiones de adquisición del mismo y los trabajos inherentes al proyecto.

1. Distribución de planta

De acuerdo a las características del terreno elegido o al proceso a seguir, se procede a hacer el respectivo diseño de Layout, o sea una distribución racional y lógica de los equipos de procesamiento. Este diseño de Layout condiciona la distribución de las áreas del edifico agroindustrial como: laboratorios, almacenes, depósitos, salas de máquinas, servicios higiénicos, oficinas, talleres, etc.

La distribución de estas áreas se hace luego de un análisis de proximidad que es una metodología que permite la distribución adecuada de los ambientes.

A manera de ejemplo se representa el análisis de proximidad de áreas, donde en el lado izquierdo, se señalan cada una de las áreas requeridas, y en el lado derecho, a través de una serie de líneas interconectadas entre sí, se presenta la relación de un área con otra.

Como resultado de lo anterior se obtiene un croquis del plano de planta a escala, la que consecuentemente nos permite ejecutar los croquis del plano de ubicación, planos de cortes y detalles, plano de elevación y fachada del edificio agroindustrial.

A base de este croquis de plano, y de acuerdo a las exigencias de funcionamiento de cada área, se debe especificar las características generales de la construcción civil y realizar los planos definitivos y los planos de instalaciones básicas como son: plano de agua y desagüe, plano de instalación eléctrica, etc. Estos planos nos facilitan posteriormente el cálculo de las inversiones en obras civiles y nos permitirá ejecutar la maqueta del edificio agroindustrial, para de esta manera tener una idea de las características que tendrá el edificio.

La distribución de planta además implica la ordenación física de los elementos industriales. Esta ordenación ya practicada o en proyecto incluye, tanto los espacios necesarios para el movimiento del personal, material, almacenamiento, trabajadores indirectos y todas las otras actividades o servicios, como el equipo de trabajo y el taller de mantenimiento.

2. Factores que afectan la distribución de planta

Para determinar la distribución del interior de una fábrica existente o en proyecto es necesario diseñar un plan para colocar las máquinas y demás equipos de manera que permita a los materiales avanzar con mayor facilidad, al costo más bajo y con el mínimo de manipulación, desde que se reciben las materias primas, hasta que se despachan los productos terminados.

Los factores que tienen influencia sobre cualquier distribución de una planta agroindustrial se dividen en 8 grupos:

a. Factor 1: Material

El factor más importante en una distribución es el material, incluye los siguientes elementos o particularidades:

? Materias primas.

? Material entrante.

? Material en proceso.

? Producto terminado.

? Material saliente o embalado.

? Materiales accesorios empleados en el proceso.

? Piezas rechazadas a recuperar o repetir.

? Material de recuperación.

? Chatarras, desperdicios, desechos.

? Materiales de embalaje.

? Materiales para mantenimiento, talleres, otros servicios.

Todo el objetivo de producción es transformar, tratar o montar material de modo que se logre cambiar su forma o características. Esto es lo que dará el producto final, por ello, la distribución de los elementos de producción ha de depender necesariamente del producto y del material sobre el que se trabaja.

El factor material incluye diseño, variedad, cantidad, operaciones necesarias y su secuencia.

b. Factor 2: Maquinaria

Abarca equipos de producción y herramientas y su utilización. Después del producto o material sigue en orden de importancia, la maquinaria y el equipo de proceso. La información sobre la maquinaria (incluyendo las herramientas y equipos) es fundamental para una ordenación apropiada de la misma.

Los elementos o particularidades del factor maquinaria incluyen:

? Maquinarias de producción.

? Equipo de proceso o de tratamiento.

? Dispositivos especiales.

? Herramientas, moldes, patrones, plantillas, montajes.

? Aparatos y sistemas de medición y de comprobación, unidades de prueba.

? Herramientas manuales y eléctricas.

? Controles o paneles de control.

? Maquinaria para mantenimiento.

c. Factor 3: Hombre

Involucra la supervisión y los servicios auxiliares, al mismo tiempo que la mano de obra directa.

Las consideraciones sobre el factor hombre son:

? Condiciones de trabajo y seguridad.

? Necesidades de mano de obra (Tipo de trabajadores, número necesario y horas de trabajo).

? Utilización del hombre.

d. Factor 4: Movimiento

Las consideraciones para el factor movimiento son:

? Patrón o modelo de circulación.

? Reducción del manejo innecesario y antieconómico.

? Manejo combinado.

? Espacio para el movimiento.

? Análisis de los métodos de manejo.

? Equipo de espera.

e. Factor 5: Espera

Consideraciones:

? Situación de los puntos de embalaje y espera.

? Espacio para cada punto de espera.

? Método de almacenaje.

? Dispositivos de seguridad y equipos destinados al almacenaje y espera.

f. Factor 6: Servicio

? Servicios relativos al personal

* Vías de acceso.

* Instalaciones para uso del personal.

* Protección contra incendios.

* Iluminación.

* Calefacción y ventilación.

* Oficinas.

? Servicios relativos al material

* Control de calidad.

* Control de producción.

* Control de rechazos, mermas y desperdicios.

? Servicios relativos a la maquinaria

* Mantenimiento.

