INTRODUCCION
⌅La Empresa Agroforestal de Minas de Matahambre se localiza en el norte de la provincia de Pinar del Río, específicamente en el municipio Minas-Santa Lucía. Durante la década de 1980, esta empresa recibió importantes inversiones destinadas al desarrollo de la industria forestal, las cuales incluyeron el aprovechamiento de recursos maderables y la implementación de tecnologías de aserrado. Todos los equipos utilizados en ese período provenían de la antigua Unión Soviética.
Después de más de dos décadas de operación, se reemplazó la línea principal de aserrado, basada en sierras alternativas, por una tecnología de origen español. Esta nueva línea está compuesta por una sierra de banda doble y una canteadora-reaserradora-múltiple, que aún se mantiene en funcionamiento. Se destaca por su elevada productividad y por la buena calidad de la madera aserrada que produce.
En el año 2006, se incorporó otra línea de aserrado, también de procedencia española, diseñada para el procesamiento de madera de pequeñas dimensiones. Esta línea cuenta con dos equipos equipados con sierras de banda y un tercer equipo que incluye una canteadora-reaserradora-múltiple. Actualmente, se utiliza para la producción de madera aserrada destinada a la fabricación de módulos de paletas de intercambio y cajas de acopio.
La selección de las máquinas en este taller depende directamente del tipo de producto que se elabora (ONU, 1981ONU. (1981). Technical criteria for the selection of woodworking machines. United Nations.). Debido a los resultados económicos que genera, se considera que esta línea de aserrado presenta un alto nivel de complejidad. Por esta razón, el objetivo del presente trabajo es recomendar una nueva tecnología más sencilla y menos costosa, orientada al aserrado de madera redonda de pequeñas dimensiones y a la producción de envases.
MATERIALES Y METODOS
⌅Dos líneas de producción de madera aserrada para el procesamiento de trozas de pequeñas dimensiones
⌅En la figura 1 se muestra la tecnología actual, cuyas características se describen a continuación. La primera etapa consiste en dos sierras de bandas verticales enfrentadas, que realizan dos cortes simultáneos y generan un bloque con dos caras limpias. Las costaneras resultantes de este proceso avanzan hacia un segundo equipo, compuesto por una sierra sencilla de banda horizontal, cuya función es limpiar la costanera y obtener una pieza aserrada útil.
El bloque producido en el primer equipo se traslada a un tercer equipo, que consiste en una sierra circular múltiple. Esta máquina despieza el bloque y produce las piezas aserradas destinadas a paletas y envases. La madera para envases se dirige directamente a una zona de la nave principal, donde se retesta al largo requerido para las piezas finales. El último equipo es una sierra retestadora equipada con tres sierras, la cual corta la pieza en secciones independientes con las dimensiones específicas para paletas.
La línea de aserrado propuesta, representada en la figura 2, comparte las mismas características que la línea actual, con la única diferencia de que la sierra principal emplea sierras circulares en lugar de sinfín.
Cálculo de la productividad del aserradero
⌅Para elaborar la ficha de costos de cada tipo de aserradero, es esencial determinar la capacidad potencial de producción. Se aplica el método de Vignote & Martínez (2006)Vignote, S., & Martínez, I. (2006). Tecnología de la madera 3ra edición. Ediciones Mundi-Prensa., que se expresa mediante la fórmula siguiente.
Donde:
G → Grueso de corte (Hoja + traba)
H → Altura máxima de aserrado
M → Mordida
V → Velocidad periférica
P → Potencia del motor
p → Paso de diente
En este caso se trata de realizar el cálculo inverso, a partir de la potencia del motor y el resto de las variables, se determina el valor de la mordida (M), la cual es igual a:
Donde A, es la velocidad de avance o alimentación (m/s) y el resto de las variables son ya conocidas.
Si se despeja A, resulta:
A= Longitud de corte / Tiempo efectivo de trabajo
Una vez obtenido el valor de "A", se calcula la longitud total de corte, lo que permite determinar la productividad de la tecnología en función de las características de la sección transversal de la pieza aserrada promedio.
