DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DE UN MATADERO R. López Vázquez (p), A. Casp Vanaclocha Tecnología de Alimentos. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos Universidad Pública de Navarra RESUMEN Un buen diseño en planta de una industria agroalimentaria es fundamental para conseguir un correcto funcionamiento de la misma, un diseño deficiente será una fuente de constantes pérdidas. La misión del ingeniero es encontrar la mejor ordenación de las áreas de trabajo y del equipo (hombres, materiales y maquinaria) en aras a conseguir la máxima economía en el trabajo, así como la mayor seguridad y satisfacción para los empleados. El sector de los mataderos, ha sufrido muchos cambios desde sus orígenes, en los primeros mataderos se realizaban las diferentes funciones en edificaciones separadas por patios abiertos y calles, lo que exigía la utilización de grandes espacios y requería largos desplazamientos entre las distintas secciones, con los consiguientes costes de edificación y explotación. Posteriormente se construyeron mataderos en circuito cerrado, situando en el centro el frigorífico y a su alrededor las diferentes secciones, reduciéndose las necesidades de espacio y, evidentemente, los costos de construcción y manejo, pero tenían el inconveniente de la dificultad de ampliación. Actualmente la estructura de los mataderos se rige por razones económicas, al igual que el resto de industrias agroalimentarias, y su constitución estructural se rige sobre todo por necesidades tecnológicas. Cada vez más se tiende a una mayor concentración de los sacrificios, ya que, únicamente, con el aprovechamiento al máximo de estos establecimientos se pueden recuperar los elevados costes de construcción y de explotación. El diseño de los mataderos debe hacerse por tanto bajo unas premisas diferentes a como se hacía antiguamente, particularmente desde un punto de vista higiénico y funcional. Debiéndose tener en cuenta principalmente, la marcha siempre hacia delante, la supresión del cruce de circuitos, la separación entre zonas sucias y limpias y la separación de las zonas calientes y húmedas con las zonas frías y secas. En el presente artículo se realiza la distribución en planta de un matadero de porcino, teniendo en cuenta estas premisas y aplicando cómo herramienta el programa informático WinSABATM. 1. INTRODUCCIÓN. El diseño de la industria agroalimentaria adquiere un papel fundamental, en el que se deben conjugar los principios básicos del diseño, un plan eficiente de flujo de materiales y de personas, una distribución efectiva de las instalaciones y una eficiente operación del proceso, con el carácter biológico y perecedero de las materias primas y de los productos. El producto se convierte en la base del diseño de la planta y por lo tanto es importante también el proceso. La concepción y diseño de una planta de procesado de alimentos, es la base para conseguir el éxito de la empresa. Con demasiada frecuencia se hace poco énfasis en la importancia de la optimización del proceso, de la implantación de los flujos adecuados, de la distribución más económica de las instalaciones físicas, en resumen de la distribución en planta, centrando el interés en el diseño constructivo, que al fin y al cabo

no es más que el alojamiento de la planta de proceso, que debe proporcionar principalmente las condiciones adecuadas de trabajo, de seguridad, de confort y de higiene, pero que no interviene en la optimización de los costes. Un diseño deficiente de la planta industrial es una fuente de constantes pérdidas para la empresa. Los costes de un buen diseño de la instalación son los mismos o muy poco superiores a los de una instalación deficiente. Si el equipo empleado es el mismo, el coste adicional de un buen diseño es solamente el gasto del estudio necesario para desarrollarlo. 2.

EVOLUCIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA EN MATADEROS.

