Rendimiento y Producción
de Carbón Vegetal con tres Hornos tipo Rabo Quente
RESUMEN
El
Proyecto tuvo como objetivo Analizar el rendimiento y la productividad y áreas
de oportunidad
de los 3 Hornos de Ladrillo tipo Rabo Quente en la producción de carbón
vegetal, en el Ejido de Mesa Chica, Ahuazotepec, Puebla”. Se realizó la quema,
operación, monitoreo y productividad del Paquete tecnológico en lapsos de
tiempo. Análisis de la eficiencia del sistema bajo un análisis estadístico. Los
resultados fueron: la revisión y análisis de la situación actual de la
producción de carbón vegetal en la región; Proceso de apilamiento de materia
prima y quema. Monitoreo y apagado de los hornos en un lapso de tiempo.
Clasificación y producción de carbón vegetal. Análisis estadístico para
determinar la funcionalidad, eficiencia, calidad y áreas de oportunidad de los
hornos para la producción de carbón vegetal. Con este proyecto se busca tener
una mejor productividad, impacto económico, social y ambiental en la producción
de carbón vegetal en el Ejido.
Palabras
clave:
producción
de carbón vegetal; mesa chica; proceso; mejora
Yield and Production of
Charcoal with three Rabo Quente type Furnaces
ABSTRACT
The objective of the Project was to analyze the
productivity and areas of opportunity of the 3 Rabo Quente type Brick Kilns in
the production of charcoal, in the Mesa Chica Ejido, Ahuazotepec, Puebla. The
burning, operation, monitoring and productivity of the technological package
were carried out in time lapses. Analysis of system efficiency under
statistical analysis. The results were: the review and analysis of the current
situation of charcoal production in the region; Raw material stacking and
burning process. Monitoring and shutdown of ovens over a period of time.
Classification and production of charcoal. Statistical analysis to determine
the functionality, efficiency, quality and areas of opportunity of the ovens
for the production of charcoal. This project seeks to have better productivity,
economic, social and environmental impact in the production of charcoal in the
Ejido.
Keywords: charcoal production;
mesa chica; process;
improvement
Artículo recibido 15 noviembre 2023
Aceptado
para publicación: 28 diciembre 2023
INTRODUCCIÓN
El carbón vegetal es el primer material de carbón utilizado
por el hombre y su uso data probablemente desde el mismo momento en que se
comienza a utilizar el fuego; dado que los trozos de madera carbonizada que quedarían en algunas hogueras pueden considerarse un
carbón vegetal rudimentario (Flores y Malespín, 2013). El carbón vegetal es un material
combustible sólido, frágil y poroso con un alto contenido en carbono (del orden
del 98 %) (Ríos y Carrera, 2015). Es
un residuo negro y ligero de carbono que se produce al calentar fuertemente la
madera, hasta temperaturas que oscilan entre 400 y 700 °C, en ausencia de aire,
en un mínimo de oxígeno para eliminar toda el agua y los componentes volátiles.
Se estima que el sesenta por ciento de toda la madera extraída en el mundo, se
quema como combustible, ya sea directamente, o transformándola en carbón
vegetal (Booth, 1974).
El carbón vegetal se usa mayoritariamente como combustible,
no solo de uso doméstico sino también industrial, especialmente en los países
en vías de desarrollo (Philipps, 2019), también es una actividad económica que permite aprovechar
recursos forestales de baja calidad, como es la leña de diversas clases, para
obtener un producto con buen precio y demanda en el mercado.
A partir del contexto anterior en el Ejido de Mesa Chica
Ahuazotepec, Puebla, se construyeron tres hornos tipo Rabo Quente para la
producción de carbón vegetal, en los datos históricos que se tienen del año
2022 la producción que se ha obtenido es relativamente baja e incluso no cumple
con la media establecida por horno que es 700 kg de carbón por horno, es por
ello que se utilizó la metodología DMAIC para poder incrementar la producción
de carbón vegetal en el año 2023 que comprende los meses de enero-octubre en
los tres hornos que se construyeron y de la misma forma incrementar la economía
del mismo Ejido.
METODOLOGÍA
Para
este proyecto se utilizó un tipo de estudio descriptivo cuantificable por medio
de la metodología DMAIC (definir, medir, analizar, mejorar, y controlar) es la
metodología de procesos usado por seis sigma, y es un método que sigue un
formato estructurado y disciplinado basado en el planteamiento de una hipótesis
la realización de experimentos y su subsecuente evaluación para confirmar o
rechazar la hipótesis previamente planteada (Vidal et al., 2018; Celis &
García, 2012). La metodología DMAIC (por sus siglas en inglés: Define, Mide,
Analiza, Implementa Controla), utilizada en el desarrollo proyectos Seis Sigma.
