UNIVERSIDAD DR. JOSÉ MATÍAS DELGADO

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y COMUNICACIONES

SEMINARIO DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN:

DISEÑO DE UN SISTEMA PARA LA AUTOMATIZACIÓN EN

PLANTA DE ALMACENAMIENTO DE GRANOS BÁSICOS

PARA LOS SISTEMAS DE PESAJE, ALMACENAMIENTO Y

CONTROL DE INVENTARIOS EN EX–IRA SAN MARTÍN.

Tesina presentada para optar al título de:

INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y COMUNICACIONES

Por:

EVA ELIZABETH GARAY LEIVA

MIKEL SMELYN PORTILLO AYALA

Asesor:

ING. CARLOS STANLEY LUNA RODRÍGUEZ

ANTIGUO CUSCATLÁN, LA LIBERTAD, MARZO 2016

AUTORIDADES

Dr. David Escobar Galindo RECTOR

Dr. José Enrique Sorto Campbell

VICERRECTOR

Dr. José Enrique Sorto Campbell VICERRECTOR ACADÉMICO

Ing. Silvia Regina Barrios de Ferreiro

DECANA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA

JURADO CALIFICADOR

Ing. Marco Antonio Días Deleón

COORDINADOR DEL COMITÉ EVALUADOR

Ing. Jorge Alberto Salvador Rodríguez EVALUADOR 1

Ing. Oscar René Alvarado Amaya

EVALUADOR 2

Ing. Carlos Stanley Luna Rodríguez ASESOR

ANTIGUO CUSCATLÁN, LA LIBERTAD, MARZO 2016

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar a Dios Todo poderoso, que siempre me ha acompañado a lo largo de

mi vida, fortaleciéndome con sabiduría, perseverancia, protección y sobre todo amor

para salir adelante.

A mis padres, Noemí Leiva por su lucha constante y sacrificios, por ser integra y cuidar

de nosotros, por ser nuestro pilar más importante, por su apoyo incondicional sin

importar nuestras diferencias de opiniones y Elmer Garay(Q.E.P.D.) aunque no pueda

verte, seguimos unidos por el amor que en vida nos diste, y hoy puedo decirte ¡Lo

logré!. Gracias a ustedes por darme una vida maravillosa que me formo con buenos

sentimientos, hábitos y valores que me hacen ser lo que hoy soy.

A mis Hermanos, Jonathan Garay y Rodrigo Garay que siempre me acompañan en los

momentos tristes y alegres, gracias por brindarme su apoyo siempre y comprensión en

todos estos años. ¡Los amo!. También a Shirley Chiquillo por creen en mí, por sus

palabras de aliento, por cuidar de mí y por sus oraciones, ¡Eres como mi hermana!

A mis familias Garay y Leiva, por creer en mí siempre, hacerme sentir amada y darme

las palabras de ánimos para seguir adelante, sé que comparten mi felicidad al culminar

mi vida universitaria; y sobre todo les dedicó este triunfo a mis abuelos

paternos(Q.E.P.D.) y a mi quería abuela Florencia Romero de Leiva. ¡Gracias!

Dedico de manera muy especial a Geovanny Saravia, mi amigo , mi novio y mi amor, no

fue sencillo culminar este proyecto, sin embargo fuiste muy motivador, me dijiste

muchas veces ¡tú puedes!. Por ayudarme en todo los que te era posible, incluso más

que eso. Pero gracias sobre todo por estar al lado mío en el instante que tenía que

defender este proyecto, tú me diste la firmeza que necesitaba y por demostrarme que

en todo momento cuento con tigo. Que este sea el primero de los nuestros triunfos

juntos ¡TE AMO!

A mis amigos Herbeth, Limón, Saade, Milagro y Memo por todos estos años que hemos

compartido y tantas noches, proyectos, exámenes, defensas y trabajos que juntos

logramos salir adelante y a quienes les expreso un gran cariño. Al mismo tiempo a mi

amigo Mikel por el equipo que fuimos en la realización de esta Tesis. Fue un honor y un

placer trabajar al lado de ustedes.

Gracias a todas las personas que ayudaron directa o indirectamente en la realización

de este documento.

Eva Garay

AGRADECIMIENTOS

Agradezco enormemente a Dios por haberme guiado y acompañado a lo largo de toda

mi carrera, en momento de debilidades él ha sido mi fortaleza y darme una vida llena

de experiencias y bendiciones.

Les doy las Gracias a mis padres Smelyn y Yansy por apoyarme en todo momento por

los valores y la educación que me han brindado a lo largo de mi vida. Sobre todo por

ser un excelente ejemplo de vida a seguir

A mi hermana por ser parte de mi vida y representar la linda armonía familiar. A Yansy

por ser un ejemplo de desarrollo integral, por llenar mis días de alegría y amor cuando

más lo he necesitado

A Eva por haber sido una excelente compañera de tesis y amiga, por haberme tenido la

paciencia necesaria y también por las motivaciones que me daba para seguir adelante

en los momentos de angustia.

A mis amigos por confiar y creer en mí y haber hecho de mi etapa universitaria un

trayecto de vivencias que nunca olvidare.

A mi Abuelo Pedro que a pesar de su enfermedad que lo ha tenido en decaimiento ha

creído en mí, me ha guiado en las labores día con día y por sus consejos de la vida que

me han servido de mucho, Primero Dios, ¡seré Ingeniero!

Mikel Portillo

I

ÍNDICE DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1

OBJETIVOS ..................................................................................................................... 3

Objetivo general ............................................................................................................ 3

Objetivos específicos .................................................................................................... 3

CAPÍTULO I: GENERALIDADES. ................................................................................... 4

1.1. Identificación y planteamiento del problema. ......................................................... 4

1.1.1.Identificación del problema. .......................................................................... 4

1.1.2.Planteamiento del problema. ........................................................................ 5

1.2. Delimitación. .......................................................................................................... 6

1.2.1.Delimitación geográfica. ................................................................................ 6

1.2.2.Delimitación temporal. .................................................................................. 6

1.3. Alcances y limitaciones del proyecto. .................................................................... 6

1.3.1.Alcances. ...................................................................................................... 6

1.3.2.Limitaciones. ................................................................................................. 7

1.4. Justificación del proyecto. ...................................................................................... 8

CAPÍTULO II: ANTECEDENTES ................................................................................... 10

2.1. Instituto Regulador de Abastecimiento (EX-IRA). ................................................ 10

2.1.1.Capacidad de almacenamiento EX-IRA. ..................................................... 11

2.1.2.Planta de almacenamiento EX-IRA San Martín. ......................................... 12

2.1.3.Procesamiento de granos en planta EX-IRA San Martín. ........................... 14

2.2. Producción agrícola en El Salvador. .................................................................... 17

2.3. Almacenaje y conservación de granos. .............................................................. 18

2.3.1.Consideraciones generales durante el almacenaje. ................................... 19

2.3.2.Medidas para lograr una buena conservación de granos. .......................... 20

2.3.3.Factores físicos relacionados con el deterioro de los granos. ................... 21

2.3.4.Principales insectos y ácaros en granos almacenados. .............................. 22

2.3.5.Control de insectos que atacan a los granos almacenados. ....................... 24

2.3.5.1.Control Físico. .......................................................................................... 25

2.3.5.2.Control químico. ....................................................................................... 26

2.3.6.Hongos de granos almacenados. ............................................................... 29

2.3.7.Principales métodos de almacenamiento. .................................................. 32

2.3.7.1.Almacenamiento en sacos. ...................................................................... 32

2.3.7.2.Almacén en silos plásticos.. ..................................................................... 34

2.3.7.3.Almacenaje de granos en silos.. .............................................................. 35

CAPÍTULO III: PROPUESTA DE DISEÑO. ................................................................... 37

3.1. Alternativas de solución. ...................................................................................... 37

II

3.1.1.Solución A. .................................................................................................. 38

3.1.2.Solución B. .................................................................................................. 39

3.1.3.Análisis por puntos ponderados. ................................................................. 40

3.1.3.1.Ventajas del uso de silos metálicos. ........................................................ 42

3.2. Modelo Elegido .................................................................................................... 43

3.3. Etapas del diseño. ............................................................................................... 44

3.3.1.Descripción de las etapas de diseño. ......................................................... 44

3.3.1.1.Etapa de Proceso. ................................................................................... 45

3.3.1.2.Etapa de campo. ...................................................................................... 45

3.3.1.3.Etapa de control. ...................................................................................... 46

3.3.1.4.Etapa de visualización y supervisión. ...................................................... 46

3.4. Etapa de proceso. ............................................................................................... 46

3.4.1.Descripción del proceso. ............................................................................. 49

3.5. Etapa de campo. ................................................................................................. 51

3.5.1.Celda de carga............................................................................................ 54

3.5.2.Sensores y controlador de temperatura y humedad. .................................. 54

3.5.3.Motores. ...................................................................................................... 56

3.5.3.1.Motores utilizados en el transporte (Tornillo sin fin). ................................ 56

3.5.3.2.Motores, para la ventilación de los silos. ................................................. 58

3.5.3.3.Diagrama unifilar. ..................................................................................... 61

