diseño de la línea de producción para la elaboración de la

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN
DISEÑO DE LA LÍNEA DE PRODUCCIÓN PARA
LA ELABORACIÓN DE LA
PRESENTACIÓN DE 155 GRAMOS
Por:
Alejandro M. Hernández E.
INFORME DE PASANTÍA
Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar
Como Requisito Parcial para Optar al Título de
Ingeniero de Producción
Sartenejas, septiembre de 2.012
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN
DISEÑO DE LA LÍNEA DE PRODUCCIÓN PARA
LA ELABORACIÓN DE LA
PRESENTACIÓN DE 155 GRAMOS
Informe de Pasantía realizado en
Corporación KODAMA, C. A. (Casabe Gourmet)
Alejandro M. Hernández E.
Realizado con la asesoría de:
Tutor Académico: Cloudet Delgado
Tutor Industrial: Valentina Espinosa
Sartenejas, septiembre de 2.012
iii
RESUMEN
El proyecto de pasantía larga que se presenta a continuación fue llevado a cabo durante
un período de veinte semanas en la Corporación Kodama, C. A., conocida comercialmente como
Casabe Gourmet. El proyecto consistió principalmente en la realización de una propuesta para el
desarrollo e implementación de una línea de producción para la elaboración uno de los
principales productos comercializados por la empresa, específicamente para la presentación de
155 gramos. Durante la realización de la propuesta se llevaron a cabo las distintas fases
planteadas por la literatura en relación al proceso de diseño. Entre los objetivos planteados estaba
realización de un análisis detallado del proceso productivo para identificar las distintas fases y
componentes del mismo, una evaluación de las posibilidades de automatización a través de la
investigación y búsqueda de procesos similares y tecnologías disponibles en el mercado, la
elaboración del diseño de la línea de producción para determinar las dimensiones y
características del espacio físico disponible para el emplazamiento de la misma, y la selección de
los materiales y equipos necesarios para el desarrollo de la línea de producción. Mediante la
automatización de los sub-procesos asociados a la producción del casabe se lograron reducir
notablemente los tiempos de las operaciones. Adicionalmente se lograron eliminar las demoras
indeseadas y acortar las distancias recorridas a lo largo del proceso, logrando con esto una
ampliación significativa la capacidad productiva de la empresa.
iv
ÍNDICE GENERAL
Introducción ……………………………………………………………………………. Página 1
CAPÍTULO 1: MARCO EMPRESARIAL ……….. ………………………...……….. Página 6
CAPÍTULO 2: FUNDAMENTOS TEÓRICOS ……………………………………….. Página 10
2.1 El Proceso de Diseño ………………………………………………………………..Página 10
2.2 Mecanismos para la generación de ideas …………………………………………... Página 16
2.3 Conceptos de importancia ………………………………………………………….. Página 18
CAPÍTULO 3: METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO DE LA LÍNEA DE PRODUCCIÓN
………………………………………………………………… ……………………….. Página 22
3.1 Establecimiento de una necesidad de automatización …………………………….. Página 23
3.2 Aceptación del problema …………………………………………........................... Página 24
3.3 Descripción del problema ………………………………………………………….. Página 24
3.3.1 Análisis de los procesos ………………………………………………………….. Página 25
3.3.2 Disponibilidad de Automatizaciones …………………………………………….. Página 35
3.4 Concepción del Sistema ……………………………………………………………. Página 42
CAPÍTULO 4: RESULTADOS Y DISCUSIÓN…….. ………………………………. Página 45
4.1 Estudio de Factibilidad …………………………………………………………….. Página 45
4.2 Formación completa del Sistema ………………………………………………….. Página 47
4.2.1 Distribución interna de la línea de producción …………………………………... Página 47
4.2.2 Conceptualización de los sub-procesos dentro de la línea de producción ……….. Página 48
4.3 Diseño de detalles y de los procesos de fabricación ……………………………….. Página 55
4.4 Fabricación y Ensayo del Prototipo ………………………………………………... Página 58
4.5 Redacción de la Lista de Materiales de Operación ………………………………… Página 59
CONCLUSIONES……………………………………………………………………… Página 61
RECOMENDACIONES …………………………………………………….………… Página 63
REFERENCIAS ………………………………………………………………………... Página 64
v
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1: Presentación de 85 gramos…………………………………………………. Página 7
Figura 1.2: Presentación de 155 gramos………………………………………………... Página 7
Figura 1.3: Presentación de 240 gramos……………………………………………...… Página 8
Figura 2.1: Esquema del proceso de diseño…………………………………………….. Página 11
Figura 2.2: Simbología de los diagramas de flujo de proceso………………………….. Página 20
Figura 3.1: Raíz de yuca a granel ………………………………………………………. Página 26
Figura 3.2: Pelado de la raíz de yuca ……………………………………………………Página 27
Figura 3.3: Lavado de la yuca pelada …………………………………………………...Página 28
Figura 3.4: Rallo electromecánico ………………………………………………………Página 29
Figura 3.5: Cernidor ……………………………………………………………………..Página 31
Figura 3.6: Budare para el tendido de la torta de casabe ……………………………….Página 32
Figura 3.7: Troquel ……………………………………………………………………...Página 33
Figura 3.8: Diagrama de flujo del proceso de elaboración del casabe…………………. Página 35
Figura 3.9: Máquina peladora…………………………………………………………... Página 37
Figura 3.10: Sinfín de la máquina peladora………………………………………….…. Página 37
Figura 3.11: Prensa neumática…………………………………………………………. Página 39
Figura 3.12: Cribadora automática……………………………………………………... Página 40
Figura 3.13: Máquina de troquelado………………………………………………..….. Página 41
Figura 3.14: Rodillo troquelador……………………………………………………..… Página 41
Figura 3.15: Esquema del sistema asociado a la producción de casabe……………...… Página 42
Figura 3.16: Descripción de los sub-procesos………………………………………….. Página 43
Figura 4.1: Distribución interna de la línea de producción…………………………….. Página 48
Figura 4.2: Mesas de corte y acondicionamiento………………………………………...Página 49
Figura 4.3: Máquina peladora…………………………………………………………... Página 50
Figura 4.4: Máquina lavadora…………………………………………………………... Página 51
Figura 4.5: Cadena de rodillos y rallo electromecánico………………………………... Página 52
Figura 4.6: Zona de prensado…………………………………………………………... Página 52
Figura 4.7: Rallo electromecánico……………………………………………………… Página 53
Figura 4.8: Flujo del material a lo largo de línea de producción………………….……. Página 55
vi
Figura 4.9: Análisis morfológico………………………………………………….……. Página 56
Figura 4.10: Prototipo de la máquina de tendido…………………………………..…... Página 58
Figura 4.11: Bastidores y budare superior del prototipo………………………….…….. Página 59
vii
INTRODUCCIÓN
El casabe es un producto derivado de la yuca brava o amarga, también conocida
como mandioca. Al ser asada a altas temperaturas en un budare o plancha, la harina de yuca
forma una especie de pan o torta crujiente comestible. Este alimento se ha consumido en la
región norte de Sudamérica desde la época pre-colombina, específicamente en las regiones de
Venezuela, Brasil y Colombia. Su mayor productor y consumidor a lo largo de los siglos han
sido las tribus indígenas de la zona como los Warao, los Yanomami y los Piaroa, pertenecientes
a los bosques tropicales pluviosos del Amazonas, región donde es muy común encontrar este
tubérculo. En la actualidad se consume en gran parte del continente americano y es exportado
hacia el Caribe y Asia principalmente. En África, a pesar de ser el primer productor de yuca a
nivel mundial y el continente con mayor índice de desnutrición y mortalidad infantil, la yuca es
utilizada principalmente para la obtención de almidón y bio-combustible a partir de la
descomposición natural del ácido cianhídrico presente en el veneno de la yuca, popularmente
conocido como yare. [6][7]
El proceso de elaboración del casabe se ha mantenido apegado a la tradición. A pesar de
los grandes avances tecnológicos y científicos de la modernidad, los grandes productores de
casabe a nivel mundial continúan llevando a cabo sus procesos de manera artesanal, con
herramientas rudimentarias y en condiciones de trabajo no favorables. A nivel internacional
Venezuela es reconocida por ser el mayor productor de este alimento. De igual manera, los
mayores avances en pro de la industrialización del casabe se han realizado en Venezuela, con
grandes aportes hechos por individuales que han recibido apoyo financiero por parte del Estado.
En mayo del presente año el Estado otorgó un crédito para financiar un proyecto para la
construcción de maquinaria empleada en el procesamiento de la yuca para la obtención de harina
y su posterior transformación en casabe como producto final. Este proyecto está siendo liderado
por el Ing. Esteban Reales, quien ha recibido varios premios a nivel nacional por su contribución
con la industria del casabe. Adicionalmente existen en Venezuela diversas empresas que
comercializan productos a base de casabe como Moran y Bimbo, mas estas no poseen un proceso
2
productivo industrializado como tal, ya que su producto es comprado a los productores
artesanales para luego ser revendido.
Existen diversos trabajos de investigación realizados en Venezuela con relación al
casabe, pero no basados en la automatización e industrialización de los procesos productivos
asociados a la elaboración del casabe. Estos estudios se basan principalmente en la relación de
costos asociados a la producción del casabe, específicamente los costos de la materia prima, el
personal obrero y del producto final. Adicionalmente estos estudios se enfocan en la relación de
masa presente a lo largo del proceso, tomando en consideración las entradas y salidas presentes
en cada uno de los sub procesos y las pérdidas generadas a lo largo de todo el proceso de
elaboración del casabe. [3][4][5]
El informe que se presenta a continuación muestra de manera clara y detallada las
actividades llevadas a cabo durante las veinte semanas de duración del proyecto de pasantía
empresarial necesario para la obtención del título de Ingeniero de Producción en la Universidad
Simón Bolívar. El proyecto fue desarrollado para la Corporación KODAMA, C.A. (Casabe
Gourmet), una empresa dedicada al re-procesamiento y empaquetado del casabe para su futura
comercialización.
Casabe Gourmet es una de las empresas líderes a nivel nacional e internacional en la
comercialización de productos relacionados con el casabe. En la actualidad, la empresa cuenta
con una instalación en la ciudad de Caracas en donde se lleva a cabo el proceso productivo de
manera completamente manual y artesanal. Esta instalación posee una capacidad productiva
reducida. El problema está en que los niveles de producción actuales están muy por debajo de los
requerimientos del mercado, por lo que la empresa se ha planteado como objetivo el desarrollo y
la futura implantación de una línea de producción automatizada que, junto con la producción
manual, ayude a alcanzar la capacidad productiva deseada, al menor costo y generando los
3
mayores beneficios posibles. De igual manera, con esto se busca ofrecer al mercado un producto
de mayor calidad a un costo accesible.
En la actualidad la empresa lleva a cabo actividades relacionadas principalmente con la
compra a los vendedores artesanales del casabe como producto terminado, para luego reprocesarlo, empaquetarlo, distribuirlo y venderlo en las grandes cadenas comerciales a nivel
nacional. Es por este motivo que la empresa presenta una limitación en su capacidad productiva,
ya que no depende exclusivamente de ella misma sino de los proveedores, quienes por distintas
circunstancias y razones como falta de personal, escasez de materia prima, precariedad de los
procesos, entre otras, no cumplen con los plazos de tiempos establecidos para la entrega del
producto. Estas ajenas e incontrolables condiciones no le permiten a la empresa satisfacer la
creciente demanda de sus principales productos en el mercado nacional, por lo que se ha visto en
la necesidad de dirigir sus esfuerzos y recursos hacia la generación de una solución que traiga
como consecuencia un aumento en su fuerza productiva. Para alcanzar este objetivo la empresa
tiene como principal alternativa el establecimiento de su propia planta o fábrica de casabe que le
permita, paralelamente con la producción artesanal de los casaberos, alcanzar los niveles de
producción deseados.
