I Congreso Iberoamericano de Investigación sobre Mi Pyme.

Sustentabilidad industrial en mipymes; un caso práctico de vinculación universidad – empresa en Hidalgo, México

Área Básica: Incidencia del mejoramiento tecnológico en las MIPyME

Magda Gabriela Sánchez Trujillo1, Ismael Reyes González,2 Juan Luis Reyes Cruz3

1

Dra. Profesora Investigadora. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo email: [email protected]. Dirección: Av. Del Maestro, N°41 Col. Noxtongo 2da. Sección. Tepeji del Rio Hidalgo 2 Mtro. Profesor investigador. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo email: Dirección: Av. Del Maestro, N°41 Col. Noxtongo 2da. Sección. Tepeji del Rio Hidalgo. 3 Mtro. Coordinador de Vinculación Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. [email protected]. Dirección: Av. Del Maestro, N°41 Col. Noxtongo 2da. Sección. Tepeji del Rio Hidalgo

Resumen La relación de la universidad con la empresa es una actividad prioritaria en la búsqueda de desarrollo económico, la investigación supone que la Universidad tienda a buscar las formas de vinculación con la industria de tal manera que ayude las necesidades propias del sector productivo y la sociedad misma. Se describe a través de un caso cómo la vinculación, entre el conocimiento innovador de la Universidad puede contribuir a mejorar el desempeño de las empresas.Se ha definido a la vinculación al menos desde dos aspectos, primero; en el sentido histórico, donde prevalece la idea de que la vinculación alude siempre a las relaciones que existen- o deben existir – entre la universidad y la sociedad. Por otro lado, existe otro aspecto compartido: el de considerar a la vinculación como axiológicamente positiva, como una función deseable o un elemento de “virtud” en las instituciones de educación superior. (Campos 2005). Otros autores consideran privilegian los beneficios en donde la vinculación desarrolla y realiza acciones y proyectos de beneficio mutuo. (Gould Bei 2006).Por otro lado, como marco teórico metodológico en el presente trabajo, se plantea la utilización del modelo modificado de la triple hélice de Etzkowitz, ya que representa una herramienta útil para ubicar, la vinculación de la universidad y las problemáticas sociales y económicas que presenta actualmente la sociedad mexicana, la misma, es un proceso que puede ajustarse a las necesidades de cualquiera de los tres agentes de la vinculación, en donde la universidad proporciona la infraestructura, la empresa incorpora la práctica y el gobierno aporta recursos que faciliten dicha vinculación. (Etzkowitz 2002)Para este caso se muestra la sinergia de trabajo con una mipyme, donde la Universidad recibe financiamiento del gobierno mexicano a través de becas para alumnos que participan en el proyecto. La investigación aborda la temática de sustentabilidad a través de la simbiosis industrial la cual tiene como finalidad reducir al máximo el consumo de recursos entre plantas para con ello, minimizar los desperdicios generados durante el proceso. El punto crítico que la investigación argumenta es el consumo excesivo de agua dulce durante el proceso de operación en una empresa manufacturera; por ello se plantea el establecimiento de redes de intercambio de residuos entre planta, para así poder reducir el consumo total de dicho recurso. Se propone un modelo matemático lineal cuyos resultados se espera impacten en el desarrollo sustentable de la empresa de manera endógena y exógena, a través de la filosofía

de cero desperdicios de los flujos de agua. Los resultados arrojan que es posible minimizar el consumo de agua dulce por parte de las plantas de estudio y se logra la simbiosis, ya que de la planta 1 se puede reutilizar 2489.03 m3, de la planta 1 a la 2 se reutilizan 318.2 m3, de la 2 a la planta 3 824.17 m3, y finalmente de la planta 2 a la 1 316.8 m3 y de la 3 a la 1 824.17 m3. Palabras Clave Vinculación, triple hélice, simbiosis industrial, manejo de recursos.