* Distribución de líneas de servicios auxiliares.

g. Factor 7: Edificio

Consideraciones:

? Edificio especial o de uso general.

? Edificio de un solo piso o de varios.

? Forma del edificio, sótanos o altillos.

? Ventanas, puertas, pisos, tragaluces, cubiertas y techos, paredes, columnas, escaleras, transportadores, ascensores.

h. Factor 8: Cambio

Consideraciones:

? Cambio en los materiales (diseño de los productos, materiales, demanda, variedad).

? Cambios en las maquinarias (procesos y métodos).

? Cambios en el personal (horas de trabajo, organización o supervisión, habilidades).

? Cambios en las actividades auxiliares (manejo, almacenamiento, servicios).

? Cambios externos y limitaciones debidas a la instalación.

3. Objetivos de la distribución o layout

Toda distribución de planta se realiza persiguiendo objetivos muy claros dentro de la planta agroindustrial, ellos son:

? Facilita flexibilidad y expansiones futuras.

? Logra eficacia en el recorrido de materia prima, mano de obra, etc.

? Permite la utilización adecuada del espacio.

? Mejora las condiciones de trabajo y seguridad.

? Facilita la supervisión y mantenimiento.

? Permite aprovechar las condiciones naturales de los edificios.

? Se logra armonía con la organización general de la empresa.

4. Principios básicos para el Layout

Como se sabe, el layout es el arreglo físico, de los elementos que intervienen en el proceso productivo, donde primeramente se tiene en cuenta los equipos y maquinarias, seguidamente se tiene en cuenta los espacios que va a disponer el personal y los materiales a utilizarse y finalmente las distancias que existirán con los servicios auxiliares como almacenes, sala del caldero servicios sanitarios, etc.

Toda ésta disposición obedece a principios básicos que a continuación describiremos:

a. Principio de integración de conjunto o total

Es aquel que integra a personal (mano de obra), materiales, equipos y/o máquinas y actividades auxiliares.

b. Principio del mínimo recorrido o mínima distancia

El mejor layout es aquel que permite al material o al personal desplazarse una distancia mínima entre operaciones.

c. Principio de óptimo flujo

El mejor layout es aquel que arregla el área de trabajo para cada operación o proceso en el mismo orden o secuencia en que se forma, trata, o monta el producto siguiendo en lo posible el diagrama de flujo.

d. Principio de espacio cúbico

La mejor economía se obtiene utilizando efectivamente todo el espacio disponible, tanto el vertical como el horizontal.

e. Principio de seguridad y satisfacción

Es mejor el layout que hace el trabajo satisfactorio, cómodo y seguro a los trabajadores.

f. Principio de flexibilidad

Es mejor el layout que puede ser reorganizado de acuerdo a condiciones variables con la mayor facilidad y a un costo mínimo.

5. Tipos clásicos de layout

a. Por posición fija

El material o componente principal permanece en un sitio fijo, no se mueve, maquinarias y herramientas fluyen hacia él. El montaje de barcos o la construcción de casas, son el ejemplo típico.

Cuando usar:

? Cuando se requiere para la construcción de herramientas manuales, o máquinas simples y portátiles.

? Cuando se fabrican pocas unidades.

? Cuando ocasiona un elevado costo para mover el elemento principal.

b. Por proceso

Todas las operaciones del mismo proceso se agrupan. Ejemplo: Las operaciones de elaboración de conservas de frutas y hortalizas en un área, las de néctares y bebidas en otra, y así sucesivamente, en una planta de procesamiento de frutas y hortalizas.

Cuando usar:

? Cuando la maquinaria es muy cara y difícil de mover.

? Cuando se va a elaborar una gran variedad de productos en pequeña cantidades.

? Cuando la demanda es reducida o intermitente del producto terminado.

c. Por producto o en línea

Aquí un producto se produce en un área determinada. El producto es el que se mueve. Esto significa que cualquier equipo de fabricación, independiente de la función que realice se arregla de acuerdo a la secuencia de operaciones. Esta es la conocida producción en línea.

Cuando usar:

? Cuando la maquinaria es muy difícil y muy cara de mover.

? Cuando el diseño del producto obedece a un proceso normalizado o constante.

? Cuando hay una gran cantidad de productos a elaborar con poca diversificación.

Esta descomposición en tres tipos clásicos se hace para poner en relieve, como ciertos factores afectan al layout. Sin embargo en la industria casi nunca se hallan en su forma pura y es más frecuente hallar los combinados. En los procesos de elaboración de alimentos se emplea generalmente los tipos 2 y 3 o sea producción por proceso y en línea respectivamente.