Dentro del proceso de elaboración del casabe existen distintos sub-procesos a través de
los cuales debe pasar la materia prima hasta convertirse en el producto terminado. Para gran
parte de estos sub-procesos, como el pelado, el lavado, el rayado, la cocción, entre otros, existe
tecnología disponible en el mercado para su industrialización, inclusive con distintos niveles de
automatización para cada uno de ellos. El problema presente dentro del proceso de elaboración
del casabe ocurre al momento del tendido. El tendido es el sub-proceso mediante el cual la harina
cernida es vertida y esparcida sobre el budare caliente para la cocción de la torta de casabe y su
posterior volteo para la cocción por el lado opuesto. De esta manera, la dificultad del proyecto
radica en esta parte de la línea de producción, específicamente en la concepción, diseño y
desarrollo de una máquina que automatice e industrialice este sub-proceso de tendido.
4
El objetivo general de este proyecto de pasantía es diseñar una propuesta para el
desarrollo de una línea de producción de casabe que permita industrializar con un nivel de
automatización óptimo la mayor cantidad de sub-procesos o fases dentro de los procesos
productivos asociados. Para alcanzar este objetivo se llevaron a cabo distintas fases durante el
proyecto. Durante la fase de familiarización y documentación de los procesos actuales se buscó
conocer las políticas, procedimientos y normas de la empresa, así como los productos,
proveedores, clientes, procesos y todo lo relacionado con la producción. De igual manera se
reconocieron los niveles de producción actuales para el futuro establecimiento de metas. Durante
esta fase se realizó el levantamiento de la información relacionada con los procesos productivos
de la empresa con la finalidad de identificar las entradas, las salidas y las distintas fases o subprocesos presentes durante la etapa de producción. La segunda fase del proyecto estuvo
relacionada con el análisis de factibilidad. Durante esta fase se realizó la investigación y la
búsqueda correspondiente de procesos similares y tecnologías disponibles en Venezuela y el
mundo para el desarrollo de la línea de producción. En esta fase se determinó la necesidad de
diseñar algún equipo o máquina para la automatización de algún sub-proceso. Posteriormente se
pasó a la fase de diseño de la línea de producción. Durante esta fase del proyecto de pasantía se
conceptualizó la información recopilada en la fase anterior para proponer las posibles
automatizaciones del proceso productivo para el futuro desarrollo de la línea. De igual manera se
desarrolló el diseño de la maquinaria necesaria para la implementación de la línea de producción.
En la última fase se realizó una propuesta para la adquisición de máquinas, materiales y equipos
para el desarrollo e implementación de la línea de producción.
Para alcanzar de manera efectiva el objetivo general planteado para este proyecto de
pasantía es necesario abarcar varios objetivos específicos. Dentro de estos objetivos específicos
se encuentran:

Revisar los datos, políticas, procesos, procedimientos, controles de calidad y normas
de higiene dentro de la empresa.

Observar el proceso productivo y realizar el levantamiento de la información y datos
necesarios para su futuro estudio.

Identificar de las distintas entradas, salidas y fases de los procesos asociados a la
elaboración del casabe.
5

Evaluar los equipos, maquinarias y espacios disponibles para llevar a cabo el
proyecto de automatización e industrialización del proceso productivo.

Realizar las pruebas necesarias para determinar la factibilidad en la industrialización
del proceso productivo.

Elaborar el diseño de la propuesta para la línea de producción, tomando en cuenta los
requerimientos del proceso y del producto, como los estándares de calidad, el espacio
físico disponible y las tecnologías y equipos existentes.
En el informe que se presenta a continuación se describirán las distintas actividades y
fases ejecutadas durante el proyecto de pasantía empresarial, comenzando con una breve reseña
de la empresa en donde se conocerá un poco sobre su historia, sus productos y las actividades
llevadas a cabo por la misma. En el capítulo dos se explicarán en el marco teórico ciertos
conceptos de interés para el mejor entendimiento del proyecto, como las fases del proceso de
diseño, ciertos mecanismos para la generación de ideas y los conceptos relacionados con los
sistemas y los diagramas de flujo de proceso para la operación. Más adelante en el capítulo tres
se analizará en detalle la metodología empleada para la realización del diseño de la línea de
producción, pasando por cada una de las fases ejecutadas durante el proyecto. En este capítulo se
describirán los procesos asociados a la elaboración del casabe, además de analizar la
disponibilidad para la automatización de los distintos sub-procesos y se hará una concepción de
la línea de producción. En el capítulo cuatro se presentan los resultados obtenidos a través del
estudio de factibilidad y los experimentos llevados a cabo; en éste sentido se conceptualizarán
los sub-procesos y la distribución interna dentro de la línea de producción. Adicionalmente, en
este capítulo se explicará el diseño y la fabricación del prototipo propuesto para la
automatización de uno de los sub-procesos dentro de la línea de producción. El informe
culminará con las conclusiones obtenidas y las recomendaciones propuestas para la empresa.
.
6
CAPÍTULO 1
MARCO EMPRESARIAL
Casabe Gourmet es la empresa líder en el re-procesamiento y la comercialización
del casabe a nivel nacional. Con más de 10 años de experiencia incursionando en el mercado
nacional, la empresa ha ofrecido a los consumidores venezolanos un producto de excelente
calidad, variedad y sabor único en su nicho. Distintas propiedades nutritivas como ser un
alimento cien por ciento libre de grasa, gluten y colesterol, y poseer un alto contenido de fibra le
añaden valor agregado al producto que la empresa ofrece a todos sus consumidores en el
mercado. Un alimento tradicional, a un costo accesible y con una agradable y práctica
presentación han convertido a los productos de Casabe Gourmet en los preferidos por los
paladares de las familias venezolanas.
El portafolio de productos que ofrece la empresa para sus consumidores está conformado
principalmente por tres presentaciones: una de 85 gramos, otra de 155 gramos, y una última
presentación de 240 gramos. La presentación de 85 gramos, también conocida como “casabitos”,
consta de 30 unidades de aproximadamente 4 centímetros de diámetro cada una empacadas en
bolsas plásticas selladas con calor. Esta presentación se produce en tres sabores diferentes:
natural, queso parmesano, y ajo y cebolla. La imagen 1.1 muestra una foto de esta presentación:
7
Figura 1.1: Presentación de 85 gramos.
Por su parte la presentación de 155 gramos, también conocida como “tubos”, trae 30
casabes de aproximadamente 7 centímetros de diámetro cada uno. Los casabes vienen contenidos
en bolsas pláticas selladas con calor y presentados en latas de cartón duro selladas con su precinto
de seguridad correspondiente, lo que garantiza la calidad del producto. Natural, aceite de oliva y
queso parmesano, y aceite de oliva y perejil son los tres sabores en los cuales se encuentra
disponible esta presentación en el mercado. A continuación se muestra una imagen de esta
presentación en la figura 1.2:
Figura 1.2: Presentación de 155 gramos
8
La tercera presentación que Casabe Gourmet ofrece a sus consumidores en el mercado es
la de 240 gramos. Esta presentación consta de una torta de aproximadamente 60 centímetros de
diámetro que es cortada en 4 partes iguales para ser empacada al vacío y luego ser exhibida en los
distintos anaqueles de los establecimientos de venta con su etiqueta distintiva de la marca. Esta
presentación solo viene en sabor natural. La figura 1.3 muestra una imagen de esta presentación:
Figura 1.3: Presentación de 240 gramos.
Para llevar a cabo sus actividades la empresa cuenta con dos establecimientos, uno de
ellos ubicado en la ciudad de Maracay y la sede principal ubicada en la ciudad de Caracas. Ésta
última se localiza específicamente en la urbanización Bello Monte de Caracas, en la Calle
Orinoco, Quinta. Agripina Local #4, Municipio Libertador. En este establecimiento quedan
ubicadas las oficinas de la empresa, además de servir de almacén para el producto terminado y
para los insumos requeridos por el proceso. En la actualidad las actividades relacionadas con el
re-procesamiento y empacado del producto se desarrollan paralelamente en ambos
establecimientos, tanto en Caracas como en Maracay, a pesar de que a futuro se desea que el
recinto de Caracas sea utilizado netamente como centro de oficinas y almacén y trasladar toda la
producción al establecimiento ubicado en Maracay, o en su defecto a una nueva instalación
destinada exclusivamente para la producción.
9
Las actividades llevadas a cabo por parte de la empresa pasan principalmente por la
procura del producto, el re-procesamiento del mismo, para su futura comercialización,
distribución y venta a los compradores. La nómina de la empresa cuenta con un total de 26
empleados entre personal propio y personal contratado que trabajan en horario corrido de lunes a
jueves de 7:00 a.m. a 12:00 p.m. y de 1:00 p.m. a 5:00 p.m., y los viernes hasta las 4:00 p.m.
Por un lado, la gerencia está conformada por seis miembros, incluidos la presidenta, la
gerente general, la gerente administrativo, la gerente de ventas, la gerente de comunicación e
imagen y el gerente de operaciones. Por otra parte, el personal obrero está conformado por diez
empleados, siete que operan en Caracas y tres que lo hacen en Maracay. Adicional a este personal
la empresa cuenta con dos transportistas, cada uno de ellos con su respectivo ayudante de
despacho, encargados de la distribución del producto en el área metropolitana. Para la
distribución y comercialización en otras ciudades fuera del área metropolitana la empresa subcontrata dos transportistas adicionales y un personal de ventas de cuatro empleados.
10
CAPÍTULO 2
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
El siguiente capítulo describe la metodología de diseño empleada durante el
proyecto de pasantía empresarial para el diseño y desarrollo de la línea de producción para la
presentación de 155 gramos. Según lo propuesto en su libro Diseño para Nuestra Realidad, el
autor Rodolfo Milani propone una serie de etapas o fases que deben llevarse a cabo en cualquier
proceso de diseño. En ese sentido, la metodología que se explica a continuación y que fue
empleada para la realización del proyecto fue basada en literatura mencionada anteriormente. A
continuación se describirá la metodología sobre la cual se hace mención.
2.1 El Proceso de Diseño
El proceso de diseño es una metodología que consiste en una serie de etapas o fases que
todo diseñador debe cumplir para poder crear una solución particular y efectiva a una necesidad
humana que de alguna manera necesita ser resuelta. Dentro de este proceso de diseño existen
etapas que prelan el cumplimiento de la etapa sub-siguiente, por lo que es importante no
comenzar una fase sin haber alcanzado los objetivos de la fase anterior. De manera esquemática,
el proceso de diseño puede ser interpretado o resumido mediante el siguiente diagrama de flujo:
11
Figura 2.1: Esquema del proceso de diseño [1]
En el diagrama anterior se pueden observar las diez etapas o fases que conforman el
proceso de diseño. Como lo indica el sentido de las flechas, al finalizar una fase se debe avanzar
hacia la fase que le sigue inmediatamente a continuación, hasta completar todas y cada una de las
etapas involucradas. A continuación se explicará con detalle en qué consisten cada una de estas
fases.