3.5.4.Válvula neumática. ...................................................................................... 64

3.5.4.1.Sistema de suministro de aire. ................................................................. 65

3.6.Diseño de la red. ............................................................................................ 68

3.6.1. Protocolos de la red. .................................................................................. 70

3.6.2. Configuración básica de Switch. ................................................................ 76

3.7. Etapa de control. ................................................................................................. 77

3.7.1.Programación del PLC. ............................................................................... 78

3.8. Etapa de visualización y supervisión. .................................................................. 83

3.8.1.Descripción interfaz SCADA. ...................................................................... 84

3.8.1.1.Zonas (silos). ........................................................................................... 85

3.8.1.2.Sensor (Temperatura y Humedad). ......................................................... 86

3.8.1.3.Entrada de grano. .................................................................................... 87

3.8.1.4.Salida del granos. .................................................................................... 88

3.9. Principales dispositivos del diseño. ..................................................................... 89

3.10.Centro de control de motores (CCM). ................................................................. 96

3.10.1.Tablero eléctrico. ...................................................................................... 96

3.11.Características de la sub-estación eléctrica. ................................................ 99

3.12.Características de la planta de emergencia. ..................................................... 102

CAPÍTULO IV: EVALUACIÓN DE LA VIABILIDAD FINANCIERA. ............................ 104

III

4.1. Inversión inicial. ................................................................................................. 104

4.2. Costo anual de operación. ................................................................................. 108

4.3. Financiamiento. ................................................................................................. 113

4.4. Tasa mínima de rentabilidad (TMAR) ................................................................ 115

4.5. Ingresos o ahorros (costos anteriores). ............................................................. 117

4.6. Evaluación del proyecto con financiamiento. ..................................................... 119

4.6.1.Interpretación de la evaluación financiera. ................................................ 120

4.7. Evaluación del proyecto sin financiamiento. ...................................................... 121

CAPÍTULO V: EVALUACIÓN DE IMPACTO SOCIAL Y AMBIENTAL. ..................... 123

5.1. Evaluación para el montaje de elementos. ........................................................ 125

5.1.1.Conclusiones de la matriz lineal de evaluación de impacto. ..................... 127

5.2. Evaluación en la etapa de operación de la planta. ............................................ 127

CAPÍTULO VI: CONSIDERACIONES GENERALES. ................................................. 129

6.1. Análisis cualitativo de riesgos. ........................................................................... 129

6.1.1.Conclusiones del análisis cualitativo de los riesgos. ................................. 131

6.2. Cronograma de implementación. ....................................................................... 132

CONCLUSIONES ........................................................................................................ 137

RECOMENDACIONES ................................................................................................ 139

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................... 141

GLOSARIO. ................................................................................................................. 145

ANEXOS ...................................................................................................................... 150

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1: Ubicación geográfica del EX-IRA San Martín............................................ 13

Ilustración 2: Estructura de los silos en planta EX-IRA San Martín. ............................... 14

Ilustración 3: Tubería de transporte para el despacho en EX-IRA San Martín. .............. 15

Ilustración 4: Tubería de transporte para el llenado de silos, EX-IRA San Martín. ......... 15

Ilustración 5 : Operaciones en el movimiento de los granos. ......................................... 16

Ilustración 6: Plagas que afectan la conservación del grano. ......................................... 23

Ilustración 7: Principales insectos en granos almacenados. .......................................... 24

Ilustración 8: Control de insectos. .................................................................................. 24

Ilustración 9: Principales géneros de hongos que atacan los granos. ............................ 32

Ilustración 10: Almacenaje de granos en sacos. ........................................................... 33

IV

Ilustración 11: Almacén en silos plásticos ...................................................................... 34

Ilustración 12: Almacenamiento en silos metálicos. ....................................................... 36

Ilustración 13: Silos metálicos; fondo cónico y plano. .................................................... 38

Ilustración 14: Silos plásticos. ........................................................................................ 39

Ilustración 15: Etapas de diseño. ................................................................................... 44

Ilustración 16: Diagramas de Procesos para el Maíz y Arroz. ........................................ 48

Ilustración 17: Esquema del proceso de almacenamiento. ............................................ 51

Ilustración 18: Diagrama de comunicación de los dispositivos. ...................................... 53

Ilustración 19: Cable de sensores. ................................................................................. 55

Ilustración 20: Esquema de conexión controlador. ......................................................... 55

Ilustración 21: Tubería de transporte. ............................................................................. 56

Ilustración 22: Arrancador SIRIUS 3RW44 22-6BC44. .................................................. 57

Ilustración 23: Esquema de conexión de un equipo refrigerador a un silo. .................... 58

Ilustración 24: Ventilador axial Centrífugo. ..................................................................... 59

Ilustración 25: Instalación del ventilador. ........................................................................ 60

Ilustración 26: Salida de aire silos EX-IRA. .................................................................... 60

Ilustración 27: Diagrama unifilar de la planta.................................................................. 62

Ilustración 28: Paro de emergencia, tipo push-pull. ........................................................ 64

Ilustración 29: Esquema de conexión de válvulas. ......................................................... 65

Ilustración 30: Esquema Básico de suministro de aire. .................................................. 66

Ilustración 31: Topología de la red. ................................................................................ 69

Ilustración 32: Capa de enlace de datos. ....................................................................... 73

Ilustración 33: Campo de la trama. ................................................................................. 74

Ilustración 34: Secciones de la programación del PLC. ................................................. 78

Ilustración 35: Programa PLC. ....................................................................................... 79

Ilustración 36: Esquema básico de un sistema SCADA. ................................................ 84

Ilustración 37: Descripción interfaz gráfica SCADA. ....................................................... 85

Ilustración 38: SCADA, Zona 1 Maíz llenado. ................................................................ 86

Ilustración 39: SCADA, Zona 1 Maíz extracción. ............................................................ 86

Ilustración 40: SCADA, Zona 1 Tem. Y Hum.................................................................. 87

Ilustración 41: SCADA, Entrada del grano. .................................................................... 88

Ilustración 42: SCADA, Control de inventarios. .............................................................. 89

Ilustración 43: Esquema centro de control de motores (CCM). ...................................... 98

Ilustración 44: Planta de emergencia. .......................................................................... 103

Ilustración 45: Cronograma de implementación para el proyecto. ................................ 136

V

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Capacidad de almacenamiento propia del IRA, 1987....................................... 12

Tabla 2: Descripción de fotografía vista satelital. ........................................................... 13

Tabla 3: Producción Agrícola en el salvador 2004-2014. ............................................... 18

Tabla 4: Medidas para obtener una buena conservación de los granos. ....................... 21

Tabla 5: Temperatura y humedad en almacenamiento de granos. ............................... 22

Tabla 6: Insecticidas para usarse en el tratamiento de superficies. ............................... 27

Tabla 7: Criterios para el almacenamiento de granos. ................................................... 40

Tabla 8: Análisis por peso ponderado para el almacenamiento de granos. ................... 41

Tabla 9: Ventajas del uso de silos metálicos. ................................................................. 42

Tabla 10: Resumen de los tiempos de operación para el almacenaje de Maíz.............. 49

Tabla 11: Resumen de los tiempos de operación para almacenaje de Arroz. ............... 49

Tabla 12: Total de equipamiento a instalar. ................................................................... 68

Tabla 13: Cuadro de simbología de cables. ................................................................... 70

Tabla 14: Rangos de IP. ................................................................................................. 75

Tabla 15: Otras IP a considerar. ..................................................................................... 75

Tabla 16: Dispositivos utilizados para diseño del proyecto. ........................................... 95

Tabla 17: Otros elementos del sistema. ......................................................................... 95

Tabla 18: Cuadro de potencia. ....................................................................................... 99

Tabla 19: Demanda energética de la planta. ................................................................ 101

Tabla 20: Características la Sub- estación. .................................................................. 102

Tabla 21: Inversión tangible. ........................................................................................ 105

Tabla 22: Inversión intangible. ...................................................................................... 106

Tabla 23: Imprevistos. .................................................................................................. 107

Tabla 24: Resumen de la inversión inicial. ................................................................... 107

Tabla 25: Mano de obra directa. ................................................................................... 108

Tabla 26: Costo anual de mano de obra directa. .......................................................... 109

Tabla 27: Consumo energía eléctrica. .......................................................................... 110

Tabla 28: Outsoursing mantenimiento maquinaria y equipo. ....................................... 111

Tabla 29: Resumen de costos indirectos de fabricación (anual). ................................. 112

Tabla 30: Activos garantizarles. ................................................................................... 113

Tabla 31: BANDESAL, cálculo de cuota mensual. ....................................................... 114

Tabla 32: Amortización del préstamo. .......................................................................... 115

Tabla 33: TMAR del inversionista. ................................................................................ 115

Tabla 34: TMAR del ente financiero. ............................................................................ 116

Tabla 35: TMAR global mixta. ...................................................................................... 116

Tabla 36: Costo de fuerza laboral anterior al proyecto. ................................................ 118

VI

Tabla 37: Costo de la fuerza laboral anterior al proyecto (anual). ................................ 118

Tabla 38: Flujo de efectivo del proyecto con financiamiento. ....................................... 119