5. Elementos básicos de un layout

Un layout tiene cinco elementos básicos que son como sigue:

a. El producto

Se refiere a la materia prima a utilizarse, teniendo en cuenta los insumos, por intermedio de los cuales conoceremos que se va a producir y cuáles serán las características del producto terminado.

b. La cantidad

El estudio de mercado realizado, las decisiones de tamaño (capacidad instalada de la planta) y los factores de localización permitirán establecer las cantidades a producir.

c. La ruta

Por intermedio de la cual se entiende el proceso, sus operaciones, su secuencia. Pueden definirse por hojas de operaciones, hojas de ruta, diagrama de flujo. La maquinaria y equipos elegidos dependen del proceso a seguir para cambiar la forma del material. El movimiento a través del área por arreglarse, depende de la secuencia de operaciones.

d. Los servicios auxiliares

Son todas las facilidades y actividades conexas al área de producción por arreglar, de tal manera que permita una operación eficiente. Es común incluir las áreas de almacenamiento como parte de los servicios auxiliares, a veces ocupan mayor área que las salas de procesamiento, por eso debemos prestarle especial atención.

e. El tiempo

Es importante para saber cuando tendrá que producirse. Es necesario programar los productos de hoy, del año entrante, o de años más adelante. La figura 7.5 es la representación en forma resumida de los elementos básicos del layout.

La forma de llave nos permite recordar los elementos básicos de un layout.

7. Recomendaciones finales

Las recomendaciones finales que podemos hacer para un layout eficiente y para una buena distribución de planta en la siguiente:

? Planear en general y después en detalle.

? Planear lo ideal y luego derivar a lo práctico.

? Planear el layout alrededor del proceso y la maquinaria.

? Planear el edificio alrededor del layout.

A continuación recomendamos la secuencia de la figura 7.6 a seguir, para efectuar el diseño de una planta agroindustrial.

La forma práctica de efectuar el layout y la distribución de la planta es la siguiente:

? Una vez que se ha fijado y coordinado los elementos de los cuatro primeros rectángulos, se procede a hacer el layout.

? Se dibuja a escala y vista de planta en una cartulina o cartón las áreas de los equipos y/o máquinas que se van a utilizar y se recortan.

? Se coloca en una cartulina de color negro, de acuerdo al flujo de proceso, las áreas de los equipos recortados. Esta cartulina también fue medida a escala del tamaño que ocupará el área de la sala de procesamiento. De esta manera se hizo el layout.

? Se recortan las áreas que tendrá la planta, a escala y se colocan en una cartulina negra, haciendo un análisis de proximidad de los valores y razones por la que se colocan ciertas áreas, cerca o distantes de otras.

? Fijar los límites de la sala de proceso, dejando espacios recomendables para el pasaje de personal y materiales, para que estos a su vez efectúen sus movimientos con el mínimo recorrido, en tiempo mínimo y sin interferencias.

? Colocar el almacén de materia prima, cerca al punto inicial del proceso.

? Colocar el almacén de producto terminado, cerca al punto final del proceso.

? Colocar el almacén de envases, cerca al punto donde se realiza el llenado.

? Al ubicar estos tres almacenes, debe tenerse en cuenta una pista para vehículos con acceso a ellos, para las operaciones de carga y descarga.

? Hasta este momento tenemos en el plano de planta, la sala de proceso y los almacenes. Alrededor de estas áreas básicas se deben de trazar las áreas de servicios auxiliares que son:

1). Sala de máquinas: Preferible fuera de la planta.

2). Laboratorios: Preferiblemente cerca de los puntos de muestreo.

3). Oficinas de Gerencia y Administración: Las dos preferible con vista a la sala de procesos y la oficina de administración recomendable cerca al control de entrada y salida de obreros. Se debe incluir en estos ambientes un cuarto de baño, ya sea común o uno para cada oficina.

4). Servicios Higiénicos de Obreros: Se deben considerar servicios higiénicos para hombres y mujeres separadamente, estos deben proveerse de armarios con cerraduras, con el fin de que también sirvan de vestíbulos.

Finalmente se debe insistir en que el layout debe ser trazado para permitir un flujo simple y continuo del producto.

E. Edificios

Para cada tipo de agroindustria pueden encontrarse las formas especialmente adecuadas de edificio y de sección transversal. La decisión depende exclusivamente de las exigencias de la industria. La elección de la forma de los edificios es otra de las bases fundamentales del proyecto.

Lo primero que hay que decidir es si conviene la edificación en una sola planta o en varias plantas.

1. Edificación en una sola planta

En las edificaciones de una sola planta su pavimento se encuentra casi siempre a la altura del terreno. Tiene la ventaja del fácil acceso a todos los locales sin necesidades de rampas, ascensores ni escaleras. Esto hace posible el trazado de vías y pasos de carruajes o vehículos, así como el transporte sin obstáculos de máquinas y piezas grandes. Las máquinas pesadas pueden cimentarse directamente sobre terreno consistente y se puede admitir que el pavimento resistirá cualquier sobrecarga.

Otras ventajas que ofrece la edificación de una sola planta es que la profundidad de los locales no viene restringida por la necesidad de acceso de la luz natural, pues con cualquier anchura de edificio se consigue con claraboyas la iluminación deseada. El costo de construcción es inferior al de la edificación con varios pisos, ya que las estructuras resistentes son más ligeras y en el caso de planta extensa, por la menor proporción de paredes de fachada.

Los inconvenientes que tiene esta forma de edificación es que las claraboyas de iluminación y la gran superficie de enfriamiento de la cubierta dificultan el mantenimiento uniforme de cierto grado de calor.

