X CONGRESO INTERNACIONAL DE INGENIERIA DE PROYECTOS VALENCIA, 13-15 Septiembre, 2006 DISEÑO DE UN SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE AUTOMATIZADO EN UNA LAVANDERÍA INDUSTRIAL Abstract A. Prado Pereiro, J. M. Mesa Fernández, F.J. de Cos Juez, F. Brugos Gonzalez This article describes the alternatives studied to solve the transport and storage problems of an industrial laundry from a hospital. Currently dirty clothes arrive from the hospital to the facilities of this laundry by means of a pneumatic system. Clothes, without classifying and within bags, are piled up in the ground, under the exit of the pneumatic pipe. This system generates, in addition to possible health problems, the requirement to carrying by some way all that volume of clothes to the selection zone, previous to the washing. The problems are bigger at no workable days, as Sunday, when bags are pile up until next Monday. At the moment the transport is made loading manually bags in small carts and carrying them to be unloaded in the selection zone. The purpose is to find a solution to manage those bags automatically. In addition, storage area must be maximized because space shortage. Alternatives were analyzed from different points of view as investment, available suppliers or maintenance costs, etc. Keywords: Storage, automation, technical viability Resumen En este artículo se describe un proyecto de optimización de proceso realizado para tratar de resolver los problemas de almacenamiento y transporte de una lavandería industrial perteneciente a un hospital. En la actualidad la ropa sucia llega desde el hospital a las instalaciones de dicha lavandería mediante un sistema neumático. Dicha ropa, sin clasificar y dentro de sacos de tela, es apilada en el suelo, bajo la salida del tubo neumático. Este sistema genera, además de posibles problemas de higiene (hay que tener en cuenta que es ropa residual de uso hospitalario), la necesidad de transportar por algún medio todo ese volumen de ropa hasta la zona de selección previa al lavado. Actualmente el transporte se realiza de forma manual, cargando los sacos en pequeños carritos y volviendo a descargarlos en dicha zona de selección. Los problemas se acentúan los días no laborables, en los que se acumulan varios miles de kilogramos de ropa. 898
El objetivo es, por tanto, encontrar una solución para gestionar esos sacos de modo que se limite al máximo la necesidad de realizar izados y traslados por los operarios, respetando los espacios de paso, maximizando el espacio de almacenamiento disponible y eliminando toda actividad humana. Otros factores a tener en cuenta son que deben evitarse todo tipo de atascos y que se precise un mantenimiento mínimo. Las posibles soluciones están fundamentalmente condicionadas por la escasez de espacio y son analizadas desde distintos puntos de vista, como el coste de instalación y mantenimiento, la existencia de proveedores, el aprovechamiento del espacio, etc. El sistema está actualmente en proceso de contratación dentro de un hospital público asturiano Palabras clave: Almacenamiento, automatización, viabilidad técnica 1. Introducción En este trabajo se describe la búsqueda preliminar de soluciones para el sistema de almacenamiento y manipulación previo a la clasificación de una lavandería industrial que proporciona servicio a un hospital. Evidentemente cuando se estudian las alternativas posibles en el caso de una mejora o reforma de una instalación preexistente, los condicionantes son muy distintos respecto a los existentes cuando se acomete el proyecto de una nueva lavandería industrial. En este caso, como se describirá posteriormente más en detalle, una de las mayores dificultades es una gran limitación de espacio, junto con la necesidad habitual de que la solución sea económicamente muy ajustada. Se describen algunas de las posibilidades estudiadas y se enumeran sus ventajas e inconvenientes, fundamentalmente desde el punto de vista operativo, aspecto éste muy importante, puesto que se trata de mejorar el funcionamiento de la zona de recepción y clasificación. 899
2. Problemática existente Actualmente la llegada de la ropa sucia a la lavandería del hospital se produce de forma mayoritaria (al menos para la ropa generada en el propio hospital) a través de un sistema de transporte neumático. Dicho sistema neumático envía, habitualmente en dos turnos diarios dichos la ropa sucia. La salida de dicho sistema está localizada en el techo de la lavandería, en la zona sucia a la entrada de las instalaciones. La ropa llega introducida generalmente en sacos pequeños sacos de ropa sin clasificar, tal y como es recogida en el hospital. Para evitar atascos en la salida del sistema, ésta se abre en cuanto llegan un determinado número de sacos para lo cual dispone de un contador. En la Figura 1 se puede observar dicha salida y como se amontonan