Rediseño industrial en los procesos de curtido depielesResumen: El trabajo estuvo centrado en la evaluación y rediseño de procesos en el sistema de producciónde tratamiento del cuero. El tratamiento del cuero es una industria con mucho auge en las regiones andinasde Latinoamérica. En este sentido, este estudio se basa en una tenería ubicada en Perú, Es por ello que estetrabajo se dedica a desarrollar una aproximación de mejora de procesos basados en la optimización de losdesplazamientos del personal y del correcto estudio de la planificación de las áreas en donde se ejecutan lasacciones que dan como fin la obtención del cuero utilizando estrategias que no requieran costosasinversiones en herramientas o software, ya que lo que se busca es optimizar procesos sin realizar grandesinversiones de capital.Palabras clave: Tratamiento de cuero, rediseño industrial, procesos industriales.ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119)Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pielesAbstract.- The work was focused on evaluating and redesigning processes in the leather treatmentproduction system. Leather treatment is a booming industry in the Andean regions of Latin America. In thissense, this study is based on a tannery located in Peru. This work is dedicated to developing an approach toimprove processes based on optimizing personnel movements. The correct study of the planning of the areaswhere the actions that aim to obtain leather are executed using strategies that do not require expensiveinvestments in tools or software since optimizing processes without making significant capital investments issought.Keywords: Leather treatment, industrial redesign, industrial processes.Industrial redesign in leather tanning processes109Recibido (18/10/2022), Aceptado (11/01/2023)Benjamín David Carril Verasteguihttps://orcid.org/0000-0001-6010-0175bcarril@unitru.edu.peUniversidad Nacional de Trujillo Trujillo-PerúDaniel Jesús Castro Vargashttps://orcid.org/0000-0003-0618-6013djcastrov@unach.edu.peUniversidad Nacional Autónoma de ChotaChota-Perúhttps://doi.org/10.47460/uct.v27i118.692Julio Machaca-Mamani https://orcid.org/0000-0003-4866-3885jcmachaca@unajma.edu.peUniversidad Nacional José María Arguedas Andahuaylas-PerúJulio César Lujan Minayahttps://orcid.org/0000-0003-3752-824Xjlujan@undc.edu.peUniversidad Nacional de Cañete Cañete-PerúKatherine Elizabeth Yenque Guerrerohttps://orcid.org/0000-0002-2645-8883kyenque@unajma.edu.peUniversidad Nacional José María Arguedas Andahuaylas-PerúAlvaro Larry Luis Felipe Mendoza Castillohttps://orcid.org/0000-0002-2877-2622alvaro.mendoza@upn.peUniversidad privada del Norte Trujillo-Perú
I. INTRODUCCIÓN El tratamiento de la piel de bovinos y caprinos tiene un origen prehistórico [1]. El proceso de tratamientodata de épocas remotas, este consta de la aplicación de sustancias vegetales, como los taninos, lo cualpermite una durabilidad del material y flexibilidad [2]. Hasta el presente el cuero sigue siendo un material degran durabilidad, belleza y calidad, que permite la creación de prendas en una amplia variedad, desdezapatos, bolsos, correas, gorras, carteras, y una diversidad de artículos que son elaborados con cuero [3] y espor esto que su uso no parece estar cerca de desaparecer, sino que, por el contrario, según datos de la FAO[4], la producción de cuero en el mundo ha ido en aumento. La introducción del tratamiento del cuero a base de cromo, que acorta el tiempo de curtido, ha permitidoobtener mayor producción de dicho material en una menor cantidad de tiempo. Esta práctica ha traído comoresultado el aumento de los niveles de contaminación en la industria [5]. Por ello la industria requiere denuevas prácticas que permitan su sostenibilidad a largo plazo [6] [7] y que a su vez contribuya a la economíade los países productores [8]. Es por ello que se observa en la literatura científica una creciente preocupaciónpor abordar temas que se enfoquen en solventar los problemas asociados a la producción de cuero. Desde elmanejo de las aguas residuales contaminadas [9] hasta una visión más integrada del manejo de losdesperdicios asociados a la industria [10]. Algunas alternativas pasan por la eliminación del uso del cromomediante nuevos procesos [11] y el uso de bio-solventes para el tratamiento de las aguas contaminadas [12]. A pesar de que los países emergentes son los mayores productores de cuero a nivel mundial, muchas desus fábricas presentan niveles bajos de automatización de procesos, lo que influye en la eficacia deproducción [13], un personal con bajos niveles de cualificación y por ende un nivel de productividad bajo conaltos niveles de contaminación y