UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES UNIDAD I INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS 1.1 Definición La Planeación y Distribución de Instalaciones (PDI) es el proceso de selección, ordenación y ubicación de todos los elementos necesarios para conformar un sistema productivo. 1.2 Objetivos • • • • • Minimizar tiempos muertos de manejo, transporte y operación. Optimización del uso espacio y mano de obra. Mantener flexibilidad de operación. Facilitar el mantenimiento. Estimular el ánimo del empleado. 1.3 Antecedentes Históricos A partir de la Revolución Industrial, se genera la necesidad de crear espacios adecuados para el desarrollo de actividades productivas. Esto trae como consecuencia la creación de toda una especialidad profesional enfocada al diseño de instalaciones especiales que funcionalmente provean todos los elementos necesarios para la ejecución de procesos productivos. Los primeros procesos productivos de gran escala fueron desarrollados dentro del campo agrícola, mas sin embargo no requería de instalaciones especializadas para su ejecución en esa época. La minería en el siglo XIX fue la primera industria que enfocó el problema de instalaciones orientadas a un proceso definido y específico como lo es el de la extracción de minerales. La tecnología es sin duda uno de los principales factores a considerar, pues la maquinaria y equipo requerido para los procesos productivos marca parte de la estrategia de diseño y desarrollo de la PDI. Pag 1-1 Gustavo León 2009 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES 1.4 Las Cuatro Teorías Clásicas de Localización La Teoría Clásica de Localización es una clasificación que está basada en lo que hoy se conoce como razonamiento de equilibrio micro-económico. Algunos conceptos han sido modificados para lo que en algún tiempo representó el cimiento de la teoría de localización y organización de espacio. 1. Teoría del uso de la tierra de Johann Heinrich von Thünen JOHANN HEINRICH VON THUNEN 1783-1850 ALFRED WEBER 1868-1958 WALTER CHRISTALLER 1893-1969 Objetivo: Máxima rentabilidad por unida de Área Modelo: Rentabilidad = Cant (Precio-Costo-flete*Distancia) Consideraciones lineales en costo de transporte Producción: Un solo producto Mercado: Centralizado 2. Teoría de Localización Industrial de Alfred Weber Objetivo: Minimización de costo de transporte Modelo: Gráfico unidimensional (una fuente un mercado) basado en distancias de transporte Localización óptima basada en fuentes de materia prima comparada con su desplazamiento al mercado receptor Demanda fija y concentrada Consideraciones lineales en costo de transporte Principios de agregado y pérdidas de peso 3. Teoría del lugar central de Walter Christaller Objetivo: Optimización entre las distancias de centros de población y la proporción de habitantes en cada una de ellas. Orientado principalmente a mercadeo. Modelo: distanciaj,k = distanciaI,j / (1 + Raíz cuadrada de (Poblacióni/Poblaciónj) Consideraciones de Población distribuida uniformemente Superficies isotrópicas (Planas) Recursos distribuidos uniformemente Similar poder de compra de los habitantes 4. Teoría de la competencia en espacio de Harold Hotelling Objetivo: Optimización en espacios de competitividad Modelo: Localización = αMercado *ν Precio / t Transporte Consumo homogéneo Como método comparativo requiere de al menos dos compañías HAROLD HOTELLING 1895-1973 Pag 1-2 Gustavo León 2009 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES 1.5 Extensiones neoclásicas de Localización Existen centenares de trabajos escritos posteriormente orientados al tópico de la Localización de Plantas, y resulta casi imposible listarlos todos pero aquí hay algunos ejemplos de los cuales se tiene conocimiento: Concepto(s) Equilibrio General Costeo de espacio Contribuidor Original/Inicial August Lösch Louis Lefeber (1958) Koopman & Beckmann (1957) Walter Isard (1956) E.Hoover (1937) Contribuidor Posterior E. von Böventer (1962) M.Greenhut M.Beckmann M. Greenhut M.Beckmann (1968) Gosh & McLafferty(1987) Laulajainen (1987) Berry & Parr (1988) Jones & Simmons(1990) D.M.Smith (1966) M.D.Thomas Localización de distribuidores Teoria: Christaller (1933) Modelos: Huff (1963) Practica:W.Applebaum (1966) Rentabilidad del margen de espacio E.M. Rawstron (1958) Análisis de substitución Alfred Marshall (1890) Andreas Predöhl (1925/28) Edgar Hoover (1948) Walter Isard (1956) Leon Moses (1958) A.Alchian (1950) M.Friedman (1953) Charles M.Tiebout (1957) William Alonso (1968) B.Beyers & G.Krumme (1974) Paul Samuelson (1954) Charles M. Tiebout (1956) Thisse & Zoller Selección Natural de argumentos Hipótesis Tiebout Winter (1964) Krumme (1969) 1.6 Tipos de industria Distinguiremos tres tipos básicos de industria: • La industria pesada, • La industria de equipo • La industria ligera. Los ejemplos de industria expuestos en las siguientes secciones no pretenden convertirnos en expertos, sino que son meramente referenciales para ser utilizados como ejemplo en cada categoría. 