MANEJO DE MATERIALES · 2020. 6. 12. · “El manejo de materiales es una actividad en la que todo cuesta. “ El manejo no añade valor, no aumenta el atractivo para el cliente,

Sistemas de Transferencia de Materiales

Escuela de Estudios Industriales y Empresariales – Ing. Industrial - UISDiseño de Plantas. – Ing. Edwin Alberto Garavito H.

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SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE MATERIALESGENERALIDADES

El manejo de materiales hace referencia a la forma en que estos se trasladan dentro de las instalaciones.Es la manifestación física del flujo de dinero a través de una empresa o de una economía y el control delflujo de los materiales es el control de la empresa. Por lo tanto, resulta esencial que se reconozca estafunción tan importante y en la que todo conlleva un costo, como un objetivo primordial de la atención delingeniero industrial.

En el estudio de los transportes mecanizados la selección del proyecto idóneo en cada caso representaun problema en cuya resolución tiene importancia formidable la experiencia, pero que no puedeabordarse con probabilidades de éxito si no se conocen las posibilidades que la industria del transportebrinda como consecuencia de la auto- selección que el progreso industrial ha ido realizando poco a poco,consagrando una serie de sistemas de transporte. Lo mejor del manejo de los materiales es no manejarlo. El manejo de materiales es tiempo y eltiempo es costo.

Las mercancías de alto valor tienen gran impacto financiero en la empresa y las de alto “cubitaje” tienenun mayor impacto en las necesidades de espacio y de manejo de materiales. Los materiales en flujoconsumen tiempo, y por lo menos generan un costo por el interés que representan en dinero, espacio,equipo, mano de obra para su manejo, seguro y en muchos casos pueden pérdidas por daños.

PRINCIPIOS BÁSICOS

“El manejo de materiales es una actividad en la que todo cuesta. “

El manejo no añade valor, no aumenta el atractivo para el cliente, ni la posibilidad de venta del producto;aumenta el costo de producción y distribución sin cambiar la función o la apariencia del producto. En lasoperaciones de fabricación el gasto de manejo de materiales es causado en su mayoría por latransportación de producto en proceso entre una operación y otra. El costo del manejo de materialespuede reducirse al mínimo integrando las funciones de manejo de materiales a la maquinaria deproducción, incorporando las operaciones de manejo dentro de cada diseño de celda de producción yreduciendo al mínimo el inventario de trabajo en proceso.

“Las reducciones en el manejo de materiales son utilidad pura.”

Los cambios en las operaciones del manejo de materiales no afectan el diseño, la función o lacomercialización del producto. Estos cambios en el sistema sí reducen el costo en la fabricación. Si elprecio del mercado es estable, la reducción en el costo aumenta el margen bruto y, por lo tanto, todorepresenta una utilidad.

IDENTIFICACIÓN DE LA NECESIDAD DE UTILIZACIÓN DE UNSISTEMA DE TRANSFERENCIA DE MATERIALES

De estudios sistemáticos se han sacado unas etapas básicas, cuya influencia en el abaratamiento yeficiencia de un transporte es evidente, y que pueden agruparse así: ! Análisis muy completo del negocio al que se dedica la empresa y de su administración. Objetivos,

políticas y practicas de la administración son los parámetros de operación del sistema logístico.! La línea de productos y el patrón de comercialización que determinan el patrón de flujo de materiales.



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! Parámetros físicos del negocio, como el sistema de manejo de materiales que se definen por launiformidad o diversidad de las características del manejo de la línea de productos, por la tasa detransacción, el volumen de movimiento y el perfil del inventario en cada paso de la operación.

! Planificación o planteamiento gráfico del transporte que es necesario realizar.! Observancia de las normas generales de empleo.! Selección del equipo.! Estudio económico y comparativo

PLANIFICACIÓN O PLANTEAMIENTO GRÁFICO DEL TRANSPORTE

Debe hacerse teniendo en cuenta los siguientes principios:a) Todo movimiento es dinero. Hay que evitar los innecesarios.b) Previsión de la capacidad de almacenamiento necesaria. Esta previsión debe hacerse con cierta

holgura, de lo contrario, el transporte se ve obligado a realizar movimientos suplementarios queincrementan el costo.

c) La capacidad de almacenaje no es proporcional al área de planta, sino al volumen que representaese área.

d) El concepto de almacenamiento no debe ser estático, salvo casos especiales, sino móvil o, mejordicho, renovable.

e) Establecimiento claro del transporte que existe o el que se desea realizar mediante un “diagrama decirculación”, que puede hacerse sobre un plano de la instalación y una “hoja del proceso detransporte” con indicación del tiempo.

Una vez se ha hecho el diagrama de recorrido y la hoja del proceso del transporte, es necesario hacer unanálisis crítico, para lo cual se debería:

! Preguntar si se puede cambiar el proceso o la distribución y si se pueden simplificar o eliminarmovimientos.

! Preguntar si es flexible con cambios en las políticas de mercadotecnia, diseño del empaque o diseñodel producto.

! Determinar dónde, por qué y hasta dónde se debe hacer el transporte.

Uno de los procedimientos para buscar una mejora es estableciendo un cuadro de interrogantes cuyarespuesta sincera, en la mayoría de los casos acarrea mejoras cuyo orden de importancia dependenaturalmente del acierto que existiera en su planteamiento inicial o en el del momento de la crítica.

Este cuadro podría ser el siguiente.ANALISIS CRITICA ESTUDIO DE MEJORA

Hechos Razones Comparación Propuestas¿QUE transporte se lleva

a cabo? ¿POR QUE se realiza? ¿ES necesario? ¿Se puede EVITAR?

¿DONDE se lleva a cabo? ¿POR QUE en ese lugar? ¿ES el lugar indicado? ¿Se puede CAMBIAR ACORTANDO eltrayecto?

¿CUÁNDO se lleva acabo?

¿POR QUE en esemomento? ¿ES el mejor momento? ¿Se puede COMBINAR con otra

operación?

¿QUIÉN la lleva a cabo? ¿POR QUÉ esa persona? ¿ES la persona másindicada?

¿Se puede EVITAR o CAMBIAR lapersona que lo ejecuta?

¿CÓMO se lleva a cabo?¿POR QUÉ de esamanera y con ese

material?

¿ES el mejor método?,¿el mejor medio?

¿Se puede MEJORAR el método o elmedio?

Del examen de la documentación así preparada, puede sacarse la consecuencia de si es o noconveniente un sistema de transporte, o bien, de las posibilidades de mejora que existen, pero sólo por loque se refiere a su concepción y viabilidad técnica, es decir, su planificación.



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Se comprende que una planificación de este tipo requiere realizar sucesivamente los tres estudios:· Diagrama de recorrido· Hoja del Proceso de transporte· Análisis crítico

Y sólo después de varios ciclos puede llegarse a lo que en principio se considere como solución ideal.

NORMAS GENERALES DE EMPLEO Cualquiera que sea el tipo de transporte que se haya planificado, existen normas preceptivas de caráctergeneral que hay que considerar: " Seguridad en el transporte: Es la más importante no sólo por su valor humano, que ya sería

suficiente, sino por la repercusión que tiene en la eficacia del sistema. Según las estadísticasmundiales, el 22% de los accidentes de trabajo se producen durante etapas de transporte.

" Aminoración de carga y descarga. Guarda relación con el principio de volumen de almacenajesuficiente. Cuanto menor es éste, mayores son los números de cargas y descargas que se realizan.

" Emplear la fuerza de gravedad al máximo. Es el principio de la circulación descendente.

" Revisiones periódicas del sistema de transporte. Se deben tener en cuenta dos aspectos:

1. Llevar un control de las unidades y circuitos de transporte mediante unas hojas de revisiónperiódica, bien sea cronológica, por toneladas transportadas o por kilómetros recorridos.

2. Cronometrar y revisar el conjunto para ver la continuidad o mejora conseguida; o para ver laposibilidad de reforma con vistas a una mayor eficacia

Esto está unido al concepto del “mantenimiento preventivo”, ya que el mantenimiento consistente en lareparación del material cuando éste falla, resulta antieconómico y además peligroso.

LAS CUESTIONES DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA

Si la necesidad de un sistema de manejo de materiales es impulsada por el proceso, la seguridad o lasnecesidades de configuración de las instalaciones y la decisión de factibilidad es una cuestión técnica, sepueden comparar opciones efectivas y escoger aquella en que se necesite menor inversión de capital.Los sistemas que se basan en el capital deben justificarse sobre las bases del desempeño corporativo yla ventaja competitiva.

El estudio completo de los diferentes gastos relativos a un sistema de transporte nos dará la basecomparativa para su selección, dentro del marco de la equivalencia técnica de su empleo. Los gastosocasionados por la implantación de un sistema de transporte son de las siguientes clases:

Gastos de instalación. ( Gi)

Son cargos que se presentan una vez cuando se compra el equipo e incluyen.• El costo del equipo, incluyendo el flete.• Costos de instalación.• Requisitos especiales de mantenimiento.• Instalaciones especiales de energía y combustible.• Reacomodo y modificación de las instalaciones para colocar el equipo• Soporte de ingeniería• Suministros.

Son gastos que gravarán la tonelada transportada en función del tiempo que dure la instalación y deltonelaje transportado durante dicho tiempo.



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Gastos de funcionamiento ( Gf)

Pueden ser de dos clases: a. Fijos.( gf). Son independientes del tonelaje transportado y del número de kilómetros recorridos, por

ejemplo, los jornales del personal encargado de la manipulación y manejo en las unidades detransporte, impuestos y alquileres o gastos similares por razones de emplazamiento, estimados todosellos por año.

b. Proporcionales (gu ). Ya sea al tonelaje transportado o al kilometraje recorrido o a su producto, segúnlos casos. Tales son los consumos de gasolina, aceite, electricidad, etc., en general, gastos deenergía y lubricación.

Entonces se tiene: Gf = gf + gu * T, siendo: gf : gastos fijos de funcionamiento gu: gastos unitarios por tonelada transportada T: el número de toneladas transportadas al año.

Gastos de amortización ( Ga)

Dependen del número de años en que se proyecte amortizar el sistema de transporte. Para esto esnecesario considerar la “vida técnica” del sistema de transporte. Dentro de lo posible, es necesario preverque al cabo de cierto tiempo, menor que la vida útil del sistema, bien mantenido por supuesto, otro mediomás moderno y más económico puede hacerlo envejecer, económicamente hablando. Hay que considerar la amortización técnica del sistema. La amortización por año, con interés anual de i% será:

1)100

1(

100**)

1001(

−+

+=

a

a

a i

iCi

G ; donde:

a: número de años en que se piensa hacer la amortización técnicaC: capital invertido o inmovilizado que debe amortizarse, que será la diferencia entre el capital totalinvertido incluidos los gastos de instalación y el valor residual previsible, en la mayoría de los casos muypróximo a cero.

Gastos de mantenimiento ( Gm)

Estos son proporcionales, o mejor se pueden considerar proporcionales al tonelaje y están integrados porlos siguientes conceptos: a. Gastos invertidos por año en reparaciones, revisiones o renovaciones de las partes cuyo desgaste así

lo requiera, considerando un ciclo temporal determinado (gr) b. Gastos anuales de los intereses correspondientes al material inmovilizado como stock de repuestos

previsibles renovables más o menos parcialmente cada año, pero cuyo importe anual tiene en algunoscasos una evidente trascendencia económica (gi).

Entonces irm ggG +=Si T es el número de toneladas transportadas por año, se puede establecer como precio unitario detransporte por tonelada el siguiente:



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umfamfa

u gT

GgGT

GGGP +

++=

++=

Es precisamente este precio Pu el que verdaderamente debería contar para establecer el criterioeconómico de selección de un medio o sistema de transporte.