Esta metodología consiste en definir el problema, medir, analizar, proponer
mejoras y controlar los procesos involucrados (Hernández et al., 2021; González
et al., 2021). Las amplias recomendaciones del uso de herramientas de mejoramiento,
también han generado cuestionamientos entre académicos, investigadores,
empresarios y público en general, sobre su incidencia en el desempeño de las
organizaciones, siendo complejo demostrarlo desde el punto de vista científico,
debido a la dinámica que rodea a la empresa, a la dificultad para monitoreos
constantes, propios de estudios longitudinales, a la cantidad de variables
incontrolables que signan el actuar de las organizaciones y al difícil acceso a
la información (Medina et al., 2020).
Figura 1. Fases de la metodología DMAIC
Fuente. Elaboración propia
Fase Definir
Actualmente
en el ejido de Mesa Chica, Ahuazotepec, Puebla, se cuentan con tres hornos para
la producción de carbón vegetal desde el año 2021, en los datos estadísticos
que se han recabado, se ha observado que cada horno produce entre 600 a 800 kg
de carbón vegetal utilizando específicamente leña de encino, este proceso de
carbonización se lleva a cabo entre 10 a 15 días para obtener el producto.
Los
aprovechamientos forestales generan una importante derrama económica, se
generan fuentes de empleo, desde los trabajos de corte, arrime y flete de los productos forestales,
se reparten utilidades a los ejidatarios producto de las utilidades por
concepto de la venta de madera, sin embargo, haciendo un análisis también se
puede incrementar la productividad de carbón utilizando diferentes técnicas que
ayuden a mejorar el proceso en la obtención de dicho producto. Y el objetivo de
este proyecto es incrementar un 10% en la producción de carbón y que también se
verá reflejado en la utilidad final.
Objetivo: Incrementar la
producción de carbón vegetal en 10% de los tres hornos tipo Rabo Quente en el
Ejido de Mesa Chica, Ahuazotepec, Puebla.
En esta etapa de definición de
contemplan los siguientes puntos:
Límites
de especificación Métrico Primario (Y)
Valor mínimo
aceptable: 600 kg de carbón vegetal
Valor máximo
aceptable: 800 kg de carbón vegetal
Desempeño Actual
(Y): 700 kg de carbón vegetal teniendo como media
A continuación, se presentan los
datos históricos que se han recabado durante el año 2022 referente a la
producción de carbón vegetal en el Ejido de Mesa Chica.
Tabla1. Datos de la produción de
carbón 2022.
|
Producción de carbón vegetal en kilogramos en el año 2022
|
|
Mes
|
Horno 1
|
Horno 2
|
Horno 3
|
|
Enero
|
590
|
560
|
620
|
|
febrero
|
700
|
590
|
750
|
|
Marzo
|
600
|
650
|
620
|
|
Abril
|
620
|
650
|
710
|
|
Mayo
|
650
|
690
|
595
|
|
Junio
|
710
|
680
|
730
|
|
Julio
|
800
|
590
|
680
|
|
Agosto
|
750
|
730
|
695
|
|
Septiembre
|
720
|
810
|
690
|
|
Octubre
|
585
|
720
|
750
|
|
Noviembre
|
750
|
720
|
695
|
|
Diciembre
|
585
|
730
|
770
|
Fuente.
Elaboración propia
Gráfica 1. Datos historicos de la
producción de carbón vegetal en el año 2022
Fuente.
Elaboración propia
Fase Medir
En esta fase de
medición lo primero que se realizó fuen un mapeo de procesos para conocer la
situación actual del proceso de elaboracón del carbón vegetal, en la sigueirnte
figura se puede observar el mapeo de procesos que se llevó a cabo.
Figura 2. Mapeo de procesos de la producción de carbón vegetal
Fuente.
Elaboración propia
Se realizó el diagrama SIPOC recibe su nombre por sus
siglas en inglés, Suplier-Input-Process-Output-Customer, es decir,
Proveedor-Insumos-Proceso-Salidas-Cliente como se puede observar en la
siguiente figura.
Figura 3. Diagrama
SIPOC
Fuente. Hernández et al., 2021
De acuerdo a lo anterior, vale la pena definir los siguientes
conceptos:
§ Proveedor
es cualquier persona o proceso que suministra algún insumo.
§ Insumo
es todo aquello que se requiere para llevar a cabo nuestro proceso, puede ser
información, materiales, actividades o recursos.
§ Proceso
son las actividades básicas para convertir las entradas en salidas.
§ Salida
es el resultado del proceso.
§ Cliente
es la persona o proceso que se ve afectada por el resultado del proceso.
En
resumen, SIPOC es una herramienta que consiste en elaborar un diagrama, que
permite visualizar al proceso de manera sencilla y general (Tobar y Mota,
2007).