Los grandes edificios de una sola planta no son adecuados para dividirlos en pequeños locales, razón por la cual muchas veces son desechados. La gran superficie de la planta es un inconveniente para la construcción de edificios de planta baja si el terreno es caro, por lo que solo es recomendable si se dispone de terreno barato.

Por las razones expuestas en la industria alimentaria se adopta mayormente la edificación con una sola planta, siempre y cuando no surjan necesidades de contar con otras plantas según la característica de la planta agroindustrial.

2. Edificación en varias plantas

Tiene las ventajas de menor pérdida térmica y luz lateral uniforme. El terreno necesario, de acuerdo con el número de pisos, es menor que con la edificación en planta baja, lo que hace que el mayor costo del edificio de varios pisos quede más compensado si el terreno es caro.

Como inconvenientes tiene la no tan fácil accesibilidad a las superficies de trabajo (por escaleras y ascensores), la limitación de sobrecarga de los suelos y el mayor costo de construcción, respecto a la edificación en una sola planta. Estas propiedades hacen adecuada la edificación con varios pisos para la industria alimentaria con grandes exigencias de iluminación y de conservación del calor en las que, además, no sea un inconveniente serio el transporte con montacargas ni la limitación de las cargas en circulación.

La aplicación principalmente es para trabajos delicados como empresas dedicadas a realizar control de calidad de productos alimenticios o para fábricas para ensayar nuevos productos. También se instalan plantas agroalimentarias semipesadas en edificios de pisos, si las piezas, materia prima, insumos y producto terminado no son muy engorrosos para su transporte y se dispone de poco terreno. Por último, también hay fabricaciones en las que la superposición de las superficies de trabajo en varios pisos es conveniente, por ejemplo las industrias de molinería, en las que el género, al descender, va pasando por las distintas fases de la elaboración. Si han de contener un gran número de oficinas, los edificios de pisos están más indicados que los de planta baja.

3. Dimensiones y formas

El tamaño de los diferentes edificios y elementos que constituyen la agroindustria está condicionado principalmente por el proceso industrial. En éste proceso la capacidad punta de fabricación o cuello de botella es, lógicamente, el principal factor de diseño. No obstante con la misma capacidad pueden adoptarse tecnologías alternativas que requieren dimensiones diferentes de los edificios.

Un ejemplo muy claro es por ejemplo una fábrica de frutales automatizada (intensiva en capital) requieren de una superficie edificada menor que una planta de frutales donde predomina la mano de obra (intensiva en mano de obra).

Secundariamente al proceso industrial pueden influir en las dimensiones de los edificios otros factores como el tamaño del solar, la tipología estructural, etc. por ello es difícil dar algunas características a las que se ajusten todas las agroindustria, aunque realmente existen puntos comunes.

En general las agroindustria son pequeñas o medias, dentro del conjunto de la actividad industrial. En la mayoría de los casos en la parcela industrial aparecerán dispersos diferentes edificios, construcciones e instalaciones de diversa índole, destacando siempre un edificio central de mayores dimensiones donde se realiza la actividad principal de la industria (sala de procesamiento). Además suelen estar presentes una báscula para pesaje de vehículos industriales, un centro de transformación eléctrica (casa de fuerza), una estación de depuración de vertidos y otros ambientes que ya mencionamos cuando hablamos del proceso productivo.

Por seguridad muchas industrias tienen independizados los almacenes de materias primas y productos terminados, que suelen ser edificios, silos o depósitos. Si la industria es de gran capacidad pueden tener en edificios separados distintas fases del proceso. Así sucede, por ejemplo, en algunas industrias lácteas, en las que los procesos de evaporación (bajar los niveles de agua), de pasteurización y de leche en polvo se hace en edificios diferentes.

El edificio principal suele ser de una sola planta a lo mucho dos. Solamente tienen más las fábricas de piensos y de harinas (cinco o más) o los silos para grano. Algunas industrias que tradicionalmente se construían en dos plantas, como los mataderos, hoy en día se diseñan en una sola. En ciertos casos se proyectan plataformas de acceso de máquinas que no pueden considerarse propiamente como plantas de edificios. En general esta disposición en una sola planta simplifica el movimiento de materiales empleados.

La altura libre interior de los edificios viene así impuesta por las necesidades del proceso, es decir, el tamaño de las máquinas o la altura de almacenaje, los elementos de transporte, etc. Pueden existir varias zonas diferenciadas claramente en cuanto a la altura libre necesaria. Ver figura 6.7, en cuyo caso pueden proyectarse alturas diferentes de cubierta en cada una de ellas, aunque estos tipos de diseño tiende a desaparecer para permitir edificios más versátiles con una altura uniforme. En la mayoría de los casos los edificios precisarán alturas libres entre 4 y 10 metros.

La anchura del edificio es muy variable. Se pueden conseguir cualquier anchura anexando naves, pero entonces quedan pilares interiores. La anchura es una dimensión que está muy ligada a la tipología estructural. Cuanto mayor es el área libre de la nave (mayores luces libres), mayor es el costo de la estructura. Por eso es conveniente en éste punto intentar hermanar el diseño en planta de la sala de proceso industrial con la tipología y disposición estructural, aunque en general el diseño constructivo siempre debe ser subsidiario del diseño industrial.