Es evidente que la selección de un sistema de transporte viene en primer lugar impuesta porconsideraciones generales tales como el estudio económico. Pero un estudio definitivo, una vez llevado acabo y estimado el costo por tonelada, habrá de hacerse teniendo en cuenta la inmovilización económicajustificable dentro de las posibilidades existentes.

Inmovilización justificable

Vendrá justificada, por un lado, por el ahorro de la energía, de gastos de reposición de material, degastos fijos y de fabricación y de mano de obra; y por otro, por el aumento de ganancia debido alincremento de producción.

Y se debe tener en cuenta el interés del capital que se inmoviliza, los seguros, las amortizaciones, losimpuestos y el costo de mantenimientos.

Sean:C= Inmovilización máxima justificada en la instalación.i = Interés bancario del capital a inmovilizar (%).s = Seguros e impuesto correspondientes a C (%).r = Costo del mantenimiento correspondiente a dicha instalación (%)a = Tasa de amortización fijada de C (%)

Y sean así mismo:

w = Gastos anuales en energía y funcionamiento (grasas, limpieza, etc.)h = Economía en mano de obra directa / año.e = Economía previsible en gastos de operaciónb = Benéfico previsible por incremento de la producción

x = Coeficiente de utilización / año ).365

.(

adosdíastrabajn °

Se tiene:Incremento de beneficios / año = (h + e + b - w)XGastos ocasionados por la inmovilización de valor C = C (i + s + r + a)El interés de dicha inmovilización vendrá condicionado a que:

arsiwbehXC

luegowbehXarsiC

+++−++≤

−++≤+++

*

:);()(

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES A TRANSPORTAR

Las principales características a tener en cuenta son las siguientes:



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! Peso específico aparente: es el correspondiente al material en su estado natural, sin compactar; sudeterminación práctica es sencilla, bastando un volumen conocido de material, cuya magnituddepende del tamaño de éste.

! Tamaño: este define el ancho de las bandas y alimentadores a emplear para su transporte.

En muchos casos, cuando el material a transportar no es uniforme, es necesario establecer lagranulometría del material, es decir el porcentaje de los elementos mayores en tamaño con respectoal total, pues esto ayuda a definir el ancho de la banda.

Por ejemplo, en los materiales recién extraídos de las minas, si el 10% de los trozos son grandes y el90% son finos, el tamaño máximo del trozo es 1/3 del ancho de la banda.

Cuando todos los trozos son grandes y prácticamente no hay finos, el tamaño máximo del trozo debeser 1/5 del ancho de la banda.

! Propiedades físicas: Se pregunta si el material es frágil, ligero, firme, de fácil aglomeración,abrasivos, corrosivos, explosivos, inflamables, polvorientos, húmedos, pegajosos.

! Angulo de reposo. Es el que forma el material apilado libremente con respecto a la horizontal. En elcaso particular de una cinta transportadora, como consecuencia del movimiento, dicho ángulodecrece del orden de 5° a 10° y suele llamarse ángulo de sobrecarga.

! Cohesión o fluibilidad del material. Está relacionado con los ángulos de reposo y sobrecarga y sirvepara definir la sección transversal del material en una banda o alimentador, así como el ángulo deinclinación que puede tener la banda. Las siguientes variables influyen sobre los valores que puedetomar: tamaño y forma de las partículas, rugosidad o suavidad de su superficie, proporción de fino ytrozos grandes, humedad.

SIMBOLO COHESIÓN ANGULO DEREPOSO

1 Producto que se pone en suspensión en el aire y es, portanto, tan fluido como un líquido.

---------

2 Producto muy fluido α < 30°3 Producto de fluidez normal 30°< α < 45°4 Producto poco fluido 45°< α < 60°5 Producto compacto α > 60°6 Producto que no fluye; resistente al dragado ---------

! Temperatura. Por lo general, los materiales se transportan a la temperatura ambiente, pero enalgunos casos, como en procesos metalúrgicos, se pueden alcanzar hasta los 400°C; ello obliga alempleo de bandas con recubrimientos especiales.

OTRAS CONSIDERACIONES PARA LA SELECCIÓN

Otros aspectos que deben tomarse en consideración al momento de planear las instalaciones del sistemade transporte son:

# Flexibilidad del sistema. ¿Será preciso manejar o transportar una amplia gama de tamaños de cargasunitarias o material a granel?

# Estado de los materiales que se manejarán. ¿Son en forma de cargas unitarias o a granel?

# Requisitos y métodos para cargar y descargar. ¿Se manejará a mano o se recibirá de otros equipos ose enviará a otros, como montacargas o equipos para empacar?



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# Capacidad del equipo. ¿La velocidad del transporte se equipará a la velocidad o capacidad delequipo en el que interactúa? ¿Existe suficiente capacidad o longitud para acumular el material cuandosea necesario?

# Requisitos del equipo de apoyo. ¿El material se clasificará, acumulará, pesará o someterá a unprocesamiento adicional durante el manejo o el transporte?

# Terreno y condiciones ambientales. ¿Deben tomarse medidas contra el polvo, temperaturas altas obajas, humedad elevada u otras condiciones ambientales en la planta o en el exterior?

# Restricciones de la instalación. ¿Las alturas interiores, el ancho de los pasillos y la capacidad de lacarga de los pisos son adecuadas para soportar y dar cabida al equipo? ¿Hay suficiente espacio en laplanta? ¿El sistema de transporte impedirá el acceso al equipo y al flujo de personal y materialesdentro de la planta?

# Distancias horizontales y verticales que deben recorrerse. ¿Qué equipo es necesario para adaptarsea las subidas y bajadas del sistema?

# Tipo y frecuencia de los movimientos.

# Requisitos de fuerza motriz y energía eléctrica.

PASOS PARA LA SELECCIÓN E INSTALACIÓN DE UN SISTEMA DETRANSFERENCIA DE MATERIALES

Las tareas primarias del ingeniero en manejo de materiales son:

! Definir las especificaciones operativas del sistema.

Los documentos preliminares del diseño del sistema deben incluir las distribuciones a escala, los lugarespara el equipo, nuevo y existentes, los sistemas de incendio, su manejo, y las cuestiones de seguridad,los monumentos que constituyan un obstáculo en las construcciones existentes; las vagonetas y losandenes; así como los arreglos del lugar.

Las especificaciones preliminares de la operación del equipo deberán incluir la descripción de cadaproceso, manejo y operación de almacenamiento, junto con sus requisitos de desempeño, el informesobre el tipo de equipo necesario para dicha operación, la distribución de las estaciones de trabajo y elinforme sobre las necesidades de servicio de apoyo, las interfaces del manejo de materiales, losvolúmenes de producción y la información sobre las transacciones.

La descripción del sistema incluirá la operación y se apoyará en los diagramas de flujo del proceso, eldiagrama de flujo del movimiento de materiales y la tabla de la organización y del personal.

! Diseñar un sistema bien integrado.

Consiste en reunir cierta información con la que se diseñarán varias opciones para el sistema, que seprobarán aplicando técnicas de investigación de operaciones y simulación. Estas opciones se discutencon los ejecutivos de operación para identificar problemas que puedan encontrarse en los diseños delsistema y ajustarlos o desechar algunos, de ser necesario. La información por recopilar debe incluir.

" Datos sobre el producto. Incluyen sistema de identificación del artículo, forma física y dimensionesdel producto, características de cada paquete y del empaque para su embarque, el peso de cadaunidad de producto y de paquete, las piezas por paquete, las piezas o los paquetes por contenedorpara transporte manual, el acomodo por producto, la caducidad y la fragilidad del producto, ladensidad del dólar (dólar por pie cúbico), los factores de control, esto es las sustancias controladas y



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las que se pueden hurtar en pequeñas cantidades, los factores ambientales (refrigeración oenfriamiento) y los riesgos.

" Datos sobre las transacciones. Estos cubren el número de unidades o las cantidades a granel de losproductos en cada movimiento, pedido o transacción, el número de movimientos por cada artículoen cada paso del sistema de flujo con base en el tiempo (movimientos por hora, minuto, etc), ladistancia y la ruta recorrida en cada movimiento, el método del movimiento en el sistema actual o enel propuesto, las variaciones periódicas o estaciónales en el patrón o el índice de movimiento.

" Datos sobre el inventario. Incluye el número de unidades, cantidades a granel y/o cargas unitariasde cada artículo del inventario en cada etapa o punto de retención del sistema y en el sistema comoun todo, con base en los máximos por cada período de control durante el ciclo del negocio.

! Selección de los tipos de equipo y medio de identificación.

El ingeniero en manejo de materiales genera un concepto de sistema para él o una serie deconfiguraciones alternas a él y, entonces debe hacer una investigación de mercado del equipo,seleccionar los equipos del manejo de materiales y solicitar cotizaciones, con el fin de seleccionar lasalternativas más económicas entre las configuraciones propuestas.

La selección del equipo adecuado es un producto secundario del estudio de viabilidad y del análisis deingeniería industrial de las diversas posibilidades de configuración del sistema que se toman enconsideración.

El siguiente paso será la simulación de las configuraciones propuestas, esto ayudará a verificar la validezdel concepto del sistema, pulirá y probará su desempeño y comparará el funcionamiento de lasalternativas de configuración del mismo.

CLASES DE PROVEEDORES DE EQUIPO PARA EL MANEJO DEMATERIALES

Integradores de sistema. Diseñan sistemas completos y complejos para transportadores,almacenamiento automático, manejo en proceso, robots, líneas de remolque y en ocasiones edificiospara el sistema de manejo. Sirven como eslabón entre los usuarios y los fabricantes de sistemasespecializados.

Fabricantes de equipo. Producen una línea de productos específicos, tales como sistemas de manejoelevados, grúas y monorrieles, transportadores, estantes de tarimas, cargadores automáticos de tarimaso sistemas de manejo de productos a granel.

Mayoristas y distribuidores. Compran equipo para el manejo de materiales y los revenden a lacomunidad industrial. Tales como montacargas, transportadores estándar, carretillas.

Pedidos por correo. Estas compañías venden equipo para el trabajo manual, muebles para almacenaje,transportadores, y diversas herramientas de manejo.

Integradores y asesores de sistema. Prestan un servicio de asistencia profesional. Incluyen a losasesores en ingeniería en manejo de materiales, quienes preparan una especificación de operación paradistribuirla entre los proveedores que compitan. El asesor selecciona al proveedor como representante delos intereses del cliente. Este servicio también lo puede el personal profesional del fabricante, aunque esevidente que existirá algún tipo de preferencia.



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CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DEMATERIALES

EQUIPO DE TRAYECTORIA FIJA

1. TransportadoresTransp. por gravedadTransp. MotorizadosTransp. de superficie con cadena

Transp. ElevadosTransp. verticales para materiales a granelOtros transportadores

2. Elevadores y grúasPolipastos manuales y motorizados Grúas de brazoGrúa de puente Grúa de pórtico

3. Vehículos guiados automáticamente

4. Robots

EQUIPO DE TRAYECTORIA MÓVIL1. Carretillas y carros de mano

Carretillas de dos ruedasPlataformas con ruedasCarros para fábricasPatines semivivosTransportadores hidraúlicos paratarimas

2. Montacargas motorizadosM. de contrapesoM. de caballeteM. de carga lateralM. con conductor a pieCarro de caballete

3. Carros transportadores

Con conductor a pieCon conductor

4. Tractores y trenes con tractorTractores para carreteraTractores con conductor a pieTractores con conductor de pie abordoTractores con conductorTractores especializados

5. Grúas industriales móviles Grúasmanuales portátilesGrúas de estibadorGrúas de pluma giratoriaGrúas de vuelta completa Grúas decaballete

EQUIPO DE TRAYECTORIA FIJA

Son una parte rígida de la planta; una vez que estén en su lugar, cambiar su disposición implica unaconsiderable cantidad de tiempo, interrupciones y costos, por lo que es importante que la instalación deestos equipos se planifique con sumo cuidado.

