Optimización de Procesos Industriales: Técnicas de Producción y Conformación de Metales

Técnicas Clave en la Producción Industrial Moderna

JIT (Justo a Tiempo)

Instaurado originalmente en Japón, el sistema Justo a Tiempo (JIT) es un proceso de producción que se basa en fabricar únicamente la cantidad de material necesaria en cada momento. Es decir, se genera solo lo que demandan los clientes, ni más ni menos. Es una técnica eficaz cuando se conoce con precisión la demanda del cliente, aunque su implementación puede ser compleja.

Sistema Kanban

El Kanban es un tipo de técnica de producción que opera reponiendo inventario en función del consumo. La salida de un producto del almacén final desencadena una orden de reposición inmediata para ese artículo, lo que a su vez genera una necesidad en la fase anterior (almacén intermedio o línea de producción), y así sucesivamente, creando una cadena de señales que llega hasta los proveedores o las fases iniciales de producción.

Metodología 5S

La metodología 5S (Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu, Shitsuke) se traduce como:

• Seiri: Selección/Clasificación
• Seiton: Orden
• Seiso: Limpieza
• Seiketsu: Estandarización (mantener el estado de limpieza y orden)
• Shitsuke: Disciplina/Hábito

Consiste en aplicar estas cinco normas, tan sencillas como importantes, en cualquier puesto de trabajo. Se utilizan para obtener un lugar de trabajo más seguro, limpio y ordenado, lo que contribuye a aumentar la eficiencia y la producción.

Control de Proveedores (Modelos de Picos)

Este enfoque consiste en auditar y controlar a los proveedores, analizando los procesos de fabricación de las piezas que suministran. (Nota: El término "Modelos de picos" es poco común; se refiere generalmente a la gestión y auditoría de la calidad del proveedor).

MRP (Planificación de Requerimientos de Materiales)

El MRP (Material Requirements Planning) es un sistema de planificación y administración de la producción, generalmente basado en la previsión de la demanda y la estructura del producto. Trata de cumplir tres objetivos principales:

• Asegurar que los materiales y productos estén disponibles para la producción y entrega a clientes.
• Mantener los niveles de inventario adecuados para la operación (evitando excesos y roturas de stock).
• Planear las actividades de manufactura, los programas de entrega y las actividades de compra.

CIM (Fabricación Integrada por Computadora)

La Fabricación Integrada por Computadora (Computer-Integrated Manufacturing - CIM) tiene como objetivo automatizar el mayor número posible de actividades dentro del proceso productivo, integrando diseño, planificación, producción y gestión mediante sistemas informáticos.

SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos)

Un sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) es un sistema de gestión y control integral basado en la monitorización en tiempo real de variables clave que pueden afectar a la producción. A través de un ordenador central o interfaces distribuidas, permite supervisar el estado de las máquinas (funcionando, paradas, averías), parámetros de proceso (temperatura, presión, velocidad), niveles de inventario, etc. Su éxito radica en la gran cantidad de datos del proceso productivo que proporciona, su capacidad de adaptación a posibles cambios y su precisión y fiabilidad para la toma de decisiones.

Procedimientos de Conformación de Metales

La conformación de metales es un conjunto de procedimientos mediante los cuales se transforma un metal o aleación para obtener piezas o perfiles con formas y dimensiones adecuadas a las necesidades industriales. Existen cuatro tipos principales de conformación:

1. Por Moldeo: Se realiza fundiendo el metal o aleación y vertiéndolo en moldes que reproducen la forma deseada de la pieza.
2. Por Deformación Plástica y Corte: Se realiza sometiendo los metales y aleaciones a fuerzas mecánicas (golpeo, presión, estirado, etc.), en caliente o en frío, para cambiar su forma sin arranque de material, o cortando el material para obtener la geometría requerida.
3. Por Soldadura: Consiste en unir diferentes partes metálicas (previamente elaboradas o no) mediante la aplicación de calor o presión, con o sin material de aportación, para formar una pieza única.
4. Por Arranque de Material (Mecanizado): Se elimina material en forma de viruta utilizando máquinas herramienta equipadas con herramientas de corte (torneado, fresado, taladrado, etc.) para dar la forma y dimensiones finales a la pieza.

El Horno Cubilote en Fundición

Descripción y Componentes

Los cubilotes son hornos cilíndricos verticales utilizados principalmente para la fusión de fundición gris (hierro colado). Están compuestos por una envoltura de chapa de acero dulce con un revestimiento interior de mampostería refractaria. El horno descansa sobre cuatro columnas metálicas denominadas pies de sostén. Sus componentes principales incluyen:

• Pies de sostén
• Compuertas de limpieza (fondo abatible)
• Piquera de colada (para el metal fundido)
• Piquera de escoria (para retirar impurezas)
• Crisol (zona inferior donde se acumula el metal líquido)
• Toberas (entradas de aire para la combustión)
• Cámara de viento (distribuye el aire a las toberas)
• Ventilador o soplante (suministra el aire)
• Tragante (abertura superior para la carga)
• Apagachispas o cámara de chispas (en la parte superior)
• Montacargas (para elevar las cargas)
• Antecrisol (opcional, para separar escoria y regular colada)
• Cuchara de colada (para transportar el metal fundido)

Zonas del Cubilote

Durante la operación, se distinguen varias zonas superpuestas dentro del cubilote:

• Zona de precalentamiento y deshidratación: En la parte superior, la carga (metal, coque, fundentes) se deseca y eleva su temperatura por los gases calientes ascendentes, sin que ocurran transformaciones químicas significativas.
• Zona de fusión: Debajo de la anterior, el metal empieza a fundir y gotea hacia las zonas inferiores, que tienen mayor temperatura.
• Zona de combustión y sobrecalentamiento: Es la zona más caliente, situada a la altura de las toberas. Aquí se quema el coque con el aire insuflado, generando el calor necesario para fundir el metal y sobrecalentarlo.
• Zona del crisol: En la parte inferior, por debajo de las toberas, se acumula el metal fundido y la escoria líquida (que flota sobre el metal).

Encendido del Cubilote

El procedimiento básico de encendido es el siguiente:

1. Se cierran las compuertas de limpieza del fondo del cubilote.
2. Se coloca leña en el fondo y se prende fuego.
3. Cuando se ha formado una buena base de fuego, se añade una primera capa de coque (lecho de coque) y se espera a que esté uniformemente encendido, activando suavemente el aire si es necesario.
4. Se añaden más capas de coque hasta alcanzar la altura adecuada por encima de las toberas.
5. Una vez el lecho de coque está bien establecido e incandescente, se comienza a cargar alternativamente las capas de metal, coque adicional y fundentes, iniciando la operación normal del horno.