La ordenación de las áreas de trabajo es casi tan vieja como el hombre mismo, las primeras distribuciones en planta eran producto del hombre que llevaba a cabo el trabajo, ya Miguel Ángel dijo “la Arquitectura no es otra cosa que orden, disposición, bella apariencia y proporción de las partes, conveniencia y distribución”. Hay muchos ejemplos en los archivos que ilustran el arreglo de lugares de trabajo, y que contienen planos de edificación. Todos muestran un área de trabajo para una misión o servicio específico, pero sin que parezcan reflejar la aplicación de ningún principio. Con el advenimiento de la revolución industrial, hace más de 150 años, se transformó, para los propietarios, en objetivo económico el estudio de la ordenación de sus fábricas. No fue ajeno a esta transformación el sector de los mataderos, en Francia, país en el que se construyeron los primeros mataderos comunales, se diseñó un tipo de establecimiento en el que las diferentes funciones se realizaban en edificaciones separadas por patios abiertos y calles. Este sistema exigía la utilización de grandes espacios y el requerimiento de largos desplazamientos entre las distintas secciones, con los consiguientes costes de edificación y explotación. El modelo francés fue tomado, durante cien años, como ejemplo en toda Europa, surgiendo diferentes variantes que introducían algunas mejoras, como el sistema de naves múltiples, en el que se plantean por primera vez naves de sacrificio separadas para los distintos tipos de animales y se cubre el trayecto existente entre las naves de sacrificio y el frigorífico, pero presentaban el inconveniente del cruce de las vías de traslado al frigorífico con las de recogida de la carne. El sistema de naves de recogida elimina los inconvenientes de las naves múltiples, con la disposición sucesiva de las naves de sacrificio, nave de conexión, frigorífico y nave de retirada, las operaciones se desarrollan en una sola dirección, evitándose los cruces. A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, se construyeron en Alemania mataderos en circuito cerrado, en el centro se situaba el frigorífico y a su alrededor las diferentes secciones. Este sistema evita los inconvenientes del modelo francés, presenta bajas necesidades de espacio, desplazamientos cortos y, evidentemente, menores costos de construcción y manejo, pero presenta el inconveniente de la dificultad de ampliación. Una variante del modelo alemán fue la disposición en patio, en la que las diferentes secciones se distribuían en torno a un patio interior de comunicación siguiendo el orden de trabajo, pero que también presentaba el problema del cruce entre la entrada de los animales, la retirada de la carne y el tránsito en el interior del establecimiento al disponer de una vía única de entrada y salida de vehículos. La estructura de los mataderos se rige actualmente por razones económicas, al igual que el resto de industrias agroalimentarias, han pasado, en su práctica mayoría, de ser establecimientos públicos a ser empresas privadas, con unos objetivos y unos beneficios a obtener. En su constitución estructural ya no se toman como base alguno de los modelos expuestos, se rigen sobre todo por necesidades tecnológicas.

Los avances tecnológicos de la segunda mitad del siglo XX han incrementado notablemente la capacidad de rendimiento de los mataderos, lo que ha implicado una mayor concentración de los sacrificios, ya que, únicamente, con el aprovechamiento al máximo de estos establecimientos se pueden recuperar los elevados costes de construcción y de explotación. Resulta decisivo para la construcción particularmente el discurrir de los sacrificios, pasando las canales por los diferentes puestos de trabajo de la forma más mecanizada posible. Establos, naves de sacrificio y frigoríficos se suceden de manera inmediata, constituyendo una unidad funcional. Las entradas y salidas tienen lugar por vías distintas y las comunicaciones dentro del matadero no se cruzan. Los mataderos se convierten así en una industria productora de carne. El diseño de los mataderos se debe hacer por tanto bajo unas premisas diferentes a como se hacía antiguamente, particularmente desde el punto de vista higiénico y funcional. 3. CASO PRÁCTICO: DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DE UN MATADERO DE PORCINO. 3.1. Diagrama de flujo y agrupación de zonas. El primer paso a efectuar antes de proceder al diseño de cualquier industria es la elaboración del diagrama de flujo de los pasos del proceso. En la siguiente figura se muestra el diagrama de flujo de los pasos del proceso de un matadero tipo de porcino (figura 1). A continuación se identificarán, sobre el mismo diagrama de flujo, las zonas sucias y las zonas limpias (figura 2), que evidentemente requerirán entornos de características higiénicas distintas. Una vez elaborado el diagrama de flujo e identificadas la zona “sucia” y la zona “limpia”, se procederá a identificar las áreas, en este caso debido al gran número de actividades existentes, es aconsejable la agrupación de éstas en áreas siguiendo un criterio según la naturaleza de dichas actividades. En el diagrama de flujo de la figura 3 puede verse el agrupamiento e identificación de áreas realizado. 3.2. Descripción de zonas y áreas. A continuación se describen las diferentes zonas y áreas en las que se ha agrupado el matadero. 3.2.1. Zona de animales vivos. El matadero va a recibir los animales vivos y en la mayoría de los casos deben permanecer un tiempo en él por necesidad de reposo antes del sacrificio o con el fin de asegurar un flujo constante en la línea de producción. Por lo tanto hay que prever una zona de animales vivos que se ha dividido en las siguientes áreas: 1.- Muelles de recepción: Se dispondrá de un acceso y muelles de descarga en comunicación con los establos o corrales. En dicha área se dispondrá también de un puesto de admisión, donde se contabilizarán los animales, se recogerá toda la documentación de éstos, se elaborará el registro de entrada, etc.