Los transportadores, las grúas y los polipastos son equipos de trayectoria fija para manejo de materiales.Se estudiarán los siguientes tipos de equipos:

TRANSPORTADORES

Los transportadores son dispositivos que funcionan por gravedad o con motor, que se utilizancomúnmente para mover cargas uniformes de manera continua, de un punto a otro, sobre trayectoriasfijas.

Por lo general, la rapidez de movimiento y la dirección son fijos, aunque los transportadores impulsadospor motor pueden alterar la velocidad.



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Los principales tipos de transportadores y mecanismos relacionados son:

�Transp. por gravedad�Transp. Motorizados�Transp. de superficie con cadena�Transp. Elevados�Transp. verticales para materiales a granel�Otros transportadores

TRANSPORTADORES POR GRAVEDAD

ToboganesSon los dispositivos más sencillos que utilizan la gravedad para movermateriales a granel o cargas unitarias en pendientes descendentes. Existende dos tipos: rectos y en espiral. El tobogán en espiral es un canal continuosobre el que se conducen materiales a granel o pequeños objetos en unatrayectoria helicoidal.

Transportadores de ruedas y rodillos

Dependen tanto de la gravedad como de la potencia que se les aplique paramover materiales. Por lo general, estos transportadores se utilizan paramover materiales en sentido horizontal. Son para empaque o productos

bastante duros, de fondo liso con el fin de evitar que se enreden en los rodillos. Para un flujo libre yparejo, los transportadores deben tener una pendiente de 5 cm cada 3m. Con frecuencia se usan frenosde inercia o frenos de deslizamiento para disminuir la aceleración y se utilizan cinturones de impulsopara recuperar altura en los trechos largos.

Consideraciones sobre los toboganes y transportadores de ruedas y rodillos

" Características de la carga. Incluyen los tamaños máximos y mínimos de las cargas, así como lasformas y superficies de transporte de todas las unidades. Es importante que la configuración de lacarga sea adecuada para manejarse con transportadores de ruedas o rodillos.

" Condiciones de operación. Incluyen el tamaño y el peso de las superficies de transporte, lascondiciones ambientales y los métodos de carga, que unidas determinarán el tipo y capacidad delmaterial y tamaño del bastidor, de los rodillos o ruedas y de los cojinetes.

" Espaciamiento y patrón de colocación de rodillos o ruedas. Se determina de acuerdo con el tamañomínimo del paquete o carga unitaria. Es necesario definir el patrón de colocación de las ruedas paraobtener un mínimo de cinco ruedas debajo de cada paquete. Otros lineamientos incluyen:

- Un mínimo de tres rodillos por debajo de una superficie de base dura.- Un mínimo de cuatro rodillos por debajo de una superficie con base flexible.

Tobogán en espiral



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Para determinar la capacidad de los rodillos y de las ruedas, el peso de la carga más pesada que semanejará se divide entre el número mínimo de rodillos o ruedas que se coloquen debajo de lasuperficie de soporte de la carga.

" Ancho del transportador acomodo de ruedas y rodillos. El ancho del transportador se determina por ladimensión del bastidor, parte posterior con parte posterior, necesaria para asegurar el suficienteespacio libre para transportar la carga en una curva de 90°. El espacio libre mínimo depende delacomodo de los rodillos. Resulta importante considerar la inclinación de los paquetes para determinaresta dimensión. El diseño de las secciones curvas dependerá del tamaño y forma de las cargas. Laalineación de los paquetes es importante, en particular, cuando hay muchas curvas y el efecto deinclinaciones vuelve acumulativo.

" Selección de cojinetes. Depende de las condiciones de operación del transportador. Los cojinetes debolas sencillos se utilizan bajo techo, cuando no hay condiciones ambientales difíciles. Los cojinetessellados, destinados a funcionar en seco, son ideales en ambiente con mucho polvo. Los cojinetesengrasados necesitan más fuerza para girar y su uso debe ser mínimo en los transportadores porgravedad.

" Paso de los transportadores. Depende de una combinación de muchos factores como:• Peso y estabilidad de la carga unitaria.• Uniformidad de la parte inferior de la carga.• Firmeza de la superficie para carga.• Longitud de los rodillos.• Número de rodillos bajo carga.• Longitud de los tramos.• Tipos de cojinetes.

" Capacidad de los soportes y el bastidor del transportador. Los soportes para los transportadoressuelen ser de tres tipos: permanentes en el piso, suspendidos del techo o portátiles. Es precisolocalizar los puntos de soporte para lograr un manejo equitativo de la carga. La carga de diseño estáconstituida por el peso de la sección del transportador más la carga unitaria máxima para esa seccióndel mismo.

Mínimo de 5 ruedas bajo el paquete.



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Tipos especiales de transportadores de ruedas

Se construyen para manejar productos específicos o actividades industriales especiales.

TRANSPORTADORES MOTORIZADOS

Se diseñan para el movimiento continuo de productos en superficies niveladas, en pendientes y encurvas. Algunos tienen un sistema de control computarizado que se encarga del rastreo y diagnóstico.Los transportadores motorizados de rodillos y de banda son los de uso más generalizado para movercargas unitarias.

Transportadores motorizados de rodillos

Su uso principal es la acumulación decargas, ya que es muy fácil desacoplar latransmisión cuando se detiene el movimientode avance de la carga unitaria. En algunosdiseños se puede variar las velocidades deagrupación y separación de los paquetes enrutas. Pueden recibir el impulso por medio decadenas o bandas. Las unidades impulsadas por cadena se usan para trabajo pesado y donde el aceite olos contaminantes pueden tener un efecto especial sobre la banda.

Los transportadores impulsados por banda se diseñan para acumulación cuando la presión entre labanda y los rodillos es muy ligera o para secciones de transporte donde la presión entre la banda y losrodillos se incrementa mediante rodillos tensores centrales y con el uso de bandas de alta fricción.

Estos transportadores no se utilizan para pendientes superiores a los 5°, debido al bajo coeficiente defricción de la superficie de rodillos. Esta carencia puede reducirse usando rodillos forrados de hule orodillos rugosos con carga de alta fricción. Tampoco se utilizan a menudo en tramos rectos debido a queresulta más costoso que los transportadores de banda.

! Transportadores de tarimas. Son variantes de los rodillos motorizados, destinados a servicio pesadoo transportadores de banda de cadena, con múltiples líneas de cadena silenciosa. Se usan con



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Transportador debanda inclinado

frecuencia para dar servicio a las máquina automatizadas de almacenamiento y recolección, así comoa las cargadoras de tarimas.

Transportadores de banda

Consisten en una banda sin fin que transportamateriales dentro de un armazón de soporte. Puedemanejar la mayoría de las piezas, los productos ylos paquetes de forma regular, duros, suaves y deformas desiguales, pueden neutralizar la forma dela carga debido a que la banda funciona como unamesa.

La banda puede fabricarse de materiales muydiversos y puede o no estar equipada conhendiduras u otros dispositivos de sujeción; puedesostenerse por medio de una cama de metal omadera de tipo deslizador o bien sobre rodillos.

Tipo de Superficie PendienteBandas con superficie de fricción pendientes hasta de 13°Bandas de caucho de superficie rugosa pendientes hasta de 25°Bandas con superficies texturizadas, realzadas o conhendiduras

pendientes mayores de 25°.

Para hacer más flexible el diseño de estos sistemas también puede utilizarse las bandas con espirales ycurvas. Una de las características básicas de estos sistemas es su capacidad de mantener el producto encontacto con la banda. Así mismo este diseño evita que los lotes se agrupen o se acumulen. Lasoperaciones de acumulación se realizan insertando rodillos mecanizados o transportadores por gravedaden el sistema de transportación por banda.

Es usual que los transportes de bandas estén sostenidos por rodillos y manejen cargas pesadas avelocidades que varíen desde unos pocos cm a cientos de metros por minutos.

TIPO DE BANDA USO FRECUENTEBanda deslizable Cargas ligeras donde la fricción de la banda sobre la

base de deslizamiento no es un factor de poder crítico.Bandas de tablillas Cargas muy pesadas o difíciles, como las piezas

fundidas todavía calientes en las operaciones defundición.

Bandas pequeñas y angostas deplásticos segmentado

Procesadora de alimentos para trasladar las botellas ylas latas a través de la líneas de empaque a velocidadmuy alta.

Es necesario tener en cuenta los requisitos especiales para el material de las bandas cuando se requieraque resistan a productos químicos, aceite o cuando resulte imperativo por razones de máxima higiene.

Consideraciones para los transportadores de banda de materiales a granel

Éstas son casi siempre de tipo pasante y, en la mayoría de los casos, son soportadas por rodillos. Losrodillos pueden ser rígidos o una serie de ruedas sobre un cable flexible. También se usan las bandas



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deslizadoras en pasantes de láminas de metal y bandas con protección contra el polvo. Losalimentadores de banda suelen ser pequeños transportadores con velocidades variables precisas ycontroles de paro / inicio que permiten que los materiales lleguen desde las tolvas o desde loscompartimientos hasta las procesadoras, de una manera controlada basada en el peso o la velocidad delflujo. Cuando se trata de transportadores abiertos, casi cualquier material que nos e demasiado polvosopodrá ser trasladado a gran velocidad. En el caso del carbón, el mineral metálico y otros materialespesados a granel, las bandas suelen medir varias millas de longitud y entregan cientos y hasta miles detoneladas del material por hora.

El uso de transportadores de banda para materiales a granel está limitado por las características de losmateriales, algunas de las cuales son:

• Adherencia, que puede evitar que los materiales se descarguen por completo del transportador ointerferir con los componentes del tren de potencia.

• Temperaturas superiores a los 71° C que pueden ocasionar deterioro o daño de la mayor parte de losmateriales de las bandas.

• Reacciones químicas de los materiales transportados con el material de la banda. Algunos aceites,productos químicos, grasas y ácidos pueden dañar las bandas.

• Terrones o trozos de tamaño grande que también constituyen un factor de consideración y, por logeneral, necesitan que el sistema sea de tamaño mayor que el indispensable para la cantidad de pesoque se mueve.

Factores que determinan la cantidad de pendiente en transportadores de material a granel.• Peso y fricción.• Otras características de los materiales como: uniformidad del tamaño, forma de los terrones,

contenido de humedad, ángulo de reposo y fluidez.

Una variación de los transportadores de banda.

Transportadores de banda metálica.

Su diseño es similar al de los transportadores estándar de banda, la diferencia radica en que susuperficie es una banda de metal tejido o sólido. Los materiales incluyen acero al carbono, acerogalvanizado y acero inoxidable al cromo, entro otros.

También existen bandas de alambre para los casos en que las temperaturas del proceso varían desde160 hasta 1416°C. El principal uso de los transportadores con banda de alambre es el traslado deproductos o cargas unitarias a través de procesos que incluyen tratamientos con líquidos o sustanciasquímicas, para tratamiento térmico o para calcinación en hornos, como lavado de recipientes de vidrio poraspersión, traslado de productos recorridos hasta los hornos, transporte de tubos de rayos catódicos ymovimiento de piezas calientes. Estas bandas pueden limpiarse mientras se encuentran en movimiento.Las aberturas de la malla permiten la circulación de agua, gases, calor y aire para enfriamiento.

Transportadores De Superficie Con Cadena

Incluyen los tipos de cadena corrediza, barras de empuje y los de remolcador y de trole con carro.