escasos márgenes de beneficios. Esto sucede por un conjunto dedesventajas competitivas como pueden ser políticas que no estimulan financiamiento para esta industria, faltade organismos de capacitación de personal en las labores asociadas a la industria, falta de control en lascadenas de suministros que garanticen el suministro de pieles de calidad para su posterior uso, entre otrosdiversos factores. El siguiente trabajo se estructura de la siguiente manera: 1) análisis de los procesos involucrados en laproducción del cuero, 2) desarrollo conceptual de los procesos ejecutados en la industria del cuero, lasvariables a medir y los procedimientos necesarios para medir dichas variables, 3) metodología de trabajo, 4)resultados y conclusiones.II. DESARROLLO A.Tratamiento del cuero El proceso para obtener el cuero, en muchas tenerías en Latinoamérica, siguen presentando un bajo nivelde automatización de planta, lo que las acerca más a la producción artesanal del cuero que a las industriasdesarrolladas y altamente tecnificadas ubicadas en países como Alemania o Italia. Sin embargo, el proceso deproducción del cuero es el mismo tanto en las industrias automatizadas como en las artesanales, con algunasvariaciones en cuanto al procesamiento de las pieles. Esas etapas comunes son las siguientes: precurtido,curtido y poscurtido [2] y se explican brevemente a continuación y de manera general:110ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119)Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles
111ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119) B. Precurtido En la etapa de precurtido se reciben las pieles provenientes de los mataderos y que son seleccionadas paraser curtidas. Para ello se deben eliminar aquellos elementos inadecuados para el curtido como el pelo, lasangre o excremento. El primer paso es aplicar sal a las pieles con una concentración que se ubica entre un40 y 50 por ciento de cloruro de sodio [14] en peso, esto con el fin de evitar que la piel se pudra. Luego deesto sigue el remojado, paso en el que se rehidrata la piel con abundante agua y bactericidas para con elloeliminar los residuos de pelo, sangre u otros adheridos a las pieles. El siguiente paso consiste en tratar laspieles con cal, ello con el objetivo de eliminar proteínas presentes en la piel y preservar las fibras de colágeno.La cal contiene azufre y sulfuro de sodio que son fundamentales para evitar que vuelva a crecer pelo sobre lapiel. Una vez conseguido este objetivo, las pieles pasan al proceso de depilado, desencalado y descarnado(industrialmente se hace con maquinaria, artesanalmente, con el rebajado con cuchillo), que corresponden alproceso de curtido. a. Curtido La piel que ha sido tratada en la fase de percutido para poder ser procesada se somete al paso depiquelado para curtirla. En esta etapa la piel pude ser curtida mediante la técnica de curtido vegetal, curtido alcromo u otra técnica, esto depende de las características de la compañía y su nicho de mercado [15]. b. Poscurtido En esta etapa ya la piel a alcanzado las características necesarias (azul húmedo, blanco húmedo) para unúltimo proceso que consiste en volver curtir la piel con sustancias vegetales, con taninos y resinas que le danla apariencia final al cuero (o cromo en el caso de ser procesadas más industrialmente. Luego se aplican tintesy compuestos grasos para lograr suavidad al tacto y resistencia en las pruebas de esfuerzo mecánico. Al finalse le coloca una capa de laca como recubrimiento final del producto [16]. C. Comparaciones entre el proceso de fabricación industrial y artesanal A pesar de los procesos en común, la producción actual en la industrial de cuero posee etapas adicionalesen cuanto al procesamiento de las pieles que no se ejecutan en la industria artesanal de cuero. En la tabla 1.Se realiza una comparativa entre ambas: Tabla 1. Comparativa entre los procesos de elaboración artesanal y actual del cuero.Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles
D. Análisis de actividades relacionadas Existen actividades productivas que requieren que los materiales que utilizan y las etapas en las cuales seestructura un proceso estén definidas por la proximidad de la acción a ejecutar. Esto se hace mediante unacarta de actividades relacionadas [17] donde se pueden observar mediante la intercepción de los ítems queconforman la carta que tan recomendable o no es que una actividad se encuentra adyacente o en lasinmediaciones de otra. La carta de actividades relacionadas sigue el patrón del mostrado en la Fig. 1.112ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119) Fig. 1. Actividades relacionadas Casos en los que se clasificará la afinidad o proximidad entre actividades: A: Es absolutamente necesario. E: Especialmente importante. I : Importante. O: Ordinaria (Adecuada). U: Sin importancia. X: Proximidad Indeseable.Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles
113ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119) Flujo de Materiales Necesidad de comunicación del personal Uso del mismo equipo Uso de los mismos archivos Supervisar y controlar Grados de frecuencia en la comunicación Se comparte la misma área Funciones Complementarias Ejecución de trabajos similares Ruidos, vibraciones, emanaciones, peligros. Conveniencia Grado de Urgencia. El segundo criterio de afinidad es el motivo o razón de afinidad o proximidad, que explica la necesidad deproximidad entre ciertas actividades. Se enumeran de la siguiente forma:1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12. Como se puede observar en la Fig. 1. Se producen intercepciones conformadas por las áreas quecomprenden el proceso productivo. En estas intercepciones se define la pertinencia o no de la relacióndependiendo de si están relacionadas en algún grado, es decir, la clase de proximidad y el motivo deproximidad que ocurre entre ellas. Esto se aplicará en el estudio de la fábrica de cuero.III. METODOLOGÍA Se realiza una investigación documental que nace a partir de la revisión de material académico,principalmente se ha realizado la revisión detallada del trabajo de tesis presentado en [18], donde se haevaluado la producción del cuero en la curtiembre Jb Sac. de Trujillo, en Perú. Se empleó un análisis deproducción mediante una metodología descriptiva cuantitativa de las acciones que se ejecutan en la fábricapara obtener cuero. Se analizaron tanto las áreas de producción, la secuencia lógica de procesos, la ubicaciónespacial de las áreas en donde se ejecutan los procesos y los tiempos requeridos para completar cada una delas actividades del área.IV. RESULTADOS La industria del cuero en Perú representa una fuente de empleo para las comunidades en diversas regionesdel país, pero se enfrenta a problemas de sostenibilidad en parte a problemas estructurales en la financiaciónde la industria como en la adecuación tecnológica que requiere para que su impacto medioambiental sereduzca. Sin embargo, existen problemas operativos que se pueden resolver con una aproximación de análisisde procesos y de adecuación industrial que permitirían sin costosos esfuerzos financieros mejorar laproductividad de la industria. Para ello mediante el estudio de un caso particular se puede establecer unconjunto de prácticas que podrían ser empleadas de manera general para mejorar la producción del cuerocomo también limitar su impacto medioambiental. Para ello se elaboró una ruta de trabajo para la teneríaCurtiembre JB SAC ubicada en Trujillo, Perú, la cual emplea las siguientes actividades en las etapas deprecurtido, curtido y poscurtido, observados en la tabla 2. Tabla 2. Subprocesos ejecutados.Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles
114ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119) La distribución física de las áreas de trabajo se detalla en la Fig. 2. Que muestra el plano técnico de lasinstalaciones. Se puede observar que existen procesos que se encuentran alejados de otros que se supone deberían seradyacentes. Se observan también procesos que se cruzan, y que no siguen una secuencia adecuada. Paracomprobar la mala distribución de planta, desde un punto de vista de la eficacia de producción, se realiza elcálculo de actividades relacionadas. Para ello se realizó un informe en sitio que arrojó los valores observadosen la tabla 3, en cuanto a tiempo de desplazamiento por empleado y costo por personal que labora en lasinstalaciones.Es importante señalar que una adecuada distribución de planta no provoca el cruce de empleados, ya quepuede perjudicar el flujo laboral y el choque de productos y servicios. Además, las áreas adyacentes por suparticipación dentro del mismo proceso deben estar cercanas, para que el flujo de trabajo sea continuo yeficiente. En la tabla 3 se presentan los tiempos de traslados, que como puede verse no son óptimos por lamala distribución de los espacios de trabajo. Fig. 2. Plano de planta de la tenería.Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles
115ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119) Tabla 3. Medición de tiempos de traslados.Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles
116ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119) Administración. Despacho de Materia Prima (cuero). Área de Planchado. Baños. Área de Batanes 1-5. Área de Embalado y Embarque. Área de Secado. Área de Descarnado. Área de Batán 6 (curtido). Áreas libres. Área de Productos químicos. Área de preprocesamiento, remojo y depilado. Engrase. Tintura. Se puede observar que se requieren 9,55 días en el proceso de producción del cuero, donde el costo deproducción es de USD 231.01 diarios. Es necesario estudiar las actividades relacionadas, el cual evalúa lasoperaciones que se ejecutan en una industria dependiendo de lo relacionadas que estén. Las relaciones entreactividades se mediante dos criterios. El primer criterio es el tipo de relación por afinidad o proximidad. Para construir la carta de relaciones entre actividades debemos resumir las acciones que se ejecutanasociando dichas actividades a los espacios en los cuales se ejecuta, algunos conservan sus nombres deprocesos y otros serán sustituidos por las áreas en las cuales se ejecutan uno o más procesos. De estamanera se obtienen los ítems que conforman la carta de actividades relacionadas:1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14. A partir de estas áreas de trabajo se creó la carta de relaciones que se observa en la Fig. 3. Fig. 3. Carta de actividades relacionadas resultante.Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles
117ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119) Fig. 4. Redistribución de las áreas de trabajo según el análisis de las áreasrelacionadas Las áreas de batanes deben estar adyacentes en lo posible Las áreas de preprocesamiento, remojo y depilado deben estar en las inmediaciones del área de losbatanes. Las áreas de secado, engrasado y tintura deben estar adyacentes. Las áreas libres deben estar en el centro de las áreas operativas. De esta carta se puede observar cuáles áreas poseen relaciones importantes en cuanto a la adyacenciaoperativa. Las áreas de batanes 1-5 y Batán 6 deberían ubicarse de forma adyacente. De igual modo laadministración debe ubicarse cerca del almacén de materias primas, igual que el área donde se almacenanlos productos químicos debería estar en las adyacencias del almacén (en este caso despecho) de materiasprimas. También se observa que las áreas de pintura, engrasado, descarnado y secado deben ubicarse dentrode sus adyacencias para optimizar los desplazamientos del personal y por ende optimizar la producción y elesfuerzo laboral. Se pueden seguir profundizando en todas las áreas relacionadas por sus actividades adyacente. Sinembargo, es clave observar las áreas identificadas como más importantes, que son: Administración, almacénde materias primas, área de preprocesamiento, área de batanes, área de secado, áreas de engrasado ypintura. Luego de este análisis se puede sectorizar a las áreas según la afinidad y según qué áreas no sonconvenientes colocar juntas. De esto se desprende que, como se expresó en un párrafo anterior:1.2.3.4. En la Fig. 4. Se muestra la nueva distribución de planta sugerida, destacando que existen limitantes que nopermiten una distribución como se obtuvieron en los cálculos, esto motivado a la presencia de columnas,cisternas, alcantarillado y vías de desecho que habría que adecuar a un costo importante. Es por esto que serealizó de manera esquemática y sin guardar medidas reales, solo con fines ilustrativos y además con elpropósito de poder observar en qué medida puede mejorar la producción y el ahorro de desplazamientoscon la nueva distribución de áreas de trabajo.Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles
118ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119) Mediante un estudio de redistribución de procesos y un estudio de los desplazamientos del personalentre áreas de trabajo, se puede mejorar la efectividad de la producción, evitar la sobrecarga de esfuerzode los empleados y optimizar el uso de recursos financieros. Debido a que la mayoría de las empresas de curtido de cuero en Latinoamérica nacen de una empresafamiliar artesanal, es común encontrar en las tenerías en Latinoamérica que las áreas de trabajo no seubican como correspondería a una aproximación adecuada de la secuencia de producción que seestableció en el estudio, y por tanto los procesos carecen de una continuidad que evite el cruceinnecesario de personal y gastos innecesarios de producción.La propuesta realizada en relación a la nueva distribución de planta, no solamente ayuda en el flujo detrabajo, sino que permite un ahorro importante de recursos y dinero, lo que representa una mejorproducción en todo sentido, optimizando la labor diaria y asegurando un mejor traslado y recorrido delpersonal.Sería importante generar nuevas investigaciones para el tratamiento de residuos en las empresas delcuero, ya que existen numerosos desperdicios que pudiesen tener