Abstract The relationship between the university and the company is a priority in the pursuit of economic development, research assumes that the University looks for find ways to link with industry so as to help the needs of the productive sector and society itself . The paper describes through a case how the link between the University can help improve the performance of companies. For this case the synergy of work is shown with a mipyme, where the University receives funding from the Mexican government by providing scholarships to students participating in the project. The investigation undertakes the topic of sustainability through industrial symbiosis which aims to minimize resource consumption between plants thereby minimize waste generated during the process. A linear mathematical model is proposed whose results are expected to impact the sustainable development of the company endogenously and exogenously, through the philosophy of zero waste water flows. The results show that it is possible to minimize the consumption of fresh water by plants studio and symbiosis is achieved because of the plant 1 can be reused 2489.03 m3, plant 1 to 2 318.2 m3 reuse of 2 to plant 3 824.17 m3, and finally the 2nd plant at 1 316.8 m3 and 3 to 1 824.17 m3.

Keywords Link between, triple helix, industrial symbiosis, resource management.

Introducción

En un mundo tan competitivo como el actual, el desarrollo económico pasa necesariamente por el desarrollo tecnológico e innovación que logren las empresas y organizaciones. Establecer mecanismos de vinculación entre universidad- empresa- gobierno es un objetivo que buscan las Instituciones de Educación Superior, son muchas las consecuencias positivas que se pueden alcanzar, sin embargo; es necesario en primera instancia dejar en claro que es la vinculación.

Gould Bei hace mención que es un conjunto comprensivo de procesos y practicas planeados, sistematizados y continuamente evaluados, donde los elementos académicos y administrativos de una IES se relacionan internamente entre unos y otros, y externamente con otras personas y organizaciones, con el propósito de desarrollar y realizar acciones y proyectos de beneficio mutuo que, 1) provean de servicios profesionales a colaboradores, especialmente a empresas; 2) conecten la educación superior con el mundo del trabajo, para poder así aprovechar al máximo la vinculación como herramienta educativa, de formación de recursos humanos y de actualización curricular; 3) fomenten la investigación y desarrollo de la base científica y tecnológica de la IES; y 4) aumenten la competitividad de las empresas colaboradoras. (Gould Bei, Vinculación Universidad-Sector Productivo 1997) Es muy importante definir qué, la vinculación no solo se hace externamente si no internamente, realmente hoy en día todo está vinculado, cada tarea, ya sea dentro de la empresa o exteriormente entre empresas, personas, mediante la firma de convenios, que ayudan a mantener relaciones formales y activas con otras empresas.

Podemos notar que la llamada vinculación en el contexto de la educación y la producción, se ha utilizado para identificar de manera estricta un conjunto de actividades y servicios que las instituciones de investigación y educación superior realizan para atender problemas tecnológicos del sector productivo. En este sentido, la vinculación, señala un proceso de transferencia de tecnologías que puede implicar el establecimiento de puentes entre la investigación científica y el desarrollo tecnológico para atender problemas del entorno.

De este modo, una definición pertinente de vinculación, es que son los medios por los cuales una empresa u organización se encuentra entrelazada con otros organismos, escuelas o personas mediante la firma de convenios o hechos de palabra, donde, tanto factores internos como externos juegan un papel importante para poder hacer vinculación. La presente investigación se enmarca como un ejemplo de la aplicación práctica del modelo de la triple hélice propuesto por Etzkowitz, en donde se aborda la temática de simbiosis industrial para hacer eficiente el uso del recurso agua entre las plantas que integran el pequeño parque industrial que por tratarse de una actividad textil la utilización de este recurso es básica especialmente en el área de teñido, ya que de acuerdo a cálculos realizados la cantidad de agua ocupada en tintorería, podría abastecer a 1000 familias de la región por un periodo de un mes. El punto anterior toma relevancia ya que el trabajo se centra en el establecimiento de redes de intercambio de agua entre varias plantas que conforman el pequeño parque industrial. Lo anterior nos lleva a plantear como objetivo de la presente investigación el diseño de un modelo lineal que permita la interacción simbiótica de agua para minimizar su consumo con miras a alcanzar un desarrollo sustentable. Se consideraron las políticas internas de la empresa para respaldar el manejo adecuado del proyecto y con ello lograr el objetivo de una producción más limpia. Marco de referencia