Tabla 39: Evaluaciones del Proyecto con Financiamiento. .......................................... 120

Tabla 40: Flujo de efectivo del proyecto sin financiamiento. ........................................ 122

Tabla 41: Evaluaciones del Proyecto sin Financiamiento. ........................................... 122

Tabla 42: Parámetros de medición para evaluación de impactos. ............................... 124

Tabla 43: Valoración de atributos. ................................................................................ 124

Tabla 44: Matriz lineal de evaluación en la etapa de montaje. ..................................... 126

Tabla 45: Matriz lineal de evaluación de impactos. ...................................................... 128

Tabla 46: Consideraciones en la matriz de riesgos. ..................................................... 129

Tabla 47: Riesgos del proyecto. ................................................................................... 130

ÍNDICE DE ECUACIONES

Ecuación 1: Flujo de metros cúbicos por minutos. ......................................................... 67

Ecuación 2: Cálculos de direcciones IP. ........................................................................ 74

Ecuación 3: Factor de potencia. ................................................................................... 100

Ecuación 4: Índice de importancia. ............................................................................... 123

ANEXOS

ANEXO 1: Diagrama de flujo EX-RA, San Martín. ....................................................... 150

ANEXO 2: Vista de la zona de carga IRA, San Martín. ................................................ 151

ANEXO 3: Mapas de producción de granos básicos en El Salvador ........................... 152

ANEXO 4: Diagrama de Proceso dentro de la planta .................................................. 156

ANEXO 5: Conexión celda de carga. ........................................................................... 157

ANEXO 6: Referencia toma de decisión de 7.5 HP. ..................................................... 158

ANEXO 7:Motores para trasporte de granos. ............................................................... 159

ANEXO 8: SIRIUS 3RW44. .......................................................................................... 160

ANEXO 9: Ventiladores de silos. .................................................................................. 161

ANEXO 10: Paro de emergencia. ................................................................................. 163

ANEXO 11:Diagrama neumático. ................................................................................. 164

ANEXO 12: Esquema electro-neumático ..................................................................... 165

ANEXO 13: Compresor KAESER. ................................................................................ 166

VII

ANEXO 14: Panel de control. ....................................................................................... 168

ANEXO 15: Hojas técnicas elementos. ........................................................................ 169

ANEXO 16: Cálculo de luminarias. ............................................................................... 184

ANEXO 17: Planta de emergencia. .............................................................................. 186

ANEXO 18: Aportaciones laborales y prestaciones laborales. ..................................... 188

ANEXO 19: Variación de los precios según inflación. .................................................. 188

ANEXO 20: Plan de Mantenimiento preventivo. ........................................................... 189

ANEXO 21: Servicios externos (outsourcing). .............................................................. 190

ANEXO 22: Crédito de inversión BANDESAL. ............................................................. 191

ANEXO 23:Tabla de amortización del préstamo (mensual). ........................................ 191

VIII

RESUMEN

En la presente tesis se realiza una propuesta para el diseño de un sistema de control

automático para la planta de almacenamiento de granos básicos EX-IRA, Ubicada en

el municipio de San Martin, departamento de San Salvador.

El diseño se basa para los sistemas de pesaje, almacenamiento y control de

inventarios únicamente para los granos de maíz y arroz. En este documentos se

establece el diagrama de flujo de los granos para su almacenamiento desde el ingreso

a la planta de los mismo hasta su despacho, se describe el mecanismo de monitoreo y

control continuo de los silos para asegurar la buena conservación de los granos.

Se determina para esta propuesta de diseño su viabilidad financiera para diagnosticar

su rentabilidad, este análisis se realiza tomando en cuenta dos posibles opciones, tener

una fuente inversionista y sin ella. Al mismo tiempo se elabora una evaluación de

impacto social y ambiental en las etapas de implementación de este proyecto.

Finalmente se estudiaron consideraciones generales, como los riesgos que el proyecto

pudieses tener desde su etapa de diseño hasta la finalización de la etapa de

implementación del mismo y establecer un cronograma de actividades para garantizar

la optimización del tiempo.

1

INTRODUCCIÓN

El Salvador posee una población de 6,249,262 habitantes y una extensión territorial de

21,040.79 Km² ; Según el censo que realizó La Dirección General de Estadísticas y

Censos (DIGESTYC). Es una población que demanda de necedades fisiológicas básico

como lo son: alimentación, vivienda, educación, salud y recursos económicos para

lograr obtenerlos. En tal objetivo se involucra el Gobierno para lograr la estabilidad de la

sociedad y que esta cuente al menos con las necesidades básicas.

En nuestro país desde el año 2009 se fue creado el Consejo Nacional de Seguridad

Alimentaria y Nutrición (CONASAN), para establecer un ente rector en el tema en El

Salvador, entre una de los puntos de atención para el CONASAN está la creación de

una reserva estratégica de granos básicos, para poder asegurar su circulación en el

país, y así en los momentos de escases o crisis que la población pueda adquirirlos. En

el pasado el ente rector en el sector de alimentación y el fomento de la agricultura en la

década de los 50’s fue el Instituto Regulador de Abastecimiento (IRA), que tenía como

objetivo principal abastecer a la población de los granos básicos como frijol, arroz,

sorgo, leche y principalmente maíz. Al mismo que tiempo que tenía que regular los

precios en las ventas de los mismo, de tal manera que por un lado seria beneficiado el

agricultor (vendedor) y en consumidor final. En la actualidad se encuentra las

instalaciones de IRA en el municipio de San Martin que eran unas de las plantas

principales para el almacenamiento de granos.

2

El problema de no contar con una reserva de granos que le permita a la población

hacer uso de ellos en momentos estratégicos, debe ser de interés para todos,ya que

estos son parte fundamental de la dieta alimenticia de la población salvadoreña, a

través de instituciones como el EX-IRA puede darse una puerta al desarrollo, tomando

en cuenta la modernización de sus instalaciones para que sus procesos y productos

tengan una mejor calidad, facilitando la manipulación de los granos y poder tener un

monitoreo constante.

El presente documento da a conocer los antecedentes históricos del EX-IRA, también

se dedica una sección al almacenamiento y conservación de granos para conocer los

paramentos indicados. Se desarrolla la mejor propuesta para obtener el mejor

desempeño de las instalaciones para luego desarrollar un diseño de control automático

que pueda ser ajustado a las instalaciones del EX-IRA, también se presenta un sistema

de monitoreo y visualización SCADA para un mejor control de los dispositivos

ocupados.

También se evalúa la viabilidad financiera del proyecto, para poder analizar los

beneficios monetarios que podría tener la implementación de dicha propuesta. Así

como también los riegos que puedan tenerse desde su diseño a la puesta en marcha

del mismo.

3

OBJETIVOS

Objetivo general

Elaborar una propuesta para la automatización de los procesos de

almacenamiento, pesaje y control de inventarios para la planta de granos básicos

del Instituto Regulador de Abastecimiento (EX-IRA) San Martín.

Objetivos específicos

Efectuar un sistema para el control automático del proceso de pesaje de los

granos en el ingreso a la planta, al mismo tiempo que se generé un registrodel

mismo.

Diseñar un sistema para el almacenamiento de maíz y arroz tal que; sea capaz

de controlar los diferentes parámetros como son: humedad y temperatura para la

conservación de los mismos.

Proponer un sistema para el control de inventario dentro de la planta de

almacenamiento para el maíz y arroz que sea en base del monitoreo y control

que proporciona el SCADA, que generé un registro de las unidades almacenadas

de los mismos.

Evaluar la viabilidad financiera dela puesta en marcha del proyecto.

4

CAPÍTULO I: GENERALIDADES.

1.1. Identificación y planteamiento del problema.

1.1.1. Identificación del problema.

En El Salvador en el año 2009 fue creado el Consejo Nacional de seguridad Alimentaria

y Nutricional (CONASAN) por decreto ejecutivo con el objetivo de iniciar un proceso de

consolidación e institucionalización del tema en el país, en el marco del derecho a la

alimentación (1). Dentro de su propuesta de ley el CONASAN presentaque debe

reconocerse el derecho a la alimentación; siendo así que toda persona tiene derecho a

un nivel de vida adecuado que le asegure, así como a su familia, la salud, y el

bienestar, en especial la alimentación”. El mismo documento declara en el art. 1 que se

crearán mecanismos de apoyo a la producción nacional, a la comercialización, al

abastecimiento y al acceso de los alimentos, preservando la salud y la nutrición de la

población salvadoreña.

El país presenta diversos desafíos en el ámbito de seguridad alimentaria, uno de ellos

es el alza de los precios de la canasta básica que impacta de forma económica a la

población, más aun a los hogares con menores ingresos económicos. Por otro lado está

la poca producción agrícola; ya que es un país que depende de las importaciones para

poder abastecer a todas sus habitantes. En los últimos años El Salvador no ha contado

con un sistema que le permita ser independiente en el abastecimiento de granos, y es

un tema de mucha importancia, ya que tiene un papel vital en la dieta de la población;

5

esto ha traído graves consecuencias de escases de granos básicos como lo son Frijol,

maíz y arroz de manera tal que el costo para adquirirlos han sido elevados.