algún tipo de tratamiento, lo cualimplica un estudio de la producción más limpia en las fábricas del cuero. De esta manera acortan los tiempos de desplazamiento y se evitan cruces de personal en las áreas detrabajo. Una secuencia de procesos optimiza tanto la producción como tal, como también el esfuerzo totalejecutado por los trabajadores. Como se puede apreciar en la Fig. 4. Con estos resultados se redujo el tiempo de proceso en un 48%. En cuanto al dinero invertido a diario en lalabor del personal se pasó de USD 231.01 a USD 119.45, lo que equivale a un ahorro de 93% en inversión.CONCLUSIONES1.2.3.4.REFERENCIAS[1] M. Appiah-Brempong, H. M. K. Essandoh, N. Y. Asiedu, S. K. Dadzie y F. W. Y. Momade, «An insight intoartisanal leather making in Ghana,» Journal of Leather Science and Engineering, vol. 2, 25, pp. 1-14, 2020. [2] V. F. M. Silva, «Overview of the Leather Industry and Pollution Impact,» University of Porto Journal ofEngineering, vol. 7, 4, pp. 1-15, 2021. [3] Z. Bai, X. Wang, M. Zheng, O. Yue, L. Xie, S. Zha y S. Dong, «Leather for flexible multifunctional biobasedmaterials: a review,» Journal of Leather Science and Engineering, vol. 4, 16, pp. 1-16, 2022. [4] Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), «World statistical compendium for rawhides and skins, leather and leather footwear 1999-2015,» FAO, Rome, 2016.[5] K. Chojnacka, D. Skrzypczak, K. Mikula, A. Witek-Krowiak, G. Izydorczyk, K. Kuligowski, P. Bandrow y M.Kułazynski, «Progress in sustainable technologies of leather wastes valorization as solutions for the circulareconomy,» Journal of Cleaner Production, vol. 313, 2021, pp. 1-12, 2021. [6] F. Purba, O. Suparno y A. Suryani, «GREEN PRODUCTIVITY IN THE INDONESIAN LEATHER-TANNINGINDUSTRY,» Revista de Pielărie Încălţăminte, vol. 20, 3, pp. 245-266, 2020. [7] K. Chojnacka, D. Skrzypczak, K. Mikula, A. Witek-Krowiak, G. Izydorczyk, K. Kuligowski, P. Bandrow y M.Kułazynski, «Progress in sustainable technologies of leather wastes valorization as solutions for the circulareconomy,» Journal of Cleaner Production, vol. 313, 2021, pp. 1-12, 2021. [8] D. Navarro, J. L. W. Wu, P. Fullana-i-Palmer y R. Puig, «Life cycle assessment and leather production,» vol. 2, 26, pp. 1-13, 2020. [9] B. Gopalakrishnan, A. Muthukumarapandian, S. Sujatha, S. Raja, N. Rajamohan y M. Rajasimman, «Statisticalmodeling and optimization of tannery wastewater treatment in a fluidized bed bioreactor with low densitybiomass support,» Modeling Earth Systems and Environment, vol. 8, 2022, p. 1099–1107, 2022. [10] M. Vimudha, P. Saravanan y B. Madhan, «Turning problem into possibility: A comprehensive review onleather solid waste intra-valorization attempts for leather processing,» Journal of Cleaner Production, vol. 367, 2022, pp. 1-21, 2022.[11] J. Shi, R. Zhang, Z. Mi, S. Lyu y J. Ma, «Engineering a sustainable chrome-free leather processing based onnovel lightfast wet-white tanning system towards eco-leather manufacture,» Journal of Cleaner Production, vol.282, 2021, pp. 1-33, 2021. [12] R. Natarajan y R. Manivasagan, «Treatment of tannery effluent by passive uptake—parametric studies andkinetic modeling,» Environmental Science and Pollution Research, vol. 25, 2018, p. 5071–5075, 2022. Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles
119ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 27, Núm. 118, (pp. 109-119)[13] A. Rese, D. Baier y T. M. Rausch, «Success factors in sustainable textile product innovation: An empiricalinvestigation,» Journal of Cleaner Production, vol. 321, 2022, pp. 1-19, 2022. [14] M. I. Sarker, W. Long III, C.-K. Liu, N. P. Latona, Piazza y G. J., «PRESERVATION OF BOVINE HIDE USING LESSSALT WITH LOW CONCENTRATION OF ANTISEPTIC,» de IULTCS, Dresden, 2019. [15] C. Zhao y W. Chen, «A review for tannery wastewater treatment: some thoughts under stricter dischargerequirements,» Environmental Science and Pollution Research, vol. 26, nº 2019, p. 2610226111, 2019. [16] E. Hansen, P. Monteiro de Aquim, A. Witt Hansen, K. J. Cardoso, A. L. Ziulkoski y M. Guterres, «Impact ofpost-tanning chemicals on the pollution load of tannery wastewater,» Journal of Environmental Management,vol. 229, 2020, pp. 1-9, 2020. [17] S. I. Cuellar Rivas, C. M. García Peña y C. A. Jovel Majano, «PROPUESTA DE UNA METODOLOGÍA DEPRODUCCIÓN MÁS LIMPIA PARA EL SECTOR TENERÍAS DE EL SALVADOR,» Universidad del Salvador, SanSalvador, 2008.[18] B. Carril y H. Sifuentes, «Análisis y mejora de procesos productivos para incrementar la eficiencia en lacurtiembre Jb Sac. de Trujillo,» Universidad Nacional de Trujillo, Trujillo-Perú, 2018.Carril V. et al. Rediseño industrial en los procesos de curtido de pieles