Transportadores de cadena corrediza

Son los más sencillos, ya que utilizan la cadena para mover paquetes a lo largo de dos vías corredizas.Se utilizan para manejar cargas mayores que las que soportan los transportadores de banda, pero encuanto a pendientes tienen las mismas limitaciones que los transportadores motorizados de rodillos y debanda.



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Transportadores de barras de empuje

Se utilizan en pendientes hasta de 45° debido a que la carga se empuja con un carro conectado a lastransmisiones de cadena y ésta se mueve a lo largo de una base o de un canal metálico. Por lo general,son útiles para los movimientos entre los pisos en almacenes o instalaciones con varios niveles.

Transportadores de tablillas

Emplean una cadena sinfín para impulsar una superficietransportadora de tablillas, de madera o metal, que no se traslapan nise interconectan; pueden utilizarse como mesas móviles de trabajo asícomo para transportar cargas unitarias pesadas. Pueden funcionar enpendientes con ángulo limitado debido a la fricción entre las superficiesde las tablillas y las cargas, aunque es posible añadir abrazaderas quesostengan la carga cuando las pendientes sean más pronunciadas.

Transportador remolcador

Utiliza una cadena sinfín que se sostiene de un riel elevado o que corre en unavía por debajo del piso para arrastrar carros y troles. El sistema de remolque enel piso es el tipo más utilizado en los almacenes. Es posible adaptar untransportador remolcador a los pisos de los edificios ya existentes, ya seaexcavando en ellos o montando un riel en el techo. La vía ranurada en el pisopermite que éste se utilice para otros equipos, pero una vez instalado es muydifícil cambiar de lugar el sistema de vías y de transmisión de cadenas.

Este sistema es muy versátil porque puede tenderse alrededor de las zonas dealmacenamiento y a lo largo de los pasillos. Además puede tener espuelas para

carga y descarga y para almacenar los carros vacíos.Los carros y troles utilizados en este sistema pueden consistir desde un camión para tarimas provistoscon ganchos de remolque para acoplarse a la cadena, hasta carros o camiones especiales paraaplicaciones particulares.

Transportadores para troles tipo carro

Emplean una cadena sinfín para halar una serie detroles o carros pequeños que contienen el material amover. A menudo, cuentan con dispositivos parautilizarlos en las líneas de montaje o llevan moldespara utilizarlos en las operaciones de procesamientode las fundiciones.

TRANSPORTADORES ELEVADOS

Incluyen los básicos de trole y los motorizados y libres. Se sostienen y funcionan en un riel de troleimpulsado por una cadena de transmisión motorizada que sirve para mover piezas o productos. Latrayectoria del transportador puede ser recta, inclinada, con pendiente y en formas curvas; puede haceruso óptimo de la distribución física del edificio y seguir el flujo de las maniobras de trabajo. Lostransportadores pueden tener soportes independientes o estar conectados a las vigas y armadurasexistentes, dependiendo de los factores de carga correspondientes.



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Transportadores motorizados y libres

Consisten en dos sistemas de troles separados, uno que se mueve impulsado por una cadena y otro quetiene un riel por debajo del riel motorizado a fin de colocar un trole libre que tenga un dispositivo del quese suspende la carga. En el modo motorizado, el sistema de trole motorizado se acopla con el trote librepor medio del contacto de una abrazadera de empuje, en el sistema motorizado con una abrazaderaretráctil ene l sistema libre. El desacoplamiento se logra al hacer contacto con otra carga o al mover elaccionador de la abrazadera. El sistema es muy flexible ya que puede detener o impulsar cadatransportador sin necesidad de interrumpir el sistema. Este transportador puede utilizarse en un procesoen el que los tiempos de operación sean diferentes o donde sea necesario acumular las unidades enlotes antes de iniciar la siguiente operación.

TRANSPORTADORES VERTICALES PARA MATERIALES A GRANEL

Suelen utilizarse para elevar materiales a granel hasta silos, tolvas u otros contenedores desde donde sedistribuirá a las operaciones de mezclado, empaque, carga de camiones o directamente a algún proceso.Algunas de las industrias que utilizan este equipo son las del vidrio, fertilizantes agrícolas y productosquímicos en polvo.

Polipastos con cucharones

Se utilizan para elevar lotes de material a granel a gran altura. El cucharón que transporta el material semueve en sentido vertical sobre sus guías y asciende o desciende mediante un cable accionado por unpolipasto.

Transportadores de cangilones (a)Mueven el material a granel en forma vertical, horizontal y en pendientes muy pronunciadas. Algunostienen los cangilones colgados en cadenas y otros los tienen montados en bandas. El material se cargaen un cangilón en la base del equipo por medio de un canalón o tolva y la descarga se realiza cuando elcangilón cambia de posición en la trayectoria horizontal. Pueden moverse con gran rapidez y con unagran capacidad del manejo de carga. Se usan con frecuencia para descargar materiales a granel desderieles bajo tierra y transportadores de descarga de camiones.

Bulk-Flos (b)Elevan el material por medio de paletas sujetas a una transmisión de cadenas, que se encuentra dentrode una cubierta hermética. Se autoalimentan y se autodescargan y son adecuados para procesoscontinuos de materiales a granel.

Elevadores de rotor (c)Similares a los transportadores de gusano sinfín, pero se montan en sentido vertical para llevarmateriales a granel y su cubierta es hermética a prueba de polvo y agua. Por lo general se utilizantransportadores sinfín para suministra el material a este tipo de elevador.



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(a) (b) (c)

OTROS TRANSPORTADORES ESPECIALES

Existen innumerables variantes de los sistemas transportadores estándar, algunos de los cuales sonexclusivos de ciertas industrias.

Transportador de gusano

Consiste en un tornillo que gira en un canal estacionario en el que elmaterial avanza con la rotación del sinfín o gusano. Pueden tenerhojas o paletas planas o segmentadas y desempeñar muchasfunciones como alimentadores, transportadores y mezcladoras. Lasaspas pueden tener diferentes grados de inclinación para comprimir oesparcir los materiales en tránsito. Son bastante cortos.

El transportador suele estar cubierto para evitar la salida de polvo yvapores y permitir que el transportador se caliente o se enfríe. Lacarga o la descarga pueden ubicarse en cualquier punto a lo largo del recorrido. Se usan para transportaruna variedad de materiales a granel, desde el grano seco hasta el barro húmedo en las plantas decerámica.

Transportadores con riel en espiral

Consisten en un riel continuo en espiral con unatransmisión de potencia que lo hace girar para movercualquier objeto que se cuelgue de él. Tiene muchaaplicación en la industria del vestido y es común que seutilice para artículos que pesen menos de 5 kg.

Transportadores oscilatorios y vibratorios

Utilizan la frecuencia natural de vibración de un canal para mover el material. Los transportadoresoscilatorios utilizan un tren de impulso motorizado para mover el canal que transporta el material contra



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unos soportes de resorte que producen un rápido golpe descendente y unacarrera de regreso que hace vibrar al canal y, de esta forma, transporta elmaterial.

Pueden impulsarse de forma mecánica o eléctrica; transportan losmateriales haciéndolos saltar sobre una superficie parecida a una batea. Sepuede usar como criba y en este caso la batea está hecha de tela dealambre u hojas de acero perforadas. También como alimentador y paraesto tiene una gran ventaja que es la precisión del control. La frecuencia y laamplitud del movimiento es bastante controlable y esto regula la velocidaddel flujo.

Los transportadores vibratorios también pueden emplear una forma de pulsación magnética que produceel movimiento.

Estos tipos de transportadores tienen un uso creciente diferentes industrias, por ejemplo: el transporte deproductos alimenticios ligeros, como cereales; movimiento, enfriamiento y rompimiento de terrones dearena en las fundiciones; separación de materiales ferrosos y no ferrosos en sistemas separadores yalimentación de piezas pequeñas para equipo automático de empaque o ensamble.

Transportadores de paletas

Usan unas placas rascadoras para empujar el material a granel noabrasivo, a lo largo de un canal horizontal o inclinado.

Transportadores de mandil o de banda articulada.

Tienen una serie de bandas interconectadas que se sostienen en unarmazón estacionario y se usanpara mover materialespesados, abrasivos y enterrones, como minerales,piedra, desechos industriales y

materiales de desecho.

Tubos neumáticos.

Utilizan un sistema de presión o de vacío para movermateriales o un recipiente a velocidades un tanto elevadas. Seusan ante todo para transportar correspondencia interna de unedificio, aunque también pueden transportar ciertos tipos departiculados finos de gran volumen.

Monorrieles.

Es un sistema elevado por medio del cual una serie de carrostransporta materiales de un punto a otro sobre un riel.

TUBOS NEUMATICOS



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Los hay para trabajo ligero y para trabajo pesado, que cumplen las mismas funciones pero varían en suconfiguración y estructura. A diferencia de los transportadores de trole, cada carro es independiente y elsistema puede ser motorizado o sin motorizar. Son adecuados cuando en una planta se desea utilizar losconductos elevados directos con el fin de ahorrar espacio en el piso o procurara grados de separación enle cruce del tráfico del sistema de manejo. Pueden usarse con mucha eficiencia cuando las operacionesde múltiples niveles demandas un movimiento directo de los materiales entre los pisos o en los procesosde línea continuos, tales como ensamblado, pintado, enchapado o lavado.

El monorriel electrificado automatizado necesita dos rieles, igual que el motorizado y libre, pero cadacarro está equipado con un motor eléctrico que toma energía del riel electrificado. Este sistema puedediseñarse con espuelas y los carros pueden moverse hacia delante y hacia atrás, con lo que se elimina lanecesidad de un circuito cerrado. Este equipo también puede viajar en pendientes verticales pequeñassin ayuda alguna y puede equiparse con una cadena de transmisión que lo ayude a subir cuestas másempinadas. El monorriel electrificado automatizado es muy adecuado para la mayoría de las industrias yaque los carros de este sistema pueden transportar hasta 4545 Kg. y viajar a velocidades hasta 3m/s.

En general los monorrieles se equipan sólo con lo necesario para que puedan utilizarse incluso en lasfábricas que apenas comienzan a automatizarse, ya que permite añadirle carros y vías adicionales sinque se interrumpa el proceso existente.

Cadenas de arrastre y teleféricos

Se usan en instalaciones en las que se realizan movimientos pesados para transportar materiales toscoso para hacerlo a grandes distancias. Las cadenas de arrastre se utilizan en los aserraderos para arrastrartroncos; en las fundidoras, piezas fundidas y desechos de hierro, así como mineral y trozos de carbón enpendientes inclinadas. Los teleféricos se usan para trasladar el carbón o los minerales a largas distanciaen camino áspero; pueden ser de una o de muchas canastillas o de uno y múltiples cables y, en muchoscasos, recorre grandes distancias donde una instalación de bandas fijas resultaría demasiado costosa.

POLIPASTOS Y GRÚAS

Son equipos manuales que se utilizan para el movimiento intermitente de cargas dentro de un área fija.Las cargas varían en tamaño y peso y no son uniformes. La mayor parte del movimiento de materialesconsiste en elevar y descender cargas, aunque algunos aparatos pueden desplazarse en sentido lateraldentro de un área específica.

POLIPASTOS MANUALES Y MOTORIZADOS

Son el equipo para elevación más esencial y económico que permite que eloperario mueva cargas hasta de 45.360 kg en sentido vertical con el auxilio decierta ventaja mecánica.

GRÚAS DE BRAZO

Es un polipasto montado en una corredera en lapluma. El mecanismo del polipasto puedemoverse en sentido lateral en la línea, mientrasque la pluma puede girar en un arco limitado porlas restricciones del edificio o el sistema de



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montaje de la pluma. Las grúas de brazo básicas son: brazo de ménsula, brazo en voladizo y brazo decolumna. Dependiendo de sus capacidades de carga las grúas pueden ser desde manuales y pequeñashasta torres de carga para más de272.160 kg.