2.- Cuadras: Se dispondrá de establos suficientemente amplios como para permitir estabular los animales de un día normal de sacrificio. Las cuadras deberán disponer de pasillos y/o pasarelas para que el veterinario pueda realizar la inspección ante-mortem.

Recepción y descarga Alojamiento en establos Conducción a aturdido Aturdido

Sangrado

Sangre

Escaldado y Pelado

Vísceras rojas

Flameado o chamuscado

Pelos, pezuñas....

Evisceración

Vísceras blancas

Corte canal

Restos intestinales

Pesado de la canal Refrigeración

Expedición

Figura 1. Diagrama de flujo de los pasos del proceso de un matadero de porcino.

3.- Mangas de conducción: La zona de animales vivos debe comunicar por medio de mangas de conducción, con las naves de sacrificio. 3.2.2. Zona de sacrificio. Por otro lado en un matadero, estará la propia nave de sacrificio, dónde se dispondrán las instalaciones para el sacrificio y carnización de los animales, esta zona se ha dividido en las siguientes áreas: 4.- Zona de sangrado: Son los locales para el sacrificio propiamente dicho, donde se realiza el aturdido de los animales y el sangrado.

5.- Zona sucia: Con este nombre se han incluido las operaciones de escaldado, pelado y chamuscado, operaciones específicas en un matadero de cerdos, y que deben estar separadas de la nave de evisceración. Recepción y descarga Alojamiento en establos Conducción a aturdido Aturdido

Sangrado

Sangre

Escaldado y Pelado

Vísceras rojas

Flameado o chamuscado

Pelos, pezuñas....

Evisceración

Vísceras blancas

Corte canal

Restos intestinales

Pesado de la canal Refrigeración

Zona "sucia" Zona "limpia"

Expedición

Figura 2.- Identificación de zonas en el diagrama de flujo de matadero de porcino

6.- Zona limpia: Se han incluido en esta área las operaciones de evisceración, corte, pesado de la canal, etc. La línea de sacrificio se dispondrá de forma que todas las operaciones se realicen con el animal suspendido. En este área deben existir los siguientes circuitos: •

Un circuito a través del cual las canales aptas para el consumo lleguen directamente hasta las cámaras de conservación.

•

Otro circuito a través del cual los despojos aptos para el consumo, lleguen directamente hasta el local para su preparación.

•

Un circuito a través del cual las canales y despojos decomisados por ser no aptos para el consumo, lleguen hasta un local de decomisos.

•

Otro circuito por donde las canales y despojos dudosos, lleguen hasta un local (consigna) donde permanecerán inmovilizados hasta su inspección veterinaria. Recepción y descarga Alojamiento en establos Conducción a aturdido

1. Muelles de recepción

2. Cuadras 3. Mangas de conducción

Aturdido 4. Zona de sangrado Sangrado

Sangre

9. Local de recogida de sangre

Escaldado y Pelado 5. Zona sucia

12. Local para despojos rojos

Vísceras rojas

Flameado o chamuscado

Pelos, pezuñas....

Evisceración

Vísceras blancas

Corte canal

Restos intestinales

6. Zona limpia

10. Local de recogida de subproductos

11. Tripería

10. Local de recogida de suproductos

Pesado de la canal Refrigeración

Expedición

7. Cámaras frigoríficas

8. Muelle de expedición

Figura 3.- Agrupamiento de áreas en el diagrama de flujo de matadero de porcino

3.2.3. Zona fría: cámaras frigoríficas. Una vez obtenidas las canales y declaradas aptas para el consumo, pasan a la zona fría (cámaras frigoríficas) del matadero, donde permanecerán, en condiciones adecuadas de temperatura y humedad relativa, hasta su expedición. A esta sección llegan también los despojos comestibles. Esta zona se ha dividido en las siguientes áreas: 7.- Cámaras frigoríficas: El matadero debe disponer de un espacio de cámaras suficiente como para permitir el oreo refrigerado de las canales y despojos de un día de sacrificio, debiéndose conseguir una temperatura inferior a 7 ºC en las canales y a 3 ºC en los despojos, en el transcurso de 24 horas. Una vez que se han conseguido estas temperaturas, las canales y despojos pueden pasar a las cámaras de conservación o bien a congelación.