La Simbiosis Industrial es el intercambio de materiales entre varios sistemas productivos de manera que el residuo de uno es materia prima para otros y su implantación promueve una red de empresas. El objetivo inicial de la Simbiosis industrial es económico, pero tiene consecuencias ambientales y sociales, positivas. La simbiosis industrial se encuentra contenida dentro de la Ecología Industrial, de manera que no puede existir ecología industrial sin utilizar el método de simbiosis industrial, pero la ecología industrial es más amplia, ya que contempla aspectos económicos, ambientales y sociales para tender a la sustentabilidad. Como consecuencia del enfoque que ofrece la ecología industrial, pueden observarse tres elementos clave dentro de éste (Cervantes, 2007):

• Creación de una red de industrias o entidades relacionadas con su entorno. • Imitación del funcionamiento de los ecosistemas. • Inclusión de los tres sectores del desarrollo sustentable (social, económico y ambiental). Desde la introducción de IE y CP el concepto de simbiosis industrial (IS) se ha puesto en una nueva perspectiva. El término “simbiosis“ designa relaciones en la naturaleza en el que al menos dos empresas intercambian materiales, energía, información beneficiándose mutuamente, y tomando ventaja de sus sinergias. Cherton, (2000) en su artículo Simbiosis Industrial: literatura o taxonomía, define el concepto de IS como: “Simbiosis industrial como parte del campo emergente de la ecología industrial, que demanda

atender el movimiento de materiales y energía a través de

economías locales y regionales”. En este sentido, Côté y Cohen-Rosenthal (1998), definen una serie de criterios que caracterizan a un parque eco-industrial, las cuales se listan a continuación. 1.- Puntualiza como una comunidad de intereses y la aglomera en el diseño del parque. 2.- Reduce el impacto ambiental o la huella ecológica a través de la sustitución de materiales tóxicos, la absorción de dióxido de carbono, intercambio de materiales y el tratamiento integral de los desperdicios. 3.- Maximiza la eficiencia energética a través del diseño y la construcción, co-generación e interacción simbiótica de la comunidad de interés. 4.- Conservación de materiales mediante el diseño y construcción, re-uso, recuperación y reciclado. 5.- Vincula las compañías con proveedores y clientes con la comunidad en la cual estén situados los parques eco-industriales. 6.- Mejora continua del desempeño ambiental de las compañías individuales y en conjunto. 7.- Implanta un sistema regulatorio, el cual permite flexibilidad a las compañías para alcanzar sus objetivos individuales. 8.- Uso de incentivos económicos que desalienten el desperdicio y la contaminación. 9.- Empleo de un sistema de gestión de la información que facilite el flujo de energía y materiales dentro de un ciclo más o menos cerrado.

10.- Creación de un mecanismo que busque alentar, entrenar y educar a gerentes y trabajadores, a cerca de las nuevas estrategias, herramientas y tecnologías para mejorar el sistema productivo. 11.- Orientar las estrategias de mercadeo para la atracción de empresas que llenen nichos y complementen a otras firmas. Cero desperdicio es por tanto, un marco de referencia sistémico que pretende eliminar los restos, así como evitar la disposición final o incineración. Esta filosofía pretende eliminar las fuentes de desperdicio a lo largo de toda la cadena de suministro. Para ello se migra de un sistema de abasto linear (diseño lineal) y una cultura de disposición final, a favor de un ciclo cerrado con base en estrategias ambientales exitosas, en la figura siguiente se presenta el diagrama dicho proceso.