GRÚAS DE PUENTE

Consisten en un polipasto elevadormontado en un puente guía, sostenido pordos carros en cada extremo, que se muevesobre las vías sostenidas por loselementos del edificio. Pueden sermanuales, motorizadas o, cuando las grúasson muy grandes, éstas pueden accionarsea control remoto.

GRÚA DE PÓRTICO

Son muy similares a las grúas de puente exceptoporque las de pórtico se sostienen por medio demiembros integrados que se mueven sobre víasde piso; este tipo de grúas se utiliza cuando no esposible tener vías elevadas debido a lasrestricciones del edificio. Este sistema tiene laventaja de emplearse al aire libre, sin tener queconstruir una costosa estructura de soporte.

ELEVADORES.

Son aditamentos que se suspenden del gancho decarga de un polipasto o grúa y permiten mover lacarga con más rapidez y facilidad que con ungancho, además de que varias configuraciones decarga no pueden manejarse con gancho. Seclasifican según el método por el cual transportan lacarga.

# Elevadores de apoyo. Se utilizan paratransportar la carga sobre la superficie delelevador, sobre las superficies de apoyo de losbastidores o con ganchos conectados a loselevadores.

# Elevadores de tenaza. Sujetan la carga en lasuperficie por fricción o por opresión de lamisma.

# Elevadores de sujeción superficial. Pueden sermagnéticos o de vacío. Los magnéticos puedentener un imán permanente que exige el uso de udispositivo para desprender la carga o de unelectroimán de encendido y apagado.

# Elevadores de manipulación. Mueven la cargasobre uno o más ejes para maniobras decolocación y descarga.



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VEHÍCULOS GUIADOS AUTOMÁTICAMENTE

Son cada vez más comunes en la manufactura y las actividades de bodega. Son útiles cuando haynecesidad de mover una gran variedad de materiales a distancias largas, desde y hasta una serie deestaciones fijas, aunque sus funciones se están ampliando hasta incluir las actividades de losmontacargas, las funciones de las herramientas, la robótica y muchos tipos de transporte diferente.

El vehículo guiado en forma automática ya no es tan sólo un dispositivo de transporte automático, sinoque ha sido integrado a las células de manufactura automatizadas y a las operaciones de ensamblado;sustituye los vehículos y las bandas transportadoras tripulados y, en muchos casos, sirve como banco detrabajo móvil para ensambles y carga de herramientas.

Existen tres tipos de estos vehículos:

# El tractor sin conductor que arrastra remolques o carros conmaterial

# El dispositivo que mueve cargas unitarias o tarimasindependientes

# El vehículo integrado, con entrepaños múltiples. Se utilizapara el manejo de correspondencia en edificios de oficinas,así como de suministros y alimento en los hospitales.

Sistemas de guía y control

Existen varios métodos para guiar los vehículos automáticos, similares para los tres tipos de vehículos,pero son tres los más comunes.

# Guía por cables. Consiste en un cable que se coloca dentro de una pequeña ranura del piso y lamáquina sigue el cable mediante la percepción del campo de corriente alterna que lo rodea. El cabletambién puede usarse para transmitir información e instrucciones al vehículo y, de esa formacontrolar sus paradas y su ruta dentro de un sistema complejo. Este sistema es el más usado,aunque es poco flexible y más costoso de controlar.

Sistema de tractorsin conductor



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# Guía óptica. Es el rastreo óptico de una línea en el suelo. Es menos confiable que la anterior, debidoa que la línea se ensucia o se borra. No obstante, en épocas recientes este método se ha mejoradogracias a la luz ultravioleta y a pinturas fluorescentes, las cuales activan los lectores delas máquinasensibles al color y transmiten códigos de señales con los que guían a la máquina y le daninstrucciones. Este sistema es muy eficaz cuando se conjunta con instrucciones de radio o infrarrojasy las comunicaciones provenientes de una computadora.

# Control y navegación computarizado a bordo. Estos sistemas se basan en la guía por inercia, comoen el caso de los aviones y los misiles. Estas máquinas no siguen un cable o un camino, sino que seles programa y se les enseña de antemano cuales son su camino y sus funciones. Las instruccionesse almacenan en la computadora de a bordo y la máquina avanza o se detiene de acuerdo con lasórdenes que reciba del operario o de la computadora. Mientras avanza la máquina verifica el sistemade navegación leyendo con su lector óptico láser, un marcador de código de barras ubicado en unmuro o una columna o bien, recibiendo una señal infrarroja o de radio para que corrija la informaciónsobre su posición o modifique sus instrucciones programadas.

Las trayectorias dependen de las condiciones del piso. Es importante tomar en consideración laspendientes que existan dentro de la planta, para las cuales el equipo deberá incluir un sistema deaceleración o desaceleración. El uso de estos equipos en exteriores no está muy extendido y esindispensable preparar con mucho cuidado las superficies que se destinen a la intemperie.Debido a que el tractor sin conductor no puede funcionar en reversa, es común que necesite un sistemade circuito cerrado aunque es posible recurrir a sistemas de circuitos múltiples. Los vehículos para cargasunitarias suelen ser reversibles y capaces de trabajar sobre un engranaje recto.

Carga y descargaPuede hacerse con ayuda de un operario o de forma automática. Tractor y remolque pueden contar conla opción de desenganche automático, pero es más común que los remolques tengan rodillos en lassuperficies de carga y descarga donde puede utilizarse un dispositivo de empuje para mover la carga.Los transportadores de cargas unitarias utilizan sistemas similares.

SeguridadLos tractores sin conductor cuentan con más dispositivos de seguridad opcionales que los otros dossistemas. Incluyen sistemas como detección de obstrucciones, detectores sónicos y detectores ópticos,luz estroboscópica, sirena y botones para emergencia.El uso de rótulos de advertencia y espejos en lasesquinas y puntos ciegos son buenas medidas deseguridad; también es aconsejable que la velocidad deltractor sea menor que 5 mph.

ROBOTS

Son máquinas programables capaces de efectuar elmovimiento individual de piezas u objetos entrayectorias precisas en el espacio. Asimismo, esposible programar un robot para que mueva piezas endiferentes trayectorias, efectúe movimientosrepetitivos, repita los movimientos del brazo humano ymueva piezas sobre cuatro ejes en el espacio.

Aplicaciones

Las aplicaciones actuales para el manejo de materialesincluyen carga y descarga de máquinas, transferenciadesde y hacia transportadores y carga de tarimas. Las



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Sujetador

Ventosa

aplicaciones más prácticas en este aspecto son las que necesitan maniobras manuales repetitivas, enespecial las que incluyen la interacción entre los operarios y las máquinas. Los robots también sonideales para realizar estas maniobras en situaciones extremas de exposición a calor, frío, vapores oradiaciones. Las áreas con mayor potencial para su aplicación son pintura y soldadura.

Componentes de diseño

Los robots están disponibles con una amplia variedad de capacidades y en diversas configuraciones dediseño.Un robot complejo, con seis ejes de movimiento, puede efectuar muchos de los movimientos de hombros,codos y muñecas. Los más sencillos y menos costosos, con dos grados de libertad, que reciben elnombre de unidades para poner y colocar se utilizan en gran medida en la carga de máquinas y tendránun amplio uso en el campo del manejo de materiales en los siguientes diez años.

Principales componentes

1. Manipulador. Efectúa la maniobra y mueve laspiezas El manejo de los objetos se facilita con el uso deherramientas que actúan como si el robot tuviera"manos". Las categorías generales para este propósitoson sujetadores o elevadores superficiales.

Sujetadores mecánicos. Estos sujetadores sonpalancas con movimiento similar al de los dedoshumanos que trabajan por pares uno contra el otro. Entérminos muy amplios pueden considerarseequivalentes del índice y el pulgar.

Elevadores superficiales. Incluyen horquillaselevadoras, ventosas de vacío ganchos o elementosmagnéticos.

2. Controlador. Almacena los datos y dirige losmovimientos del manipulador. El controlador puedeprogramarse mediante el ajuste de levas mecánicas,topes mecánicos e interruptores de límite en losrobots de poner y colocar, que corresponden a lostipos de robots más sencillos. A los robots complejosel operador puede "enseñarles" la secuencia demovimientos. Para ello, el robot debe estar en modode aprendizaje y el operador guía con la mano en elmanipulador a lo largo de toda la secuencia deoperaciones y las coordenadas de la trayectoria delmovimiento se almacenan en la memoria del controlador.

3. Fuentes de energía. Los robots de tomar y colocar carentes de servomecanismos, funcionan pormedio de un sistema hidráulico o neumático y son los más sencillos y menos costosos. Su flexibilidad eslimitada en términos de la capacidad de programación y colocación, pero son muy confiables. Los robotsde tipo servo cuentan con servomotores o válvulas que mueven los miembros del manipulador.

Consideraciones en la planeación del empleo de robots

Los aspectos que deben tomarse en cuenta en la evaluación de la posibilidad de emplear robots en elmanejo de materiales son los siguientes:



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Capacidad nominal de manejo. Los robots no son equipo de manejo de alta velocidad. Si lacapacidad de manejo sobrepasa los 15 objetos por minuto, será mejor estudiar otro método.

Peso del objeto. La capacidad actual de manejo de peso de los robots es de 227 a 907 kg,dependiendo del tipo. Cuanto más pesada sea la carga menor será la capacidad de manejo de la misma.

Orientación del objeto. La colocación de los objetos es importante y deberá ser siempre la misma.Una limitación significativa de los robots actuales es la necesidad de que las piezas que el robot va amanejar tengan una orientación precisa y, por lo tanto, es común la exigencia de que el robot cuente conun mecanismo de alimentación o colocación.

Cantidad de objetos que se manejarán. Los tiempos de preparación para los cambios de productopueden reducirse mediante el uso de sujetadores de cambio rápido y sistemas para la selecciónautomática del programa. En los casos en que en la misma maniobra se manejen piezas desiguales,podrá recurrirse a un sujetador "mano" para usos múltiples junto con un detector capaz de ordenar alrobot que cambie a un programa preestablecido.

EQUIPOS DE TRAYECTORIA MOVIL

El conjunto de equipos que se describe como equipo móvil para manejo de materiales está constituidopor máquinas que para moverse dependen, en esencia, de su propia fuente de potencia y que sonindependientes en su trayectoria de movimiento. Estos equipos, al ser transportadores integrados paramateriales, proporcionan un enlace flexible y relativamente económico entre las secciones de una planta.Esta clasificación general de equipos incluye desde las carretillas más sencillas de dos ruedas hasta lostransportes muy complejos que se controlan por medio de computadoras.

El equipo móvil se clasifica en dos categorías:

# Equipos motorizados dependen de una fuente de potencia integrada para su funcionamiento.

# Equipos no motorizados dependen de un motor primario que puede desconectarse, por ejemplo, unapieza del equipo motorizado o, en muchos casos, un operario.

Los equipos menos complejos sólo sirven como medio de transporte entre dos puntos, y otros tienenademás capacidad para colocar y elevar el material.

Por su naturaleza, el equipo móvil para manejo de materiales se clasifica en cinco grupos:

1. Carretillas y carros de mano2. Montacargas motorizados3. Carros transportadores4. Tractores y trenes con tractor5. Grúas industriales móviles

Existe una amplia variedad de ruedas que se pueden usar en estos equipos, como son las macizas, conllantas de hule acojinadas, con llantas resistentes al aceite, con llantas de alta tracción, con llantas parabaja potencia, con llantas que no dejan marca, con llantas conductoras, con llantas laminadas y conllantas inflables entre otras.

Factores para la selección y uso de motores de combustión interna

Para la selección del motor se tienen en cuenta aspectos como la velocidad que puede alcanzar elequipo, la vida útil, el ambiente en el que se trabajará, el combustible que utilizan, la potencia quealcanza y el costo de mantenimiento.



