DOI: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.34118.88643

ARTÍCULO ORIGINAL

Indicadores de productividad del proceso de pelado y la fuente energética en plantas casaberas artesanales

Productivity indicators of the energy source and the peeling process in craft cassava industries

Dr.C. Annia García Pereira,^I M.Sc. María Gabriela Santiago,^II M.Sc. Yolanda Sabín Rendón,^I Dr.C. Mario Herrera Pratt,^I Dr.C. Demetrio Díaz Martín,^I Dr.C. Carlos Suárez Ponciano,^III

^IUniversidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, San José de las Lajas, Mayabeque. Cuba.
^IIUniversidad Politécnica Territorial “José A. Anzoátegui, El Tigre, Estado de Anzoátegui, Venezuela.
^IIIUniversidad de Artemisa, Municipio de Artemisa, Artemisa, Cuba.

RESUMEN

En Venezuela la elaboración del casabe se realiza de forma artesanal, se realiza en pequeñas comunidades e industrias, la producción casabera se ha visto afectada por la falta de fuerza de trabajo y bajos índices de productividad. Con la finalidad de mejorar y optimizar la elaboración de este producto algunas empresas se han abocado en tiempo y recursos para el diseño de sistemas que rallen la yuca. El presente trabajo está dirigido a evaluar la influencia del proceso de pelado y la fuente energética en los indicadores de productividad de dos plantas casaberas artesanales del municipio “Simón Rodríguez”, Anzoátegui, Venezuela. Para la realización de la misma se utiliza la NC 34-37:03 con modificaciones para el proceso y las máquinas en estudio, se determinan los principales indicadores de productividad entre los que se destacan, productividad por tiempo de trabajo limpio, productivo, operativo, entre otros. Los principales resultados que las productividades WL; Wop; WTpr y Wtexp, correspondientes al molino LY-259 supera en 36,3; 26,88; 29,02; 22,48%, al LS-228 y que los indicadores de tiempo que más influyen en el proceso son: el Tiempo de paradas por lluvia y la falta de fluido eléctrico (T8) y el Tiempo explotativo (T07).

Palabras clave: Productividad, índices tecnológicos, administración de máquinas, molinos.

ABSTRACT

Cassava industry in Venezuela is mostly craft and developed in small communities and industries where the production has been affected by the lack of workforce and low productivity rates. In order to improve and optimize the development of this product some companies have focused time and resources to design systems that could scratch cassava in an efficient way, improving processes productivity indicators and offering a high quality product. The aim of this research work is address to evaluate peeling process and the energetic source influence over the LY-259 and LS-228 cassava mills productivity indexes. Those cassava mills are used in “Los Yopales” and “Los Sabanales” craft cassava industries at “Simon Rodriguez” municipality, Anzoategui, Venezuela. It realization was accomplished using the NC 34-37: 03 modified according the process and the studied machines nature and defining as the main productivity indicators to be determined: productivity by clean time (W_L), by productive time (W_op), by operational work (W_Tpr) and by administrative work (W_texp), among others. The main results show that W_L; W_op; W_Tpr y W_texp, belonging to LY-259 is higher in 36,3; 26,88; 29,02; 22,48%, over those achieved by LS-228 mill. Time indicators that mostly affect the process were the raining and electricity lacks (T₈) and the administrative time (T₀₇).

Key words: Productivity, technical indexes, machine administration, mills.

INTRODUCCIÓN

La yuca es una raíz tuberosa considerada entre los cultivos alimenticios más importantes entre los que se desarrollan en la región tropical y subtropical del planeta, originario del norte de Suramérica posiblemente de Brasil, Paraguay o el Amazona, fue uno de los principales alimentos encontrado por los españoles a su llegada a esta región. Fue el desarrollo de la horticultura, luego de la agricultura, y en especial de cultivos tales como la yuca, el maíz y la papa, que formaron la base de aquel avance cultural que luego llamamos civilización, (Rojas de Perdomo, 1994 y Sonoja, 1981)¹ . Este producto agrícola es conocido por sus diferentes formas de preparación en diferentes lugares del mundo, resaltando en Venezuela donde la producción de casabe es destacable dentro del continente latinoamericano².