Figura 1. Sistema de flujo cíclico para cero desperdicios

Fuente: Adaptado de: (Curran y Williams, 2011)

Cero desperdicio en redes industriales se define como: el objetivo pragmático y visionario, para guiar a las personas en la emulación de los ciclos sustentables de la naturaleza, donde todos los desechos materiales son reutilizados por otros ciclos. Cero desperdicio significa diseñar y gestionar productos y procesos para reducir el volumen y toxicidad del desperdicio y materiales, tan cerca como sea posible de la nada, conservando y recuperando sin quemarlos o depositarlos en estaciones de disposición final.

Siguiendo con Curran, et al., algunas estrategias para lograr cero desperdicios en la industria son: 

Eco-diseño



Simbiosis industrial



Gestión de la cadena de suministro como un ciclo cerrado



Uso de nuevas tecnologías



Gestión del producto hasta su reintegración al ambiente



Evaluación del ciclo de vida del producto



Planes para sistemas de gestión ambiental

Herramientas para Implementar Simbiosis Se utilizan muchas y variadas herramientas y métodos que le permiten analizar y fomentar las interacciones e interrelaciones existentes entre los sistemas industriales y también otras que se desarrollan al interior de una sola empresa o sistema, empero en este caso se exponen las que se han adaptan a la investigación en cuestión. Entre ellas podemos mencionar: • Diagramas de flujo. Diagramas donde se expresan los procesos que tienen lugar en una empresa, entidad, región, etc. y se indican las materias primas, los residuos, emisiones y descargas, así como los materiales y energía intercambiados. • Mercado de subproductos. Consiste en la compra venta de residuos y/o subproductos entre entidades distintas. • Producción más limpia. Definida como la aplicación continua de una estrategia ambiental preventiva para aumentar la eficiencia de productos, procesos y servicios y disminuir los riesgos para el hombre y el medio ambiente (PNUMA, 2008).

Metodología

La investigación se realiza en una empresa manufacturera de giro integrada por cuatro plantas .La organización cuenta con alrededor de 330 empleados, desde administrativos hasta operarios. Como se observa el pequeño parque cuenta con cuatro plantas que son: hilatura, urdido y engomado (tejeduría), (confección) y teñido; los cuales contribuyen de cierta forma en el proceso de manufactura de toallas. La Planta de hilatura se encarga de unir el algodón y formar los hilos, de acuerdo a la necesidad del proceso será de una hebra, dos o hasta tres en cada torsión, en este espacio, se ocupa el agua para mantener la humedad del algodón. La Planta de Urdido, varios hilos se unen de manera tal que formen en cierto modo un telar tan ancho como las especificaciones indican y tan largo como la maquinaria lo permite, para que posteriormente en la parte de engomado, se les dé a éstos resistencia y un brillo peculiar. En esta parte el agua se emplea para dar calor a la goma empleada y es de dos tipos: vapor y agua caliente. Posteriormente se confeccionan las toallas con los detalles requeridos por el cliente, para este departamento, el agua funge como agente condicionador de la humedad del ambiente. La Planta de tintorería se divide en teñido y pre teñido, un lugar muy húmedo y caliente, se le atribuye la función de colorar las telas antes confeccionadas, empleando gran cantidad de agua para este proceso, su requerimiento de agua corresponde al 80% del total ministrado por la empresa y el 20% restante se divide en los demás departamentos así como cocina, sanitarios, regaderas, entre otros. Frosch y Gallopoulos (1989) proponen que es posible la reducción de residuos cuando otra empresa emplea éstos como materia prima simbiosis industrial, también llamado sinergia de productos. En el presente caso se pretende propiciar los medios con base a un análisis minucioso para la generación de un modelo que permita la reducción de consumo de agua dulce y fomentar la trata de agua de desecho para su posible uso en algún otro proceso en el cual se pudiera emplear el agua tratada, considerando que cumpla con los requerimientos para el siguiente

proceso. En la figura 2 ya se mostró la relación existente entre las partes del proceso, ello lo limitamos al área de tintorería donde se trabajará por los criterios antes mencionados; en dicha planta se cuenta con 2 depósitos de agua, éstos a su vez abastecen a las 7 máquinas situadas en dicho espacio y con las cuales se logra el objetivo de teñido, éstas requieren del vital líquido para desempeñar su función. En el proceso se aplican químicos para dar los colores establecidos a la tela, o decolorarlas según el patrón de especificación del producto tal como se muestra en la figura 3. Figura 2. Diagrama de flujo de la Planta de Teñido.