1) Establecimiento de una necesidad
El proceso de diseño comienza cuando se presenta una necesidad humana que debe ser
resuelta. Al no haber una solución existente a ese problema, el diseñador debe definir de manera
clara y concisa cuál es la necesidad que se busca satisfacer para facilitar la investigación y la
identificación de soluciones factibles a su problema.
Existen distintos tipos de necesidades de acuerdo a los valores propios y culturales de las
personas. Además, el establecimiento de una necesidad se ve influenciado por las distintas
prioridades que se tienen como individuos y como sociedad. Por este motivo es importante tomar
12
en consideración los distintos aspectos económicos, ambientales, sociológicos, tecnológicos,
políticos y culturales al momento de establecer la necesidad dentro del proceso de diseño. En la
mayoría de los casos el establecimiento de la necesidad dentro del proceso de diseño se presenta
por parte de las empresas, quienes se ven obligadas a encontrar una solución a su problema
mediante la contratación o sub-contratación de un diseñador. Al satisfacer sus necesidades
industriales las empresas buscan de igual manera incentivar el diseño a nivel nacional, “y todo
esfuerzo en ese campo es bienvenido, estimulante y beneficioso para la economía del país porque
genera empleo, ahorra divisas así como ayuda a crear… una personalidad tecnológica propia.”
(Ver pág. 19-22 en la referencia [1]).
2) Aceptación del problema
Esta fase del proceso de diseño consiste en asumir la responsabilidad del problema como
si fuera de uno mismo, siempre tomando en consideración si se dispone del tiempo, la habilidad,
la energía, los recursos, las ganas de solucionarlo y si va en pro de los valores profesionales
personales. Si no se alcanza el punto donde el problema se vuelva propio, habrá que abandonar el
proyecto. [1]
3) Descripción del problema
Para generar ideas que sean de ayuda es necesario que el problema este definido y descrito
de manera clara. Una vez alcanzado esto se pueden atacar los objetivos específicos del problema
para encontrar soluciones de forma productiva y directa. En esta fase del proceso de distinguen
dos sub-fases: análisis del problema y especificación de diseño. El objetivo del análisis del
problema es obtener la mayor cantidad de conocimientos acerca del mismo; observar las
interrelaciones entre el problema y el contexto, recopilar la información necesaria, consultar a los
expertos en el área, analizar las soluciones a problemas similares en el pasado o en otros países,
etc. En las especificaciones de diseño “se trata de hacer una descripción concisa tanto
13
cualitativa como cuantitativa de la comprensión que se tiene del problema… y una descripción
de las características (especificaciones), alcance y limitaciones que el sistema a diseñar debe
tener.” (Ver pág. 24 en la referencia [1])
4) Concepción del sistema
Durante la fase de concepción se requiere de mucha creatividad, ya que lo que se busca es
generar la mayor cantidad de alternativas posibles para solucionar el problema descrito y
caracterizado en la fase anterior. “Es necesario tener siempre presente la factibilidad de las
soluciones propuestas”, ya que muchas de las ideas que surgen durante esta fase en
oportunidades son fantasiosas, irrealizables o simplemente escapan al presupuesto con el que se
cuenta. En un principio el sistema es concebido como un todo, y en fases posteriores se pasa al
diseño de los detalles. Al concluir esta fase se debe contar con un esquema de conjunto del
sistema a diseñar o con un modelo tridimensional del mismo, así como las especificaciones de los
sub-sistemas presentes dentro del sistema. (Ver pág. 24-25 en la referencia [1])
5) Estudio de factibilidad
Esta fase del proceso de diseño se refiere simplemente a la decisión que se toma en cuanto
a la continuación o no del proyecto. A partir de las fases siguientes los costos del proyecto
subirán notablemente, por lo que será necesario tomar una decisión en cuanto a si asumir los
nuevos costos asociados al proyecto como investigación, construcción y ensayo de prototipos,
diseño de los procesos de fabricación del mismo, entre otros, o si retirarse del proyecto. Dentro
del estudio de factibilidad es necesario analizar la factibilidad técnica relacionada con los
componentes del sistema y la factibilidad económica relacionada con la disponibilidad de la
materia prima y los componentes, así como con la relación costo-beneficio del proyecto. Se
recomienda que el estudio de factibilidad de todo proyecto sea realizado por personas ajenas al
14
mismo, ya que éstas tendrán una visión más objetiva de la situación y podrán observar nuevas
implicaciones tanto positivas como negativas del proyecto. [1]
6) Formación completa del sistema
Durante esta fase del proceso de diseño se conceptualiza el sistema como un todo,
descomponiéndolo en cada uno de sus distintos sub-sistemas para analizar los puntos críticos que
puedan impedir la continuidad del proyecto. Además, es necesario determinar qué funciones
requieren de ensayos para cumplir con las especificaciones requeridas por el producto y para el
desarrollo de modelos o prototipos si así se requiere. [1]
7) Diseño de detalles y de los procesos de fabricación
A lo largo de las fases anteriores la imaginación y las ideas jugaban un papel fundamental
para el desarrollo del proyecto; a partir de esta fase en adelante “la libertad de diseño es mucho
menor pero la profundidad del conocimiento requerido es mayor”, puesto que ahora se requiere
de personas con experiencia y conocimientos especializados para llevar a cabo la fase de diseño y
posterior fabricación. No es necesario que todos los elementos de nuestro sistema sean diseñados
y fabricados, simplemente hay que buscar en el mercado elementos disponibles para
incorporarlos al diseño del sistema. En Venezuela sucede en muchas oportunidades que el
sistema debe ser desarrollado en períodos cortos de tiempo y no para ser producido en serie; en
estos casos es necesario que la construcción sea fácil, rápida y práctica, por lo que se trata de
utilizar elementos estándar. Por lo general para reducir los costos del proyecto no se desarrolla el
sistema como un prototipo, sino que se construye la máquina definitiva de una vez para darle su
uso específico luego de las pruebas. Es importante a la hora de diseñar tomar en cuenta los
procesos de fabricación y los materiales necesarios para construir los distintos elementos del
sistema, ya que éstos determinarán la factibilidad de llevar a cabo el proyecto. (Ver pág. 27-28 en
la referencia [1])
15
8) Fabricación y ensayo del prototipo
Una vez alcanzada esta fase del proyecto se procede a construir el prototipo como tal, con
las materiales y procesos de fabricación que más se acoplen a las necesidades del sistema. Para
una fabricación en serie del sistema se requerirán procesos de fabricación más automatizados que
para el desarrollo de una solo sistema. Una vez construido el prototipo se procede a realizar las
pruebas necesarias para determinar si el resultado obtenido cumple con las especificaciones
establecidas en las fases anteriores. De ser así, se buscan las fallas del sistema para corregirlas y
re-diseñarlas si es necesario, se mejora la apariencia externa del prototipo y se estudia la interfaz
hombre-máquina (señalización y mando) del sistema. [1]
9) Evaluación final
“Una vez ensayado y ajustado el prototipo se hace la evaluación completa del mismo
antes de proceder a la fabricación en serie puesto que esto implica la construcción de una
cantidad de implementos, herramientas, utillajes y moldes que suelen ser muy costosos”. (Ver
pág. 29 en la referencia [1])
10) Redacción de material para operación y mantenimiento
“Incluye los manuales de montaje, operación, mantenimiento preventivo y guía de
reparaciones, redactados en forma tal que puedan ser entendidos por personas totalmente ajenas
al proceso de diseño”. (Ver pág. 29 en la referencia [1])
16
¿Cómo comenzar a diseñar?
Para todo diseñador que se está adentrando en el mundo laboral es necesario comenzar a
ganar experiencia con diseños sencillos y sin muchas variables involucradas ni muchas
complicaciones de cálculo. El diseñador novato no debe conformarse con el diseño sino más bien
construir el prototipo, ya que si resulta funcional levantará su estado de ánimo. Es necesario
seguir paso a paso todas las fases del proceso de diseño, además de acumular todo el trabajo y el
material realizado como dibujos, esquemas, modelos a escala, etc. También es importante
empezar a familiarizarse con el manejo del espacio, las dimensiones y los materiales y así
adquirir cierto dominio en estos aspectos para futuros proyectos. Al diseñar es recomendable
dibujar a mano alzada, a escala natural y sin tomar mucho en consideración la calidad de los
bocetos o modelos, pensando siempre que los dibujos y maquetas que se van a realizar serán para
ayudar al diseñador a pensar y no a comunicar una idea. Por último, a la hora de diseñar es
necesario aplicar los diferentes métodos de diseño conocidos, ya que se ha comprobado que son
de mucha utilidad y ayuda para facilitar este proceso. [1]
2.2 Mecanismos para la generación de ideas
Dentro de todo proceso de diseño es necesario pasar a través de una etapa de concepción
del sistema. Durante esta fase es necesario canalizar de la manera más estructurada posible toda
la información recopilada durante las fases previas, de manera que se puedan generar la mayor
cantidad y diversidad de soluciones posibles a la necesidad que se presenta. Para alcanzar este
objetivo existen distintas herramientas o mecanismos empleados para la generación de ideas
como la inversión, la analogía, el análisis morfológico y la tormenta de ideas, entre otros. A
continuación se describen brevemente algunos de estos mecanismos para la generación de ideas:
17
 Inversión
El método de inversión consiste básicamente en tomar el problema y darle la
vuelta para transformarlo en una posible solución. Es, sencillamente como la literatura lo
refiere, invertir el problema. [1]
 Analogía
Consiste en buscar una analogía entre problema presente y algo conocido. Estas
analogías pueden ser relativas a la naturaleza, a otras áreas de la técnica, a otras ramas de
las ciencias, a la literatura, entre otras. Las analogías más directas son aquellas que se
refieren a otras máquinas o tecnologías con mecanismos y elementos similares a los que
fueron diseñados. [1]
 Empatía
Consiste en identificarse o ponerse en lugar de una pieza o parte del sistema que se
está diseñando. De esta manera se puede observar de manera clara la funcionalidad que
ésta debe tener, el espacio que ocupará y su interrelación con las otras partes del sistema.
[1]
 Análisis morfológico
Este método muy utilizado en el proceso de diseño consiste en determinar los
parámetros o funciones a desempeñar por el sistema para luego buscar la mayor cantidad
de alternativas posibles para cada parámetro o para llevar a cabo cada función. La
combinación de cada alternativa para cada parámetro o función dará como resultado una
gran diversidad de posibles soluciones al problema que se debe resolver. Dibujo de un
ejemplo. [1]
18
2.3 Conceptos de importancia
¿Qué es un Sistema?
Cuando se hace mención a un sistema no se refiere más que a “una combinación de cierto
número de partes discretas que operan conjuntamente para cumplir un propósito determinado”.
En los sistemas de flujo existe un elemento llamado fluido de trabajo que pasa a través del
sistema, y que es generado por ciertas acciones llamadas entradas, adicionales a las acciones
externas también llamadas factores ambientales. A través de los terminales de salida el fluido de
trabajo es enviado al exterior del sistema, creando un efecto llamado salida del sistema. (Ver pág.