8.- Muelle de expedición: El matadero debe contar también con instalaciones adecuadas para la expedición de carnes (canales, cuartos) y despojos comestibles. Las vías de suspensión de las canales deben recorrer toda la zona refrigerada del matadero y llegar hasta los propios andenes de carga de vehículos. 3.2.4. Otras zonas. Además de las operaciones reflejadas en el diagrama de flujo, en el matadero se realizan otras actividades, y que evidentemente también deberán considerarse a la hora del dimensionado y de la realización de la tabla relacional de actividades, estas actividades también se han agrupado en áreas como puede verse en el diagrama de la figura 5 y son las siguientes: 9.- Local de recogida de sangre: Será un local dónde se almacene la sangre obtenida en el sangrado para usos posteriores. La sangre se almacenará en depósitos con agitación para evitar su coagulación. 10.- Local de recogida de subproductos: En este local irán a parar todos los subproductos generados en el matadero, cómo pueden ser pezuñas, contenido intestinal, etc. 11.- Tripería: Debe ser un local independiente donde se va a realizar el vaciado de estómagos, limpieza de intestinos, etc. Este local estará comunicado con la zona de evisceración por medio de transportadores mecánicos cuando las instalaciones estén en el mismo piso, o por tolvas o toboganes cuando dicha sección se sitúe en una planta inferior. 12.- Local para despojos rojos: Se dispondrá de un local para la preparación de estos despojos comestibles, una vez preparados pasarán a refrigeración en la zona limpia del matadero. El matadero contará también con vestuarios y servicios higiénicos para el personal así como con una sección de oficinas. 3.3. Tabla relacional de actividades. A partir de este momento en el que se han identificado las distintas áreas que agrupan las diversas operaciones, hay que confeccionar el cuadro de proximidades o tabla relacional de actividades, que será la base para desarrollar la distribución en planta. En la figura 4 puede verse un ejemplo de una tabla relacional de actividades para este caso práctico, dónde además de las áreas indicadas se han añadido: 13 -Aseos y vestuarios (zona limpia); 14 - Aseos y vestuarios (zona sucia); 15 - Oficinas; 16 - Laboratorio y 17 - Local de productos de limpieza. Así mismo se incluyen unas letras como código para indicar la importancia de la proximidad y unos números que corresponden a los motivos que justifican dicha proximidad, los motivos especificados van a depender de cada caso concreto y será el ingeniero el que deba de establecer dichos motivos. 3.4. Definición de superficies. Una vez elaborada la tabla relacional de actividades, se pasará a definir la superficie necesaria para cada área. La definición de las superficies se realiza en primer lugar partiendo de la maquinaria existente en cada área, la superficie mínima necesaria por máquina se obtiene a partir de

la longitud y anchura, más 45 cm por tres lados para limpieza y reglajes, más 60 cm sobre el lado del operario. 1

Muelle de recepción

2

Establos

3

Aturdido

4

Sangrado

5

Escaldado y pelado (zona sucia)

6

Eviscerado (zona limpia)

7

Refrigeración

8

Expedición

9

Local recogida sangre

A 1 A 1 I 1 A 1 A 4 X 2 X 1 X 2

11 Tripería 12 Local despojos rojos Aseos y vestuarios zona 13 limpia Aseos y vestuarios zona sucia

15 Oficinas

X 3 X 2 X 2 X 2 O 3

16 Laboratorio 17 Local productos limpieza

1 2 3 4 5 6 7 8

A 1 A 1

Local recogida 10 subproductos

14

1

X 2

MOTIVO Proximidad en el proceso Higiene Control Frío Malos olores, ruidos… Seguridad del producto Utilización de material común Accesibilidad

2 I 1 E 1 E 1 U 2 X 2 E 1 X 2 X 2 O 1 X 2 U 2 U 3 X 2 X 2 U 3

3 I 1 O 3 U 2 X 4 X 4 X 2 X 2 X 2 O 1 X 2 X 3 O 5 O 2 U 3

4 O 3 X 2 X 4 X 4 X 2 X 2 X 2 X 2 X 2 E 3 X 5 U 5 U 2

A E I O U X

5 X 2 X 2 X 2 E 1 X 2 X 2 X 2 I 3 U 3 X 5 U 5 X 2

6 X 2 X 2 X 2 X 2 O 1 X 2 I 3 X 2 X 5 U 5 X 2

7 X 2 X 2 X 2 O 3 U 2 E 3 X 2 O 5 U 2 X 2

8 X 1 X 1 X 2 X 2 X 2 X 2 O 5 U 4 X 2

9 X 1 X 1 X 2 X 2 E 3 U 5 U 4 X 2

10 X 1 X 2 X 2 E 3 X 5 U 5 X 2

PROXIMIDAD Absolutamente necesario Especialmente importante Importante Poco importante Sin importancia No deseable

11 X 1 X 2 E 3 X 5 U 5 X 2

12 X 2 E 3 X 5 O 2 X 2

13 I 3 X 5 X 2 X 2

14 X 5 X 5 X 2

15 X 5 X 2

16 X 2

17

COLOR ASOCIADO Rojo Amarillo Verde Azul Negro / Blanco Marrón

Figura 4.- Ejemplo de una tabla relacional de actividades.