Siempre que sea posible, de preferencia se construirá una sola nave libre de pilares interiores, pero en éste caso la anchura máxima rentable hasta hoy en día es de 40 metros, aunque por encima de 30 metros la rentabilidad es dudosa.

Por el contrario para la longitud no existe limitación alguna, por lo que son más económicos los edificios alargados que los compactos. Desde el punto de vista estético la planta rectangular más agradable es aquella en la que los lados están en relación 1,618/1 (relación aúrica), sin embargo resultan más económicos los edificios con relaciones mayores. Desde 2/1 a 3/1 pueden resultar bien con ambos puntos de vista. La forma de la planta suele ser de varios tipos como lo muestra la

figura 7.8, así tenemos: rectangular (a) o mediante combinaciones de rectángulos, dando formas en H (b), en U (c), en peine (d), en L (e), etc. Solo en contadas ocasiones es posible utilizar otras formas poligonales o circulares.

En alzado las formas vienen determinadas por los tipos de cubierta, que pueden ser a un agua, dos aguas, cuatro aguas, plana, abovedada, a dos aguas asimétrica y combinaciones de todas ellas en naves múltiples.

a. Cubiertas en bóveda

Son de poco uso en los edificios agroindustriales. Hoy en día se emplea únicamente para cubrir grandes luces sin pilares intermedios. Generalmente se usan para luces entre 30 y 60 metros. Pueden seguir cuatro esquemas estructurales diferentes:

* Arcos metálicos de celosía.

* Mallas espaciales de acero en bóveda.

* Arcos de hormigón armado.

* Arcos de madera laminada.

Lo más corriente es el arco de celosía metálico. En algunos edificios como mercados de expendio de carne o de frutas y hortalizas pueden emplearse los arcos de madera, que para grandes luces empiezan a tener precios competitivos..

b. Edificios de varias plantas

En este caso la estructura de pisos suele resolverse mediante pórticos ortogonales de acero con uniones articuladas. Es mucho menos frecuente la estructura de hormigón o la metálica hipertástica. Los forjados suelen ser unidireccionales de vigueta y bovedilla. Las viguetas pueden ser de hormigón o de acero. La estructura de cubierta es horizontal si se desea una azotea o inclinada. Es corriente que en el último piso sea diáfano sin pilares, para lo cual se construyen naves sobre los pisos inferiores.

4. Estructuras

La tipología estructural del edificio principal de la agroindustria está influenciada por los siguientes factores:

* Distribución del proceso industrial.

* Formas y dimensiones del edificio.

* Precio y disponibilidad de materiales.

* Conservación y mantenimiento.

* Versatilidad y posibilidad de realizar cambios.

* Características geotécnicos de la explanación.

Las tipologías evolucionan mucho, y las estructuras aún más. Hoy en día los materiales más empleados en la estructura son los siguientes:

? El acero laminado, ya que posiblemente más del 80% de los edificios industriales que se construyen utilizan estas estructuras, no obstante va cediendo su puesto a otros materiales como el que sigue.

? El hormigón prefabricado que debido a su menor costo de conservación, características de versatilidad análogas a las del acero y sobre todo la mejora tecnológica y el precio competitivo que ha alcanzado este material, hacen que sea el que mayores perspectivas presenta para un futuro inmediato.

? El hormigón ejecutado en obra, que aunque todavía en algunas industrias pequeñas se recurre a este material, está en franco retroceso, pese a su menor costo, sobre todo por las dificultades de cambios y la lentitud en la ejecución de las obras.

? Otros materiales como aluminio, madera, ladrillo, bloques, piedras, etc. solo son empleados anecdóticamente y en general solo lo hacen en elementos o edificaciones secundarias. Tan solo el acero galvanizado tiene una utilización en alza, debido al menor costo de conservación respecto al acero ordinario, aunque su precio es mayor.

Respecto a los esquemas estructurales empleados pueden estudiarse separadamente para naves a una o dos aguas, cubiertas planas, dientes de sierra, bóvedas y edificios de varias plantas.

a. Naves a dos aguas

En acero las estructuras empleadas son la cercha sobre pilares y el pórtico rígido. En hormigón son el pórtico articulado y la viga sobre columnas o pilares.

? Cercha sobre pilares. Resulta la solución más económica para luces pequeñas, entre 10 y 15 metros, pudiendo emplearse de forma rentable hasta los 20 metros. Presenta el problema de la limitación de altura libre. Pero también el tirante inferior resulta útil para colgar falsos techos, determinadas cadenas de transporte, luminarias, etc. Las cerchas se realizan con perfiles laminados de acero de diversos tipos.

? Pórticos rígidos. Constituyen la tipología estructural más común entre los edificios agroindustriales. Resultan rentables para luces entre 20 y 40 metros. Se usan dos tipos diferentes: el empotrado para el cual es preferible siempre que el terreno de cimentación sea bueno, pues los esfuerzos en las barras son menores; y el biarticulado el que se elige cuando el terreno es deficiente o medio, pues las cargas trasmitidas a través de cimiento son mucho menores. Los pórticos se realizan por soldadura de perfiles laminados tipo I o H y refuerzos de los nudos. En ocasiones se emplean perfiles aligerados o perfiles armados a base de chapas.

b. Correas

Tanto los pórticos rígidos como las cerchas se disponen con separaciones que varían entre 4 a 8 metros dependiendo del tipo de correas. Las separaciones menores, entre 4 a 6 metros corresponden a correas de perfiles laminados y las mayores entre 6 a 8 metros corresponden a correas de celosía triangular. Los valores intermedios pueden resolverse con perfiles aligerados. La tendencia actual es la de aumentar las separaciones.