La tecnología de producción de casabe que desde épocas ancestrales tuvo su nicho en las comunidades indígenas, fue siempre esencialmente manual o semi mecanizada (Fernández, 1996). Se tiene referencia de su producción en Cuba por la población indígena (Sturtevant, 1969). Actualmente, en Venezuela la elaboración del casabe se realiza de forma artesanal, llevado a cabo en pequeñas comunidades y en pequeñas industrias, las cuales con gran cantidad de personal realizan el pelado, y limpieza de forma manual, mientras que el rayado y la extracción del almidón son semimecanizado³.

Los eslabones fundamentales del proceso tecnológico para la producción del casabe lo constituyen el pelado y el rayado del material fisiológico. El pelado se realiza por obreros donde la destreza en la operación influye considerablemente en el tiempo dedicado a esa labor, por otro lado, el proceso de rayado depende de la productividad de los molinos. Estos molinos en su gran mayoría han sido diseñados de forma rudimentaria y utilizan como fuente energética motores de combustión interna o de tipo eléctricos. La literatura consultada hasta el momento no evidencia la evaluación de este tipo de maquinas agrícolas estacionarias a partir de la determinación de los principales índices técnicos explotativos en función de la productividad de las mismas. El objetivo de esta investigación radica en evaluar la influencia del proceso de pelado y la fuente energética en los indicadores de productividad de dos plantas casaberas artesanales.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realiza en el Municipio Simón Rodríguez, del Estado Anzoátegui durante el mes de noviembre de 2014. Ambas plantas casaberas presentan un sistema productivo semi mecanizado, con labor de pelado y limpieza manuales, mientras que la labor fundamental de rayado se realiza con molinos artesanales, fabricados por técnicos empíricos de la localidad que mantienen un mismo patrón de fabricación teniendo en cuenta técnicas ancestrales⁴.

Plantas casaberas Los Yopales y Los sabanales

Se ubican en la ciudad de El Tigre, ambas con una superficie de aproximadamente 80 m² y 10 trabajadores como promedio, (Figura 1).

Ambas con una tradición de elaboración de casabe de 15 años procesando diariamente entre 1500-1600 kg de yuca amarga para la elaboración del casabe, la cual se transporta a la planta casabera el día anterior.

En el proceso de pelado, la yuca se despunta y se le retira la cascara manualmente empleando una espátula como herramienta filosa. La agilidad y destreza en el proceso de pelado depende estrictamente de la experiencia de los obreros realizando esta actividad (esta labor la realizan 4 obreros). El proceso de limpieza se realiza en un depósito de 1,5 m³ y el tiempo de llenado aproximado de 1h, este proceso se realiza al mismo tiempo que el pelado. El lavado se realiza manualmente por 2 obreros, la yuca limpia es colocada en 4 canastas que se van llenando cíclicamente a medida que el proceso de rayado comienza a ejecutarse.

El proceso de rayado se lleva a cabo en un molino artesanal al cual la materia prima le llega en lotes según la masa por cada canasta lo que propicia que el proceso de alimentación (o abastecimiento) deba ser asistido por un operario para evitar atascamientos, ambos elementos, el ciclo de llegada de la materia prima y las paradas por atascamiento constituyen los elementos de tiempo que demoran el proceso de rayado. La masa obtenida se almacenan en sacos cosidos en sus puntas y colocados en una prensa hidráulica con el objetivo de extraer el yare (almidón) y quitar el exceso de humedad logrando la obtención de harina que termina el proceso de secado al aire libre para entonces pasar al proceso de elaboración del casabe.

Características técnicas del molino LY-259 (Los sabanales)

Máquina estacionaria, características: Motor de dos tiempos (gasolina), potencia 2,59 kW, marca Honda, diámetro del tambor rayador 22,5 cm, largo del tambor rayador 14,5 cm, largo de la bandeja de alimentación al molino 59 cm, ancho de la bandeja de alimentación al molino 33 cm, altura de la bandeja de alimentación al molino 34 cm, ángulo de entrada de yuca al molino 90º, largo total de la máquina 129 cm, (Figura 2 A).