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Factores para la selección y uso de vehículos impulsados con acumuladores

Otros equipos no se impulsan con motores sino con acumuladores, los cuales necesitan cargarse aintervalos frecuentes, ya sea por una recarga o por un cambio del acumulador. Las ventajas de su usoson, entre otras: la emisión de menos vapores, la disminución de la contaminación por calor y realizaciónde una operación más silenciosa, sin embargo, su aplicación puede verse restringida debido al peso deestos acumuladores que son de gran tamaño.

CARRETILLAS Y CARROS DE MANO

Este equipo es el mejor auxiliar disponible para el manejo de materiales. Su sencillez básica permite quese adapte con toda facilidad en aplicaciones de un solo uso. El mercado proporciona una amplia gama detipos de carretillas y carros disponibles, y si bien, hay muchos para ciertas industrias específicas, tambiénes posible solicitar diseños especiales son costo adicional o con un muy bajo costo.

CARRETILLAS DE DOS RUEDAS

Son en esencia palancas montadas sobre dosruedas. El eje que conecta las ruedas sirve comoapoyo de la palanca y sopota hasta un 80% delpeso de la carga. Por lo general esta carretilla seutiliza para mover cargas pequeñas sobre pisoslisos, con movimientos no repetitivos y endistancias cortas. Las carretillas suelen medir 1.2-1.6 metros de altura y se destinan a llevar granvariedad de material en sacos, barriles, pacas, cajas y cajones. Algunos de los accesorios más usadosson las extensiones para altura, aditamento para subir escaleras, frenos de seguridad, abrazaderas ycorreas.

PLATAFORMAS CON RUEDAS

Estas plataformas son pequeñas y en ellas se colocan cargas para transportarlas a distancias cortas demanera intermitente. Estas plataformas suelen tener ruedas fundidas y el operario tira de ellas o lasempuja.

CARROS PARA FÁBRICAS

Son plataformas o contenedores con ruedas, que se mueven gracias al operario o a un tractor quepuede desconectarse. En este grupo existe una gran diversidad de tipos u la variedad de aplicacionespara mover materiales y para almacenamiento móvil es todavía mayor.

Los carros para fábrica manuales se guían por el sentido de la fuerza del movimiento y son muy similaresa las plataformas con ruedas. Es posible adquirirlas con diferentes configuraciones de ruedas, esto con elfin de lograr cierto equilibrio entre la estabilidad y la facilidad de maniobra. Los carros para fábricaremolcados se conectan a un motor primario por medio de una barra de tiro que controla la dirección. Enel comercio pueden encontrarse carros remolcados con dirección en dos y en cuatro ruedas. La direcciónde dos ruedas suele ser las menos costosa y de mayor uso.

PATINES SEMIVIVOS

Es una plataforma o caja rectangular que tiene dos ruedas en un extremo y dos soportes o patines fijosen el otro. El extremo de soportes fijos cuenta taimen con un pasador robusto al que se engancha un



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gato de dos ruedas. El gato y su palanca se emplean para elevar y dirigir, lo cual permite al operariomaniobrar con el patín.

TRANSPORTADORES HIDRÁULICOS PARATARIMAS

Se utilizan para movimiento en la estación de trabajo y, a veces,en distancias cortas. Su capacidad normal es de 1130 a 3625 Kg.Estos transportadores necesitan una cantidad de mantenimientomínima y pueden durar hasta 20 años. Pueden estar equipadoscon un sistema elevador hidráulico de acción manual parecido aun gato o un sistema accionado por pedales para elevar la tarimacargada. En estas carretillas se suelen utilizar horquillas paralevantar tarimas o plataformas para recipientes especiales, asícomo para mover y colocar cargas pesadas.

MONTACARGAS MOTORIZADOS

Es posible que este grupo de equipos sea el más grande y variado en lo que se refiere a movimiento demateriales. El montacargas motorizado goza de popularidad gracias a su versatilidad ya que, con todafacilidad, puede tomar una carga unitaria, transportarla con rapidez en una variedad de entornos y,después, colocarla en sentido vertical en casi cualquier punto que esté a su alcance.

Según los volúmenes que se maneje, los montacargas resultan menos económicos en recorridos de másde 90 m pues, por lo regular, su velocidad máxima es de 7 a 14Km/h. Los montacargas motorizadossuelen contar con horquillas para llevar cargas unitarias, aunque en lugar de éstas puede utilizarse unagran variedad de aditamentos especiales.

La potencia que necesitan los montacargas proviene de motores de combustión interna o motoreseléctricos con acumuladores.De acuerdo con su diseño y, en particular, de la combinación de ruedas y llantas que emplee, losdistintos montacargas pueden funcionar en una diversidad de terrenos. Las capacidades de cargausuales varían desde 450 a 18000 Kg. Sin embargo, para mover y apilar los contenedores grandes paraembarque se recurre a montacargas con capacidades superiores a los 45000 Kg. , que se utilizan en laintemperie.

Cuando se trata de áreas de almacenamientoimportantes, es vital establecer el ancho de lospasillos y la relación de éstos con la elección delmontacargas; para lo cual se toma la informaciónque el fabricante suministra en cuanto a los radiosde viraje del vehículo.

En general la capacidad del montacargas secalcula de la siguiente manera:A = Distancia, desde el centro del eje delanterohasta el talón de la horquilla.B = Distancia, desde el talón de la horquilla hastael centro de la carga.C = Distancia (A + B) desde el centro del ejedelantero hasta el centro de la carga.D = Longitud de la carga en las horquillasW = Peso de la carga

TransportadorHidráulico para tarimas



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1. Capacidad nominal = W x C2. Longitud máxima de la carga para una carga dada

C = Capacidad nominalW

3. Carga máxima para un longitud dada de la cargaW = capacidad nominal

C

En el siguiente ejemplo se muestran los cálculos reales:1. El montacargas está especificado para 3000 lb. (W) a 20 in. (carga de 3000 lb. Que tiene el centro a

20 in (B) desde el talón de la horquilla).2. La distancia desde el centro del eje hasta el talón de la horquilla es e 10 in ( A)3. La carga que se manejará en las tarimas es de 2000 lb.

C = A + B = 10+20 = 30 in.Capacidad nominal en in. X lb.= W X C = 3000 X 30 = 90000 in X lb.

C = Capacidad nominal en in x lb. = 90000 = 45 in.W 2000

B = C – A = 45 –10 =35 in.D = 2 X B = 2 X 35 = 70 in de longitud permisible para la carga

4. Cuando se seleccionen aditamentos, es necesario consultar al fabricante para determinar el grado deefecto negativo que estos pueden tener sobre la capacidad útil de carga del montacargas.

Por lo general el ancho de los pasillos se establece de la siguiente forma:A = ancho del pasillo.TR = radio de giro del montacargasL = longitud de la cargaC = espacio libre del pasillo (total en ambos lados).AX = distancia desde la línea trasera de la carga hasta la línea central del eje.A = TR + L + C + AX

MONTACARGAS CONTRABALANCEADOS ODE CONTRAPESO

Estas son las máquinas más comunes para elmanejo de materiales. Utilizan su gran masa depeso, colocada con todo cuidado, a manera decontrapeso a la masa de la carga que se mueve.Por lo general, tienen un mástil o torre inclinableque inclina el mecanismo elevador hacia atrás apartir de la posición vertical de elevación para queel contrapeso de la carga sea mayor durante elmovimiento.

Las máquinas básicas tienen dos ruedas deimpulsión al frente y dos ruedas de dirección en laparte posterior. Las versiones de tres ruedasnecesitan menos espacio para virar pero son másinestables en las operaciones de levantamiento.



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Los montacargas tienen capacidades estándar de 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 60000 y 10000 libras,con centros de carga de 24 in. En la mayoría de los casos el poste de levantamiento es de 240 in.

Pocas veces se compra el diseño básico de los montacargas. Las variantes más comunes correspondena la altura del poste y a la altura de elevación. El uso de postes múltiples puede ampliar la capacidad dela máquina a grandes alturas de elevación a costa de una reducción en la cantidad de carga que sepuede subir.

MONTACARGAS DE CABALLETE

Difieren de los de contrapeso en que no dependen de la masa desu peso para equilibrar el peso de la carga, por el contrario, en elmontacargas de caballete se colocan las dos ruedas principales desoporte de carga sobre el centro de la misma o delante de ésta.Este montacargas es muy estable.

MONTACARGAS DE CARGA LATERAL

Son una combinaciónespecial del montacargas decaballete y el montacargas para pasillos estrechos. Se utilizacuando los pasillos son estrechos y el transporte debe hacerserápido o bien cuando las cargas son largas y estrechas; porejemplo, tubos o barras. Este montacargas no necesita girarpara tomar o dejar las cargas.

MONTACARGAS CON CONDUCTOR A PIE

En estos montacargas el conductor caminajunto con el vehículo y dirige elfuncionamiento de éste mediante una unidadde control unida al vehículo. Tienen lasmismas características que los montacargascon contrapesos y de caballete más grandes.Se utilizan para elevar y apilar cargas ligerasy trasladarlas en distancias cortas.

CARROS DE CABALLETE

Estos carros de caballete son motorizados, de gran capacidad ymuy fáciles de maniobrar. Se carga y descarga con mucharapidez, aunque la colocación exacta de la carga exige otrosmétodos. Con este carro de caballete es posible transportarcargas unitarias casi a velocidades de carretera.



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CARROS PARA SURTIDO DE PEDIDOS

Estos carros tienen una plataforma elevada delante del mástil, desde el cual pueden manejarse elmontacargas y la plataforma. Su uso habitual consiste en tomar cargas parciales en pasillos estrechos y aalturas de hasta 7m, lo cual permite ahorros considerables de mano de obra y espacio.

ADITAMENTOS PARA EL MANEJO DE MATERIALES

Los aditamentos de mayor uso son las horquillas para montacargas, que pueden ajustarse a diversosanchos y suelen medir de 80 a 160 cm. de longitud. La longitud de las horquillas debe ser por lo menos2/3 de la longitud de la carga máxima que se elevará.

Las piernas normales de dos etapas (doble carrilera-telescópico) alcanzan una altura de elevación deunos 5.5 m; las piernas de tres y de cuatro etapas alcanzan alturas hasta de 6m. Algunos montacargasespeciales están diseñados para trabajar a más de 6m. La diferencia en la altura de las horquillas y laaltura total extendida es, por lo general, de 1.2 m, la cual coincide con la altura del tope trasero de latorre.

Con frecuencia, los montacargas se equipan con un aditamento o combinación de aditamentos quepermiten que el vehículo realice ciertas funciones particulares o, sencillamente, que funcione con

más eficiencia en una situación dada. En algunos casos, estos aditamentos sustituyen a lashorquillas convencionales cuando éstas no resultan adecuadas para los productos que se manejarán. Enotros casos, el aditamento se utiliza para aumentar la capacidad de trabajo de las horquillas, ya quepermiten a éstas movimientos adicionales.

Es importante que, al elegir los aditamentos, se consulte al fabricante, ya que éstos pueden tener unefecto negativo sobre la capacidad útil de transporte del montacargas. Cuando se instalan aditamentoses necesario modificar la placa de especificaciones del montacargas de manera que ésta indique lanueva capacidad efectiva del mismo.

Con frecuencia, los aditamentos restringen la actividad delmontacargas a una función especializada y limitan suversatilidad. Algunos de los aditamentos más sencillos semontan sobre los rieles de soporte de las horquillas y sólo senecesitan unos minutos para instalarlos y desmontarlos. Losaditamentos más complejos, en particular los que necesitanconexiones hidráulicas, deben considerarse comoconversiones permanentes.