? Pórtico articulado. Se emplea muy poco con estructuras de acero, pero es muy común en las estructuras prefabricadas de hormigón. Se fabrican pórticos de dos piezas con la articulación en cumbrera y pórticos de tres piezas con sendas articulaciones en los dinteles.

? Los primeros sirven para luces moderadas, de hasta 15 metros. Los segundos pueden alcanzar los 25 metros de luz. Normalmente son secciones rectangulares o trapezoidales de hormigón armado, de inercia variable, con alta calidad de materiales.

? Viga peraltada sobre pilares. Se cubren luces entre 15 a 25 metros, con pendientes reducidas entre el 5 y 20%. Los pilares son de hormigón prefabricado con un cajetín en cumbrera para articular la viga. La viga suele tener sección en I o similar. Cubiertas planas

Las cubiertas planas suelen presentar más problemas de evacuación de aguas por lo que se emplean menos. Sin embargo, con los nuevos métodos y materiales de impermeabilización cada vez es más fácil obtener buenos resultados. Las estructuras para formar cubiertas planas son generalmente metálicas de dos tipos:

? Vigas de celosía sobre pilares. Sirven para naves con luces entre 15 a 30 metros. Son análogas a las de cercha sobre pilar, aunque se puede llegar a luces mayores. Pueden darse algo de inclinación a la cubierta inclinando ligeramente la viga. Son las más comunes de su clase.

? Mallas espaciales. Se usan para luces medias o grandes por encima de 20 metros. Se consiguen naves muy diáfanas y se ahorra mucho acero. La única desventaja es que no son fáciles de ejecutar, deben confiarse a empresas especializadas. d. Dientes sierra

Este tipo de cubiertas fue muy popular en la edificación industrial de los años 60 y 70 aunque nunca se usó mucho en las agroindustrias. En la actualidad, las formas tradicionales con dentado triangular se están sustituyendo por otras de tipo trapezoidal. La estructura es metálica empleándose los siguientes sistemas:

? Semicerchas o cerchas asimétricas para formar el dentado.

? Vigas de celosía formando el lado vertical o más inclinado y viguetas de celosía apoyadas en ellas formando el otro lado.

? Mallas espaciales formando dentado trapezoidal.

El primer sistema es análogo al de cercha sobre pilares en naves de dos aguas. Quedan luces libres aún más reducidas que en dicho caso.

Con el segundo sistema se consiguen naves más diáfanas pues aunque las viguetas no superan los 10 metros de luz libre la viga de celosía puede tener 30 o más metros de luz. En este caso el eje principal de la nave será perpendicular a la viga de celosía, mientras que el anterior se trata de naves múltiples adosadas con el eje principal perpendicular a las cerchas.

Los dentados trapezoidales pueden hacerse mediante pórticos rígidos metálicos, pero es más corriente emplear mallas espaciales, consiguiéndose una mayor separación entre pilares.

5. Cerramientos y cubiertas

Los tipos de cerramientos empleados en los edificios agroindustriales más comunes son:

a. De ladrillo.

b. De bloques de hormigón.

c. Placas metálicas.

Los dos primeros grupos están en franca regresión con respecto al tercero. Las principales ventajas de las placas metálicas son:

Simplicidad de ejecución.

Facilidad de adaptación y cambio.

Alta tecnología anticorrosiva, impermeabilizante y aislante incorporada a las placas.

Amplia gama de acabados, tanto en color como en textura.

Las placas suelen ser de acero lacado, aunque también hay de acero galvanizado, aluminio y zinc. Pueden llevar incorporado el aislante térmico, barrera antivapor acabado interior, etc.

Los productos cerámicos se han modernizado mucho, sobre todo en sus formas y dimensiones, consiguiendo así mantener un cierto nivel de utilización. Sin embargo, su empleo se limita cada vez más para otro tipo de unidades de obra, perdiendo terreno como cerramientos en edificios industriales. No obstante en los edificios secundarios como oficinas, laboratorios, lugares de expendió, etc. aún es el material principal de cerramientos.

El elemento cerámico principal de cerramientos es el ladrillo hueco doble, con el que se realizan paredes de mediana altura los que se revisten posteriormente con el tarrajeo, con mayólicas o con losetas para impermeabilizarlos y para facilitar su limpieza.

En menos ocasiones se emplean los ladrillos macizos y perforados para cara vista. Compitiendo con las paredes de ladrillo se emplean con frecuencia los bloques de hormigón. Estos pueden

revestirse o dejarse para cara vista, en este caso se complementa con terminaciones apreciables que existen en el mercado. Los bloques más comunes son los huecos aunque también se emplean los macizos de hormigón ligero.