Características técnicas del molino LS-228 (Los yopales)

Máquina estacionaria, características: Motor eléctrico trifásico, potencia 2,28 kW, marca Power Engine, diámetro del tambor rayador 23,5 cm; largo del tambor rayador 34 cm; largo de la bandeja de alimentación al molino 71 cm; ancho de la bandeja de alimentación al molino 37,5 cm; altura de la bandeja de alimentación al molino 31 cm; ángulo de entrada de yuca al molino 90º y largo total de la máquina 82 cm, (Figura 2B)

Metodología para la evaluación del proceso de pelado

Para la evaluación del proceso de pelado (4 obreros por casabera) se tiene en cuenta elementos como: los años de experiencia de los obreros en esta labor; la longitud (L) de las raíces y el tiempo limpio de pelado por raíz (T_1p), empleando el método de fotocronometraje descrito en la NC 34-37: 2003. El proceso de cronometraje se realiza a 80 raíces seleccionadas aleatoriamente y separadas en cuatro grupos 20 muestras cada uno según la talla (hasta 0,30; 0,40; 0,50 y 0,60 m) dentro del volumen total a procesar. El tiempo es obtenido con cronómetro digital modelo Ace con precisión de 0.01s. Una vez obtenidos los datos se determinan los Tiempos promedio de pelado por yuca (Tpy); Tiempo promedio de la labor de pelado (Ttp), así como se valora la dependencia (a través del coeficiente de determinación R²) entre la experiencia de los obreros y las dimensiones de la Yuca respecto al tiempo de pelado empleando el software Statgraphic v 5.1 (Statistical Graphics Crop, 2000).

Para la determinación de los índices de productividad y los tiempos del proceso se emplea el método de fotocronometraje establecido por la Norma Cubana NC 34-37: 2003 y algunos elementos de las metodologías empleadas por autores como⁵González (1993), Suárez et al. (1999), Suárez et al. (2006), Matos y García (2010), Matos et al. (2010), González et al. (2012), Miranda et al., (2013a, b), Argote et al. (2015), de Las Cuevas et al. (2015), empleándose las expresiones que aparecen a continuación:

Tiempo de molida T₁, h;

Tiempo de auxiliar T_2, h;

Tiempo operativo T₁ + T₂, h;

Tiempo de mantenimiento T₃, h;

Tiempo de limpieza T₃₁, h;

Tiempo de puesta en marcha T₃₂, h;

Tiempo de fallo T₄, h;

Tiempo productivo T₀₄= T₁ +T₂+T₃+T₄, h;

Tiempo de descanso de personal T₅, h;

Tiempo de paradas por lluvia o falta de fluido eléctrico T₈, h;

Tiempo de explotación T₀₇= T₁ +T₂+T₃+T₄ + T₅+ T₈, h.

Productividad por hora de tiempo limpio, (W_L)

donde:

Q -volumen de trabajo realizado por la máquina, t;

T₁ -tiempo de trabajo limpio, h.

Se considera Tiempo de trabajo limpio (T₁) solo el empleado para realizar la labor de molida de la yuca desde que el molino es puesto en marcha.

Productividad por hora de tiempo operativo. (W_op)

donde:

Q = volumen de trabajo realizado por la máquina, t;

T₀₂ = tiempo operativo, h.

Productividad por hora de tiempo productivo (W_Tpr)

donde:

T₀₄ – Tiempo productivo, h.

Productividad por hora de tiempo de explotación (W_Texp)

donde:

T₀₇ – Tiempo de explotación, h.

Coeficiente de utilización del tiempo productivo (K₀₄)

Coeficiente de utilización del tiempo de explotación (K₀₇)

La productividad es uno de los indicadores más importantes de efectividad de utilización de las máquinas y la misma representa la cantidad de trabajo realizado en la unidad de tiempo (hora) en unas condiciones dadas de explotación (Saakian, 1973).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Resultados de la evaluación del proceso de pelado

Los resultados obtenidos del proceso de pelado ratifican la importancia del tiempo dedicado al pelado como etapa preparatoria para la labor de molienda. En la casabera Los Yopales dedican como promedio 2,31 h, mientras que en Los Sabanales, 2,72 h para pelar 1500 y 1600 kg, respectivamente (Tabla 1) que es la masa que se procesa por jornada. En sentido general la eficiencia en esta labor favorece a la casabera Los Yopales, dado por obreros con menos experiencia, (6,25 años como promedio-7,42 s por raíz), sin embargo este tiempo es suficiente para adquirir gran destreza es esta actividad. Por su lado, Los Sabanales cuenta con obreros de vasta experiencia (9,5 años) sin embargo el tiempo promedio por raíz es de 8,18 s. Es válido señalar que en este resultado puede haber incidido la longitud promedio de las raíces que resulto ser mayor en la yuca que se procesa en esta última sin embargo otros factores también pudieran estar incidiendo en los mismos.