POZO PRINCIPAL

ABASTECIMIENT O

CANAL AGUA LIMPIA

CISTERNA PRINCIPAL EXTERNA

CISTERNA PRINCIPAL INTERNA

TEÑIDO

DEPÓSITO

DEPÓSITO

MAQUINA

ESTACIONES 1, 2 Y

MAQUINA

MAQUINA

MAQUINA

MAQUINA MAQUINA MAQUINA

DESAGÜE

Fuente: Elaboración propia a partir de datos de la empresa. Una vez determinado el diagrama de flujo se procede al diseño de la maquinaria, con énfasis únicamente en aquellas tuberías correspondientes a donde circula el agua

independientemente del estado en el que se encuentre éste (líquido y gaseoso), dicho diseño ayudará a una posterior definición de modelo matemático que responda a la optimización del vital líquido y englobe la participación de las variables afines al proceso (entradas, salidas, gasto, desperdicio, nivel de pureza, entre otros); para posteriormente simular en un programa avanzado, el resultado obtenido para proponer el modelo óptimo de distribución y manejo o reutilización del recurso crítico para la planta. Para el planteamiento de diseño del modelo se realiza la formulación de un modelo matemático lineal, ya que ello se refiere a que los parámetros que representan las variables de estudio llevan a una multiplicación; y se caracteriza por ser de dos niveles porque refiere a la toma de decisiones de un líder hacia los demás departamentos (considerando en este caso al líder como la planta de tintorería por representar el requerimiento de recurso crítico), siendo las plantas restantes los probables receptores del residuo ya con el tratamiento que cubra la requisición que el receptor exige para el desempeño de su proceso; no obstante se espera también una retroalimentación por parte de las demás empresas en cuanto al recurso para incurrir en una mejora continua y una negociación apropiada recordando que las partes interesadas poseen políticas propias en cuanto a la disposición del agua. (Ver figura 5).

Figura 3. Optimización en dos Niveles

Descripción del Modelo de Optimización Nomenclatura Parámetros constantes 𝑆𝑖 = Cantidad de agua disponible en la planta 𝐷𝑗 = Agua necesaria en la planta cj,in = Concentración máxima permisible de contaminantes 𝑚𝑖𝑗 = Costo unitario para el reciclaje de agua de la planta i a la planta j 𝐹𝑊 𝐿 = Límite inferior para agua dulce total consumido 𝐹𝑊 𝑈= Límite superior para agua dulce total consumido

Variables de control de líder 𝑃𝐹 = Costo unitario de agua dulce Variables de control de seguidor (control óptimo) r𝑖𝑗 =Agua que va de la planta i a la planta j F𝑗 =Agua dulce que entra a la planta j

𝑊𝑖 =Volumen de aguas residuales generados por la planta i 𝑇𝐶𝑖 = Costo total incurrido por planta que funciona como fuente y el receptor.

Cantidad de agua disponible en la planta

5000 m3

Agua necesaria en la planta

4770.97 m3

Concentración

máxima

permisible



de

Ver tablas 1 y 2

contaminantes Costo unitario para el reciclaje de agua de la planta

12.90 pesos m3

i a la planta j 4293.873 m3 Límite inferior para agua dulce total consumido Límite superior para agua dulce total consumido

5248.067 m3

Costo unitario de agua dulce

7.32 pesos m3

Volumen de aguas residuales generados por la

1= 544.5 m3

planta i

2=123.6255 m3 3=47.52 m3 4= 0 m3

Tabla 1

Tabla 2

Parámetros de agua con sedimentos para agua de

Parámetros de agua con sedimentos para la

pozo

red municipal

STS

STS