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Alternativas de diseño para almacenes de paletización

01/12/2004

El almacén de paletización tradicional, como centro de distribución, ha evolucionado hasta el punto de integrarse en la estructura global de las empresas que gestionan la fabricación, el almacenamiento y la distribución de una referencia. Esta integración hace que el control de los costes derivados de las gestiones de acopio de productos intermedios o finales influya decisivamente en la gestión total de la cadena de suministro, desde el aprovisionamiento de materia prima a producción, hasta la distribución final del artículo.

A lo largo del presente artículo se podrá comprobar que son muchos los sistemas de estocaje que se pueden proponer para una misma problemática de almacenamiento, así como muchas las formas de manipulación que se podrán utilizar para ubicar las unidades de carga en estos sistemas. Con una perfecta coordinación entre los medios de almacenamiento y movimentación se obtiene un sistema ágil y adaptado a la operativa presente y futura de la instalación diseñada, hecho que se reflejará en los resultados de la compañía.

Uno de los puntales básicos en la operativa interna de un almacén es la reducción de movimientos y la unificación de éstos. Las unidades de carga son concentraciones de productos, generalmente idénticos, que se constituyen como única unidad de manipulación. Esta agrupación se consolida encima de un elemento (contenedor, jaula, box, paleta, etc.) que facilita las maniobras de transporte interiores y exteriores, además de permitir estibar la mercancía con una cierta seguridad estructural sobre sí misma (bloques) o sobre elementos adecuados para su estibación a media o gran altura (estantería).

La estibación de las cargas es necesaria si queremos aprovechar al máximo el espacio disponible. La ubicación de materiales en bloque, como una opción definitiva, se desaconseja encarecidamente ya que aparte de poder dañar los productos almacenados puede ocasionar frecuentes accidentes de imprevisibles consecuencias. La utilización de estanterías metálicas para el almacenaje de unidades de carga en paletas es la solución más adecuada y rentable para aprovechar el espacio al máximo.

Existen diferentes tipos de sistemas de sustentación para paletas, entre las que destacaremos:

  • Estantería de palets convencional
    Combina elementos verticales (bastidores) con elementos horizontales (largueros) con lo que se obtiene una estructura altamente estable capaz de albergar en longitud y en altura cargas de elevado peso. Esto permite, de forma fácil y cómoda, la total accesibilidad a la estantería. En situaciones de grandes alturas también se emplearán dispositivos de estabilidad que garanticen en todo momento la integridad del conjunto. Su uso está indicado para la mayor parte de las operativas de los almacenes que basan su capacidad de almacenaje en la posibilidad de estibar en altura.
     
  • Estantería de palets compacta
    Está pensada para entornos de almacenaje de alta densidad regidos por sistemas convencionales. Mediante un conjunto de elementos similares a los utilizados en la estantería convencional se forma una estructura capaz de albergar paletas en altura y en profundidad. Esta estructura permite que las carretillas elevadoras que ubicarán las paletas circulen libremente. El acceso a todas las cargas, por el contrario, está limitado y la estantería deberá vaciarse sin mantener la filosofía FIFO del producto.
     
  • Estantería convencional para transelevadores
    Sistema de almacenaje basado en el ya conocido sistema convencional pero con la concurrencia de más elementos que otorguen una mayor estabilidad a la instalación ya que la estantería soporta esfuerzos adicionales provocados por la operativa habitual de los transelevadores. Además, garantiza que los huecos donde se ubicarán las unidades de carga dispondrán de unas dimensiones que no sufrirán apenas modificaciones cuando se cargue la estantería.
     
  • Estantería compacta para transelevadores
    Es la versión automática de la estantería del mismo nombre. Además de los sistemas adicionales que permiten operar a un transelevador en el pasillo tiene su característica diferenciadora en los elementos que posibilitan que un dispositivo móvil pueda circular, de forma automática, en el interior de cada uno de los espacios destinados a albergar las paletas. El acceso a las cargas ubicadas se realiza de forma secuencial sin mantener el FIFO, dejándole esta labor al sistema de gestión del almacén.