1.6.1 Industria pesada En sentido estricto una industria pesada es aquella que trata grandes cantidades de productos brutos, pesados, para transformarlos en productos semielaborados. En realidad estos son, en su mayoría, bienes de equipo, pero trataremos esto aparte; por lo Pag 1-3 Gustavo León 2009 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES que consideraremos, como industria pesada a las de primera elaboración, y como industrias de equipo a las que emplean productos semielaborados. En el caso de la industria pesada de primera elaboración, es aconsejable la instalación de las plantas cerca de las materias primas o en su caso cerca de los puertos a los que llegan. En la industria de equipo, en cambio, el valor añadido del producto aumenta, y el nivel tecnológico necesario es mayor, lo que la libera un poco de la dependencia de los recursos. Se suelen instalar en las grandes ciudades industriales. En la industria pesada distinguiremos, como industrias principales, la minera y la petrolera. 1.6.1.1 Industria Minera La minería o explotación de minas, es la operación que consiste en obtener de la tierra los minerales en estado natural. Incluye las labores de reconocimiento, exploración, análisis químico de muestras, instalaciones accesorias de toda índole, labores preparatorias, extracción, ventilación, seguridad, etc. Mina - Por mina se entiende todo depósito natural de sustancia mineral que constituye riqueza codiciable, ya se encuentre en la superficie o en el interior de la tierra. Mineral, ganga, mena - Para la mineralogía, un mineral es una sustancia inorgánica, natural, que posee una composición química determinada y presenta propiedades físicas específicas. En minería se entiende por mineral, toda sustancia de cierto valor económico que se puede extraer de la corteza terrestre, de la cual es parte integrante y congénere. Los minerales se encuentran adheridos en una materia de menor valor, casi siempre dura y difícil de separar, a la que se denomina "ganga"; y al mineral con su ganga, o sea lo que generalmente se extrae de la mina, se le dice "mena". Roca - Por roca se entiende en minería la sustancia pétrea o terrosa, en cuyos grietas, fracturas u oquedades, se presenta la mena. Depósitos de minerales (yacimientos, criaderos ó veneros). - Los minerales se encuentran en la corteza terrestre en determinadas condiciones y posiciones, casi siempre diferentes para cada especie, que constituyen su modo de yacer o su tipo de yacimiento. A veces el mineral se encuentra más o menos mezclado a otros minerales, rellenando las fisuras que existen en la corteza terrestre, y se les llama filones; a veces forman depósitos casi horizontales, intercalados en estratos de rocas sedimentarias, se les llama capas o mantos; otras veces se presentan depositados en los fondos de los valles o en los llanos de las costas, en o muy cerca de la superficie, se les llama entonces aluviones o placeres, y en ellos la mena útil se encuentra por lo general desigualmente repartida; en fin, suelen presentarse en forma de masas o bolsadas irregulares ocupando bolsones u oquedades que existen en la corteza terrestre. Pag 1-4 Gustavo León 2009 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES 1.6.1.2 Petrolera El petróleo hoy por hoy, una de las principales fuentes de generación de energía, y por tal una de las industrias más rentables, pero sólo disponible para algunos sitios del planeta que cuentan con yacimientos para su explotación. Industria Petrolera ó explotación de yacimientos petrolíferos, es la operación que consiste en obtener del subsuelo el petróleo crudo en estado natural. Incluye las labores de reconocimiento, exploración, análisis químico de muestras, instalaciones accesorias de toda índole, labores preparatorias, extracción, ventilación, seguridad, etc. El petróleo está formado por hidrocarburos, que son compuestos de hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas, naftenos y aromáticos. Junto con cantidades variables de derivados hidrocarbonados de azufre, oxígeno y nitrogeno. Relacionándolo con su gravedad API el (American Petroleum Institute) clasifica el petróleo en "liviano", "mediano", "pesado" y "extrapesado". • Crudo liviano o ligero, es definido como el que tiene gravedades API mayores a 31,1 °API • Crudo medio o mediano es aquel que tiene gravedades API entre 22,3 y 31,1 °API. • Crudo pesado es definido como aquel que tiene gravedades API entre 10 y 22,3 °API. • Crudo extrapesado es aquel que tiene gravedades API menores a 10 °API. A estos crudos también se les denomina bitúmenes. 