Por lo antes descrito no contar con una reserva estratégica de granos básicos como los

son maíz, arroz y frijol pone a la población en dificultad al no poder adquirirlos por su

escases o costo económico.

1.1.2. Planteamiento del problema.

En base a la identificación del problema expuesto anteriormente se formula la siguiente

interrogante:

¿En qué medida podría ser beneficioso que las instalaciones del Instituto Regulador de

Abastecimiento (EX-IRA) ubicado en el municipio de San Martín cuenten con un

sistema de control automático en los procesos de manipulación de granos en los

procesos de pesaje, almacenamiento y control de inventario; para satisfacer las

necesidades alimenticias básicas de la población salvadoreña?

6

1.2. Delimitación.

1.2.1. Delimitación geográfica.

El proyecto se limitará geográficamente a la planta del Instituto Regulador de

Abastecimiento (EX– IRA) ubicada en el Municipio de San Martin, Departamento de

San Salvador.

1.2.2. Delimitación temporal.

A lo largo de este proyecto se utilizarán estudios, datos estadísticos y otra información

histórica correspondiente al período desde 1980 hasta el 2015 lo que permitirá contar

con la información necesaria y actualizada, así también podrá adquirirse la información

de costos de la tecnología a utilizar en la ejecución de dicho proyecto.

1.3. Alcances y limitaciones del proyecto.

1.3.1. Alcances.

Se realizará una propuesta de diseño únicamente para el proceso de manipulación de

granos de maíz y arroz; y este sea más rápido, seguro, eficiente haciendo uso de la

automatización y control automático en la planta de almacenamiento de granos básicos

del EX–IRA del Municipio de San Martin departamento de San Salvador. Siendo que se

presentará la propuesta partiendo del hecho que ya está a disposición la

7

infraestructura; entiéndase por infraestructura terreno, silos, tubería de transporte,

tornillo sin fin, llenadora, distribución en planta, edificio,Etc.

El presente proyecto de incorporación de control automático en la planta de

almacenamiento de granos del Instituto Regulador de Abastecimiento (EX-IRA), para

lograr obtener un control automático en todos sus procesos es un proyecto que debe

realizarse por fases, en este documento se plasma una primera fase en la que se

enfatiza en los procesos de pesaje, almacenamiento y control de inventarios. De esta

forma puede seguir incorporándose nuevos elementos para lograr un control total de la

planta.

El alcance del proyecto abarca únicamente los procesos de almacenamiento, pesaje de

los granos en su ingreso y la incorporación de un sistema para el control de inventario

con la ayuda de una aplicación software como es SCADA.

Se presentará una evaluación de costos para la implementación del proyecto.

1.3.2. Limitaciones.

En el proyecto se desarrollará una alternativa para el control y automatización en la

planta de almacenamiento de granos básicos EX-IRA ubicada en el Municipio de San

Martín

8

El proyecto desarrollará una alternativa para el control y automatización en la planta de

acopio de granos básicos del EX–IRA San Martin, se limita al diseño e implementación

únicamente para los granos de arroz y maíz; ya que son ideales para el

almacenamiento en silos por un largo periodo y sin perder sus propiedades como lo

son, el sabor y endurecimiento, dentro de las plata se podría almacenar otro grano

como frijol; pero estos por sus propiedades biológicas deben ser almacenados de una

manera diferente.

La propuesta del proyecto está limitada únicamente a la autorización de la etapa de

manipulación de los granos de maíz y arroz; entiéndase como manipulación de granos,

el desplazamiento de lo mismo desde su recepción en la planta hasta su salida. No se

analizará la reactivación del EX–IRA San Martín ni aspectos como estructura

administrativa, financiamiento de la organización, recopilación de granos básicos,

logística de distribución y comercialización, transporte, etc.

Para realizar un sistema de control de inventario éste se limitará a generar una base de

datos de los registros que proporciona el software aplicación SCADA.

1.4. Justificación del proyecto.

En El salvador desde ya hace unos años, se suman esfuerzo para garantizarle a la

población la adquisición de los alimentos básicos. En primer lugar fue creado el

Consejo Nacional de Seguridad Alimentaria y nutricional (CONASAN), quien entre sus

9

primeras actividades, se encuentra el trabajar para que la alimentación sea un derecho

y que corresponda al gobierno ser el responsable de ello. En segundo lugar el

Ministerio de Agricultura y Ganadería plantea lo siguiente: incentivar a los agricultores

para que no abandonen las actividades de siembras, y de esta manera se cubriría

mayormente la demanda de los granos en el país, al mismo tiempo podría almacenarse

granos de la producción nacional y contar con una reserva estratégica que evitará la

escases de los mismo.

Para la población salvadoreña contar con una reserva estratégica de granos, que

garanticé poder adquirirlos en tiempos de escases por diferentes factores, para su

alimentación básica es una necesidad primaria para su supervivencia ya que este

fenómeno afecta principalmente a los sectores más pobres del área urbana y rural.

Por tal motivo elaborar una propuesta para la automatización y control de la planta de

almacenamiento EX-IRA contribuiría con la necesidad del abastecimiento, regulación de

costo y cultura agrícola, en igual forma garantizaría una estabilidad en el consumo de

los mismos para los sectores más necesitados.

10

CAPÍTULO II: ANTECEDENTES

2.1. Instituto Regulador de Abastecimiento (EX-IRA).

El EX-IRA era un organismo de carácter autónomo de derecho público, personalidad

jurídica y patrimonio propio. Fue creado como Instituto Regulador de Cereales y

Abastecimiento (IRCA) dependiente del Ministerio de Economía. Su fundación en 1950

obedeció a la necesidad que surgió en el país, de mantener precios estables, absorber

excedentes en manos de los productores y proveer al consumidor en situaciones de

déficit.

En esa ocasión, el objetivo según el artículo 2 de su ley de creación quedo definido así:

“El Instituto tendrá como objeto fomentar la producción de alimentos básicos para la

población, y en especial la de maíz, maicillo, arroz y frijol, y regular el abastecimiento de

los mismos a base de precios estables, que sean remunerativos para el productor y

justos para los Consumidores” (2).

Luego de dos año de labores se dio, la necesidad de modificar la organización del

Instituto con el fin de simplificar su estructura administrativa y facilitar el cumplimento de

sus funciones de regulación, por lo que el 3 de junio de 1953 se decretó la Ley

Orgánica que lo convirtió en “Instituto Regulador de Abastecimiento (IRA)”, y que le

facilitaba la obtención de créditos, con el fin de hacer más eficaz la realización de los

fines del IRA, se hacen reformas a la Ley Orgánica en 1971,cambiando su dependencia

al ramo de agricultura y ganadería.

11

Desde 1953 el IRA fue el agente principal utilizado para implementar la política

estratégica de intervención del gobierno en la comercialización de granos, manteniendo

sus dos objetivos de creación. Aun cuando el IRA estuvo adscrito al Ministerio de

Agricultura y Ganadería, en la práctica fue institución autónoma, en razón de los cual

pudo adquirir derechos, obligaciones y manejarse con criterios propio para optar por las

operaciones comerciales que se consideraban eran las de mayor conveniencia para la

sociedad. Las decisiones de mayor trascendencia en materia de comercialización

financiera y operativa correspondieron a la junta directiva.

2.1.1. Capacidad de almacenamiento EX-IRA.

Uno de los obstáculos que el Instituto encontró para cumplir con sus objetivos fue su

limitada capacidad de almacenamiento. Este hecho originó que se manejarán

importantes cantidades de producción en condiciones poco aceptables en vista de esto

el Instituto desarrolló una serie de proyectos a partir de 1974, los que hicieron posible

disponer de una capacidad de almacenamiento de aproximadamente 2,000,000

quintales (20% de la producción nacional de granos); utilizando para ello 219 silos y 34

bodegas distribuidas entre las plantas. Con la finalización de dichos proyectos de

ampliación en 1987 el IRA tenía una capacidad de almacenamiento de

aproximadamente 2,375,695 quintales, almacenados de tal manera como muestra la

tabla 1.

12

Plantas y Centros de acopio CAPACIDAD (Quintales) Total

(Quintales) Silos Bodegas Patios

PLANTAS

San Martín 526,000 200,000 21,895 747,895

Santa Ana 158,400 - - 158,400

Guaymango 246,000 15,000 20,000 281,000

San Miguel 232,000 20,000 30,000 282,000

Usulután 42,000 113,000 20,000 175,000

CENTRO DE ACOPIO

San José El carao 78,800 5,000 83,000

San Isidro 28,000 - 20,000 48,000

San Vicente 21,000 - - 21,000

San Juan Opico 158,000 - - 158,800

Metapan 42,000 - - 42,000

Ahuachapán 42,000 - 30,000 72,000

La Unión 42,000 25,000 30,000 97,000

Zacatecoluca 158,000 - - 158,800

Mercedes Umaña 28,000 - 22,000 50,000

Total 1,803,800 378,000 193,895 2,375,695

Tabla 1: Capacidad de almacenamiento propia del IRA, 1987.(3)

2.1.2. Planta de almacenamiento EX-IRA San Martín.

Las instalaciones de la planta de almacenamiento del Instituto Regulador de

Abastecimiento ubicada en el municipio de San Martín, departamento de San Salvador

fue la de mayor capacidad de almacenamiento de granos, teniendo 67 silos en los que

se almacenaba maíz y arroz únicamente, 3 bodegas para el almacenamiento de frijol,

azúcar, sal, leche (IRA 26) debidamente empaquetados en bolsas de 1,2 y 5 libras. La

distribución de sus silos estaba dispuesta de la manera tal que 26 silos eran destinados

al almacenamiento de arroz y los restantes 47 silos eran para maíz, estos últimos tenían

una capacidad de almacenamiento de 20,000 quintales por silo (4).