Este cálculo es fundamental para estimar los costos, ya que el rendimiento de las trozas en madera aserrada define las necesidades de materia prima, el insumo de mayor peso en la estructura de costos. Además, el volumen de producción anual permite obtener los costos unitarios al dividir los costos totales entre la producción.
La altura máxima de corte (H) se determina mediante el método de García (1984)García, J. M. (1984). Mejoramiento del rendimiento de la producción forestal mediante el troceado de los bolos y el aserrado de las trozas de Pinus cubensis Griseb y Pinus tropicalis Morelet [Tesis en Opción al Grado Científico de Candidato en Ciencias Técnicas]. Instituto Técnico Forestal de Varonezh., expresado por la fórmula H = 0.707 dt, donde dt representa el diámetro en el extremo menor de la troza.
Cálculo de la ficha de costo
⌅Los insumos se determinaron con los índices de consumo tradicionales en estudios de factibilidad para proyectos de inversión forestal (Rodríguez & García, 2011Rodríguez, E., & García, J. M. (2011). Estudio de factibilidad para ampliar la capacidad de producción del aserradero “Combate de las Tenerias” en EFI Macurije (p. 55). Instituto de Investigaciones Forestales. MINAG.).
En el caso de los servicios sociales, el consumo eléctrico se calcula a partir de los requerimientos específicos de los motores de cada equipo. El gasto de agua se estimó considerando un consumo de 60 litros diarios por trabajador.
No se incluyeron otros usos de agua, como el consumo industrial (ejemplo: secador artificial de madera aserrada) o la limpieza de instalaciones, ya que estos no aplican para las dos alternativas tecnológicas analizadas. Otro indicador relevante es el mantenimiento de la tecnología, calculado según el método de Rodríguez & García (2010)Rodríguez, E., & García, J. M. (2010). Estudio de factibilidad para la instalación de un aserradero para madera conífera y foliácea en el municipio Bayamo, Granma. Grupo Empresarial de la Agricultura de Montaña. MINAG., que establece un porcentaje del precio de los equipos destinado a este fin.
Se evaluaron diversas ofertas de firmas extranjeras, las cuales proporcionaron información clave sobre los precios de las tecnologías y las especificaciones eléctricas de sus componentes.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
⌅La capacidad productiva de la tecnología de aserrado se determina a partir de la línea de producción actual, la cual se representa en la figura 1. Los parámetros técnicos de la sierra principal enfrentada se obtuvieron mediante mediciones directas en el taller y mediante cálculos. Estos valores incluyen la potencia del motor (29 CV), la anchura de la sierra (120 mm) y el grueso de la hoja (1.07 mm).
La traba se calcula como la mitad del grueso de la hoja, lo que equivale a 0.54 mm por cada lado del diente. Otros parámetros relevantes son el paso de diente (4 cm), el grueso de corte (0.215 cm) y la altura máxima de corte (14 cm). La altura de corte depende del ancho de la tablilla utilizada en el envase, lo que permite que el diámetro de la troza en su extremo menor pueda alcanzar hasta 16 cm.
Los técnicos del aserradero de Pons destacan la necesidad de reinstaurar el sistema de clasificación de madera en troza que existía previamente en el patio de la industria. Este sistema garantizaba que cada línea de producción recibiera trozas con las características adecuadas. Sin esta clasificación, se reduce la eficiencia del proceso.
En la fórmula (1) se despeja la mordida, que es la única variable desconocida, y se obtiene un valor de 0.088 cm para este parámetro. Según Vignote & Martínez (2006)Vignote, S., & Martínez, I. (2006). Tecnología de la madera 3ra edición. Ediciones Mundi-Prensa., la mordida es un elemento fundamental en la planificación del corte porque influye en la capacidad y calidad del procesado. Su valor, que puede variar desde menos de 0.1 mm hasta más de 0.3 mm, determina si se considera una mordida pequeña o grande.
La velocidad periférica es otro factor crítico para lograr un corte de calidad. En este estudio, se seleccionó un valor de 50 m/s para el acero HSS. Este parámetro, junto con la mordida, incide directamente en la eficiencia del aserrado.