La manipulación en el interior de los almacenes se realiza mediante maquinaria especialmente diseñada para manipular cargas de diferentes pesos. La máquina de manipulación de paletas es por excelencia la carretilla elevadora, sobre cuyo concepto inicial se han desarrollado numerosas adaptaciones según el empleo al que esté destinada.

Principalmente, en el interior de los almacenes, podemos encontrar numerosos tipos de carretillas entre los que destacaremos los siguientes grupos:

  • Carretillas frontales
    La posición del conductor es paralela al sentido de la marcha. Su utilización está orientada a trabajar en entornos amplios y de fácil acceso a las unidades de carga. Son capaces de transportar las unidades de carga y apilarlas hasta, generalmente, una altura no superior a los 7 m. Trabajan en pasillos anchos, en torno a los 4 m de anchura. En el interior de almacenes se suelen utilizar carretillas eléctricas mientras que en las zonas parcialmente cubiertas o totalmente descubiertas el uso del formato térmico está más extendido.
  • Carretillas retráctiles
    Esta máquina está destinada a entornos cubiertos aunque ocasionalmente puedan realizar salidas al exterior del almacén. El conductor va orientado en sentido perpendicular a la marcha por lo que en desplazamientos hacia atrás la visibilidad es muy amplia. Son capaces de almacenar paletas a una altura de 10 m. La anchura de los pasillos de trabajo suele ser de 3 m. Se propulsan mediante motores eléctricos alimentados por baterías.
  • Carretillas trilaterales
    Son máquinas especialmente diseñadas para su manejo en interior de nave, no pudiendo circular por el exterior. Trabajan en pasillos angostos, de una anchura inferior a 2 m. La posición del conductor normalmente es la misma que la que disponen las carretillas retráctiles; el conductor realiza las labores de ubicación en el interior del pasillo y sólo conduce cuando las carretillas deben abandonar el pasillo para entrar a otro. Esta maniobra tiende a ser de lenta factura por lo que se evita en lo posible que la trilateral abandone el pasillo.

    Por regla general, las carretillas trilaterales tienen un sistema de ayuda a la conducción en el interior y, a veces, en el exterior de los pasillos. Por medios mecánicos o electrónicos la carretilla es guiada en el interior del pasillo para que, en las labores de traslado hacia las posiciones de ubicación la máquina pueda llegar a su máxima velocidad sin verse mermada la seguridad del conductor. La altura de elevación a la que pueden acceder estas máquinas se sitúa en torno a los 13 m. Se propulsan mediante motores eléctricos alimentados gracias a baterías y, ocasionalmente, por medio de carriles electrificados.
  • Transelevadores
    Los transelevadores son máquinas totalmente automatizadas encargadas de extraer las paletas de la estantería. Circulan por un pasillo que suele ser de 1,6 m (dependiendo de la unidad de carga); ligeramente más estrecho que el pasillo de trabajo utilizado por la carretilla trilateral. Los pasillos para este tipo de maquinaria poseen un rail metálico de rodamiento, una línea electrificada para alimentar los sistemas eléctricos del transelevador y una serie de sistemas de seguridad que garantizan que el entorno de trabajo del transelevador se halle libre del tránsito de personas.

    Todo este entorno se conjuga con un gran rendimiento de la máquina y unas posibilidades de explotación que pueden extenderse a lo largo de toda la jornada laboral o, si fuera necesario, fuera de los turnos de trabajo. La altura de trabajo puede superar los 30 m sin que la operativa de la instalación vea afectado su rendimiento.