13

Ilustración 1: Ubicación geográfica del EX-IRA San Martín. (5)

N˚ DESCRIPCIÓN

1 Bodega de almacenamiento de frijol, sal, leche, azúcar y arroz. (Empaquetado).

2 Recepción de producto y control de calidad.

3 Edificio: secadora, planta eléctrica, panel de control, motores llenadora.

4 Taller mecánico.

5 Bodega para almacenar maíz ya empaquetado.

6 Bodega de almacenamiento defrijol, sal, leche, azúcar y arroz. (empaquetado).

7 Silos con arroz.

8 Silos con arroz.

9 Silos con maíz.

10 Silos con maíz.

Tabla 2: Descripción de fotografía vista satelital.

En la imagen anterior se puede observar la ubicación geográfica, así como de la

ubicación de silos en planta de las instalaciones del EX-IRA San Martín.

14

2.1.3. Procesamiento de granos en planta EX-IRA San Martín.

En La planta del IRA en San Martín1 eran recibidos los granos de la zona de

producción para su almacenamiento final, procesamiento y empaque.

Los silos utilizados para el almacenamiento generalmente, eran con una base de

concreto y los silos de lámina, logrando que fueran herméticos, con un sistema propio

de ventilación, necesario para conservar el producto en buenas condiciones, como se

muestra a continuación.

Ilustración 2: Estructura de los silos en planta EX-IRA San Martín.

Para la manipulación de los granos y durante su almacenamiento como su despacho,

los granos de maíz y arroz eran transportados utilizando un tornillo sin fin por una

tubería de hierro aislada de tal forma que los granos no estuvieran expuestos al

1Ver ANEXO 1, Diagrama de flujo, pág.150.

15

ambiente para evitando posibles contaminaciones a causa de roedores. En las

ilustraciones 3 y 4 se puede observarse como luce hoy en día dichas instalación.

Ilustración 3: Tubería de transporte para el despacho en EX-IRA San Martín.

Ilustración 4: Tubería de transporte para el llenado de silos, EX-IRA San Martín.

16

Los procesos para llevar a cabo el almacenamiento de los granos de maíz y arroz

dentro de los silos, se iniciaba con la observación del estado de los granos para poder

determinar qué proceso tendría que realizársele para su buena conservación durante el

tiempo de almacenamiento. Este proceso se describe en la ilustración siguiente:

RECIBO

INSPECCIONAR

CONDICIONES

DE GRANOS

TIENE

ACONDICIONAMIENTO

Y PRE LIMPIEZA?

LIMPIEZA

ALMACENAJE A

GRANEL

SEPARACION Y

CLASIFICACION

EMPAQUETADO

ALMACENAJE

SECADO

TIENE

ACONDICIONAMIENTO

Y PRE LIMPIEZA?

SI

SI

NO

NO

Ilustración 5 : Operaciones en el movimiento de los granos.

17

La planta contenía un sistema completo para el secamiento, limpieza y clasificación por

su tamaño o color, para lograr en los productos una excelente calidad y presentación. El

sistema de salida de los granos era en las presentaciones de sacos o granel. La planta

cuenta con vías amplia para la zona de carga y descarga de los productos.2

2.2. Producción agrícola en El Salvador.

En El salvador muchas familias viven de los trabajos de campo de la siembra de granos

como lo son: Frijoles, Arroz, sorgo y principal maíz, a lo largo del territorio salvadoreño

tomando las condiciones de clima y suelo, para la buena cosecha de los mismos.3

En los últimos años la agricultura en el país ha sufrido inestabilidad por diferentes

aspectos como: el cambio de reformas agrarias, perdida de la cosechas a causas del

cambio climático y la nacionalización de los créditos.

A continuación se muestra una reseña de la producción de maíz, frijoles, sorgo y arroz

de los últimos 10 años para el consumo de la población en El Salvador:

2 Ver ANEXO 2, Zona de carga EX-IRA, San Martin, pág. 151. 3 Ver ANEXO 3.Mapas de producción, pág. 152-155.

18

PRODUCCIÓN

Períodos Maíz (QQ) Frijol (QQ) Sorgo (QQ) Arroz (QQ)

2004/05 14570,092 2007,020 3753,353 469,868

2005/06 18060,868 1506,899 2873,533 328,783

2006/07 13530,506 1184,051 1895,019 382,409

2007/08 15387,155 1565,990 2840,635 398,409

2008/09 19101,700 2095,614 2958,065 595,851

2009/10 17291,237 1762,417 3601,359 706,161

2010/11 16898,486 1568,476 2343,645 758,536

2011/12 16639,750 1426,361 3123,939 562,960

2012/13 20368,465 2371,835 3004,644 623,142

2013/14 19067,431 2591,750 3096,941 797,577

TOTAL 170915,690 18080,413 29491,133 5623,696

Tabla 3: Producción Agrícola en el salvador 2004-2014.(6)4

2.3. Almacenaje y conservación de granos (7).

Para garantizar la disponibilidad de granos y semillas tanto en cantidad como en

calidad, es necesario recurrir al almacenamiento y conservación. El almacenamiento se

refiere a concentrar la producción en lugares estratégicamente seleccionados; en tanto

que la conservación implica proporcionar a los productos almacenados, las condiciones

necesarias para que no sufran daños por la acción de plagas, enfermedades o del

medio ambiente, evitando así disminuciones en su peso, calidad o en casos extremos la

pérdida total de la producción. Aun cuando las condiciones bajo las cuales el grano se

deteriora de manera más rápida se encuentran en áreas tropicales, los principios

4 Fuente: Elaboración Propia con datos de los “Anuales de Estadísticas Agropecuarias” desde el 2003-2014 hasta 2013-2014. MAG. (6).

19

relacionados con la conservación de productos y granos almacenados se pueden

aplicar igualmente en otros lugares del mundo. Almacenar granos no significa

solamente guardarlos en cualquier lugar antes de su utilización. Para poder efectuar tal

labor, es necesario contar con una serie de elementos que nos permitan realizar un

buen procedimiento, como materiales, equipos apropiados para la cosecha, transporte,

limpieza, secado y locales adecuados para su almacenamiento y vigilancia constante.

El almacenamiento tiene como principal finalidad guardar la totalidad de la cosecha o

parte de esta, además de constituir una reserva de alimentos para épocas posteriores y

que el agricultor disponga de semillas para la próxima temporada, en espera de

mayores precios en el mercado.

2.3.1. Consideraciones generales durante el almacenaje.

Al momento de almacenar, se debe considerar que este material no solamente va a

constituir el alimento básico para subsistir, sino que además es un organismo vivo que

requiere de cuidados especiales para preservar sus cualidades alimenticias y

fisiológicas de tal manera de obtener una óptima germinación. Cuando no son

considerados los principios elementales de almacenamiento, se corre peligro de que

agentes causales de pérdidas producto se presenten, lo cual origina:

A. Que el grano sea dañado, consumido o destruido, total o parcialmente, por

insectos que comúnmente se multiplican en granos almacenados. Muchos de los

20

insectos que dañan el grano durante su almacenamiento, lo invaden desde el

campo, continuando su acción destructiva en el lugar de almacenaje.

B. Que sea invadido por hongos, los cuales originan malos olores y sustancias

tóxicas que causan enfermedades en animales domésticos y el hombre o que

sea completamente destruido por la acción de estos. Su desarrollo puede ser

ocasionado porque el grano se almacena húmedo o porque existen goteras o

filtraciones en el local de almacenaje.

C. Que sea dañado, roído y contaminado con excrementos y orinas de ratas y

ratones, los cuales son transmisores de peligrosas enfermedades, tanto para

personas como para animales.

2.3.2. Medidas para lograr una buena conservación de granos.

Las medidas a tomar en cuenta para obtener una buena conservación de los granos

durante su almacenamiento se detallan en la tabla 4.

21

Tabla 4: Medidas para obtener una buena conservación de los granos.

2.3.3. Factores físicos relacionados con el deterioro de los granos.

En la mayoría de los lugares en que se guarda el grano, estos son protegidos de las

inclemencias del tiempo (lluvias, rayos del sol y viento), siendo solamente dos

componentes del clima los que tienen mayor importancia: La Humedad y la

Temperatura. En general el grano responde lentamente a cambios del ambiente.

Entonces, si se aumenta la temperatura de un granero, llevará bastante tiempo para

que este entre en calor y caliente la pila de grano. Igualmente un montón de grano

llevará, mucho tiempo para absorber agua del aire, o para secarse si está húmedo

COSECHAR CON UN NIVEL

APROPIADO DE HUMEDAD.