1.6.2 Industria de equipo Las industrias de equipo se dividen en tres grandes grupos: • • • Petroquímica, Construcción y Metalúrgicas de transformación La industria petroquímica se refiere a los procesos para obtener productos finales derivados del petróleo. Pag 1-5 Gustavo León 2009 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES Las industrias de construcción van desde la construcción de viviendas a las grandes infraestructuras: carreteras y autopistas, centrales hidroeléctricas, puentes, ferrocarriles, etc.; pero también entra aquí la fabricación de productos cerámicos y vidrios, desde azulejos a botellas, que se emplean en otros procesos industriales. La metalúrgica de transformación es todavía más compleja. Simplificando, se pueden distinguir las industrias productoras de acero, herramental industrial; la fabricación del material para los transportes pesados: construcción naval y ferrocarril; la fabricación de automóviles, aviones y material agrícola; y la fabricación de material eléctrico para otros usos. En definitiva, esta industria genera bienes que serán utilizados en otros procesos, bien como producto que se ha de elaborar, bien como maquinaria necesaria para la producción. 1.6.2.1 Petroquímica La industria petroquímica es más variada, ya que utiliza una gama mayor de materias primas: combustibles sólidos, líquidos y gaseosos, pirita, cal, sales, productos vegetales y animales, etc. La elaboración de productos químicos es más compleja, y su nivel tecnológico mayor, por lo que dependen menos de una localización cercana a los recursos. Los productos petroquímicos precisan de unas condiciones de transporte y almacenamiento especiales, ya que pueden ser muy contaminantes para el medio. Al igual que la metalurgia, las plantas ocupan mucho suelo industrial. Los trabajadores de estas empresas tienen que estar altamente calificados, lo que dificulta su traslado. Los productos más comunes son: fertilizantes, colorantes, explosivos, plásticos, gomas, caucho, detergentes, aislantes, fibras artificiales, productos fotográficos, productos farmacéuticos, etc. Su dependencia de la tecnología implica que se localicen principalmente en los grandes países industriales. Un tipo de industria petroquímica diferenciado es la refinería de petróleo, esencial para la economía capitalista desarrollada. Son industrias que se sitúan cerca de los grandes puertos de entrada del petróleo o cerca de los yacimientos. Todas ellas producen graves problemas de contaminación, tanto por el peso perdido en el proceso de elaboración como por las grandes cantidades manejadas. 1.6.2.2 Construcción Cuando hablamos de construcción, nos referimos a diversas formas y combinaciones de cómo hacer o crear varios tipos de estructura y en este caso en específico al diseño y elaboración de edificaciones en obra civil. Casi todas las grandes estructuras se fabrican con acero y concreto. Grandes cantidades de concreto forman sólidos cimientos. Los muros, columnas y arcos de concreto se refuerzan con acero. La madera Pag 1-6 Gustavo León 2009 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES se usa en construcciones pequeñas, sobre todo en la construcción modular, que es fuerte y ligera. La construcción de edificios comprende el conjunto de técnicas, materiales, procesos, artes y oficios aplicados necesarios para llevar a cabo estas obras, para lo cual se tienen en cuenta las propiedades del terreno y de los materiales de construcción, los condicionantes de los diferentes procesos o técnicas aplicadas a cada parte de la obra, así como las acciones a que está sometido el edificio a lo largo de su vida útil como son: el peso de los materiales, el peso derivado del uso del edificio o sobrecarga, las acciones del viento o de los terremotos, la contaminación atmosférica, el riesgo de incendio, etc. El proceso de la construcción se realiza en diversas fases que engloban múltiples oficios, que son dirigidos por la dirección de obra. En este proceso participan tanto recursos materiales como humanos. La empresa que lleva a cabo una construcción de obra se denomina constructora y por lo general es contratada por una empresa promotora que encarga o promueve la construcción de edificios u otras infraestructuras. Por lo general, las constructoras que realizan obras públicas deben ser certificadas por la administración pública u ofrecer garantías para poder contratar con ella, mientras que estos requisitos no son necesarios cuando la promoción corre a cargo de una empresa privada o de un particular. La construcción es una de las principales industrias, tanto por su peso económico como por su incidencia en el medio ambiente. El equipo más comúnmente utilizado en esta industria comprende Grúas, excavadoras, retroexcavadoras, revolvedoras, bombas de concreto, vibradores y vehículos de transportación en general Pag 1-7 Gustavo León 2009 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES 1.6.2.3 Metalúrgica de transformación Como se anotó en la sección de introducción al segmento, tenemos las industrias de: • Acero, • Herramental industrial • Fabricación del material para los transportes pesados • Construcción naval y ferrocarril • Fabricación de automóviles, aviones y material agrícola • Fabricación de material eléctrico Por su significado estratégico sólo ampliaremos la información en dos de estos sectores: La industria de acero y la Automotriz. 