Son muchos los sistemas de gestión que se pueden utilizar en un almacén de distribución, si bien todos ellos tienen como denominador común la gestión y control del producto que se ubica en el almacén. En la actualidad, no se concibe un almacén sin una gestión informática o física que controle los stocks ubicados en él. Dependiendo del tipo de industria que explote las instalaciones, esta gestión deberá ser más estricta que en otras instalaciones (gestión de trazabilidad de productos, cuarentenas, FIFO, etc.)

A continuación se han planteado seis casos diferentes de almacenamiento para una misma situación física. Se propone una superficie ocupable máxima de 3.600 m² igual para todos los casos y una altura máxima de 26 m. De esa superficie y altura disponible solamente se tomarán las necesarias para albergar una cantidad de 8.000 paletas (± 100).

En todos los casos se trabajará con una europaleta de 800 x 1.200 y 1.450 mm de altura como unidad de carga, que será la única unidad que se manipulará en el almacén; es decir, se recepcionarán este tipo de paletas, se almacenarán y se expedirán sin ningún tipo de manipulación intermedia.

Todas las soluciones planteadas deberán ser capaces de mover 1.400 paletas al día distribuidas de forma equitativa, 700 para entradas y 700 para salidas.
 

Caso 1: Estantería convencional servida por carretilla de tipo retráctil

Como primera alternativa se plantea un almacén con estanterías de paletización de tipo convencional, servido por carretillas elevadoras del tipo retráctil. Esta máquina permitirá que la estantería disponga de seis niveles de almacenamiento en una altura libre de 10 m. La superficie de ocupación es la máxima permitida para ubicar las 8.000 paletas que se almacenarán.

Los pasillos de trabajo de la instalación tendrán una anchura aproximada de 3 m, espacio suficiente para que las carretillas retráctiles ejecuten sus labores de ubicación y preparación de pedidos. Serán necesarias cuatro carretillas retráctiles para poder gestionar todos los movimientos en dos turnos de trabajo, por lo que se precisarán ocho operarios para las carretillas retráctiles.

Este caso es una solución válida para resolver la problemática de un almacén de distribución. Presenta una elevada flexibilidad operativa debido a la polivalencia de los sistemas que se utilizan en él (sistemas de almacenaje, de gestión, de movimentación, etc.).

La combinación de todo ello hace posible que el crecimiento operativo de la instalación sólo se vea limitado por el aumento de tráfico que pueda originar un elevado empleo de elementos de manutención en todas las áreas de trabajo. Dicho crecimiento operativo tendrá como consecuencia un retorno de inversión que se prolongará en el tiempo debido al aumento de los costes de explotación de máquinas y de personal.
 

Caso 2: Estantería compacta servida por carretilla frontal

La segunda alternativa que se plantea es un almacén dotado de estanterías de paletización de tipo compacto, servido por carretillas elevadoras de tipo frontal. Esta máquina permitirá que la estantería tenga cuatro niveles de almacenamiento sobre una altura libre de 7 m. Este tipo de almacenamiento se ha diseñado para ubicar hasta cinco paletas en profundidad en los diferentes niveles de la estantería, para lo que la carretilla tendrá que acceder al interior de la misma tomando la paleta por el lado de 1.200 mm.

En este segundo layout se ocupa la superficie máxima permitida para ubicar las 8.000 paletas necesarias. Los pasillos de trabajo de la instalación tendrán una dimensión aproximada de 4 m de anchura, para que así las carretillas frontales realicen las maniobras con comodidad. Serán necesarias cuatro carretillas frontales para poder gestionar todos los movimientos en dos turnos de trabajo por lo que se contratan ocho conductores de carretillas repartidos equitativamente en dos turnos diarios de trabajo.

Las instalaciones de estantería compacta servidas por carretillas elevadoras se utilizan habitualmente en entornos operativos que no realizan picking de unidades. El número de referencias que se manipulará será muy bajo y con un alto número de unidades de carga por referencia.