65 en la referencia [1])
Para lograr un mejor entendimiento del sistema como un todo es conveniente en muchas
oportunidades dividirlo en sub-sistemas. De esta manera se pueden claramente observar las
interrelaciones funcionales y espaciales entre las distintas partes del sistema. [1]
Especificaciones de diseño
Las especificaciones de diseño del sistema se refieren a una “lista exhaustiva de todas las
características, limitaciones, entradas, salidas y factores ambientales del sistema”. Esta lista es
característica de cada diseño, y la información en ella contenida debe ser clara, específica y
suficiente para llevar a cabo la etapa de fabricación del sistema. (Ver pág. 69 en la referencia [1])
En el caso específico de los sistemas de flujo, las especificaciones de diseño deben incluir
una descripción de las entradas, las salidas y los factores ambientales. Para dar una buena
descripción acerca de las entradas o salidas de un sistema es necesario incluir el rango dentro del
19
cual puede variar esa entrada o salida. “Mientras más amplio sea el rango e variación de las
entradas y más estrecho el rango de variación de las salidas, el sistema tiende a complicarse…
mientras más estrecho sea el rango de variación de las entradas y más amplio el rango de
variación de las salidas, el sistema tiende a simplificarse”. (Ver pág. 70 en la referencia [1])
Para las entradas del sistema se hace difícil determinar un rango de variación para el
fluido de trabajo. En la mayoría de los casos las entradas consisten en materia prima proveniente
de la naturaleza o sub-productos de otros procesos, por lo que se dificulta tener un control sobre
las características y especificaciones de ellas. A la hora de considerar los rangos de variación
permisibles para las salidas es necesario considerar que éstas pueden ser a su vez las entradas
para otros procesos; adicionalmente se puede considerar que la salida definitiva de un sistema
también tiene requerimientos y especificaciones de distintas naturalezas (gubernamentales,
ambientales, sanitarias, etc.) que determinarán el tamaño del rango de variación para la misma.
[1]
De igual manera, una descripción detallada de los factores ambientales y de los efectos
que el sistema ocasionará en el ambiente debe ser expuesta en las especificaciones de diseño de
todo sistema. [1]
Diagramas de Flujo de Proceso para la Operación
Un concepto importante relacionado con el análisis de los procesos productivos y con el
manejo de materiales, y que es de interés para la comprensión de este informe, es el concepto de
los diagramas de curso o flujo de proceso para la operación. Esta herramienta se aplica
principalmente a los procedimientos relacionados con un componente en específico o a una
sucesión de trabajos en particular para completar un producto. Este diagrama de flujo es de
utilidad cuando se quieren poner de manifiesto los costos ocultos dentro de un proceso
productivo, como pueden llegar a ser las distancias recorridas, los retrasos y los almacenamientos
20
temporales. Todos estos costos ocultos se ven reflejados como períodos no productivos para la
línea, y su disminución debe ser un objetivo primordial para la empresa. [2]
Para la elaboración de los diagramas de flujo de proceso es importante estar familiarizado
con la simbología correspondiente a este tipo de diagramas. Diversos símbolos son empleados
para denotar las distintas etapas del proceso productivo. En primer lugar, se emplea un círculo
para denotar una operación; una operación ocurre cuando el producto o pieza en estudio es
transformado intencionalmente desde su estado inicial. Existen diversos tipos de operaciones,
como por ejemplo las operaciones manuales, directamente relacionadas con la mano de obra, y
las operaciones administrativas o de papeleo. En segundo lugar, se emplea un cuadrado para
denotar las inspecciones; éstas tienen lugar cuando la parte o el producto son sometidos a un
examen visual o digital para determinar si está conforme a las normas o estándares de calidad.
Para denotar el transporte o traslado del producto de un lugar a otro, siempre y cuando no forme
parte del curso normal de una operación o inspección, se utiliza una flecha. Un símbolo en forma
de una D mayúscula denota un retraso o demora; una demora ocurre cuando la parte o el producto
no puede ser procesado en la siguiente estación de trabajo que le corresponde. Por otra parte, el
almacenamiento del producto se denota con un triángulo equilátero apoyado sobre un vértice. Por
último, se emplea un rectángulo con uno de sus lados menores en forma de flecha y el otro de sus
lados menores en forma de semicircunferencia para denotar cierto manejo de materiales, como
por ejemplo movilizar el producto en cajas, bandejas o carretilla. [2]
La figura 2.2 muestra la simbología empleada en este tipo de diagramas:
Figura 2.2: Simbología de los diagramas de flujo de proceso [2]
21
En análisis de estos diagramas es importante para lograr la optimización del proceso
productivo, ya que permite observar y detallar las distancias recorridas durante todo el proceso, y
los tiempos muertos perdidos en las distintas demoras a lo largo del sistema. Esto ayuda al
analista a disminuir al máximo, y hasta eliminar, estos indeseables costos ocultos presentes en la
mayoría de los procesos productivos. Los aspectos más importantes que hay que tomar en
consideración para el análisis de los diagramas de flujo de proceso son el manejo de materiales, la
distribución del equipo en planta, los tiempos de retraso o demora y, por último, los tiempos de
almacenamiento. Una vez tomados en cuenta estos aspectos, los objetivos del analista pasan por
mejorar el tiempo de cada operación, inspección, retraso y almacenamiento, y por reducir los
movimientos y distancias recorridas del producto a lo largo del proceso. [2]
22
CAPÍTULO 3
METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO
DE LA LÍNEA DE PRODUCCIÓN
Para el diseño y desarrollo de la línea de producción de la presentación de 155 gramos se
trabajó de acuerdo a lo establecido en la metodología del proceso de diseño, cumpliendo con lo
estipulado en cada una de sus distintas fases o etapas. Partiendo desde el establecimiento de la
necesidad y la aceptación del problema, pasando por la descripción del problema, la concepción
del sistema con su respectivo estudio de factibilidad, el diseño de detalles y de los procesos de
fabricación, hasta llegar al desarrollo y fabricación del prototipo, incluyendo una lista de los
materiales empleados y seleccionados para el mismo, una a una fueron ejecutadas las etapas del
proceso de diseño.
En este capítulo se describe de manera clara y detallada los aspectos más importantes y las
actividades llevadas a cabo en cada una de las etapas del proceso de diseño para la línea de
producción de la presentación de 155 gramos.
23
3.1 Establecimiento de una necesidad de automatización
Dentro de todo proceso de diseño es necesario que surja una necesidad o un problema que
debe ser resuelto. Con la difícil situación económica y laboral que se vive en el país, acompañada
de una creciente demanda a nivel nacional e internacional por su producto, la empresa se ha visto
en la necesidad de buscar mecanismos que le permitan aumentar de manera significativa sus
niveles de producción. En la actualidad, la cadena de suministros de la empresa está conformada
principalmente por dos tipos de proveedores: quienes suministran el material necesario para el
empaquetado del casabe y quienes proveen el casabe como tal. Estos últimos presentan en
numerosas oportunidades dificultades para cumplir con las órdenes de pedido que la empresa les
emite, retrasando así todas las demás actividades llevadas a cabo por la misma como el
empaquetado, la distribución y la comercialización del producto final. Para evitar estos altercados
ajenos a su voluntad y cuya solución escapa de sus manos, la empresa se ha propuesto en un
mediano plazo producir su propio casabe.
De igual manera se está buscando ofrecer a los consumidores un producto de mejor
calidad y a un costo accesible. Para esto la empresa busca generar un nivel de estandarización en
su producto final que permita mejorar así ciertas características de la presentación de 155 gramos
específicamente. Aspectos importantes considerados por el consumidor al momento de comprar
el producto como el sabor, la apariencia y la contextura del casabe deben ser normalizados para
garantizar la calidad del producto, razón por la cual la automatización de ciertos sub-procesos
surge como una necesidad de primer orden para la empresa.
Adicionalmente surge la necesidad de mejorar las riesgosas y precarias condiciones en las
que día a día decenas de trabajadores laboran para que las familias venezolanas tengan su
tradicional casabe en la mesa. Con la implementación de las automatizaciones necesarias y
tomando las medidas de seguridad correspondientes se estarían creando nuevos empleos directos
en condiciones laborales aptas y seguras para los empleados, generando así un significativo
aporte con la industria del casabe a nivel regional y nacional.
24
3.2 Aceptación del problema
Una vez establecida la necesidad para la empresa, dentro del proceso de diseño de la línea
de producción es importante asumir la responsabilidad de que existe un problema y apropiarse de
él como si fuera uno propio. De esta manera se facilitaría el encontrarle una solución posible y
económicamente factible al problema que se tiene. Es en esta fase donde se decide acerca de la
continuidad del proyecto, ya que tanto empresa como pasante deben determinar si disponen del
tiempo, de las habilidades y de los recursos necesarios para llevar a cabo la implementación de
las automatizaciones en el diseño de la línea de producción. En este sentido la empresa ha estado
realizando la investigación de mercado correspondiente para evaluar sus posibilidades de
automatización, comparando sus procesos con otros similares a nivel mundial y llegando a la
conclusión de que existe cierta posibilidad de implantar tecnologías disponibles a nivel nacional e
internacional para el desarrollo de una línea de producción para el casabe. Es así como la empresa
está dispuesta a apoyar económica y laboralmente al desarrollo del proyecto de diseño de la línea
de producción para su presentación de 155 gramos.
3.3 Descripción del problema
La siguiente etapa dentro del proceso de diseño para la línea de producción de la
presentación de 155 gramos es generar una descripción detallada del problema y de las
especificaciones que el sistema a desarrollar debe cumplir. Para esta fase del proyecto de pasantía
se realizó la búsqueda y recopilación de toda la información necesaria para familiarizarse con los
procesos asociados a la producción del casabe.
25
3.3.1 Análisis de los procesos
En primer lugar, se realizó una minuciosa búsqueda a través de la red de toda la
información relacionada con el casabe, desde sus orígenes e historia hasta los principales
productores y consumidores a nivel nacional e internacional. De igual manera durante esta etapa
del proyecto de pasantía se realizaron varios viajes a la ciudad de Valencia, específicamente al
pueblo de El Rincón, lugar donde actualmente se llevan a cabo los procesos asociados a la
producción del casabe. En estas visitas se pudo observar con detalle cada una de las fases o subprocesos a través de los cuales pasa la materia prima hasta la obtención del producto final. Todas
las actividades relacionadas con la producción de la presentación de 155 gramos fueron
monitoreadas y analizadas en detalle para la futura concepción y desarrollo de la línea de
producción. Las distintas fases del proceso productivo serán descritas detalladamente a
continuación, desde la llegada de la yuca en sacos, pasando por el pelado y lavado de la misma, el
proceso de rallado y exprimido, el cernido, el tendido y cocción de la torta, el troquelado y
secado de la misma, hasta el embalado de las tortas de casabe en las cajas para su posterior
empaquetado.
Recepción de la materia prima
El proceso de producción del casabe comienza con la obtención de la materia prima
necesaria para su elaboración. La yuca amarga recibida proviene de distintas regiones del país,
principalmente de la región centro-oriental, específicamente de los estados Monagas y Barinas.
Por este motivo, además de por las mismas propiedades intrínsecas de la yuca, no se tiene una
uniformidad dentro de la materia prima requerida por el proceso. Ciertas características físicas de
la yuca como el tamaño, la forma y el grosor varían notablemente dentro de un mismo lote, lo
que dificulta la estandarización de los sub-procesos siguientes a la procura de la materia prima.
La yuca es recibida en sacos de aproximadamente sesenta kilogramos cada uno que son llevados
por medio de transporte terrestre directamente desde las zonas de cosecha hasta las casaberas,
donde será almacenada para luego ser empleada para la producción del casabe.