A continuación se enumeran los aditamentos más comunes yse hace una breve descripción de los mismos:

1. Ariete. Una sola saliente o barra se monta en lugar delas horquillas para transportar rollos o bobinas en los lugaresdonde puede entrar con facilidad en sentido horizontal. Hayarietes de muchas longitudes y diámetros para manejar unagran variedad de productos, desde rollos de lámina de acerohasta rollos de alfombra.

2. Aditamento para barriles. Se utiliza para asistir el reborde



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superior de los tambores metálicos y transportarlos en posición vertical.

3. Horquillas para bloques de concreto. Estas horquillas y sus similares para ladrillos, se destinanespecíficamente para mover pilas de material de construcción sin tarimas.

4. Abrazadera para rollos de papel. Diseñadas para sujetar y transportar con cuidado rollos enposición vertical. Es común que se combinen con un rotador que permite que, cuando los rollosestán enrollados de manera suelta o se dañan con facilidad, se transporten en posición horizontal.

5. Empuje y tracción. Llevan la carga sobre una placa pulida en lugar de las horquillas. Su finalidad escolocar las cargas en entornos de gran densidad sin usar tarimas. En lugar de tarima, debajo de lacarga se utiliza una hoja delgada que se agarra con abrazaderas hidráulicas; para cargarla, se tirade ella hacia la placa del montacargas y se empuja a su siguiente posición.

6. Abrazadera para pacas. Se usa para sujetar y cargar materiales en pacas (caja) y depende de lapresión hidráulica para asir las pacas por los costados.

7. Cucharón. Se utiliza para mover material suelto o a granel, consiste en un cucharón metálico que semonta en lugar de las horquillas y tiene un mecanismo para vaciarlo. La inclinación del cucharónpara cargar y transportar se logra al inclinar la torre del montacargas hacia el frente y hacia atrás.

8. Abrazadera opresora. Se utiliza para asir los lados de las cajas en forma similar a la abrazadera parapacas, la diferencia estriba en que los brazos de sujeción son lisos y aplican a la caja una presiónuniforme para no dañar su contenido. Esta abrazadera elimina la necesidad de tarimas pero lasabrazaderas precisan espacio adicional a los lados del material.

9. Elevador para manejo elevado. Transporte cajas de cartón plegadas porque engancha la partesuperior en la solapa de las mismas. Su ventaja más importante es que puede lograr una altadensidad de almacenamiento, pues sólo necesita un mínimo de espacio material y no necesitatarimas ni hojas de deslizamiento.

10. Abrazadera opresora. Se utiliza con casi todos los equipos de aditamentos, incluso con lashorquillas y permite que las cargas se coloquen con precisión de derecha a izquierda sin que elmontacargas cambie de lugar. Su función principal es acelerar la colocación de cargas y aprovecharal máximo el espacio entre las cargas que se encuentran en los estantes. Con el desplazador lateral,el montacargas sufre menos desgaste, pues no es necesario moverlo con tanta frecuencia.

11. Horquillas ajustables Las horquillas ajustables se utilizan cuando se trabaja con una gran variedadde tamaños de cargas y tarimas. Aunque la mayor parte de las horquillas son de ajuste manual, lasde ajuste mecánico o hidráulico permiten que el operario las ajuste desde su asiento.

12. Estabilizadores de cargas. Los diversos estabilizadores de carga disponibles en el mercado,permiten que las cargas inestables o las que se acomodan de manera suelta queden bien sujetasdurante el transporte. Estos estabilizadores consisten en una abrazadera vertical que ejerce unapresión descendente sobre la carga y la mantiene en su lugar durante el movimiento.

13. Horquillas con abrazaderas (contorno). Son similares al colocador de horquillas y pueden emplearsepara recoger cargas en la forma convencional o para sujetarlas entre las horquillas. Es muy comúnque este dispositivo se use en combinación con las horquillas ranuradas especiales para transportartambores.

14. Rotador: Permite girar la carga 360°; por lo general, para descargar el rotador se usa condispositivos para carga unitaria, los cuales circundan las horquillas y quedan fijas en ellas durante la



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rotación. También puede utilizarse con diversas abrazaderas cuando se necesita un movimiento derotación.

15. Horquillas de extensión. Es muy común que se empleen en combinación con los montacargas decaballete para alcanzar cargas en los estantes cuando las ruedas delanteras quedan fuera de éstos.Este aditamento también permite alcanzar materiales en los estantes cuando éstos se estiban endos hileras de fondo. El mecanismo de extensión es un sistema de pantógrafo hidráulico ubicadoentre la torre y las horquillas del montacargas.

CARROS TRANSPORTADORES

Cuando el proceso de manufactura se realiza en grandes volúmenes, seutilizan sistemas de transportadores para mover materiales de un punto aotro. cargar y descargar y no están relacionados con un módulo específicode unidad de carga. Estos vehículos se denominan carrostransportadores. Cuando se trata de volúmenes pequeños o de variosmovimientos de densidad variable se emplean vehículos con plataformafija, los cuales dependen de un sistema auxiliar paraEstos carros pueden conseguirse en muy diversos tamaños y formas, y endos tipos básicos (Fig. 4- 10).

Uno es del tipo con conductor a pie y el otro es con conductor del carro;pueden ordenarse con motores eléctricos o de combustión interna. Sucapacidad de carga suele ser limitada; las cargas grandes se manejan conotros tipos de equipo.

Carro con conductor a pie.

Habitualmente este carro tiene suspensión en tres puntos y se usa pormedio de un acumulador eléctrico, aunque algunos cuentan con motorespequeños enfriados por aire. Su diseño es similar al de los montacargas sin conductor ya descritos,excepto que tienen una plataforma fija. Los hay con capacidades de carga de 450 a 1360 kg (1000 a3000 lb) y su aplicación se limita a cargas que no estén en contenedores. Se cargan y descargan amano o, tratándose de objetos pesados, se utilizan polipastos y grúas.

Carro con conductor. Este carro se adapta a una gran variedad de aplicaciones especiales, como eltransporte de personal, carros contra incendio y talleres de mantenimiento portátiles. Los más sencillostienen un asiento para el conductor y una plataforma plana para la carga. Esta configuración les permitemover toda clase de suministros y materiales dentro de un edificio a distancias de más de 90 m (300 ft).El suministro de potencia proviene de motores eléctricos con batería o de motores de gasolina enfriadospor aire. Se usan mucho las suspensiones de tres y cuatro puntos; las unidades grandes tienen unsistema completo de suspensión junto con llantas neumáticas. Estos vehículos pueden trabajar enterrenos irregulares y alcanzar velocidades hasta de 30 km/h (20 mi/h).

TRACTORES Y TRENES CON TRACTOR

El término tractor (Fig. 4-11) se aplica a unvehículo de motor que puede desconectarse yque sirve como medio de locomoción para unvehículo o un grupo de vehículos quetransportan carga pero que no cuentan conimpulso propio. El tractor es un vehículodirigible que conduce un operario. Por lo



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general, los tractores se clasifican en pequeños, medianos y grandes, de acuerdo con la capacidad detracción de la barra de tiro.

Tractor utilizado en aplicaciones industriales.

Cuando los tractores deban recorrer pendientes de más de 5% habrá que consultar al fabricante, ya queserá necesario tomar en consideración una serie de factores que varían de acuerdo con el diseño deltractor. Los criterios mínimos de seguridad se indican en la sección 1910.178 de la norma OSHA(Powered Industrial Trucks), referencia obligada que debe consultarse antes de seleccionar estosvehículos.

La aplicación principal de estos vehículos es para mover artículos de gran volumen a distanciasdemasiado grandes para un montacargas, es decir, alrededor de 90 m (300ft). Dado que los trenes contractor no se cargan por sí mismos, es necesario contar con un sistema que cargue el tractor y el resto detractores y remolques, lo cual implica la necesidad de engancharlos y desengancharlos constantemente.Una alternativa es que se use un montacargas como tractor y que el operario cargue los remolques.

Aparte de los montacargas, en las aplicaciones industriales más comunes se utilizan cinco tipos detractores:

TRACTORES PARA CARRETERA

Estos tractores se utilizan para el transporte en carretera y son más o menos especializados para estepropósito. No obstante, también tienen aplicación en complejos industriales grandes para movermateriales entre lugares lejanos, siempre y cuando lo justifiquen la rapidez y el volumen del movimientode materiales. Además, este tractor se utiliza mucho en patios de fábricas para mover semi - rremolquescargados o vacíos.

TRACTORES CON CONDUCTOR A PIE

Estos tractores son los más pequeños de los tractores de tipo industrial'; tienen un acumulador eléctrico ysu fuerza motriz, frenado y dirección provienen de una sola rueda o de un par de ruedas muy cercanasentre sí. El mecanismo de impulsión tiene controles manuales en la varilla de dirección, al igual que enotros equipos con conductor a pie y también se utilizan controles con dispositivo de seguridad. Paralograr una mayor estabilidad se utilizan otras dos ruedas traseras. Existe tina gran variedad deacopladores y ensanches para conectar el tractor con los remolques y con los patines semivivos.

TRACTORES CON CONDUCTOR DE PIE ABORDO

Este tractor es una versión más grande que la de conductor a pie. Las diferencias principales son que eltractor grande está provisto de una plataforma en la que el operario viaja de pie durante la maniobra;tiene dos velocidades de avance: una velocidad baja comparable con el paso del operario, de unos 5km/h (3 mi/h), y una velocidad alta de unos 11 km/h (7 mi/h) son comunes en este equipo. Gracias a quesu velocidad de operación es mayor, tienen una gama más amplia de operaciones; por ello cuentan conacumuladores más grandes, lo cual los hace más pesados y voluminosos que los tractores con conductora pie.

TRACTORES CON CONDUCTOREstos tractores pueden solicitarse con disposiciones en las que el conductor puede ir de pie o sentado.El tractor con conductor de pie es más compacto y se adapta mejor a lugares congestionados o pocoespaciosos. El tractor con asiento por lo general es más grande y se utiliza cuando las distancias y lasvelocidades son mayores y alcanzan distancias de 0.8 km (1/2 milla) o más. En ambos tipos de tractoresse utilizan baterías eléctricas y motores de combustión interna; sin embargo, es más común que los



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modelos con conductor de pie tengan batería eléctrica y que los tractores con asiento para el conductortengan un motor de combustión interna.

TRACTORES ESPECIALIZADOS. Los tractores especializados suelen destinarse a cargas muy pesadasy, con frecuencia, son parte del propio transportador sobre ruedas. Las aplicaciones más comunes son:manejo de grandes cargas sueltas, como metales fundidos y materiales granulares y, también, paramover carros de ferrocarril en los patios.

GRÚAS INDUSTRIALES MÓVILES

Las grúas industriales móviles desempeñan unaserie de funciones de manejo de materialesrelacionadas con la planta y la producción. Puedenadaptarse en particular a cargas grandes o pococomunes o cuando sea necesaria una colocacióncuidadosa. En algunas aplicaciones sólo se utilizanpara colocar una carga dada; en otras aplicaciones,funcionan como motor primario y colocadores. Adiferencia de otros equipos para elevación, lasgrúas móviles no necesitan ninguna estructura desoporte dentro de la planta. Su ventaja principal es

que pueden llegar a lugares que no suelen ser accesibles para otros tipos de equipo para manejo demateriales. Con excepción de las grúas de caballete, la grúa industrial móvil depende de una pluma paraalcanzar y elevar las cargas. La posición de la pluma es la que determina dónde puede colocarse unacarga y cuál es el mayor tamaño de carga que puede elevarse con seguridad. A continuación sedescriben los tipos de grúas móviles de uso común:

GRÚAS MANUALES PORTÁTILES

El diseño de estas grúas es similar al de la carretilla elevadora manual pequeña, excepto porque en lugarde horquillas tienen pluma y gancho. Son muy usadas para mover, colocar y retirar piezas de trabajo delos equipos de proceso, cuando el volumen no hace costeable un equipo elevador permanente. Tambiénse utilizan con frecuencia en los talleres de mantenimiento y reparación para ayudar a desmontar ymontar el equipo de la planta. La elevación se hace con malacate y cable manuales o con un sistemahidráulico de accionamiento manual. Las capacidades de elevación habituales están limitadas a 900 ka(2000 lb) o menos.