Al analizar la relación que se establece entre el tiempo de pelado y la longitud de las raíces (Figura 3), se aprecia que existe dependencia entre ambas variables en ambas plantas casaberas, explicada por un modelo polinómico con R²=0,95 en Los Yopales y un modelo polinómico con R²= 0,65 en Los Sabanales. Este último resultado también ratifica la idea expuesta en el párrafo anterior acerca de que la longitud de las raíces no necesariamente puede ser el único factor que influye en la eficiencia de la labor de pelado sobre todo en Los Sabanales.

Los años de experiencia no resultaron ser un factor determinante pues más de cinco años realizando una labor manual diariamente presuponen la obtención de gran destreza en la actividad, lo que se ratifica en las metodologías para la selección de expertos, González et al. (2012).

Evaluación de los elementos de tiempo de los molinos estudiados

Los resultados obtenidos corroboran que el tiempo limpio (T₁) de molienda alcanza valores de 1,01 y 1,77 h y se evaluaron 15 jornadas de trabajo para los molinos anteriormente mencionados, respectivamente, lo que valida los resultados de esta prueba según lo establecido en la NC 34-37: 2003, en este resultado influye la potencia del motor y la masa total a procesar (1500 kg en Los Yopales y 1600 en Los Sabanales).

Los valores del tiempo auxiliar (T₂) como promedio por jornada 0,16 y 0,21 h también apuntan a que el TY-259 emplea para desarrollar las labores de limpieza y acondicionamiento de molino, y el abastecimiento del material 0,05 h menos que el LS-228 sin embargo existieron irregularidades durante este proceso en ambos molinos. Dentro de ella pueden mencionarse, tiempo en que el molino funciono en vacío por falta de material ya que el LY-259 era capaz de procesar mayor volumen que el que se le alimentaba (Tabla 2).

Al analizar el Tiempo operativo (T₀₂) el LY-259 utiliza 1,16 h como promedio por jornadas, mientras que el LS-228 1,98 h, este resultado está relacionado con las explicaciones que aparecen en los dos párrafos anteriores.

En el caso del Tiempo de mantenimiento (T₃) se comporta bastante similar en ambos molinos 0,33 y 0,37 h, lo que denota la destreza de los operarios y la similitud en las funciones que se realizan. Es válido señalar que sobre el influyen el tiempo dedicado a la limpieza (T₃₁) que se ve afectado para la limpieza del molino en Los Yopales el agua llega por conducto flexible y en Los Sabanales se carga empleando una cubeta, además por la existencia de un Tiempo de preparación para las labores (T₃₂) donde la capacidad del depósito de lavado de la yuca que es 2,5 m³ en esta última permite realizar la labor de rayado o molida en un solo ciclo, mientras que en Los Yopales 1,5 m³ tienen que realizar el tiempo de rayado en dos tandas ciclos.

Durante el tiempo de evaluación y cronometraje de ambos molinos, los mismos a pesar de ser artesanales mostraron una elevada fiabilidad y no presentaron roturas de ahí que el tiempo para la eliminación de los fallos (T₄) fue igual a cero.

El tiempo productivo (T₀₄) promedio por jornadas, que viene dado por todos los elementos de tiempo mencionados anteriormente resulto 2,5 h para el LY-259 y 4,12 h para el LS-228, lo que ratifica hasta este momento que sobre este resultado tiene marcada influencia las diferencias energéticas presentes entre ambos molino, donde a pesar que el proceso sea relativamente más organizado en la casabera Los Sabanales, el tiempo perdido en Los Yopales es recuperado por la capacidad de trabajo de su molino en LY-259. Este aspecto también se ve reflejado en los Tiempos de descanso del personal (T₅) con 0,24 y 0,13 h, respectivamente.