Mediante la fórmula (2) se despejó la velocidad de avance, la cual se determinó en 1099 m/s. Con un tiempo efectivo de trabajo de 7200 segundos (equivalente a la cuarta parte del tiempo total), se calcula que la longitud de cortes diaria es de 7919.65 m. Este resultado permite estimar la productividad de la máquina.
La longitud total multiplicada por la sección transversal de la pieza aserrada tipo (0.07 * 0.019) indica que el volumen de madera aserrada producida al día es de 11.286 m³. Dado que existen dos sierras de cinta enfrentadas, esta producción se duplica, lo que resulta en un volumen anual de 5500 m³ (considerando 241 días laborables). Este método de cálculo fue empleado por Sánchez (2006)Sánchez, O. (2006). Estudio de la tecnología de aserrado y su influencia en la calidad de la madera. [Tesis en opción al grado de Master in Science]. Universidad de Piar del Río. para comparar distintas tecnologías de aserrado.
El volumen de producción anual también puede aplicarse a la tecnología propuesta de aserrado de madera de pequeñas dimensiones, que utiliza dos sierras circulares enfrentadas en lugar de sierras de cinta. Aunque el mayor grueso de corte de las sierras circulares incrementa las pérdidas en las costaneras (figura 3), la capacidad productiva se mantiene comparable. Esta adaptación busca optimizar el proceso sin comprometer la eficiencia.
En el primer corte de las sierras enfrentadas, ya sea en la versión de sinfín o circular, se produce un ancho de bloque igual. La diferencia en el grueso de corte de cada tecnología afecta principalmente a la costanera y no al bloque. Cabe destacar que la sierra múltiple del segundo corte es idéntica para ambas tecnologías.
La nueva propuesta tecnológica para el aserrado de madera de pequeñas dimensiones establece una velocidad de alimentación del equipo cabecera que oscila entre 3 y 25 m/min, según las especificaciones del fabricante. En el segundo equipo (canteadora-reaserradora-múltiple), la velocidad de avance varía de 7,5 a 30 m/min. Esta última puede regularse para coincidir con la gradación del equipo cabecera.
El aserradero actualmente instalado posee una velocidad de alimentación del equipo cabecera comparable a la de la nueva línea propuesta, con un rango de 5-35 m/min. La sierra múltiple tiene una capacidad similar, por lo que un solo equipo de este tipo satisface los requerimientos de procesamiento del equipo cabecera. Esta configuración garantiza la eficiencia del flujo tecnológico.
El volumen anual de producción calculado coincide con los resultados obtenidos por Guy et al. (2009)Guy, G., Levesque, M., García, J., & Carpio, C. (2009). Diagnostico de la industria forestal en Cuba. Proyecto desarrollo del sector forestal en Cuba. Proyecto de Desarrollo Forestal, Proyecto 051.80.10. La Habana, 184. en su estudio de caso. Estos autores analizaron la Empresa Agroforestal de Macurije, la cual opera un aserradero de pequeñas dimensiones con sierras de cintas enfrentadas. Ambos sistemas muestran volúmenes de producción equivalentes.
La línea de pequeñas dimensiones instalada en el aserradero de Pons se destina actualmente a la producción de madera aserrada para paletas y envases de acopio. Esta industria tiene una gran capacidad operativa y podría ampliar sus funciones sin interrumpir la producción de madera para paletas. Para lograrlo, es necesario implementar un sistema riguroso de clasificación de trozas, con diámetros entre 8 y 16 cm, destinadas a la fabricación de envases agrícolas en la nueva línea propuesta.
Ficha de costo de producción
⌅Los costos calculados tienen un carácter indicativo y no representan valores reales, ya que ambas variantes consideran únicamente los costos directos. En el caso de los insumos, se incluyen aquellos necesarios para el funcionamiento del tractor agrícola y el cargador frontal en el patio de madera en bolo y aserrada. Además, se contemplan los requerimientos del equipamiento tecnológico en la industria y los medios de protección e higiene laboral. El valor del m³ de la madera en bolo fue proporcionado por la empresa forestal.