En ocasiones se combinan en un mismo cerramiento industrial el ladrillo, los bloques y las placas metálicas o combinados solamente dos de ellos.

Para las cubiertas o techos se utilizan casi exclusivamente las planchas de fibrocemento (como el eternit o techalit) o metálicas (como las calaminas). Solo en edificios secundarios se recurre a tejas, pizarras y otros elementos como el techo aligerado o de concreto armado.

Estos dos últimos mencionados, mayormente son cubiertas planas o de poca pendiente, en este caso es conveniente impermeabilizar con cemento puro o con brea mineral, para evitar que por algunas grietas que se forma por la dilatación, filtre agua de las precipitaciones.

En lugares calorosos, como la Zona del Alto Huallaga, es conveniente que por debajo de las planchas de cubierta, se incorpore algún aislante térmico, el que puede ir pegado a la plancha o mediante un falso techo.

6. Soleras

Los pavimentos de las industrias agrarias precisan características diferentes según las zonas de fabricación. En general, en las zonas de recepción y almacenaje deberán ser resistentes a las cargas de las carretillas o vehículos de transporte, pero no suelen estar sometidos a la agresión química o ambiental. Este sin embargo, es el factor principal en las zonas de fabricación.

Normalmente los pavimentos en planta baja se ejecutan sobre la explanación compactada formando una placa de piedra apisonada de unos 15 cm de espesor que rompe los ascensos capilares de la humedad del terreno.

Sobre esta capa se añade otra de hormigón, por ejemplo de H-150, de espesor variable entre 5 a 20 cm según las cargas que soportara. Siempre es necesario que esta capa lleve una malla de fierro corrugado para repartir la presión de la carga y de esta manera evitar el agrietamiento de la solera.

Cuando el pavimento debe soportar cargas mayores se refuerza la malla con fierro de mayor diámetro o de acero, y/o se emplea un hormigón de mejor calidad.

Sobre esta capa de hormigón muchas veces se adiciona una delgada capa superficial que puede ser antidesgaste, anticorrosiva, antideslizante, antiácido, etc., según las necesidades del local de cada industria, para lo cual se emplean numerosas modalidades que existen en el mercado.

De una forma sintética se pueden diferenciar los siguientes tipos de tratamientos superficiales:

? Morteros. Son revestimientos continuos compuestos de un material base como la arena u otros y un ligante como el cemento u otros. Con estos materiales se consiguen grandes variedades de

tratamientos superficiales que van a estar en función de los aditivos, composición, forma de ejecución, acabado superficial, etc.

? Baldosas. Revestimientos por piezas independientes rígidas. Los materiales son muy diversos, así tenemos: gres, terrazo, cerámica, hormigón, piedra natural, piedra artificial, etc.

? Resinas. Se ejecutan en forma de pintura o de mortero. Las fundamentales son la epoxídicas, aunque existen de composición diferente, por ejemplo el uretano.

? Materiales bituminosos. Se usan básicamente tres tipos que son: los tratamientos superficiales simples basándose en gravilla y emulsión asfáltica en frío, el slurry o mezcla de emulsión asfáltica, arena o gravilla de menos de 10 mm y un filler generalmente de cemento, y por último riegos asfálticos.

? Plástico. Revestimientos en rollos de materiales plásticos, fundamentalmente linóleo, goma o PVC. Se adhieren con mortero o adhesivos especiales.

? Otros tipos. Para dependencias no puramente industriales como oficinas, servicios higiénicos, etc. Se pueden usar cualquier otro tipo de solera habitual en estos casos como: parquet, tarima, losetas, etc.

7. Integración con el entorno

La calidad medio ambiental cada día tiene mayor atención en los países de América Latina y se procura cada vez con mayor énfasis evitar las agresiones a la naturaleza. Desde este punto de vista los edificios agroindustriales pueden plantear problemas más concretos para el medio ambiente, no solo en contaminación atmosférica y por vertidos de aguas residuales, sino también por agresiones al paisaje rural.

Por lo tanto debe tenerse presente al realizar el proyecto de una agroindustria el minimizar dicho impacto, para lo cual debe estudiarse la situación del terreno, la visibilidad desde distintas posiciones de los edificios, el paisaje circundante y la tipología constructiva que predomina en la comarca.

Considerando todos estos aspectos, debe buscarse soluciones a la forma, dimensiones, color y agregación de los edificios, que sin encarecer excesivamente la obra y sin perjudicar el adecuado diseño, desde el punto de vista funcional, causen la menor perturbación paisajística.

En muchas ocasiones basta con pequeños cambios o inversiones para mejorar enormemente la imagen de los edificios. En el caso de que aun teniendo en cuente estos factores el resultado no sea aceptable, cabe la posibilidad de establecer barreras visuales con árboles, setos, paredes, etc. que aíslen los edificios industriales de su entorno.

http://m.monografias.com/trabajos81/diseno-plantas-agroindustrialest/diseno-plantas-agroindustrialest4.shtml

Determinación del tamaño

Condicionan el tamaño de una planta agroindustrial muchos aspectos que tienen que ver con la fase de pre inversión, siendo los más importantes los siguientes:

(1) La relación tamaño – mercado (2) La relación tamaño – tecnología (3) La relación tamaño – localización (4) La relación tamaño – financiación.