1.6.2.3.1 Acero El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos El hierro en estado puro no posee la resistencia y dureza necesarias para las aplicaciones de uso común. Sin embargo, cuando se combina con pequeñas cantidades de carbono se obtiene un metal denominado acero, cuyas propiedades varían en función de su contenido en carbono y de otros elementos en aleación, tales como el manganeso, el cromo, el silicio o el aluminio, entre otros. La obtención del acero pasa por la eliminación de las impurezas que se encuentran en la chatarra utilizada como base para su fabricación, y por el control, dentro de unos Pag 1-8 Gustavo León 2009 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES límites especificados según el tipo de acero, de los contenidos de los elementos que influyen en sus propiedades. Las reacciones químicas que se producen durante el proceso de fabricación del acero requieren temperaturas superiores a los 1000 ºC para poder eliminar las sustancias perjudiciales, bien en forma gaseosa o bien trasladándolas del baño a la escoria. Clasificación del Acero en función de su composición química: • • • • • Aceros al carbono Aceros aleados Aceros de baja aleación ultra resistentes Aceros inoxidables Aceros de herramientas 1.6.2.3.2 Automotriz Podemos entender como Industria Automotriz al conjunto de empresas que conforman la industria terminal y la industria de auto partes; conociendo a la empresa de la industria terminal como una empresa constituida u organizada y se dedique a la producción o ensamble final de vehículos automotores. Por volúmenes de venta globales, las principales armadoras de vehículos son: Toyota, GM, Volkswagen, Ford, Daimler Chrysler, Honda, PSA Peugeot Citroën, Nissan, Fiat, Renault, Hyundai, Suzuki. Una fuerte presión enfrentará la industria automotriz en las décadas próximas al sufrir una escasez de hidrocarburos derivada de la sobreexplotación de las reservas petroleras, mientras eso ocurre y a pesar de las continuas crisis energéticas, la cantidad de vehículos en le mundo aumenta, (menos de lo que lo fabricantes quisieran y más de los que los ambientalistas recomiendan). Se calculó que en el 2007 había circulando alrededor de 800 millones de vehículos en el mundo y en promedio anualmente se producen alrededor de 70 millones de nuevas unidades que se incorporan a la circulación. Pag 1-9 Gustavo León 2009 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE PLANEACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE INSTALACIONES 1.6.3 Industria ligera La industria ligera es la que fabrica bienes de uso y consumo particular. Para ello utiliza materias primas y productos semielaborados. Aunque la industria alimentaria moviliza grandes cantidades de productos. El destino de estos bienes es el mercado al por menor. Entre ellas destacan: • • • • • Alimentación Textil Mueblera Química ligera Electrodomésticos pero su variedad es tan grande como los artículos que encontramos en el mercado. Todos ellos son mercancías de alto valor añadido, y su localización depende, sobre todo, de la cercanía de un mercado consumidor. En general consumen poca energía en el proceso de producción, la necesidad de suelo industrial es menor y su tasa de contaminación más baja. Por lo común, el mercado de la industria pesada son otras industrias, mientras que el mercado de la industria ligera es el público denominado “consumidor”. La prosperidad de la industria ligera depende de la tasa de consumo interno del mercado. Esta es la causa de que sean las primeras en sentir las crisis económicas, aunque luego repercutan en la industria pesada al demandar de esta menos mercancía. Ejercicio 1.a Después de leer las secciones 1.4 y 1.5, Teorías clásicas y neoclásicas de Localización, formular 3 preguntas con sus respectivas respuestas, y enviarlas por correo electrónico al instructor de la materia Ejercicio 1.b Después de leer la sección 1.6, Tipos de industrias, formular 3 preguntas con sus respectivas respuestas, y enviarlas por correo electrónico al instructor de la materia Pag 1-10 Gustavo León 2009