• La cosecha con alto contenido de humedad implica depender necesariamente del secado; por otro lado, si el producto se cosecha muy seco, se aumenta el riesgo de pérdida en el campo y de daño por pájaros, roedores, insectos o lluvia.

SECADO.

• Los granos y semillas deben secarse en forma artificial o por exposición directa al sol hasta que alcanzan niveles de humedad menores del 12%. Si el producto será usado como semilla, en el secado artificial, debe cuidarse que la temperatura no dañe al embrión.

LIMPIEZA DEL PRODUCTO.

• Después del desgrane o trilla de la cosecha, se deben eliminar completamente los granos quebrados, los residuos de cosecha, polvo y restos de tierra e insectos vivos o muertos, ya que el grano sucio o dañado se deteriora más rápido en el almacén y facilita el calentamiento y desarrollo de plagas y enfermedades.

PROTECCIÓN DE GRANOS O SEMILLAS.

• De preferencia el almacenamiento debe efectuarse en envases que eviten el ataque de organismos. Se recomienda el tratamiento con agroquímicos, siempre y cuando no exista riesgo de daño a la salud, en los casos en que el producto almacenado se use en la alimentación.

TIPO DE LOCAL.

• El local debe ser seco, fresco, sin goteras y que reduzca el intercambio de humedad entre el producto almacenado y el ambiente; debe evitar los cambios bruscos de temperatura cuando esta fluctué en el ambiente exterior.

22

Tabla 5: Temperatura y humedad en almacenamiento de granos.

2.3.4. Principales insectos y ácaros en granos almacenados.

Existe un numeroso grupo de insectos y ácaros que afectan los granos almacenados

provocando daños de tipo cuantitativo y cualitativo. Durante el almacenaje los insectos

encuentran condiciones muy favorables para su establecimiento, reproducción y

posterior desarrollo, puesto que cuentan con alimentos y protección adecuada. Según

TEMPERATURATodos los organismos tienen un rango de temperatura fuera del cual no pueden vivir. La mayoría de los insectos que atacan a los granos almacenados mueren a menos de 18ºC siendo la temperatura óptima de esos insectos entre los 27ºC y los 34ºC. A temperaturas próximas a los 40ºC, la mayoría de los insectos que atacan a los granos almacenados no sobreviven

MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA La medición de temperatura se puede realizar insertando

termómetros de mercurio especiales entre los granos. Esteinstrumento se utiliza para descubrir áreas de temperaturas alta,causadas por infestación de insectos.

HUMEDADEn general se pueden guardar granos con contenidos de al menos14% de humedad en equilibrio con una humedad relativa de menosdel 70%.Sin embargo, mientras más seco esté el grano, menosdeterioro habrá. Muy pocos insectos atacan los productosalmacenados causando deterioro al grano con menos del 10% dehumedad, ya que la mayoría de estos mueren en condiciones demenos del 12%.

MEDICIÓN DE LA HUMEDAD En la mayoría de las ocasiones, previo almacenamiento del grano,

se necesita bajar su contenido de humedad. Para ello, si lascondiciones climáticas son favorables, el ambiente se encarga dehacerlo a bajo costo, sin embargo esto requiere tiempo. Esta formade secado es la forma más utilizada y aconsejada debido a que esla que mejor combina bajos costos de recolección, menorespérdidas de cosecha y descuentos de comercialización por secado.

23

el daño que estos insectos producen en los granos, se pueden establecer las siguientes

categorías:

Ilustración 6: Plagas que afectan la conservación del grano.

.

A continuación se ilustran los principales insectos que afectan al grano en pos-cosecha.

PLAGAS PRIMARIAS:

•Aquellas que poseen aparato bucal masticador y puede romper lacubierta exterior del grano para alimentarse o depositar sus huevos.Atacan granos enteros, limpios y no dañado. Ej: Gorgojo del trigo(Sitophilus granarius), barrenador de los granos (Rhyzoperthadominica), polilla de los granos (Sitotroga cerealella).

PLAGAS SECUNDARIAS:

•Aquellas que atacan después de un insecto primario. Se desarrollanentre harinas y granos quebrados. Su presencia indica, que existenotras plagas que están o estuvieron dañando el grano Ej: Gorgojo de laharina (Tribolium castaneum y Tribolium confuseum) y polilla de laharina (Ephestia spp.)

PLAGAS TERCIARIAS:

•Aquellas que se desarrollan con posteridad al ataque de los insectosprimarios y secundarios Ej.: Gorgojo plano de los granos (Cryptolestesferrugineus)Generalmente están encima o debajo de los sacos, dondehay más humedad. Las harinas infectadas adquieren mal olor. Ej. Acarode la harina (Acarus siro).

24

|

a) Gorgojo castaño de la harina b) Gorgojo del trigo; c) Gorgojo del arroz; d) Gorgojo plano de los granos; e) Acaro

de la harina.

Ilustración 7: Principales insectos en granos almacenados.5

2.3.5. Control de insectos que atacan a los granos almacenados.

Entre los cuidados que deben tomarse en cuenta para el control de plagas se

encuentran:

Ilustración 8: Control de insectos.

5 Fuente: “Almacenamiento y Conservación de Granos” EL GLOBO S.A, 2010 (7).

CONTROL DE INSECTOS

Control Físico

Higiene

Secado del grano

Almacenaje herméticoControl Químico

Insecticidas

25

2.3.5.1. Control Físico.

Higiene.

Este es el aspecto más importante del control de plagas de almacenes. Aunque una

mayor parte del grano que entra al almacén infestado, la mayor parte de las plagas se

originan en residuos viejos e infectados. Se puede reducir mucho el daño hecho al

grano con las siguientes medidas:

A. Limpiar bien el almacén, desechando y quemando residuos años anteriores

(granos, saco, residuos de paja y harina, etc.). Fijarse bien en las grietas, debajo

del piso y entre las estibas.

B. Cuando sea posible, diseñar almacenes que se puedan limpiar fácilmente. Si es

necesario ocupar un almacén ya en existencia, además es necesario que se

llene todas las grietas y espacios.

C. Si el grano está en sacos, estos deben ser acomodados limpiamente en pilas,

nunca contra la pared del almacén y con un espacio adecuado entre estos para

poder limpiarse fácilmente.

D. Los alrededores del almacén (bodega, silo, manga) no deberán tener vegetación

que pueda guardar residuos infectado.

26

Secado del grano

Es básico para toda buena práctica de almacenaje, que el grano se seque bajo un

máximo de 14% de humedad (base mojada) antes de entrar al almacén. Haciendo esto

se eliminan hongos y se reduce la intensidad del ataque de insectos. En contenidos de

humedad menos de 12% se inhiben la mayoría de los insectos excepto Sitotroga

cerealella (Polilla de los cereales o dorada) y en contenidos de humedad de mucho

menor del 10% únicamente Trogoderma granarium (Gorgojo Khapra) puede hacer un

daño considerable.

Almacenaje hermético.

Grano seco en envases herméticos puede almacenarse con seguridad por largos

periodos. Cualquier insecto que se desarrolle en el grano morirá rápidamente por falta

de oxígeno.

2.3.5.2. Control químico.

Insecticidas.

Paredes, suelos y otras superficies dentro y fuera del almacén pueden ser tratados con

un insecticida para dar un período más o menos largo (hasta unas cuantas semanas)

de protección contra insectos. Es conveniente realizarlo después de limpiar la bodega y

antes de poner nuevo grano. Los insecticidas usados para este fin son generalmente

27

polvos humectables (polvos que se disuelven en agua para rociarse) o concentrados

emulsibles (líquidos que se mezclan con el agua para ser rociados).

Tratamientos de superficies.

Los polvos en agua son preferidos para tratamientos de superficie absorbentes tales

como el ladrillo y el concreto (Tabla 6).

PRODUCCIÓN FORMULACIÓN CANTIDAD A APLICAR

Malathión (Malathión 50% PM) 100 grs/10 lts. agua

Pirimidios-metil (Actellic 40% PM) 125 grs/10 lts. agua

Pirimidios-metil (Actellic 50% LE) 100 cc/10 lts. agua

Diclorvos (Vapona 48% LE) 100 cc/10 lts. agua

Fenbalerato (Belmark 30% LE) 5 cc/10 lts. agua

Tabla 6: Insecticidas para usarse en el tratamiento de superficies.6

Tratamientos del espacio de la bodega.

Este método es muy efectivo contra polillas, pero también puede controlar gorgojos. En

el tratamiento se utilizan insecticidas de gran volatilidad, esparciéndolos en el aire o

sobre la superficie para que pueda evaporarse el insecticida. También se pueden

utilizar insecticidas del tipo “generadores de humo”, por ejemplo “Pirimifos-metil”

(“Actellic” generador de humo), los cuales son útiles como complemento a las

aspersiones especialmente en bodegas o galpones donde no llegaría una aspersión

6 Fuente: “almacenamiento y conservación de granos” EL GLOBO S.A, 2010 (7).

28

liquida. Los locales antes de tratarse deberán ser limpiados a fondo, quemando los

desechos existentes y cerrando puertas y ventanas. Conviene aplicar por la tarde y

dejar cerrado por 24 horas, luego ventilar a lo menos una hora.