26
La figura 3.1 muestra una imagen de la raíz de yuca que es recibida en los sacos de
poliuretano con distintas formas y tamaños:
Figura 3.1: Raíz de yuca a granel
Pelado de la yuca
Posterior a la recepción, los sacos de yuca son llevados al área de pelado. Durante esta
fase del proceso los peladores se sientan en una silla con el saco de yuca en frente, se colocan un
guante y un protector sobre el muslo para evitar cortaduras y con un cuchillo comienzan el
proceso de pelado. Comienzan tomando la yuca con la mano descubierta y cortando ambas
puntas con el cuchillo que llevan en la mano del guante; en ocasiones la yuca debe ser picada por
la mitad debido a su gran tamaño. Luego la apoyan sobre el protector del muslo y comienzan a
raspar la yuca de arriba abajo hasta quitarle toda la corteza. La figura 3.2 muestra a los obreros
realizando la operación del pelado de la raíz de yuca:
27
Figura 3.2: Pelado de la raíz de yuca
La corteza es guardada para su posterior utilización como alimento para el ganado y otros
animales. Una vez pelada, la yuca es colocada en sacos hasta terminar el proceso de pelado. Un
pelador se toma una hora aproximadamente en terminar un saco de yuca, lo que equivale a una
rata productiva de pelado de sesenta kilogramos por hora aproximadamente. Al final de este
proceso se tienen los sacos de yuca sin corteza listos para la siguiente fase del proceso
productivo.
Lavado de la yuca pelada
Una vez pelada, la yuca debe ser lavada para su futuro uso. Los sacos de yuca pelada son
vaciados en recipientes plásticos o palanganas con agua. La yuca es remojada dentro de las
palanganas para remover cualquier tipo de suciedad que pueda estar presente y que altere la
calidad del producto final. Adicional al lavado, la yuca debe ser remojada para garantizar que
todo rastro de corteza que haya quedado en la yuca luego del proceso de pelado haya sido
eliminado por completo. Además, el proceso de lavado facilita las condiciones para la siguiente
fase del proceso al ablandar la textura de la yuca. La figura 3.3 muestra el proceso de lavado:
28
Figura 3.3: Lavado de la yuca pelada
Rallado de la yuca
La yuca blanda y limpia luego pasa por una etapa de rallado. Esta parte del proceso es la
que posee el nivel de automatización más alto, ya que se utiliza un rallo electromecánico para
realizar la función deseada. Este rallo es de fabricación casera y consiste fundamentalmente de un
cilindro de acero inoxidable con una superficie perforada por pequeños agujeros que conforman
la superficie ralladora. Una correa acoplada a un pequeño motor hace girar el cilindro rallador a
varias revoluciones por minuto mientras el operador empuja la yuca hacia el cilindro para ser
rallada.
La imagen que se muestra a continuación en la figura 3.4 corresponde a un rallo
electromecánico de construcción artesanal empleado para el rallado de la yuca pelada:
29
Figura 3.4: Rallo electromecánico
Es importante destacar que durante esta fase del proceso no se toman en consideración los
riesgos laborales asociados a la manipulación de maquinaria con piezas rotativas, ya que el
operador no utiliza ningún equipo de protección personal como guantes anti-cortes, lentes u otros
equipos. El resultado de este proceso de rallado es una harina de yuca pastosa con un alto grado
de humedad y toxicidad.
Prensado de la harina de yuca
El siguiente paso para la elaboración del casabe es el exprimido de la harina de yuca. La
harina resultante del rallado de la yuca contiene un elevado contenido de agua, la cual debe ser
eliminada para obtener la consistencia deseada en la harina para su futura cocción. Adicional al
agua, esta harina rallada contiene una gran cantidad de yare que debe ser eliminado; el yare es
una sustancia venenosa a base de ácido cianhídrico contenida en ciertos tubérculos como la yuca
amarga. El proceso de exprimido comienza tomando la harina rallada y colocándola en sacos de
poliuretano.
Una vez colocada la harina dentro de los sacos, estos son colocados en una estructura de
construcción artesanal y rudimentaria diseñada específicamente para el exprimido de la harina de
yuca. Ahí los sacos son apilados en una torre hasta alcanzar la altura deseada en la estructura.
30
Luego se coloca una placa de hierro forjado encima de la torre de sacos y una serie de cubos de
madera dura encima de la placa. Alcanzada la altura deseada, se coloca un gato hidráulico encima
de los cubos de madera hasta encajar debajo de la estructura.
Una vez dispuestos los sacos y el gato hidráulico en su posición, el operador procede a
bombear el gato mediante una palanca; el gato ejerce la presión sobre los cubos de madera y éstos
a su vez sobre la placa de hierro, comprimiendo así los sacos hacia abajo y exprimiendo el
líquido presente en la harina de yuca. El agua y el veneno extraídos son llevados a un depósito
subterráneo mediante un sistema de tuberías para su futura disposición. Este largo proceso puede
tomarse hasta una hora para exprimir tan solo aproximadamente sesenta kilogramos de harina de
yuca rallada, además del gran esfuerzo que debe emplear el operador durante todo el proceso.
Por último cuando el operador observa que ya no escurre ningún líquido de los sacos, éste
quita la presión del gato hidráulico y remueve los cubos de madera y la placa de hierro para
liberar los sacos de harina de yuca rallada ya exprimida. El resultado de este sub-proceso es una
harina de yuca compacta, con un bajo grado de humedad y libre de toxicidad.
Rallado de la harina de yuca exprimida
Luego de ser exprimida y una vez alcanzada la consistencia deseada en la harina de yuca,
ésta debe ser pasada nuevamente por el rallo electromecánico. Durante el proceso de exprimido la
harina queda como una masa compactada, lo que obliga a tener que pasarla por el rallo para
obtener la consistencia en la harina que se requiere para la cocción del casabe. Los sacos de
harina exprimida son vaciados en el rallo; la harina compactada es rallada hasta obtener una
harina más fina, con menor grado de humedad y sin veneno.
31
Cernido de la harina de yuca
Para alcanzar la granulometría deseada, la harina de yuca rallada es pasada por una
especie de tamiz o colador artesanal que desborona los grumos de harina en pequeños granos. El
operador coloca la harina de yuca sobre el tamiz y la restriega sobre él hasta que la harina alcanza
el tamaño de grano deseado. La harina de yuca cernida cae en un recipiente grande de plástico y
está lista para ser utilizada en la elaboración del casabe. La figura 3.5 muestra una imagen del
cernidor artesanal empleada para este sub-proceso:
Figura 3.5: Cernidor
A esta harina se le agregan los ingredientes necesarios como perejil o ajo en polvo para la
elaboración de las presentaciones de sabores no naturales. Los restos de esta etapa de cernido son
utilizados como alimento para el ganado y otros animales. Estos restos también son utilizados
para la generación de almidón de yuca a partir de la descomposición natural de los mismos.
32
Tendido de la torta de casabe
Una vez que se tiene la harina de yuca con las características deseadas se entra en la etapa
de cocción de la torta de casabe. Esta etapa es llevada a cabo por un empleado llamado tendedor
que se encarga de tomar la harina de yuca, verterla en el budare y cocerla por ambos lados. Los
budares utilizados durante este sub-proceso son de hierro negro curado para adquirir propiedades
sanitarias.
En primer lugar, el tendedor toma un pequeño recipiente plástico y lo llena de harina hasta
el tope; este recipiente contiene la medida de harina de yuca justa para la elaboración de una torta
de casabe. Luego vierte el contenido del recipiente sobre el molde circular del budare y lo
distribuye equitativamente por todo el círculo con las manos. Pasados unos segundos, el tendedor
remueve las sobras de harina que cayeron por fuera del molde y golpea la torta para lograr cierto
nivel de compactación en ella con una especie de utensilio que semeja a una escoba. La figura 3.6
muestra a una tendedora realizando este sub-proceso:
Figura 3.6: Budare para el tendido de la torta de casabe
33
En cierto momento, el tendedor toma una espátula y levanta los bordes de la torta para
redondearlos y obtener una torta con mejor apariencia. Luego de unos minutos la torta de casabe
comienza a separarse del budare por sí sola, y es en ese momento donde el tendedor debe darle la
vuelta a la torta para cocerla por el lado opuesto. Cuando la torta de casabe adquiere la
consistencia deseada por ambos lados, el tendedor toma la torta y la coloca en una mesa colocada
al lado del budare para su posterior troquelado. El diámetro aproximado de la torta de casabe es
de 45 centímetros.
Troquelado de la torta de casabe
Para lograr la forma deseada del producto final, la torta de casabe es troquelada
manualmente por otro empleado llamado picador. En el momento en el que la torta recién sale del
budare, el casabe posee una contextura flexible que permite picar la torta en la forma deseada sin
romperla. En ese momento, el tendedor coloca la torta sobre una mesa donde el picador procede a
realizar los cortes de la misma con un troquel rudimentario que tiene la forma del molde para la
presentación de 155 gramos. Una vez troquelada la torta se pasa a la etapa de secado del casabe.
La figura 3.7 muestra el troquel manual empleado para esta fase del proceso:
Figura 3.7: Troquel
34
Secado del casabe
Para que el casabe adquiera esa contextura crujiente estilo galleta que se desea es
necesario pasarlo por una etapa de enfriamiento gradual. Un par de empleados llamados
secadores colocan los casabes troquelados en una plancha con calor que se encuentra a una
temperatura menor que la del budare de cocción. Además, la temperatura de esta plancha va
disminuyendo a lo largo de ella. De esta manera los secadores van trasladando los casabes a lo
largo de la plancha (desde el punto de mayor temperatura hacia el punto de menor temperatura)
hasta que adquieran la contextura crujiente deseada. Cuando llegan a ese punto, los secadores
recogen los casabes y los apilan en cajas. De esta manera quedan listos los casabes para su
posterior empaquetado y comercialización.
El siguiente diagrama de flujo presentado en la figura 3.8 resume y describe de manera
clara el proceso de elaboración del casabe:
35
Figura 3.8: Diagrama de flujo del proceso de elaboración del casabe
3.3.2 Disponibilidad de Automatizaciones
Una vez conocidos los distintos sub-procesos asociados a la producción del casabe se
procedió a realizar la investigación correspondiente de procesos y productos similares a nivel
mundial. De esta manera, y acorde al mecanismo de generación de ideas a través de la analogía,
las líneas de producción de productos como galletas, panquecas, zanahorias, tortillas mejicanas,
jugos, papas fritas, chapati, pan de pita, entre otros, fueron investigadas y analizadas para
36
establecer qué tecnologías disponibles en el mercado se pudiesen adecuar para ser incorporadas
en la automatización del proceso productivo del casabe. En ese sentido se pudieron determinar
varios aspectos importantes a destacar. En primer lugar, se pudo observar que el principal y más
avanzado productor de casabe a nivel mundial en el aspecto tecnológico es Venezuela. De igual
manera se pudo observar que alrededor del mundo la producción de casabe se realiza de la misma
forma, a través de procesos completamente artesanales, con una que otra automatización
incorporada al proceso como budares a gas para la cocción, rallos electromecánicos, gatos
hidráulicos para el exprimido y motores basculantes para el cernido.