GRÚAS DE ESTIBADOREsta grúa no es Giratoria sino que, para colocar el gancho, debe moverse todo el vehículo. Esto limita suempleo a lugares más o ¡llenos despejados. El operario puede extender la pluma para alcanzar la cargay retraerla a una posición más cercana para que pueda transportarse. La grúa es un vehículo más omenos rápido y se utiliza para recorrer una carga y llevarla a su destino.Las ruedas delanteras, de soporte de carga, son también las ruedas motrices y las ruedas traseras sonlas que controlan la dirección. Este tipo de grúas tienen suspensiones 'de tres y (10 cuatro puntos y, confrecuencia, se utilizan para remolcar los carros de la fábrica a la vez que los cargan y descarnan. Suscapacidades de carga más usuales varían de 1800 a 3600 kg (2 a 4 toneladas).

GRÚAS DE PLUMA GIRATORIA

Estas grúas tienen mayo capacidad que las grúas de estibador y se utilizan más para colocarcargas que para transportarlas. La estructura de la pluma está construida de modo que el operario pueda



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girarla 180' y cuenta con estabilizadores laterales. Este tipo de grúas pueden tener motor diese] o agasolina y también las hay con motor eléctrico y acumuladores.

GRÚAS DE VUELTA COMPLETA

Estas grúas pueden girar una carga 360° y, por lo general, son las grúas móviles más grandes. Por logeneral, estas grúas se usan para coloca¡- cargas y no para transportarlas. Muchas veces se montansobre un chasis de camión para que se muevan con rapidez entre los puntos de trabajo. Se impulsancon motores diese] o de ignición por chispa mediante convertidores hidráulicos directos de par de torsión.

La capacidad de elevación de carga con la pluma en la posición más vertical posible puede ser hasta de90 000 kg (100 toneladas) y puede lograr alcances de más de 30 m (100 ft). Se impulsan col] motoresdiesel o de ignición por chispa mediante convertidores hidráulicos directos de par de torsión. Susaplicaciones industriales se limitan casi por completo a trabajos de construcción y mantenimiento deestructuras grandes.

GRÚAS DE CABALLETE

La grúa de caballete no tiene pluma sino una armadura colocada sobre ruedas en la que se montan dospolipastos con capacidad para moverse dentro de los límites de la armadura para colocar la carga contoda precisión. La grúa de caballete está relacionada con los carros de caballete: es una grúa muyadaptable que se usa para colocar y mover materiales. Además, su diseño le otorga una gran estabilidady puede moverse a velocidades relativamente altas. La armadura consiste en cuatro columnas verticalesmontadas sobre las ruedas de alta flotación del vehículo y soporta dos rieles horizontales de la grúa quemueven los polipastos elevadores. Su capacidad de carga varía desde 9000 hasta 55000 kg (10 a 60toneladas) por polipasto, es decir, una capacidad total de 18000 a 110 000 kg (20 a 120 toneladas).

Se usa una gran variedad de sistemas de potencia, todo, ellos impulsados con motor. Los sistemashidráulicos son los de mayor uso en transporte, izado y colocación. Sin embargo, un fabricante utiliza ungenerador eléctrico impulsado con motor de combustión interna para realizar todas las funciones de lagrúa con motores eléctricos. La grúa de caballete puede funcionar en áreas de alta densidad y es muyfácil de maniobrar, pues cualesquiera de las cuatro ruedas puede girarse e impulsarse en formaindependiente. Sus aplicaciones más comunes son en los patios para almacenamiento de acero. carga ymanejo de contenedores para embarque, piezas comerciales de concreto precolado, carga de camionesy carros y en los muelles. Pueden adaptársele dispositivos especiales para manejar carga, lo cualaumenta la versatilidad de esta grúa.

TRANSPORTE DE FLUIDOS

Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente bajo la aplicación de un esfuerzo de corte(tangencial), sin importar cuan pequeño sea este esfuerzo. Los fluidos abarcan las fases líquidas ygaseosas ( o de vapor) de la materia.

Los principales parámetros a tener en cuenta en la elección de un sistema de transporte de un fluido son:

1. El tipo de fluido a transportar. De él se tendrán en cuenta sus características principales, tales como:viscosidad, densidad, estado físico de la materia.

2. El estado inicial y final del fluido en la trayectoria que desarrolla. Para esto se analiza: la presión, elcaudal y la temperatura del fluido.

3. Materiales disponibles en el mercado para el transporte del fluido.

4.Medio ambiente donde se instalará el sistema de transporte del fluido. Los parámetros cambian si:a. Es un fluido corrosivo.



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b. El fluido es muy frío y no se quiere que se condense.c. No se desea pérdida del calor del fluido.d. Es un fluido inmerso dentro de otro fluido.

Los sistemas de transporte de fluidos generalmente requieren una bomba de presión para transportarlos,a no ser que la diferencia de alturas sea suficiente para desplazar el fluido y que éste llegue con lascondiciones que se necesiten.

DISPOSITIVOS DE CLASIFICACIÓN, CONSOLIDACIÓN Y DESVIACIÓN

Con frecuencia, los sistemas de manejo de materiales tienen la capacidad hasta cierto punto deidentificar, clasificar, consolidar y desviar piezas, productos o cargas unitarias. Lo anterior se logra conaccesorios y equipos periféricos que pueden variar desde sencillos desviadores mecánicos hastacomplejos lectores ópticos para revisión de materiales que pueden leer e identificar caracteresalfanuméricos y clasificar 20 000 artículos por hora, casi siempre para el manejo de piezas postales.Cualquiera que sea la complejidad del sistema, habrán de tomarse en cuenta tres elementos básicos:identificación de los artículos que se van a clasificar o consolidar, reconocimiento del artículo y orden deactivación del mecanismo para que lo desvíe.

Clasificación mecánica simple. En la clasificaciónmecánica simple, los artículos se reconocen o identificanmediante sus diferencias inherentes como tamaño, forma,peso y demás diferencias físicas; por lo general, laidentificación se realiza por contacto, es decir, un artículodebe hacer contacto con un canal o con guías palpadorasque disciernen las diferencias físicas y se acciona una levau otro mecanismo sencillo que hace funcionar un tobogán uotro dispositivo desviador

Mecanismos desviadores. Los mecanismos desviadorespueden clasificarse como dispositivos que desvían,empujan, impulsan o inclinan los artículos. Existen muchasvariantes dentro de cada grupo (Fig. 3-16).

Clasificación electromecánica. La clasificaciónelectromecánica utiliza aparatos para identificación sincontacto, que detectan tanto las diferencias inherentes comolas diferencias aplicadas, las cuales señalan, ya sea en la carga o en el paquete, con un código quepueda reconocer un detector o lector óptico que acciona un mecanismo desviador.

Fotosensores. Son los detectores y lectores ópticos de uso más común. Un control fotoeléctrico constade: una fuente de luz, un fotorreceptor, un amplificador y una salida. Un haz de luz proveniente de lafuente activa los elementos fotosensibles del fotorreceptor y produce una señal eléctrica. Esta señalexcita a un relevador que, a su vez, acciona el mecanismo desviador. Cuando se utiliza como sensor odetector, el control fotoeléctrico puede utilizarse para:

• Detectar la presencia o ausencia de recipientes o productos en un transportador• Detectar productos de medidas mayores o menores a las establecidas• Clasificar productos por tamaño• Contar los artículos

Asimismo, es posible acomodar los controles fotoeléctricos en serie de modo que sean capaces de leer elcódigo de un recipiente. Cada sensor que forme parte del lector óptico detectará una sola marca o



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espacio en blanco del código y, después, transmitirá la información binaria de la exploración a la funciónlógica del controlador. Éste, a su vez, enviará una señal al mecanismo desviador. Los códigos máscomunes tienen un formato de tipo escalera y permiten que el lector óptico los lea en sentido vertical.

Identificación automática. El término identificación automática se refiere a la capacidad de rastrearmateriales dentro de la fábrica mediante el uso de tecnologías automatizados parcial o totalmente. Lamás común de éstas es el código de barras, que hace pasar un lector óptico sobre un código de barras yse ha empleado desde hace 20 años. El producto se identifica mediante un código de barras, que sonuna serie de barras negras que varían en espesor y proximidad. El ojo humano no es capaz de descifrarel código, pero el lector óptico lo hace con facilidad ya que estos códigos fueron diseñados para lascomputadoras. Los lectores ópticos pueden ser bastones de mano, pistolas láser o lectores de rayo lásermóvil. El bastón de mano debe tocar el código de barras, mientras que entre la pistola láser y éste puedehaber varios centímetros de separación. Los lectores de rayo láser móvil resultan ideales para leer loscódigos de barras de los artículos que viajan en transportadores. El lector óptico se coloca en un lugardonde pueda emitir el rayo que buscará el código de barras.

El reconocimiento óptico de caracteres (OCR, optical character recognition) es un conjunto de caracteresalfanuméricos que puede leerse mediante un lector o escáner y por la vista humana. Sin embargo latecnología del OCR es menos confiable y más costosa que el codificado con barras. El término medioentre las dos tecnologías consiste en colocar una etiqueta al lado del código de barras. Una tecnologíaemergente es la de los dispositivos de identificación por radio frecuencia (RFID, radio-frequencyidentification devices), que emplea una etiqueta sólo para lectura, la cual se sujeta a una carga unitaria yemite señales de radio. Cuando la computadora recibe estas señales, identifica el contenido de la carga.Algunas compañías hacen el experimento de instalar la identificación por radio frecuencia en eltransportador de un trole y los códigos de barras en la carga unitaria a fin de integrar el rastreo de losmateriales y de los sistemas de transportadores.

Estibadores de tarimas. Estos estibadores reciben paquetes, cajas o bolsas, por separado, desde untransportador y los estiban sobre una tarima de acuerdo con un patrón determinado y con el número dehileras necesario. No es preciso que todas las hileras se estiben en la misma forma. En general, lasunidades que se van a estibar se reciben en una banda de control en la entrada de la máquina. En estemomento se efectúa el conteo y la unidad se orienta según el tipo de estiba deseada. Cada vez que secompleta una hilera, un dispositivo de empuje mueve las unidades hacia un transportador de mandil y,una vez concluida la hilera, el transportador se retira y deposita esa hilera sobre la que está debajo. Lamaniobra se repite hasta que se completa la carga de la tarima, la cual se descarga y se reemplaza conuna vacía. Se necesitan grandes volúmenes de unidades de tamaño uniforme y se calcula que el uso deestos estibadores resulta económico cuando hay necesidad de colocar alrededor de 900 unidades porhora en tarimas. Las máquinas grandes pueden manejar más de 6000 unidades por hora de ciertosproductos.

BIBLIOGRAFÍA

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HODSON, William K. Maynard Manual del Ingeniero Industrial. Editorial Mc. Graw-Hill. México. 1996.Tomo 4.

ROSALER, Robert C. Manual del Ingeniero de Planta. Editorial Mc. Graw-Hill. México. 1997. Tomo 3.

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MANEJO DE MATERIALES · 2020. 6. 12. · “El manejo de materiales es una actividad en la que todo cuesta. “ El manejo no añade valor, no aumenta el atractivo para el cliente,