Mezclar insecticida con grano.

Varios insecticidas pueden mezclarse directamente con grano, cuya formulación es en

polvos diluidos, generalmente con una concentración de entre 0,1% y 5% de

ingrediente activo. Su empleo debe estar orientado cuando se sabe que el grano ha

sido expuesto al ataque de insectos antes del almacenamiento. Los insecticidas en este

caso se aplican directamente al llenar el silo, rociando el grano a medida que entre o

tratando cada saco a medida que estos se apilan. Normalmente son utilizados en

grandes cantidades de grano y en condiciones industriales.

Fumigaciones.

Las fumigaciones se realizan en depósitos y silos herméticos o en almacenes que se

convierten en herméticos, sellando puertas y ventanas, con un material apropiado o

bajo telas de polietileno, las cuales deben ser fijadas a los lados, poniendo pesas

(cadenas., tubos llenos de arena, etc.). El uso de productos fumigantes y la fumigación

de granos en particular es extremadamente peligrosa y difícil, razón por la cual deben

tomarse todas las medidas pertinentes para evitar desgracias personales. En partidas

muy grandes es conveniente contratar servicios profesionales entendidos en la materia.

29

Los fumigantes comúnmente usados, son Bromuro de metilo y Fosfina (Fosfuro de

aluminio y fosfuro de magnesio). El ácido cianhídrico es utilizado en menor frecuencia y

en condiciones muy controladas, como por ejemplo en fumigaciones de granos en

buques graneleros. Existen otros productos como el Tetracloruro de carbono y el

Dibromuro de etileno, pero cuyo uso en granos almacenados es muy peligroso para la

vida y la naturaleza.

2.3.6. Hongos de granos almacenados.

Desde tiempos antiguos, las pérdidas por hongos en los granos almacenados han sido

una de las causas principales de los graves problemas alimentarios mundiales. Los

daños que estos microorganismos causan en los granos son:

1. Reducción del poder germinativo.

2. Ennegrecimiento de embriones y también del grano.

3. Calentamiento.

4. Pérdida de peso.

Algunos investigadores, separan a estos hongos que invaden los granos almacenados

en dos grupos según su disposición en el grano: Microflora externa y Microflora interna,

otros, sin embargo, lo hacen de acuerdo al momento en que estos hongos invaden el

grano agrupándolo en hongos de campo y hongos de almacén.

30

Los representantes más importantes de los hongos son los géneros: Alternaría,

Cladosporium, Helmintosporium y Fusarium. Todos estos no tienen una real importancia

en las pérdidas de grano. El segundo grupo, los hongos de almacén, es el que provoca

la mayor parte de las pérdidas. En este grupo se incluyen dos géneros de real

importancia: Aspergillus y Penicillium, existiendo otros géneros que no son de gran

importancia agronómica.

El género Aspergillus tiene como hongos de almacén, unas doce especies de las cuales

unas cinco son las más frecuentes, estas son: Aspergillus candidus, A. flavus, A.

flumigatue, A. glaucus y A. níger. Penicillium sólo cuenta con unas cuatro especies,

entre los que destacan P. cyclopium, P. martesii.

Las condiciones de almacenaje que están limitando el ataque de los granos por hongos

son:

1. El contenido de humedad del grano.

2. La temperatura.

3. El periodo de tiempo de almacenaje.

4. El grado de invasión por hongos que tenía el grano antes de ser almacenado.

5. Materiales presentes en el grano.

Cada una de estas condiciones se relaciona con las otras, así tenemos que si el

contenido de humedad del grano es óptimo para el ataque de hongos, pero la

31

temperatura es baja, estos se pueden desarrollar lentamente. Un contenido de

humedad seguro para conservar granos almacenados por un año es de 12 a 13, un

mayor tiempo requiere menos de 11%.

Una de las consecuencias de la contaminación de los granos almacenados es el

calentamiento, fenómeno que se refiere al aumento de la temperatura de los granos a

causa de la actividad de los hongos, a veces en conjunto con insectos y ácaros. Otra

consecuencia es la producción por parte de algunas especies de hongos de almacén,

de toxinas las cuales al ser ingeridas por animales domésticos o por el hombre pueden

ser letales. Las más comunes son: “aflatoxina”, producida por Aspergillus flavus,

“ocratoxina”, producidopor Aspergillus ochraceus, “estrógeno f-22”, producido por

Fusarium rosae.

Los hongos sobre granos almacenados producen cambios deteriorativos que afectan su

calidad, los cuales pueden resumirse en los siguientes aspectos: pérdida de viabilidad,

manchado, calentamiento, producción de toxinas, pérdidas de las propiedades

nutritivas, además de malos olores y sabores.

Un punto importante es lo que se refiere a la fuente de inóculo, dado su importancia en

un posible control. Las fuentes de inóculo más comunes son: micelio y esporas en

estado latente en la parte externa del grano e interna de los granos y en los envases o

en las paredes de las bodegas sucias con polvo y alimentos. Por esto el control debe ir

dirigido a las condiciones de almacenaje y no tanto a las condiciones del grano antes de

32

su arribo a la bodega, aunque esto también tenga importancia. Un grano almacenado

sano, seco y limpio tendrá mayor seguridad en su conservación.

a) Fusarium, b) Aspergillus, c) Penicillium

Ilustración 9: Principales géneros de hongos que atacan los granos.7

2.3.7. Principales métodos de almacenamiento.

2.3.7.1. Almacenamiento en sacos.

Los sacos son recipientes herméticos, fáciles de manejar que protegen a los granos y

semillas contra insectos, siendo apropiados para fumigar cantidades pequeñas. Sus

desventajas son que pueden romperse con facilidad, siendo destruidos fácilmente por

roedores y en ciertos casos son costosos. No obstante su manejo es fácil, permiten la

circulación del aire cuando se colocan apropiadamente y pueden almacenarse en la

casa del agricultor, sin requerir áreas especiales. Antes de utilizarse deben limpiarse

7 Fuente: “almacenamiento y conservación de granos” EL GLOBO S.A, 2010 (7).

33

perfectamente, exponerse al sol y asegurarse de que no estén rotos. La humedad del

producto por almacenar debe ser inferior al 9%.

Los productos ensacados deben inspeccionarse a menos cada dos semanas,

introduciendo la mano a su interior para revisar el calentamiento del grano o la semilla,

el cambio en olor o de color, así como la presencia de insectos. Si algún problema de

este tipo se presenta, el grano debe vaciarse de nuevo, limpiarlo, secarlo y de ser

necesario tratarlo con productos especiales.

Los sacos deben estibarse sobre plataformas de metal, madera o de ladrillos, evitando

con ello el contacto directo con el suelo, dejando también una separación con las

paredes del almacén.

Ilustración 10: Almacenaje de granos en sacos. (8)

34

2.3.7.2. Almacén en silos plásticos (7).

Esta tipo de almacenaje consiste en guardar los granos en bolsas plásticas herméticas,

donde el proceso respiratorio de los componentes bióticos de (granos, hongos,

insectos, etc.) consume el oxígeno (O2), generando dióxido de carbono (CO2).

La constitución de esta nueva atmósfera, rica en CO2 y pobre en O2, reduce la

capacidad de reproducción y el desarrollo de insectos y hongos, como así también la

propia actividad del grano, facilitando su conservación. La mayor ventaja que los

productores encuentran en el uso de las bolsas plásticas para almacenar granos secos

es que es un sistema económico y de baja inversión. Además de estas ventajas

económicas, permite almacenar granos de manera diferenciada, separando granos por

calidad (trigos según calidad panadera), variedad (diferentes tipos de semillas), etc., sin

gran trabajo y con alta seguridad de mantener el material diferenciado.

Ilustración 11: Almacén en silos plásticos(9)

35

2.3.7.3. Almacenaje de granos en silos (7).

Las plantas de silo están diseñadas para almacenar todo tipo de granos, ya sean de

cereales, leguminosas y oleaginosas. El número de silos dependerá de los volúmenes

de grano a almacenar, de sus tipos y cualidades, ya que no es recomendable

almacenar en el mismo silo, diferentes tipos o calidades de grano.

Cuando los granos son cosechados con un elevado contenido de impurezas y basuras;

es indispensable la utilización de pre-limpiadoras. Las impurezas son portadoras de

insectos, malos olores y por lo general el grano recién cosechado tienen un porcentaje

de humedad superior a la que se requiere para conservarlo, situación que al momento

de compactación impide el paso del aire a los sistemas de aireación.

Si el grano es cosechado húmedo, es necesario contar con un equipo de secado el cual

puede ser a base de camadas o de flujo continuo. El grano almacenado húmedo,

rápidamente es invadido por microorganismos formando una masa compacta de grano

caliente y descompuesto que es necesario sacar, ya que puede destruir el silo. En las

regiones con climas más cálidos en donde la radiación solar es de consideración, el

sistema de aireación juega un papel muy importante ya que la diferencia entre la

conductividad del calor de la lámina (plancha, chapa) metálica y el grano, propicia la

migración del aire intersticial caliente y húmedo hacia zonas más frías en donde se

condensa la humedad, propiciando el deterioro del grano. La aireación homogeniza la

temperatura del silo, evitando la condensación de humedad.