Estos valores se multiplican por un coeficiente basado en las necesidades previstas para vías de acceso y servicios. Este coeficiente varía desde 1,3 para planteamientos corrientes hasta 1,8 cuando las manutenciones y los stocks de materiales son de cierta importancia.

La superficie total estimada para el área será igual a la suma de las superficies mínimas necesarias para toda la maquinaria multiplicada por el coeficiente. La superficie total de la planta será la suma de todas las superficies calculadas anteriormente, más la superficie necesaria para vías de acceso en general (pasillos, escaleras, etc.). Una vez definidas las áreas, podremos plantear las diferentes alternativas de distribución en planta utilizando las diferentes metodologías existentes para el diseño de industrias, como son el método S.L.P., el análisis de recorrido, el diagrama relacional de espacios, etc., o utilizando programas informáticos como el WinSABATM. 3.5. Aplicación de herramientas informáticas. El proceso integrado del diseño de la planta incluye dos fases: en la primera se hace una distribución inicial de las áreas, se trata de una situación espacial de las diferentes secciones en la superficie disponible y, en la segunda, se pasa al desarrollo del detalle. En la primera de las fases citadas es donde se deben generar las distintas alternativas y en donde es interesante la utilización de paquetes informáticos dado lo farragoso de la metodología manual y, en la segunda, a partir de la alternativa seleccionada, se desarrolla el detalle de la planta, situando los pasillos, tabiques, puertas, etc. Uno de estos programas es el WinSABATM, en la figura 5 se representa el cuadro de proximidades o tabla relacional de actividades del ejemplo obtenida con dicho programa.

Figura 5.- Cuadro de proximidades obtenido con WinSABATM

Los números de las áreas que se han incluido aquí, corresponden con las de la figura anterior. A partir de esta información y de las superficies asignadas a cada área, el programa establece una alternativa de distribución en planta, que podremos ir moviendo para establecer diferentes alternativas. En la figura 6 se muestra una de estas alternativas de distribución en planta generada con WinSABATM, para el matadero de cerdos descrito. La distribución en planta se ha realizado para las áreas 1 al 8, ya que se ha considerado distribuir el matadero en dos pisos, situando todas las zonas de tripería y recogida de subproductos, etc., en un piso

inferior, también se ha estimado colocar las oficinas, laboratorio, etc., en un bloque independiente.

Figura 6.- Ejemplo de distribución en planta generado con WinSABATM

Como puede verse en la figura, la solución es muy relativa y no tiene porqué ser una solución valida, ya que el programa realiza únicamente un ajuste matemático en base a la tabla relacional previamente introducida, será posteriormente el criterio del ingeniero el que tenga que definir la mejor distribución en planta posible. Una vez definida la mejor alternativa, habrá que trabajar sobre ella a nivel de detalle para situar, como se ha dicho, tabiques, pasillos, puertas, etc., en resumen efectuar ajustes que conduzcan a la distribución definitiva. REFERENCIAS. Alimentec Industries. “Réussir votre usine agro-alimentaire”. Ed. RIA. Tec-Doc. Lavoisier. París, 1994. Critt IAA IdF “l´Usine agro-alimentaire. Guide de conception et de realisation. Ed. RIA. Tec-Doc. Lavoisier. París, 1992. García-Vaquero, E. y F. Ayuga. “Diseño y construcción de industrias agroalimentarias”. Ed. Mundi-Prensa. Madrid, 1993. Heragu, S. “Facilities design”. PWS Publishing Company. Boston, 1997. López, R. y Casp, A. Tecnología de mataderos. Mundi-Prensa. Madrid, 2003. Moreno García, B. “Higiene e Inspección de Carnes. Volumen I.” Ed. Moreno García, 1991. Muther, R. “Systematic Layout Planning”.Van Nostrand Reinhold, New York, 1973. Phillips, E.J. “Manufacturing Plant Layout”. Society of Manufacturing Engineers. Dearborn, Michigan, 1997. Correspondencia Ana Casp Vanaclocha Tecnología de Alimentos. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos Universidad Pública de Navarra. Campus Arrosadía. 31006 Pamplona Tel. 948-169139. Fax: 948-169893. [email protected]