Para el cálculo de la mano de obra, se empleó la plantilla real de la industria y sus salarios básicos, correspondientes a la tecnología actual. En la propuesta, se tomaron en cuenta los obreros indicados en las ofertas analizadas, se mantuvo la misma escala salarial. Sin embargo, se incorporaron cargos adicionales, como los trabajadores del patio de madera en bolo y aserrada, así como los operadores de equipos de carga.
La determinación de los servicios sociales se basó en la información proporcionada por el electricista de la industria. Este dato incluye la potencia de todos los motores, incluso aquellos de los transportadores de madera aserrada que facilitan el movimiento entre equipos. En la propuesta, las ofertas detallan las características de cada sección de la industria, con especial énfasis en las especificaciones de los motores.
El cálculo del consumo de agua se realizó bajo el mismo criterio para ambas alternativas, mediante un índice de 60 litros diarios por trabajador. Con estos indicadores, junto a otros como los gastos de mantenimiento y la depreciación, se obtuvieron los resultados expuestos en la Tabla 1.
| Costos | Situación actual | Propuesta | ||
|---|---|---|---|---|
| Costos de producción | MCUP | MCUC | MCUP | MCUC |
| Materia prima y materiales | 1634,219 | 100,462 | 1624,591 | 33,992 |
| Servicios públicos | 43,140 | 8,294 | 35,275 | 8,229 |
| Depreciación | 55,851 | 49,965 | 57,915 | 50,899 |
| Mantenimiento y reparación equipos | 36,638 | 33,353 | 26,702 | 24,408 |
| Mano de obra | 226,669 | 0,000 | 160,232 | 0,000 |
| Total | 1996,517 | 192,075 | 1904,715 | 117,528 |
Con un volumen de producción anual de 5500 m³ para ambos aserraderos, este dato permite determinar los costos unitarios correspondientes a cada una de las variantes analizadas. Los cálculos se basan en los parámetros establecidos previamente, los cuales garantizan la precisión de los resultados. Esta información es fundamental para realizar la comparación entre las dos tecnologías.
En la situación actual, los costos unitarios ascienden a 363.00 CUP y 34.92 CUC. Por otro lado, la tecnología propuesta presenta costos unitarios menores, con valores de 346.31 CUP y 21.37 CUC. Esta reducción en los costos refleja una mejora significativa en la eficiencia del proceso (Tabla 2).
| Costos de producción unitarios | ||
|---|---|---|
| Variantes | CUP | CUC |
| Situación actual | 363.00 | 34.92 |
| Tecnología propuesta | 346.31 | 21.37 |
| Diferencia | 16.69 | 13.55 |
La comparación entre ambas tecnologías se resume en la tabla siguiente. Los resultados demuestran que la diferencia entre ellas favorece claramente a la propuesta. Al considerar un total de 241 días laborables al año, los beneficios económicos anuales se calculan en 84150.00 CUP y 74547.37 CUC, derivados de la reducción de costos.
CONCLUSIONES
⌅El sistema de dos sierras circulares enfrentadas demuestra ser más rentable que la tecnología actual de sierras sinfín para la producción de envases agrícolas. Los análisis económicos respaldan su implementación, con reducciones significativas en los costos directos unitarios.
Mediante la metodología aplicada, se estimó una producción anual de 5500 m³ en el aserradero. Este dato permitió calcular el costo directo unitario de la madera aserrada para ambas variantes tecnológicas, lo que evidencia ventajas competitivas en la propuesta.
La nueva tecnología reduce los costos directos unitarios en un 5% para el CUP y en un 39% para el CUC, lo que refuerza su viabilidad financiera y potencial impacto positivo en la eficiencia operativa.
No se recomienda reemplazar por completo la tecnología actual, sino optimizar el proceso mediante: 1) Clasificación previa de la materia prima: dirigir trozas de 8 a 16 cm de diámetro (en el extremo menor) a la nueva línea para envases agrícolas y 2) Mantenimiento de la línea existente: continuar su uso en la fabricación de paletas y productos de mayor valor añadido.
Esta aproximación permitiría maximizar los recursos disponibles y diversificar la producción según las capacidades de cada tecnología.