En segundo lugar, se encontraron diversas soluciones y tecnologías a nivel nacional e
internacional disponibles para automatizar gran parte de los sub-procesos asociados a la
producción del casabe. Pensando en el futuro desarrollo e implementación de la línea de
producción para la presentación de 155 gramos se pensó en un proceso continuo donde la salida
de cada sub-proceso fuera a su vez la entrada del sub-proceso que le sigue inmediatamente a
continuación. En este sentido la línea de producción puede ser interpretada como un gran sistema
compuesto por diversos módulos o sub-sistemas, cada uno de éstos asociado a uno de los subprocesos anteriormente descritos en el análisis de los procesos productivos del casabe. A
continuación se describirán las características de los equipos y máquinas que mejor se adaptarían
a las necesidades del proceso.
Para el pelado de la yuca se estudiaron tecnologías disponibles para alimentos como la
papa, la zanahoria, el mango y la cebolla. Luego de observar y analizar diversas máquinas,
métodos y equipos se pudo determinar que la tecnología más adecuaba para las necesidades del
proceso es aquella empleada en el pelado de la zanahoria, debido a su falta de uniformidad, la
dureza de su corteza y su irregular forma, similares a la de la yuca. Esta tecnología es
desarrollada por una empresa llamada DORNOW, ubicada en Düsseldorf, Alemania. Esta
máquina consiste en una serie de rodillos abrasivos dispuestos en forma de U con un tornillo
sinfín en el centro. Al ser introducidos los alimentos por un extremo de la máquina el tornillo
sinfín va trasladando el alimento a lo largo de los rodillos, llegando el alimento completamente
libre de corteza al extremo opuesto de la máquina. A pesar de haber sido inventada, desarrollada
37
y construida en Alemania, una máquina con características similares y que cumpla las mismas
funciones puede desarrollarse sin ningún problema en Venezuela, Estados Unidos u otro país
donde los costos no sean tan elevados como en Europa y la materia prima esté disponible.
Las imágenes que se muestran a continuación representan de manera visual lo descrito
anteriormente en relación a la tecnología disponible para la automatización del proceso de pelado
de la yuca:
Figura 3.9: Máquina peladora
Figura 3.10: Sinfín de la máquina peladora
De igual manera se realizó la investigación correspondiente para analizar la factibilidad de
automatización para el sub-proceso de lavado de la yuca, encontrando múltiples opciones a nivel
38
nacional e internacional para automatizar esta fase del proceso productivo. Adicional a la gran
cantidad y variedad de maquinaria disponible en el mercado para el lavado de los alimentos,
también se consideró la alternativa de integrar una banda transportadora resistente al agua
cubierta por un cajón de acero inoxidable para transportar la yuca a medida que va siendo rociada
por aspersores con agua a presión para remover cualquier tipo de suciedad presente en la yuca.
Uno de las fases más críticas dentro del proceso productivo del casabe es el rallado de la
yuca pelada, ya que la salida de este sub-proceso determinará la calidad del producto final que se
desea obtener. Si el rallo no es elaborado y perforado como corresponde, el tamaño y forma de la
fibra rallada que se obtiene posterior al rallado va a dificultar que la torta se cosa como
corresponde y adquiera la textura y consistencia deseadas; es por este motivo que los rallos
empleados durante esta fase del proceso productivo son elaborados por artesanos especializados
en esta destreza y que por lo general surten a todo un pueblo casabero y se encargan de realizar el
mantenimiento y el reemplazo de cualquier equipo relacionado con el rallado. Tomando en
consideración lo anteriormente mencionado, para la automatización de este sub-proceso se
incorporará un rallo electromecánico elaborado por algún artesano especializado para garantizar
que la salida de esta fase esté acorde a las especificaciones que el proceso requiere.
Para el exprimido de la harina de yuca húmeda se investigaron diversos mecanismos
incorporados en el procesamiento de distintos alimentos como jugos, saborizantes artificiales,
entre otros. Observando las características de los distintos sistemas empleados y haciendo una
analogía con el proceso productivo del casabe, quizás la tecnología disponible comercialmente en
el mercado que más se adapte para el exprimido o prensado de la harina de yuca húmeda consiste
en una prensa neumática acoplada a una estructura fija como se muestra en la figura 3.11:
39
Figura 3.11: Prensa neumática
Esta tecnología es desarrollada por una empresa alemana llamada VORAN y es empleada
para el exprimido de la pulpa para la obtención de jugo de frutas como manzanas, peras y fresas.
El grado de humedad de la pulpa de frutas es mayor al de la harina de yuca rallada, por lo que
esta tecnología se adaptaría perfectamente para el exprimido o prensado de la harina de yuca. La
adquisición de un equipo tan sofisticado y moderno como este puede llegar a representar un costo
muy elevado para la empresa, por lo que el desarrollo de un equipo que lleve a cabo las mismas
funciones pero con materiales de menor costo y con un nivel de automatización menor puede
llegar a ser una buena opción para automatizar este sub-proceso de exprimido.
Para el sub-proceso de cernido se analizaron procesos relacionados con la construcción,
específicamente en el cernido del cemento y la arena para la preparación de concreto. Una
cribadora o una zaranda vibratoria se adaptarían de manera perfecta a los requerimientos del
proceso de cernido de la harina de yuca rallada. Para obtener la granulometría deseada en la
salida de este sub-proceso se debe utilizar un tamiz cernidor con las mismas características que
los tamices empleados actualmente para realizar este proceso. Adicionalmente, el material del
40
equipo debe ser adaptado para poder manipular alimentos. La figura 3.12 muestra un ejemplo del
tipo de equipo que se puede adaptar para ser incorporado a la línea de producción de la
presentación de 155 gramos:
Figura 3.12: Cribadora automática
Otra fase de los procesos asociados a la producción del casabe que fue analizada para
determinar la disponibilidad de automatizaciones fue la del troquelado de la torta de casabe una
vez que ya ha sido cocida. Diferentes líneas de producción de productos como alimento para
animales, tortillas mexicanas, además de una gran variedad de productos de pastelería como
galletas, bagels, donas, entre otros, fueron investigadas para determinar la tecnología que mejor
se adaptaría a las necesidades del proceso. En ese sentido, se encontraron diversas empresas en
Estados Unidos que se especializan en la comercialización de troqueles rotatorios para alimentos
como Moline Machinery LLC, TSA Griddle Systems Inc., entre otras. Las imágenes a
continuación muestran la maquinaria propuesta para la automatización del sub proceso de
troquelado:
41
Figura 3.13: Máquina de troquelado
Figura 3.14: Rodillo troquelador
Para los traslados y transportes a lo largo de todo el proceso productivo se analizaron
distintos tipos de transportadores de rodillos y bandas transportadoras automáticas para facilitar
el trabajo y disminuir la carga a la que son sometidos los empleados para movilizar la materia
prima y los sub productos asociados a cada sub proceso.
42
3.4 Concepción del Sistema
Tomando en consideración las automatizaciones disponibles en el mercado para ser
incorporadas a la línea de producción de la presentación de 155 gramos se pasó a la siguiente fase
dentro del proceso de diseño: la concepción del sistema. Haciendo una analogía con la definición
de lo que es un sistema se puede observar la producción de casabe como un gran sistema central
conformado por diez sub-sistemas periféricos, cada uno de ellos asociado a los sub-procesos a
través de los cuales es sometida la yuca hasta obtener el producto final. Dentro de este sistema de
flujo la yuca desempeña el rol del fluido de trabajo, y va variando sus propiedades y
características a lo largo del proceso. La salida generada al final de cada sub-sistema será a su vez
la entrada para el sub-sistema que le sigue inmediatamente a continuación. El siguiente esquema
mostrado en la figura 3.15 muestra de manera gráfica lo anteriormente descrito:
Figura 3.15: Esquema del sistema asociado a la producción de casabe
Para entender de mejor manera el esquema planteado anteriormente es necesario conocer
las especificaciones de cada sistema y de cada uno de sus sub-sistemas, específicamente sus
entradas, salidas y pérdidas, con sus propiedades específicas. Para el sistema central la entrada
43
son los sacos de yuca, y la salida son los tubos de casabe ya empaquetados. Adicionalmente, se
generan diversas pérdidas durante el proceso como los restos de corteza después del pelado, el
yare y el almidón que son extraídos durante el prensado, las fibras que son filtradas durante el
cernido y el agua y la harina perdida durante el tendido, la cocción y el secado de la torta de
casabe.
Para el caso específico de cada sub-sistema es necesario realizar una descripción detallada
de cada entrada y salida, incluyendo las características de las mismas y las pérdidas que ocurren
dentro de cada sub-sistema, para lo que se propone la siguiente tabla mostrada en la figura 3.16:
Figura 3.16: Descripción de los sub-procesos
Una vez que se conocen las especificaciones que cada sub-sistema debe cumplir,
incluyendo las distintas entradas y salidas para cada uno de ellos, es sencillo conceptualizar la
línea de producción de la presentación de 155 gramos como un conjunto de sub-sistemas, cada
44
uno de ellos llevando a cabo una función particular. De esta manera un gran sistema complejo
que debe llevar a cabo diversas funciones como lo es la producción de casabe se puede desglosar
en pequeños módulos, cada uno cumpliendo una función específica dentro del proceso de
elaboración del casabe.
45
CAPÍTULO 4
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Estudio de Factibilidad
Considerando las alternativas ya existentes y disponibles en el mercado para automatizar
la gran mayoría de las fases del proceso productivo se realizaron diversos experimentos en las
casaberas que permitieron observar la factibilidad de automatización del sub proceso de tendido
de la torta de casabe. De igual manera fueron consultadas las opiniones de distintos maestros
tendedores de las casaberas en relación a posibles alternativas para la automatización del sub
proceso de tendido de la torta de casabe.
En primer lugar se adquirieron tres láminas de materiales diferentes para observar el
comportamiento de cada material frente a la cocción de la torta de casabe: una de acero
inoxidable, una de hierro negro y otra de hierro fundido. La lámina de acero inoxidable no
conducía de buena manera el calor, por lo que no se pudo alcanzar la consistencia deseada en la
torta. Por su parte el hierro fundido quemaba la harina antes que esta pudiera formar la torta de
casabe, mientras que con la lámina de hierro negro se logró el resultado deseado.
46
Una vez establecido el material a emplear en la construcción de los budares del prototipo
se experimentó con la manera en la que sería realizada la cocción, pensando siempre en hacer del
proceso lo mas continuo posible. Una primera opción fue considerar la cocción por lotes en
bandejas de hierro negro trasladadas por una banda transportadora para mantener la continuidad
del proceso en todo momento. Para probar este método se precalentó la lámina, luego se retiró del
fuego y se roció la harina sobre ella. La lámina se enfrió rápidamente y el tiempo de cocción no
fue suficiente, por lo que la torta no adquirió la consistencia deseada.
En segundo lugar se pensó en la cocción de una alfombra continua de casabe, rociando la
harina sobre un budare largo móvil conformado por una banda transportadora resistente a altas
temperaturas calentada por la parte inferior de la misma. Para estudiar la factibilidad de esta
automatización se observó y analizó el proceso de elaboración del chapati, una especie de pan
consumido en la India. Las máquinas empleadas para este proceso poseen una banda
transportadora conformada por paneles metálicos que se nivelan para formar una plancha larga.
De esta manera la harina de yuca se podría rociar sobre los paneles metálicos y a medida que se
va cociendo la torta, esta se va trasladando a lo largo de la banda transportadora. Este tipo de
bandas transportadoras son fabricadas en el exterior y requieren una gran inversión inicial y un
elevado costo de mantenimiento, por lo que se descartó esta opción para la realización de la
prueba.