Este tipo de instalaciones, al igual que en la opción anterior, tienen una elevada capacidad de crecimiento en la operativa de funcionamiento aunque una capacidad de almacenaje limitada. Este incremento en el número de elementos de manutención (carretillas elevadoras) tiene como consecuencia una pérdida de agilidad operativa de la instalación ya que la coincidencia de flujos en las mismas zonas de trabajo se eleva considerablemente. El retorno de inversión de la instalación tiene un comportamiento similar al caso anterior.
 

Caso 3: Estantería convencional servida por carretilla trilateral

La tercera alternativa plantea un almacén con estanterías de paletización de tipo convencional, servido por carretillas del tipo trilateral. Esta máquina permitirá que la estantería disponga de ocho niveles de altura de almacenamiento. La carretilla podrá almacenar cargas hasta una altura de 13,5 m. La superficie de ocupación, 2.054 m², es inferior a las anteriores debido al aumento de los niveles de almacenamiento. Así tendrá una longitud de 79 m y 26 m de ancho que nos permitirá ubicar las 8.000 paletas que se almacenarán.

En este caso los pasillos de trabajo de la instalación tendrán una anchura aproximada de 1,8 m, suficiente para la carretilla trilateral que no realizará giros en el interior del pasillo para ubicar o preparar pedidos. Serán necesarias cuatro trilaterales para poder gestionar todos los movimientos en la zona de almacenamiento y una carretilla frontal para gestionar el traslado de las paletas a la zona de entradas y salidas. Se necesitarán diez conductores de carretillas elevadoras para cubrir los dos turnos diarios de trabajo.

Las carretillas trilaterales se utilizan en entornos operativos con una necesidad de almacenamiento elevada y una operatividad baja. La preparación de picking se realiza en la misma estantería por lo que requiere de pasillos y máquinas adaptadas a tales ambientes. Esta circunstancia merma la capacidad del almacén acotando el crecimiento considerablemente y haciendo que el retorno de la inversión sea más largo que en soluciones más ágiles.

Los almacenes con este sistema de trabajo suelen ser almacenes con un crecimiento limitado y unas necesidades de estocaje relativamente reducidas ya que la versatilidad de la instalación se produce con movimientos bajos para una gran instalación.
 

Caso 4: Estantería convencional servida por transelevadores de simple profundidad

En la cuarta alternativa se propone un almacén automático con estanterías de paletización de tipo convencional servido por transelevadores. Este tipo de máquina permite implantar una estantería con 12 niveles de almacenamiento en una altura libre de 24 m. Para poder ubicar las 8.000 paletas que se almacenarán, se utilizará una superficie de 1.758 m².

Este layout consta de cinco pasillos de trabajo de 1,5 m cada uno necesarios para incorporar los transelevadores. Así tendremos cinco máquinas de este tipo, una para cada pasillo de trabajo. El personal necesario para la explotación de esta instalación es de dos operarios para que manipulen las unidades de carga.

Las instalaciones formadas por transelevadores de simple profundidad son instalaciones, por regla general, muy versátiles y con una gran agilidad en el tratamiento de cargas. Además, son instalaciones capaces de realizar preparación de pedidos de unidades sueltas y de paleta completoa. El sector de la logística, desde las plataformas de distribución, es el que se ve más beneficiado por estos sistemas.

La amortización de este almacén es muy ventajosa gracias a la versatilidad planteada por una instalación que tiene como elemento principal la máxima operatividad y la rapidez de respuesta.
 

Caso 5: Estantería convencional servida por transelevadores de doble profundidad

La quinta alternativa es una variación del caso anterior puesto que tenemos en este modelo un almacén automático con estanterías de paletización de doble fondo servido por transelevadores de doble profundidad. Esta máquina permite implantar una estantería con 12 niveles de almacenamiento con la característica de que en cada nivel tenemos el doble de la capacidad que presenta la estantería del caso anterior. Esta distribución tendrá un superficie de ocupación de 1.496 m² y tres transelevadores serán los encargados de realizar las gestiones en el interior de las estanterías. Dos operarios se ocuparán del control de la instalación y de la manipulación de las cargas.