Generalmente se cree que la proyección de mercado es la más importante variable para determinar el tamaño de la planta agroindustrial, sin embargo no es el único factor que se debe tener en cuenta por que debe evaluarse, la tecnología del proceso productivo, la disponibilidad de insumos, la localización y el financiamiento del proyecto, entre estos factores estudiaremos las relaciones más importantes que son:

1. Tamaño – mercado

Es el condicionante fundamental, se refiere al estudio de mercado realizado tanto de la materia prima como del producto terminado (demanda insatisfecha), ellos dan las pautas más importantes para determinar el tamaño de planta debido a que está estrechamente vinculados.

Puede darse el caso que el estudio de mercado de la materia prima determina su abundancia en la zona donde se localizará la planta, este estudio debe complementarse con el estudio de la demanda del producto final dándose dos posibilidades:

? Existe poca demanda en este caso se tiene que ampliar el ámbito del mercado. ? Existe mucha demanda entonces no es necesario la ampliación del ámbito del

mercado. ? Si existe escasez de materia prima y una gran demanda del producto terminado

entonces se tendrá que ampliar el proyecto integrando a ella la fase de producción de la materia prima o considerar que ella lo va a adquirir en otros lugares, estableciendo una buena política de compra y ventas.

Define la cantidad de producto que será posible colocar durante la vida útil del proyecto, así como los precios a que se podrá colocar en el mercado. Por lo tanto da las pautas fundamentales para dimensionar los elementos participantes en la producción.

2. Tamaño – tecnología

Define los elementos necesarios para la producción y la disponibilidad de aquellos actúa como limitante del tamaño, modificando o restringiendo el rango de dimensiones dictadas por el mercado.

Así por ejemplo si se prevé que a mediano y largo plazo solo se contará con cierto volumen de materia prima, difícilmente justificará una capacidad de procesamiento mayor, aun cuando el mercado la requiera.

Se refiere a la relación que existe entre los procesos agroindustriales y la escala de producción, debido a que hay procesos Agroindustriales que para ser rentables exigen una escala de producción mínima. Se sabe que a mayor escala de producción menor costo unitario de producción.

Ejemplo 4.2: Una planta de extracción de aceite por solventes que tiene una capacidad mínima de 50 TM/día de procesamiento, si bajamos la producción a una menor capacidad ya no será rentable; entonces, se pensará en equipos para realizar una extracción mecánica.

El tamaño – tecnología, también define la disponibilidad de equipos y esta a su vez define los rangos dentro de los cuales puede variar, en otras palabras, se refiere a que las máquinas y equipos necesarios deben estar dentro de los rangos de capacidad de máquinas existentes en el mercado, o sus combinaciones y/o múltiplos determinan los tamaños alternativos viables de la fábrica a instalar.

Así por ejemplo, si las selladoras de latas para conservas fabricadas regularmente tienen capacidades alternativas de mil quinientas, tres mil, cinco mil y seis mil latas por hora, entonces el tamaño de la planta debe ajustarse a estas capacidades, sus combinaciones o múltiplos.

3. Tamaño – localización

Condiciona el tamaño a través de los costos que ocasionan los factores de localización como transporte de la materia prima, insumos y producto terminado, mano de obra, servicios básicos, etc.

El tamaño de planta es directamente proporcional a la cantidad de materia prima disponible; a medida que aumenta la distancia que tiene que recorrer, aumenta los costos de transporte de dicha materia prima y, por consiguiente los costos de producción.

De dos o más alternativas de localización con iguales méritos desde otros puntos de vista, será preferible la que cuente con materia prima más concentrada geográficamente, ya que en esta localidad se incurrirá en menores costos de transporte que en las otras.

Similar razonamiento es aplicable a otros insumos, a la fuerza laboral y a los lugares de distribución de los productos terminados

Consecuentemente se puede decir, que en las localizaciones con mayor concentración de elementos de producción y/o consumidores, son posibles mayores tamaños de plantas.

Este concepto conduce al uso de ciertas técnicas de análisis que permiten optimizar la localización en algunos casos desde el punto de vista de costos de transporte. Entre aquellos vale la pena mencionar el uso de:

(1) Las curvas de isoncostos

(2) El modelo gravitacional (3) El modelo potencial

En el capítulo de localización analizaremos cada una de estas técnicas.

4. Tamaño - financiamiento

Se refiere a la influencia de los recursos financieros para la decisión del tamaño de una planta agroindustrial dándose dos casos:

a. Se tiene por ejemplo un tamaño que es mínimo económicamente y que si disminuimos la producción aún más, se elevarán los costos unitarios de producción, en este caso el producto pierde competitividad en el mercado, originando que la empresa empiece a carecer de recursos económicos, por lo tanto para no caer en ésta embarazosa situación se rechaza el proyecto.

b. Cuando existe posibilidad de varios tamaños, se opta por aquel que se ajusta más a la mejor evaluación lo cual da un margen de seguridad para el funcionamiento.

http://m.monografias.com/trabajos81/diseno-plantas-agroindustrialest/diseno-plantas-agroindustrialest3.shtml

Determinación de aspectos generales de construcción de la infraestructura