En búsqueda de alternativas se intentó cocer la harina de yuca desde la parte superior.
Para esto se precalentó la lámina sobre la brasa, se roció la harina sobre una superficie no caliente
y se colocó la lámina por encima de la harina. La torta resultante de este experimento poseía una
consistencia más flexible de lo necesario, por lo que se descartó este método de cocción.
Por último se procedió a cocer la torta de casabe de manera tradicional, colocando la
lámina sobre la brasa y rociando la harina sobre ella. El resultado de esta prueba fue una torta de
casabe con el color y la consistencia deseada. Tomando en cuenta los resultados de las pruebas
anteriores se pensó en un budare circular giratorio calentado desde la parte inferior sobre el cual
se rociara la harina de yuca a medida que el budare girara lentamente sobre su eje. Para esto se
adquirió una lámina de cuatro milímetros de hierro negro y se cortó en forma de círculo. Desde
un punto fijo sobre el budare se comenzó a rociar la harina de yuca sobre el budare circular a
47
medida que se hacía rotar el mismo lentamente con ayuda de las manos. Con la ayuda de una
barra se esparció de manera nivelada la harina sobre el borde del budare, creando un arco de
harina. Luego de varios intentos con distintas velocidades de rotación se obtuvo un arco de torta
de casabe con la consistencia y el color deseado. De esta manera se pudo establecer este como el
método de cocción más apropiado para el prototipo de la máquina de tendido.
Una vez establecido el material y el método de cocción se experimentó con el sub proceso
de troquelado. Para esto se cocieron varias tortas de casabe y se colocaron sobre las mesas de
corte para pasarles el rodillo troquelador por encima. Ejerciendo presión sobre la torta con el
rodillo se lograron troquelar los casabes del tamaño deseado.
4.2 Formación completa del Sistema
Partiendo desde lo planteado en la concepción del sistema y tomando en consideración la
disponibilidad y factibilidad para automatizar las distintas fases o sub-sistemas dentro de los
procesos anteriormente descritos, se comenzó a generar la propuesta para el desarrollo de la línea
de producción para la presentación de 155 gramos. Comenzando con la llegada de la materia
prima y hasta obtener el producto final, uno a uno serán descritos los sub-procesos y las
alternativas de automatización propuestas en cada uno de ellos para su futura incorporación a la
línea de producción.
4.2.1 Distribución interna de la línea de producción
Para aumentar de manera notable la capacidad productiva de la empresa se conceptualizó
la línea de producción para que el proceso fuese lo más continuo posible, tratando de reducir los
tiempos muertos y distancias al mínimo y aumentando las velocidades de los transportes,
incorporando todas las operaciones y los puntos de control de calidad e inspección dentro de la
línea de producción. A continuación se muestra una imagen con una propuesta para la
48
distribución interna de planta para los distintos equipos y máquinas que integran el sistema de
elaboración de casabe:
Figura 4.1: Distribución interna de la línea de producción. 1) zona de recepción; 2) mesas de
corte y acondicionamiento; 3) máquina peladora; 4) zona de inspección; 5) máquina lavadora; 6)
transportador de rodillos; 7) rallo electromecánico; 8) carretilla transportadora; 9) zona de
prensado; 10) carretilla transportadora; 11) rallo electromecánico; 12) máquina cernidora; 13)
banda transportadora; 14) máquina de tendido y troquelado; 15) zona de inspección; 16) horna de
secado; 17) zona de empacado.
4.2.2 Conceptualización de los sub-procesos dentro de la línea de producción
La materia prima será recibida en sacos de sesenta kilogramos aproximadamente, de igual
manera como es recibida en la actualidad. Estos sacos serán dispuestos en la zona de recepción de
49
la materia prima, donde los camiones descargarán la carga contenida en sus transportes. Una vez
en esa zona los sacos serán vaciados en unos mesones denominados “Mesas de Corte”, donde tres
o cuatro empleados se encargarán de cortar las puntas de las raíces de yuca y de reducir el tamaño
de aquellas raíces de yuca que no posean las dimensiones necesarias para ser introducidas en la
máquina peladora. Todos los restos de las puntas y las raíces deberán ser depositados en los
recipientes sanitarios ubicados en el área de los mesones para su posterior utilización como
abono, alimento para animales, entre otros usos. El objetivo de este sub-proceso es acondicionar
la materia prima para que sus características sean aptas para poder ser introducidas a la línea de
producción. Cada empleado estará dotado de un cuchillo y de guantes anti-corte en ambas manos
para impedir cualquier accidente o inconveniente con la herramienta o con la misma raíz de yuca.
Una vez que haya realizado este procedimiento el empleado deberá colocar la yuca en la cinta
transportadora ubicada entre ambos mesones para pasar a la siguiente fase de la línea de
producción. La imagen a continuación muestra esta fase de línea de producción, con la zona de
recepción ubicada a la izquierda de la imagen y la banda transportadora ubicada entre ambas
Mesas de Corte:
Figura 4.2: Mesas de corte y acondicionamiento
La yuca luego es trasladada a través de la cinta transportadora hasta caer depositada en la
máquina peladora. Ahí los rodillos abrasivos comienzan a roer la corteza de la yuca, mientras el
50
tornillo sinfín va desplazando lentamente la materia prima a lo largo de la máquina. Al incorporar
esta tecnología al proceso se está generando una alta tasa de pelado de aproximadamente diez
kilogramos de yuca por minuto, en contraposición con el pelado manual que genera una rata de
pelado de un kilogramo por minuto aproximadamente. Adicionalmente, se estaría garantizando la
continuidad del proceso en todo momento sin arriesgar la integridad física del operario. En la
salida de esta máquina se encuentra ubicado un recipiente sanitario donde caerán depositadas las
yucas una vez que han pasado por el sub-proceso de pelado. Los restos de corteza que son
removidos por la acción corrosiva de los rodillos serán recolectados al fondo de la máquina para
su posterior uso como alimento para animales, abono, etc. La siguiente imagen muestra esta fase
de la línea de producción:
Figura 4.3: Máquina peladora
Al salir de la máquina peladora, la yuca libre de corteza pasará a través de la primera zona
de inspección. En este punto uno o dos empleados deberán tomar del recipiente cada yuca y
revisar si aún posee rastros de corteza, en cuyo caso deberán ser removidos mediante el uso de un
rallador manual.
Una vez que ha sido inspeccionada la yuca, ya está lista para pasar al proceso de lavado.
Para esta fase de la línea de producción se propone el desarrollo de un equipo de sencillo diseño y
económica construcción compuesto por un cajón de acero inoxidable, con un tornillo sinfín y una
banda transportadora resistente al agua en su interior para trasladar la yuca a la largo del cajón.
51
El cajón de acero inoxidable servirá como recipiente para el agua donde será remojada la yuca,
mientras el sinfín irá trasladando la materia prima a lo largo de la máquina lavadora, cumpliendo
así con la etapa de remojo. Al terminar el recorrido del sinfín, la banda transportadora inclinada
se encargará de traer la yuca del fondo del cajón y pasarla a través de un sistema de aspersores
con agua a presión para remover la suciedad de la superficie de la yuca. Al finalizar el recorrido
de la banda transportadora la superficie de la yuca quedará libre de suciedad. La yuca aumenta su
porcentaje de humedad durante el remojo; esto produce una disminución en la dureza del cuerpo
de la yuca, permitiendo así que las condiciones sean las adecuadas para el siguiente sub-proceso.
Esta fase de la línea de producción se muestra en la imagen a continuación:
Figura 4.4: Máquina lavadora
En el momento en que alcanza el final de la banda transportadora la yuca blanda cae a un
transportador curvo de rodillos por gravedad, rodando lentamente hacia el rallador
electromecánico. En ese punto un empleado deberá verificar que la yuca caiga en el rallador y
pase a través del rallo; de ser necesario el operador deberá empujar la yuca hacia el rallo
utilizando la herramienta correspondiente. Para realizar esta operación el operador deberá estar
dotado con su equipo de seguridad correspondiente, conformado por lentes y guantes anti-corte.
A la salida del rallador está ubicada una carretilla de cuatro ruedas con un recipiente de material
sanitario en donde caerá la harina de yuca húmeda resultante del proceso de rallado. La siguiente
imagen muestra esta fase de la línea de producción:
52
Figura 4.5: Cadena de rodillos y rallo electromecánico
Luego del rallado un empleado deberá empujar la carretilla con la harina de yuca húmeda
hacia la zona de prensado. En esta zona estarán dispuestas un par de prensas como las que se
describieron anteriormente en la sección 3.3.2 de este capítulo. Uno o dos empleados estarán
encargados de tomar con una pala de acero inoxidable la harina de yuca húmeda de la carretilla y
colocarla de manera adecuada en la base de la prensa para que ésta realice su función y exprima
el yare y el almidón de la harina de yuca. Al finalizar el prensado el operador deberá retirar la
harina de yuca ya exprimida de la prensa y colocarla en otra carretilla (de iguales características a
la descrita anteriormente) para transportar la harina hacia el siguiente sub-proceso. Los desechos
líquidos resultantes de este sub-proceso como al ácido cianhídrico serán transportados a través de
un sistema de tuberías y recolectados en recipientes sanitarios para la posterior obtención de
almidón de yuca y otros sub-productos. Esta fase de la línea de producción se observa en la
imagen a continuación:
Figura 4.6: Zona de prensado
53
Una vez colocada en la carretilla, la harina de yuca exprimida es transportada hacia otro
rallo electromecánico. Al salir de la fase de prensado la harina de yuca exprimida queda
compactada, por lo que es necesario pasarla nuevamente por un proceso de rallado. El empleado
deberá tomar con una pala de acero inoxidable la harina de la carretilla y colocarla en la entrada
del rallo. Luego deberá empujar la harina a través del rallo utilizando la herramienta y el equipo
de protección personal correspondiente. Al terminar este sub-proceso la harina de yuca rallada
cae en un recipiente de material sanitario para ser trasladada a la siguiente fase dentro de línea de
producción como lo muestra la siguiente imagen:
Figura 4.7: Rallo electromecánico
Con la ayuda de una pala de acero inoxidable, el empleado tomará la harina de yuca
rallada y la verterá sobre el cernidor automático inclinado. El objetivo de este sub-proceso es que
la harina de yuca fina pase a través del tamiz y caiga en un recipiente sanitario ubicado en el
fondo de la cernidora. A medida que el contenido del recipiente es vaciado sobre el tamiz, las
oscilaciones de la cernidora harán que los grumos que se formaron en la harina rallada a lo largo
del proceso se desboronen hasta obtener la granulometría deseada. Adicionalmente, los restos de
fibra y yuca que no pasen el filtro irán cayendo debido a la inclinación de la cernidora. Estos
serán depositados en otro recipiente para su posterior uso como abono y alimento para animales.
54
Al salir de la cernidora, la harina de yuca fina posee las características necesarias para
pasar a la fase de tendido o cocción de la torta de casabe. Una rampa de material sanitario hace
caer la harina de yuca fina sobre una cinta transportadora que la traslada hasta la dosificadora de
la máquina de tendido. En este punto de la línea de producción un empleado deberá inspeccionar
y evaluar la granulometría, humedad y consistencia de la harina para garantizar las condiciones
necesarias durante el tendido; estas propiedades determinarán la calidad del producto final.