los sacos arrojados al suelo desde esa altura y se acumulan en el suelo sin ningún tipo de orden. Figura 1: Almacenamiento actual en la entrada de la lavandería Al iniciar el turno de trabajo a la mañana siguiente dichos sacos son recogidos manualmente por un operario, dispuestos sobre un carro y transportados a la zona de inicio del proceso. A continuación otros operarios en esta zona vacían y clasifican su contenido en sacos que se almacenan suspendidos en raíles aéreos hasta el momento de descargarlos en los túneles de lavado. De todo este proceso se pueden destacar los siguientes aspectos: Los sacos no siempre vienen igual de llenos y muchas veces están mal cerrados, de forma que su contenido se sale total o parcialmente. Además, algunos elementos vienen sin saco, por ejemplo almohadas. El número de sacos acumulado puede ser enorme, especialmente los domingos, de modo que se puede llegar a tener en esa zona hasta 1500 sacos de los 6000 en circulación. 900
Los sacos deben ser primero izados manualmente al carro, después sacados manualmente del mismo una vez trasladado a la zona de clasificación y finalmente deben ser vaciados también de forma manual. Este hecho se complica debido a que las prendas del interior se enredan. El espacio existente es claramente limitado (aproximadamente 4,40 x 5,00 x 2,90) y en él existe necesidad de paso. El objetivo es, por tanto, encontrar una solución para gestionar esos sacos de modo que: Se limite al máximo la necesidad de realizar izados y traslados directamente por los operarios. Se respeten los espacios de paso. Se maximice el espacio de almacenamiento disponible. Se eviten todo tipo de atascos y se precise un mantenimiento mínimo. 3. Alternativas estudiadas Para tratar de resolver la problemática descrita se barajaron distintas alternativas, algunas de las cuales se describen a continuación. El sistema debe permitir el almacenamiento de la ropa contenida en sacos de forma autónoma, es decir, sin la participación de ningún operario, puesto que los envíos desde el hospital se producirán en muchas ocasiones fuera del turno de trabajo, del mismo modo que en el caso de los domingos y los días festivos. 3.1 Almacenamiento aéreo en sacos individuales Una de las opciones conceptualmente más sencilla es el almacenamiento directo de los sacos recibidos colgados de un carril aéreo. Para ello es preciso algún mecanismo que enlace el saco desde el transporte neumático hacia el rail. Los sacos, deben disponer de algún elemento de enganche en la parte inferior por el que se colgarían y de un cierre suficientemente consistente en la parte superior, que iría boca abajo. El carril se extendería desde ese punto hasta llegar a la actual zona de vaciado de ropa, con el mayor recorrido posible para conseguir la mayor capacidad de almacenamiento. Finalmente, a petición del operario, el saco se situaría sobre la entrada a la zona de clasificación donde se abriría, vaciando su contenido y desplazándose posteriormente para su reutilización posterior. Sería interesante también incorporar al saco algún mecanismo sencillo que facilitara su apertura y cierre en las condiciones de manejo. 901
Figura 2: Alternativa Almacenamiento aéreo en sacos individuales Algunas de las ventajas de esta alternativa serían: Requiere una inversión relativamente baja en instalación. El uso de carriles está muy extendido en el sector por lo que existen muchos suministradores. El mantenimiento es sencillo y conocido por el equipo actual No precisa ningún cambio de ropa de un contenedor a otro. No requiere izado ni cambio de contenedor en ningún paso del ciclo. Entre los inconvenientes es posible citar: Requeriría un cambio o adaptación de todos los sacos. El enganche sería difícil y debería ser desarrollado al efecto. Los sacos pueden venir mal cerrados lo que provocaría caída de ropa Alguna ropa ya se recibe directamente fuera de los sacos lo que provocaría su caída. 3.2 Almacenamiento en tolva Otra posibilidad relativamente sencilla podría ser la creación de una tolva en la parte inferior del transporte neumático o en otra zona si se precisa ganar altura. A partir de esta tolva se podrían ir extrayendo los sacos a medida que se vayan a tratar, ya sea a través de una cinta para alimentación directa o manteniendo el transporte en carro. La tolva debería ser asimétrica para facilitar su descarga. 902