Aspectos como los tiempos de paradas por problemas climatológicos y la falta de fluido eléctrico (T₈) afectan considerablemente a ambas casabera sobre todo a Los Yopales con molino LY-259 durante la primera semana de estudio (0,03 h), donde la lluvia propicio varias paradas del ciclo productivo por encontrarse descubierto el mismo y a Los Sabanales con el LS-228 (0,25 h) por falta de fluido eléctrico en 2 ocasiones lo que también afecta el tiempo de explotación (T₀₇) y las productividades por hora de tiempo de explotación como de aprecia en ambos molinos Figura 5, este último indicador con 3,05 h para el LY-259 y 4,51 para el LS-229.

Los resultados denotan que tanto los indicadores de tiempo como los de productividad como se podrá apreciar en el próximo epígrafe se ven más afectados por causas asociadas a aspectos organizativos y o ajenas al trabajo de los molinos y las casaberas en sentido general, como son aspectos climatológicos y la falta de fluido eléctrico (T₈) y el tiempo de explotación (T₀₇), aunque existen indicadores o aspectos dentro de los procesos que pueden ser corregidos, así como modificados aspectos tecnológicos como el tamaño de la bandeja de alimentación en el molino LY-259.

Resultados de la evaluación comparativa de los índices de productividad de los molinos estudiados

Al analizar los resultados de los indicadores de ambos molinos estudiados (Tabla 3 y Figura 4), es apreciable la superioridad tecnológica del LY-259 sobre el molino LS-228 dada por la productividad por hora de tiempo limpio que alcanza valores de 1,138 y 0,725 t/h respectivamente, superando el primero en 30,29% al segundo. En principio las diferencias de potencia son un elemento que define en gran medida esta situación ya que el LY-259 desarrolla 2,59 kW, mientras el LS-228 alcanza 2,28 kW, además se pudo constatar durante el cronometraje que el primero era capaz de procesar una mayor masa lo cual no se aprovecha debido a las dimensiones de la bandeja de entrada.

Al analizar la relación que se establece entre la productividad por hora de trabajo limpio y las jornadas evaluadas (Figura 4), se aprecia que durante todo el tiempo de observación el molino LY-259 exhibe una mayor productividad, sin embargo puede notarse un comportamiento más estable en el molino LS-228. La dependencia entre ambas variables dada por los valores del R², se considera baja en el LY-259 y moderada en el LS-228 con valores de 0,46 y 0,61 respectivamente. Lo que significa que además del incremento del tiempo de trabajo, sobre la productividad pudieran existir otras variables que también influyen en este resultado. Este comportamiento es explicado por modelos de tipo polinomiales en ambos caso. Pudo constatarse además que la talla de las yucas que llego a la casabera Los Yopales fue menos homogénea en las primeras jornadas evaluadas, elemento que se considera influyo negativamente en la variabilidad de la productividad por hora de tiempo limpio por complejizar el proceso de abastecimiento al molino LY-259.

En cuanto a las productividades por tiempo de trabajo operativo y productivo el molino LY-259 también supera al LS-228 en 29,6 y 28,5% respectivamente, lo que viene dado por las potencialidades tecnológicas del primero sobre el segundo. En este resultado influye como elemento de preparación para el proceso de rayado las labores de mantenimiento que se le realizan al molino antes de comenzar que en ambos casos fueron similares pero la destreza del operador influyo en el resultado.

Las productividades por tiempo de trabajo sin fallo y por tiempo explotativo exhiben el mismo valor ya que durante el periodo de cronometraje ninguno de los dos molinos sufrió roturas, no obstante también es superior la productividad del LY-259 en un 22% y es válido señalar que en este sentido las condiciones de trabajo del molino LY-228 se encuentran mejor garantizadas ya que está ubicado en un área techada, por lo que durante el tiempo de trabajo, nunca su funcionamiento se verá afectado por condiciones climatológicas desfavorable.