La cinta transportadora deja caer la harina de yuca fina dentro de la dosificadora de la
máquina de tendido. Cuando la dosificadora alcanza su nivel máximo de capacidad el operario
deberá activar el mecanismo para que la máquina realice la operación del tendido de la torta de
casabe. Al finalizar su recorrido por la máquina de tendido, la torta de casabe pasará a través de
un rodillo que troquelará la torta hasta obtener la forma deseada para el empacado final.
Luego de ser troquelados, los casabes caerán a través de un plano inclinado en un
recipiente donde serán depositados para luego ser trasladados hacia la entrada del horno de
secado. Este horno es un horno convencional de cocción por ambos lados con una banda
transportadora en su interior, utilizado también para la elaboración de pizzas y otros alimentos Al
finalizar el recorrido a lo largo del horno de secado un empleado deberá tomar cada casabe,
inspeccionarlo y colocarlo en cajas para su posterior empacado. En este punto finaliza la línea de
producción para la elaboración del casabe de la presentación de 155 gramos.
La siguiente figura muestra el recorrido del fluido del sistema dentro de la línea de
producción propuesta para la elaboración de la presentación de 155 gramos, desde la llegada de la
materia prima hasta la salida del producto final:
55
Figura 4.8: Flujo del material a lo largo de línea de producción
4.3 Diseño de detalles y de los procesos de fabricación
Para el sub-proceso del tendido de la torta de casabe dentro de la línea de producción se
propuso el diseño y desarrollo de un prototipo que fuese capaz de realizar el trabajo de tendido de
la torta de casabe de una manera más rápida y eficiente que los tendedores artesanales, y con
unos estándares de calidad más estrictos y normalizados. Tomando en consideración la
metodología de diseño establecida, se procedió con el desarrollo del prototipo de la máquina de
tendido.
En primer lugar, se empleó la herramienta del análisis morfológico para desglosar las
diversas funciones que el prototipo debía desempeñar y las posibles alternativas para llevar a
56
cabo cada una de ellas. El siguiente diagrama muestra un esquema del análisis morfológico
realizado con la alternativa seleccionada para el diseño del prototipo:
Figura 4.9: Análisis morfológico
El prototipo debía ser capaz de recibir la harina de yuca fina como entrada, dosificarla y
esparcirla sobre la superficie de cocción, cocerla por un lado, voltearla, cocerla por el otro lado y
troquelar la torta para obtener el tamaño y la forma del producto final. El prototipo estaría
conformado por tres módulos independientes, cada uno encargado de desempeñar funciones
específicas; estos tres módulos son el módulo dosificador, encargado de almacenar, mezclar y
dosificar, el módulo de cocción, encargado de esparcir, cocer y voltear la torta de casabe, y el
módulo de troquelado, encargado de troquelar y depositar el producto final.
Como lo indica el análisis morfológico, la harina de yuca será almacenada en un
mezclador para impedir la formación de grumos en la misma. Un sinfín hará caer la harina sobre
un plano inclinado vibrador que la dosificará sobre el budare circular. Al caer sobre el budare,
una barra hará de razador para nivelar y esparcir la harina proveniente del plano inclinado
vibrador. La cocción será realizada a gas, de igual manera como es llevada a cabo en la
57
actualidad, para garantizar una cocción uniforme en todo el budare. Finalizada casi una vuelta, la
torta estará cocida por uno de sus lados; en ese momento una rampa de volteo llevará y volteará
la torta de casabe hasta el budare superior, donde se llevará a cabo la cocción por el otro lado.
Finalizada por completa la cocción, el arco de casabe pasará a través del rodillo motorizado, el
cual rotará a una velocidad constante y ejercerá una presión constante sobre la torta de casabe
hasta troquelarla en la forma deseada.
La estructura del módulo de cocción está conformada por ángulos de hierro estructural
dispuestos en forma de cubo de 1,20 metros de arista; estos bastidores hacen la función de
soporte para el budare superior y la base del budare inferior. Para los budares se utilizaron
láminas de hierro negro de 4 milímetros de espesor cortadas en forma de círculos de 60
centímetros de radio. Cuatro tubos de acero estructural sirven de soporte para la chumacera sobre
la cual gira el budare inferior. Dentro de la chumacera, un par de rodamientos cónicos de 50 y 60
milímetros respectivamente conforman el sistema sobre el cual gira el budare inferior. Un
motoreductor con una salida de nueve revoluciones por minuto y un sistema de transmisión
conformado por dos piñones, uno de ocho dientes y otro de sesenta dientes, integran el sistema
mecánico que hace girar el budare inferior. El sistema de calentamiento está conformado por
tuberías de cobre con quemadores acoplados a ellas y se encuentran ubicados debajo de cada
budare. Una válvula regula la salida de gas para poder controlar la temperatura. El módulo
dosificador consta de un par de motores vibradores acoplados a una lámina de acero inoxidable,
soportada por ángulos de acero inoxidable. A esta estructura se le acopla un mezclador en forma
de embudo para almacenar la harina de yuca y un sinfín interno acoplado a un pequeño motor
para hacerlo girar y evitar la formación de grumos en la harina. El módulo troquelador está
conformado por un rodillo motorizado macho y un rodillo hembra para hacer efectivo el corte de
la torta de casabe. De igual manera, este módulo se ajusta a los bastidores del módulo de cocción.
58
4.4 Fabricación y Ensayo del Prototipo
La fabricación del prototipo fue llevada a cabo en el Taller de Modelos y Prototipos de la
Universidad Simón Bolívar, bajo la supervisión y ayuda del técnico del taller. Para cortar los
ángulos se empleó una segueta vaivén. Los cortes de las láminas de hierro negro fueron
realizados con la cortadora de plasma, utilizando una pletina como compás. Para la elaboración
de la chumacera y de los ejes del motor y del budare inferior se mecanizaron tres cilindros de
acero 1045 de 175, 70 y 28 milímetros de diámetro respectivamente. Luego de haber realizado
todos los cortes, los ángulos fueron soldados mediante soldadura con electrodos. Los módulos de
dosificación y troquelado fueron comprados a terceros e incorporados a la estructura de la
máquina de tendido. Una vez finalizado el prototipo se trasladó el mismo hacia Turmero, Estado
Aragua, para la realización de las pruebas correspondientes. Las imágenes a continuación
muestran el proceso de fabricación del prototipo:
Figura 4.10: Prototipo de la máquina de tendido
59
Figura 4.11: Bastidores y budare superior del prototipo
4.5 Redacción de la Lista de Materiales de Operación
Los siguientes materiales fueron empleados en la fabricación del prototipo:
 cuatro ángulos de hierro estructural de seis metros de longitud cada uno.
 una lámina de hierro negro de 4 milímetros de espesor, 1200 milímetros de ancho y 2400
milímetros de largo.
 un rodamiento cónico de 50 milímetros.
 un rodamiento cónico de 60 milímetros.
 un cilindro de acero 1045 de 170 milímetros de diámetro y 140 milímetros de largo.
 un cilindro de acero 1045 de 28 milímetros de diámetro y 150 milímetros de largo.
 un cilindro de acero 1045 de 70 milímetros de diámetro y 300 milímetros de largo.
 un piñón de 8 dientes paso 40.
 un piñón de 60 dientes paso 40.
 un motorreductor con una salida en el eje de 9 revoluciones por minuto.
 un módulo dosificador.
60
 un rodillo troquelador.
 un tablero de control.
CONCLUSIONES
 La capacidad productiva de la empresa se puede ampliar de manera notable mediante la
incorporación a la línea de producción de las automatizaciones propuestas para los
distintos sub-procesos. A pesar de implicar un elevado costo, la empresa se verá
retribuida en corto plazo al observar unos altos niveles de producción en comparación
con los niveles que posee en la actualidad.
 Es posible alcanzar un nivel elevado de automatización para diversos sub-procesos
asociados a la elaboración del casabe, pero amerita una gran inversión de capital para la
adquisición de tecnología y equipos disponibles en el mercado que puedan ser adaptados
a las necesidades del proceso y en el diseño y desarrollo de maquinaria especializada.
 Con la incorporación de las distintas automatizaciones a la línea de producción se
disminuyen de manera notable los tiempos y las distancias de los traslados o transportes
involucrados en los procesos productivos llevados a cabo actualmente para la elaboración
del casabe. Adicionalmente, se disminuye la carga física a la que es sometida cada
empleado durante los traslados del fluido a través del sistema.
 A través de las distintas automatizaciones y con el diseño de la línea de producción
propuesto se logra alcanzar una continuidad dentro del proceso productivo que permite
eliminar las demoras indeseadas, lo que permite invertir ese tiempo perdido para
incrementar la capacidad productiva de la empresa.
 Mediante la automatización de los procesos establecidos en la línea de producción es
posible reubicar al personal y cambiar su función dentro del proceso, de manera que
puedan ser empleados como supervisores en los distintos puntos de inspección
incorporados al proceso productivo.
62
 A pesar de lo artesanal que es el proceso en la actualidad, la incorporación de la
tecnología al procesamiento del casabe permite alcanzar una estandarización de los subprocesos y del sub-producto asociado a cada uno de ellos. Esto facilita el arduo trabajo
que los empleados deben llevar a cabo durante cada una de las fases del proceso
productivo. Adicionalmente, la estandarización del proceso permite aumentar la calidad
del producto final.
63
RECOMENDACIONES
 Utilizar el equipo de protección personal correspondiente y adecuado durante el proceso
productivo como guantes anti cortes para los sub procesos de cortado y pelado de la yuca,
lentes de protección para los ojos y audífonos anti sonoros para los sub procesos de
rallado y exprimido de la yuca.
 Emplear herramientas apropiadas para realizar el empuje de la yuca a través del rallo
electromecánico para evitar la exposición de los dedos a cortaduras o amputaciones.
 Invertir en una máquina de prensado que facilite este sub proceso y evite el cuello de
botella que se forma en esta fase del proceso productivo, de manera que se pueda
observar un incremento en la producción en el corto plazo.
 Instalar budares a gas que sustituyan los budares a leña para hacer el proceso más rápido
y también lograr una cocción de la torta de casabe más uniforme, para agregarle valor al
producto con un mejor aspecto visual.
 Utilizar material sanitario para la elaboración del rallo electromecánico y para el troquel
para evitar la contaminación de la harina de yuca y del producto final y para facilitar la
limpieza y el aseo del equipo.
64
REFERENCIAS
1. MILANI MISTIERI, Rodolfo. “Diseño para Nuestra Realidad”. Caracas. Editorial
Equinoccio. 1997.
2. “Medios Gráficos para el Analista de Métodos”, páginas 25-38. Guías proporcionadas por
el profesor Joaquín Santos.
3. Fedeagro. 2007. Estadísticas agropecuarias. Producción Agrícola. En línea. Dirección
URL: http://www.fedeagro.org/produccion/Rubros.asp (Consulta 28 de noviembre, 2007)
4. Montaldo, A.; Montilla, J. J. 1996. “La yuca frente al hambre del mundo tropical”.
Maracay, Venezuela, Universidad Central de Venezuela. Fedeagro. Cecotup. Fondo de
Crédito Agropecuario. p. 19-34.
5. Ortega-Cartaya, E.; Velásquez, E. 2000. “El casabe: Alimento aborigen, en una economía
global”. Fonaiap Divulga (Venezuela) no. 67: 5-7.
6. http://es.wikipedia.org/wiki/Manihot_esculenta
7. http://es.wikipedia.org/wiki/Casabe_de_yuca