Entre sus ventajas estarían: Figura 3: Alternativa Almacenamiento en tolva El método es técnicamente muy sencillo, pudiendo las tolvas ser adquiridas o desarrollada al efecto. Al poder construirse de forma específica se podría aprovechar bien el poco espacio disponible. El coste de instalación no es muy elevado, mientras que el de mantenimiento sería bajo. Por otro lado sus puntos débiles serían: Los sacos y la ropa suelta pueden producir atascos al acumularse grandes cantidades La estructura de grandes dimensiones creará una importante impresión de ocupación de espacio. No permite medios automáticos de descarga. 3.3 Almacenamiento en cinta transportadora El almacenamiento se puede producir directamente sobre un mecanismo de transporte de tipo cinta transportadora o canjilones. La cinta estaría sincronizada con un sensor de peso de modo que avanzaría al ser cargada. Dado que para aprovechar el espacio será preciso introducir un camino largo y pendientes elevadas, se proponen cintas con canjilón o algún mecanismo separador. 903
Algunas de sus ventajas son: Figura 4: Alternativa Almacenamiento en cinta transportadora El método es muy sencillo técnicamente y está muy probado. Mediante cambios de pendiente y giros se puede aprovechar mucho el espacio, incluso en varias alturas. El riesgo de atasco es mínimo y puede ser resuelto de forma sencilla al estar todos los sacos accesibles. Mientras que existen los inconvenientes: La instalación puede tener un coste elevado. El coste de funcionamiento y mantenimiento también es bastante elevado. 3.4 Almacenamiento aéreo en saco contenedor Puesto que el material de llegada puede ser irregular en cuanto a peso, forma, etc., podría ser interesante almacenar todo lo que se recibe en sacos mayores que homogeneicen la carga. Estos sacos estarían abiertos por la parte superior y se colocarían bajo el transportador. A medida que se llenan, por peso, son desplazados sobre carriles. Los carriles llegan hasta la zona de clasificación, donde son vaciados por la parte inferior, cerrando el ciclo. 904
Puntos Fuertes Figura 5: Alternativa Almacenamiento en sacos contenedores Permite la llegada de cualquier tipo de ropa, en cualquier formato Se almacena en altura dejando espacio en la parte inferior. No requieren modificación de los sacos actuales y además es flexible a cambios en los sacos. El coste de instalación es medio mientras que el de mantenimiento sería bajo. Existen multitud de suministradores El inconveniente fundamental sería que el almacenamiento posible es limitado 4. Selección final Todas las alternativas previamente citadas se consideran viables. No obstante se decide descartar la utilización de carriles directos con los sacos debido a la dificultad de encontrar la forma de realizar este enganche de forma automática, la existencia de materiales sueltos y la posibilidad de que los sacos (que estarían colgados con la apertura hacia abajo, estén mal cerrados. Respecto a la tolva, siendo un método barato y eficiente, se descarta debido a las dificultades de extraer el material, teniendo en cuenta que los sacos, cargados de forma diferencial, se aplastarán y engancharán entre sí, produciendo atascos que serán difíciles de resolver dada la carga acumulada y su inaccesibilidad. La cinta es una de las alternativas más viables, pero su capacidad de almacenamiento está muy limitada por la forma del espacio disponible y, sobre todo, es la opción más cara en mantenimiento y explotación. 905
Figura 6: Croquis de la solución seleccionada Por todo ello se propone como alternativa más viable la utilización de sacos integradores sobre los que se vaya depositando todo el material recibido desde el transportador hidráulico. Abiertos continuamente por la parte superior, al llegar a la zona de clasificación se abrirán manualmente por los operarios, dejando caer su contenido con lo que se ahorra la carga del carro y su posterior descarga. Una vez en la zona se proponen otros medios de ayuda como se muestra en el apartado siguiente. Aunque esta es la solución considerada más interesante, otros factores no considerados, como la existencia de empresas suministradoras con condiciones ventajosas o intereses particulares de la propia lavandería en adoptar técnicas homogéneas con la misma u otras instalaciones, puede aconsejar la adopción de otra de las soluciones viables. 5. Conclusiones En este artículo se estudia la viabilidad técnica de distintas soluciones al problema de almacenamiento y movimiento de cargas en una lavandería industrial de una instalación hospitalaria. Dichas soluciones están muy condicionadas por la escasez de espacio y la necesidad de que el sistema trabaje de forma autónoma fuera de los turnos de trabajo. Finalmente se selecciona una de las cuatro posibilidades valoradas teniendo en cuenta la capacidad de almacenamiento, el coste de instalación y mantenimiento, así como la operatividad del sistema basado en sacos contenedores, que permitiría mantener el espacio existente prácticamente libre cuando se haya procesado o clasificado la ropa almacenada. Correspondencia (Para más información contacte con): J. M. Mesa Fernández. Área de Proyectos de Ingeniería. Universidad de Oviedo. Departamento de Explotación y Prospección de Minas. C/ Independencia nº 13, 33004 Oviedo, Asturias, España. Phone: +34 985 10 42 72, Fax: + 34 985 10 42 56, E-mail: mesa@api.uniovi.es 906