Sin embargo a pesar de lo expuesto anteriormente el coeficiente de utilización del tiempo productivo es similar al emplear ambos molinos, mientras que el LY-228 exhibe una mejor utilización del tiempo explotativo. Este último resultado viene dado por la estabilidad en los elementos de tiempo que intervienen en la el tiempo explotativo. Nótese que en la casabera Los Yopales existe una diferencia entre las W_L y la W_texp de 0,475 t/h mientras que en Los Sabanales la diferencia es de 0,211 t/h, lo que denota un proceso en general más eficiente en la última de ahí que a pesar de que el LY-259 muestre indicadores de productividad favorable, el coeficiente K_exp (igual a 0,25) sea inferior en 0,03 al del molino LS-228 (igual a 0,28).

Al analizar la relación que se establece entre la productividad por hora de de trabajo explotativo y las jornadas evaluadas (Figura 5) se aprecia que durante todo el tiempo de observación el molino LY-259 exhibe una mayor productividad, sin embargo puede notarse en ambos molinos estudiados cierta tendencia a la inestabilidad. El trabajo del molino LY-259 se ve afectado por paradas por lluvia y por falta de materia prima en este caso debido a la capacidad del depósito de lavado de las yucas que no era suficiente para abastecer todo el material que el mismo es capaz de procesar, sin embargo en el LS-228 donde no persisten los problemas anteriores, las paradas son ocasionadas por falta de fluido eléctrico.

Ninguno de los molinos afectó los indicadores de productividad debido a paradas por roturas. La dependencia entre ambas variables dada por los valores del R2, se considera baja en el LY-259 y moderada en el LS-228 con valores de 0,23 y 0,60 respectivamente, en ambos casos dicho comportamiento es explicado por modelos de tipo polinomiales.

CONCLUSIONES

-El tiempo de pelado promedio para 1500 y 1600 kg en la casabera Los Yopales fue de 2,31 h/jornada y 7,42 s por raíz, mientras que en Los Sabanales 2,72 h/jornada y 8,18 s por raíz, con obreros de 6,25 años y 9,5 años de experiencia, respectivamente. Factores como la longitud y forma de la raíces influyen en este resultado.

-Los indicadores de tiempo obtenidos indican que como promedio por jornada el tiempo limpio fue (T₁) 1,01 y 1,77 h; Tiempo auxiliar (T₂) 0,16 y 0,21 h; Tiempo operativo (T₀₂) 1,16 y 1,98 h, Tiempo de mantenimiento (T₃) 0,33 y 0,37 h; Tiempo productivo (T₀₄) 2,5 h y 4,12 h; Tiempo de descanso (T₅) con 0,24 y 0,13 h; Tiempo por paradas por clima o electricidad (T₈) 0,03 y 0,25 h y el Tiempo explotativo (T₀₇) 3,05 y 4,51 para el LY-259 y para el LS-229, respectivamente.

-Las productividades W_L; W_op; W_Tpr y W_texp, correspondientes al molino LY-259 supera en 36,3; 26,88; 29,02; 22,48%, al LS-228. Indicadores que se ven más afectados por causas asociadas a aspectos organizativos.

-Los indicadores de tiempo que más influyen en el proceso son: el Tiempo de paradas por lluvia y la falta de fluido eléctrico (T8) y el Tiempo explotativo (T07), mientras que los valores de Productividades por hora de tiempo explotativa W07 del molino LY-259 superan en 22% la del molino LS-228 lo que ratifica el cumplimiento de la hipótesis planteada.

-La dependencia que se establece entre WL y Wtexp respecto a las jornadas evaluadas dada por los valores del R² 0,46 y 0,61, molinos LY-259 y LS-228, así R² 0,23 y 0,60 se consideran baja y moderada con comportamiento explicado por modelos polinomiales en ambos casos, respectivamente.

NOTAS AL PIE

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³ Casabe de yuca, [en línea], 24 de enero de 2015, Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/casabe_de_yuca, [Consulta: 22 de abril de 2015].

⁴ HERNÁNDEZ, M.: Aspectos socioeconómicos y culturales de la población productora de casabe en el Estado Anzoátegui, Inst. FUNDAANZOATEGUI, Barcelona, Venezuela, p. 33, 1992.

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Recibido: 18/12/2015
Aprobado: 03/06/2016

Annia García Pereira, Prof. Titular, Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Email: annia@unah.edu.cu