36

Ilustración 12: Almacenamiento en silos metálicos.8

8 Fuente: Fuente: “almacenamiento y conservación de granos” EL GLOBO S.A, 2010. (7)

37

CAPÍTULO III: PROPUESTA DE DISEÑO.

3.1. Alternativas de solución.

Como se ha mencionado anteriormente en este documento el objetivo del proyecto es

facilitar los procesos de manipulación de granos en la planta de almacenamiento de

granos del EX-IRA en San Martín, para tener un programa dentro del país que aseguré

el abastecimiento de los mismos y de esta forma traiga beneficio a los agricultores

salvadoreños. Al mismo tiempo el proyecto pretende conservar la calidad de los granos

con buenas prácticas de almacenamiento, eficiencia en sus procesos de pesaje,

almacenamiento y contar con un control de inventario; utilizando técnicas de

automatización, equipo y herramientas informáticas.

Existen diferentes técnicas para el almacenamiento de granos de pos-cosechas, estas

técnicas puede ser: silos, sacos, bolsas plásticas, almacenamiento al aire libre (acopio

en pirámide y acopio en almacenes), por el propósito de este proyecto se tomaran en

cuenta únicamente las soluciones de almacenamiento en silos metálicos y bolsas

plásticas, ya que estás son las utilizadas por la industria y por la alta capacidad que

éstas proporcionan.

A continuación se realiza un análisis de alternativas de solución, en primer lugar se

establecen dos soluciones A y B, posteriormente se presentaran 8 criterios que se

consideran importantes a la hora de almacenar los granos, se le asignara una nota y un

peso a cada criterio, para finalmente obtener la mejor alternativa para el

almacenamiento de granos.

38

3.1.1. Solución A.

La primera alternativa consiste en almacenar los granos pos-cosecha en silos, para su

buena conservación y calidad. Los más habituales tienen forma cilíndrica,

asemejándose a una torre, construida de madera, hormigón armado o metal. El diseño,

emplea por lo general un aparejo mecánico para la carga y descarga desde la parte

superior.

Los silos para granos granel tienen un fondo plano o cónico. El fondo cónico permite la

descarga del silo por gravedad. El fondo plano debe ser descargado manualmente o

por medio de un transportador de gusano. También cuenta con un sistema de

ventilación para control del grano.

Ilustración 13: Silos metálicos; fondo cónico y plano.(10)

39

3.1.2. Solución B.

La segunda alternativa consiste en instalar un campo de almacenamiento de granos

para su conservación utilizando bolsas plásticas (silo bolsa). Esta tipo de almacenaje

consiste en guardar los granos en bolsas plásticas herméticas, donde el proceso

respiratorio de los componentes bióticos de (granos, hongos, insectos, etc.) consume el

oxígeno (O2), generando dióxido de carbono (CO2).Esta técnica permite almacenar e

manera diferente, separar los granos por calidad (según el uso que se disponga para

cada grano), variedad.

El Silo bolsa es una bolsa plástica blanca, de tres capas y filtro de rayos ultravioletas. El

tamaño más común es de entre 60-75 metros de largo, por 2,75 m. La cantidad de

grano a embolsar varía de acuerdo a la densidad volumétrica del grano (200 t de trigo,

maíz, soja y sorgo, 180 t de cebada y 120 t de girasol y arroz). (11)

Ilustración 14: Silos plásticos.(7)

40

3.1.3. Análisis por puntos ponderados.

Para tomar la decisión entre las alternativas descritas en el apartado anterior, se

utilizará un análisis por puntos ponderados asignándole un valor a las características de

proyecto. El cual consiste en determinar ciertos factores que beneficien o perjudique el

proyecto, y luego asignarles peso a dichos factores para visualizar de mejor manera su

nivel de relevancia para poder tomar la mejor decisión. A continuación se presentan los

criterios a evaluar:

N˚ DE

CRITERIO

CRITERIO DESCRIPCIÓN

1 Capacidad de almacenamiento Es muy importante que la capacidad de

almacenamiento sea alta, ya que así tendrá más

cobertura el proyecto.

2 Alto periodo de almacenamiento Es vital que posea un tiempo de acopio de los granos

de meses o hasta año. Y que pueda conservar en

buen estado los mismos.

3 Superficie del suelo a utilizar. Es necesario que el espacio sea menor con mayor

capacidad de almacenamiento.

4 Control del ambiente

(temperatura y humedad),

dentro del almacén.

Es de vital importancia para la buena conservación y

calidad de los granos.

5 Inversión inicial. Es importante que el proyecta tenga una buena

rentabilidad económica a bajo costo.

6 Llenado y vaciado de los granos. Es importante que el llenado y vaciado de los granos

sea fácil, efectivo, rápido y con la menor perdidas.

7 Vida útil. Es muy importante que la estructura y equipo,

mantenga sus propiedades de almacenamiento con

el pasar el tiempo.

8 Seguridad de la estructura. Es muy importante la protección de los granos. Los

daños en la estructura perjudican el almacenamiento y

puede traer la pérdida del lote

Tabla 7: Criterios para el almacenamiento de granos.

41

A continuación en la tabla 8 se muestran los factores relevantes, pesos y cálculos

ponderados para la planta de almacenamiento de granos utilizando el método por

puntos ponderados. La nota será establecida del 1 al 10; donde 1 indicará su

incumplimiento en absoluto y un 10 indicará el total cumplimiento.

El peso es la ponderación según su importancia para el proyecto.

Tabla 8: Análisis por peso ponderado para el almacenamiento de granos.

Por lo tanto teniendo en cuenta el análisis por puntos ponderados para el

almacenamiento de granos se concluye que la mejor alternativa de solución propuesta

es la Solución A; que es la que se desarrollará en este proyecto.

N˚ DE

CRITERIO

PESO SOLUCIÓN A SOLUCIÓN B

Nota Ponderación Nota Ponderación

A B C=A*B D E=A*D

1 10% 8 0.8 7 0.7

2 15% 8 1.2 6 0.9

3 10% 8 0.8 7 0.7

4 20% 8 1.6 7 1.4

5 10% 7 0.7 9 0.9

6 10% 7 0.7 7 0.7

7 15% 8 1.2 7 1.05

8 10% 8 0.8 7 0.7

TOTAL 100% 7.8 7.05

42

De ella hay que destacar que no tiene un bajo costo de inversión inicial pero garantiza

una mejor calidad para la conservación de los granos en su almacenaje, tiene mayor

capacidad en volumen y un mayor tiempo de acopio de los granos; al mismo tiempo

que pueda mantener controlado el ambiente vital para la conservación de los granos.

3.1.3.1. Ventajas del uso de silos metálicos.

Como se obtuvo en el análisis por puntos ponderados en ítem anterior, almacenar los

granos en silos metálicos proporciona grandes ventajas, en cuanto a utilizar silos

plásticos esto es debido a las características que este método proporciona ha dicho

proceso. Estas ventajas se presentan en la tabla siguiente:

VENTAJAS DESCRIPCIÓN

El silo metálico asegura

unas condiciones

óptimas para el grano

durante más tiempo

El silo metálico se puede equipar con un completo sistema de control de

temperatura y ventilación, que asegura el mantenimiento del cereal en

condiciones óptimas. Esto resulta imposible en los silos bolsas, no siendo por

tanto adecuado para almacenamiento prolongado.

Mayor capacidad de

almacenaje en menos

superficie

El silo bolsa es su limitada capacidad unitaria, cada bolsa no suele pasar de

las 200 toneladas, al tratarse de un tipo de almacenamiento horizontal, el silo

bolsa ocupa grandes superficies de terreno mientras que el silo metálico por

su posición vertical permite una mayor capacidad de almacenamiento en

menos superficie

El Silo metálico es

adecuado para

almacenar grano con

mayor contenido de

humedad

El almacenaje de grano con mayor contenido de humedad no es

recomendable en el silo bolsa, ya que se podrían producir fermentaciones

con el consecuente calentamiento del grano, lo cual conlleva el inevitable

deterioro de su calidad. Además, a medida que los granos penetran en la

bolsa se expulsa una gran cantidad de oxígenos, con lo que el grano se

almacena en un ambiente rico en Dióxido de carbono. Esa falta de oxígeno

favorece la fermentación del grano y su deterioro. No olvidemos que el

proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de

oxígeno.

43

Evita los problemas de

humedad en caso de

lluvias

Otra desventaja del silo bolsa frente al silo metálico son las frecuentes roturas

del film plástico, ya sea por ataque de roedores o causado por algún

elemento mecánico trabajando en su proximidad, con lo consiguiente

problemas de humedad en caso de lluvia.

El silo metálico facilita la

descarga

No hay que olvidar la dificultad que presenta el silo bolsa para descargar el

grano almacenado, lo que conlleva un inevitable deterioro del grano por

roturas o perdidas al caer al terreno El silo metálico sin embargo puede

equiparse con diversos sistemas mecánicos de descarga, según el tipo de

grano y la capacidad de transporte reque