Los almacenes automáticos para transelevadores de doble profundidad se implantan en entornos operativos que requieran pocos movimientos. En estos almacenes no suele llevarse a cabo picking manual por lo que la unidad de carga y la de servicio es la misma. En ambientes dedicados a la distribución tiene unas prestaciones muy similares a las de los transelevadores de simple profundidad. Habitualmente se emplean para soluciones de almacenaje con un número de referencias bajo.

El retorno de inversión es especialmente rápido en instalaciones automáticas de este tipo ya que la capacidad de almacenaje y la operatividad así lo potencian.
 

Caso 6: Estantería compacta servida por transelevador con carro satélite.

La última opción que se plantea es un almacén automático de tipo compacto servido por transelevadores con carro satélite. En el layout diseñado cada tipo de transelevador permite ubicar cinco paletas en profundidad en cada uno de los huecos de los 12 niveles de almacenamiento que dispone la estantería. La superficie de ocupación se sitúa en 1.294 m², por debajo de todos los demás casos. Por motivos de diseño del sistema de manipulación de las cargas y de la estantería, las paletas se introducirán en la estantería por el lado de 1.200 mm. Para la explotación de este almacén son necesarios dos transelevadores con carro satélite y para la manipulación de las cargas serán necesarios dos operarios.

Este tipo de instalaciones, se utilizan normalmente para almacenamiento de grandes stocks, con muchas unidades de una misma referencia, todas ellas almacenadas por lotes y con fechas de caducidad parejas. Apenas se realiza picking manual en estas instalaciones. Los movimientos que tienen son muy bajos.

Podemos encontrar usuarios para este tipo de instalación en los sectores de almacenamiento de productos congelados y fabricantes de todo tipo de productos que se sirvan paletizados; todos ellos deberán tener como denominador común un maestro de artículos con pocas referencias. Es en esta tipología de operativa donde las instalaciones con carro satélite obtienen una beneficiosa relación entre inversión y amortización.
 

Comparativa de las diferentes soluciones

El escenario planteado en el presente artículo presenta seis alternativas de almacenaje diferentes que dan solución a una misma problemática básica. Cada una de ellas se basa en el uso de diferentes elementos de sustentación y movimentación que, debidamente combinados, dan respuesta a los requisitos expuestos.

El elemento de decisión que conducirá a decidir el sistema óptimo de almacenaje debe fundamentarse en varios factores. De todos ellos destacar la capacidad de integración del sistema en el planteamiento global de logística, el crecimiento estimado de las actividades de almacenaje y techo de servicio de la instalación, el periodo de retorno de la inversión realizada en la instalación y el valor añadido de la nueva operativa de trabajo.

Las soluciones donde intervienen sistemas automáticos de almacenaje son capaces de ofrecer este conjunto de ventajas. Son sistemas totalmente configurables que se adaptan a los requerimientos de la operativa logística, contemplando sus necesidades actuales y futuras. Con ello, la capacidad de crecimiento del sistema permite asegurar un rendimiento lo suficientemente elevado para acompañar el aumento de necesidades logísticas de la empresa.

Además, la reducción de los costes de explotación del sistema de almacenaje permite contemplar periodos de retorno de inversión muy cortos y, por lo tanto, muy interesantes. El aumento de los niveles de seguridad tanto en lo que respecta a las máquinas como al personal, unido a la gestión de inventario en tiempo real y a la eliminación casi total de los errores humanos en la manipulación de cargas y en la preparación de pedidos refuerzan la viabilidad de un proyecto de almacenaje automatizado.

 

Fuente: José Ramón Domínguez, Belén Díaz, jrdominguez@mecalux.com, bdiaz@mecalux.com, MECALUX, S.A. - Departamento Soporte Comercial.