La
siguiente figura corresponde al análisis SIPOC realizado en la producción de
carbón vegetal en el Ejido de Mesa Chica, Ahuazotepec, Puebla, lo que permite
tener una visión general del proceso a lo largo de todo el proceso desde el
inicio hasta la obtención del carbón.
La fase de
medición implica describir el problema u oportunidad de mejora y determinar de
qué forma afecta. Además, en esta etapa se trazan los objetivos que se
pretenden lograr. Por tal motivo se utiliza un diagrama de Ishikawa para
representar las principales causas del problema y a su vez el efecto que estos
causan.
Figura 4. Diagrama
de causa efecto del bajo rendimiento en la producción de carbón vegetal.
Fuente.
Elaboración propia
Como se
puede observar en el diagrama de causa efecto se presentan las principales
causas del bajo rendimiento en la producción de carbón vegetal en el Ejido de
Mesa Chica, así como el efecto principal.
Mediante
el diagrama de Pareto se detectan los problemas potenciales recurrentes en el
área, considerando los datos históricos, los cuales son agrupados de acuerdo a
su relevancia mediante la aplicación del principio de Pareto (pocos vitales,
muchos triviales). Por lo general, el 80% de los resultados totales
(detenciones no programadas), se originan en el 20% de los elementos (Ortiz y
Rodríguez, 2006).
Figura 5. Diagrama
de Pareto en la producción de carbón vegetal
Fuente. Elaboración propia
En el diagrama de Pareto se puede observar que los problemas
principales que se encuentran son tres tales como: capacitación al personal,
procedimientos no adecuados y materia prima, estos datos se obtuvieron en un
lapso de 12 meses en la producción de carbón de los tres hornos durante el año
2022.
Fase Analizar
En esta
fase, corresponde analizar el comportamiento de la producción de carbón vegetal
de cada horno durante el año 2022. Como se puede observar en la siguiente
gráfica, se puede analizar la producción de carbón vegetal, lo cual se llevó a
cabo una quema por mes, estos datos recabados fueron únicamente del Horno 1,
teniendo una media de producción de 672 kg. anualmente.
Gráfica 2. Datos historicos de la
producción de carbón vegetal en el año 2022. Horno 1
Fuente.
Elaboración propia
Como se
puede observar en la siguiente gráfica, se puede analizar la producción de
carbón vegetal durante el año 2022, lo cual se llevó a cabo una quema por mes,
estos datos recabados fueron únicamente del Horno 2, teniendo una media de
producción de 677 kg. anualmente.
Gráfica 3. Datos historicos de la
producción de carbón vegetal en el año 2022. Horno 2
Fuente.
Elaboración propia
Como se
puede observar en la siguiente gráfica, se puede analizar la producción de
carbón vegetal durante el año 2022, lo cual se llevó a cabo una quema por mes,
estos datos recabados fueron únicamente del Horno 3, teniendo una media de
producción de 692 kg. anualmente.
Gráfica 4. Datos historicos de la
producción de carbón vegetal en el año 2022. Horno 3
Fuente.
Elaboración propia
Una vez que se
analizó la producción de carbón vegetal de los tres los tres hornos, se observa
que se se tuvo una media de 680 kg de forma anual, relativamente no se tiene o
no se alcanza la media ponderada al inicio que es de 700 kg. por lo que se
buscaron estrategias para mejorar la producción para el año 2023.
Gráfica 5. Datos historicos de la
producción de carbón vegetal en el año 2022.
Fuente.
Elaboración propia
Dentro de
la esta misma fase, se realizó un gráfico de control en Minitab para analizar
el comportamiento de la producción de carbón vegetal y por lo que se puede
observar hay datos que se encuentran fuera de control, esto significa que estan
por debajo de la media, en este caso se requiere una media de 700kg,
posteriormente se analizará la producción de 2023 y se analizarán nuevamente
los resultados.
Figura 6. Datos historicos de la
producción de carbón vegetal en el año 2022. Horno 3
Fuente.
Elaboración propia
Fase Mejorar
Después de
pasar la fase de análisis de producción de carbón vegetal de los tres hornos
tipo Rabo Quente del año 2022, se procedió a realizar diversas acciones de
mejorar la producción del año 2023, las cuales se describen a continuación:
1. Desarrollar un proceso
de evaluación y selección de proveedores.
2. Mejorar y estandarizar
los métodos de trabajo.
3. Organizar los puestos de
trabajo.
4. Capacitar a los
ejidatarios en el acomodo de la leña dentro de los hornos.
5. Mejora el seguimiento de
la carbonización.
6. Control de carbonización
mejorado.
7. Mejora de un sistema de
supervisión durante el proceso de carbonización.
8. Mantenimiento de los
hornos por cada quema que se realice.
A
continuación, se presentan imágenes donde se puede observar las acciones que se
llevaron a cabo para implementar las diferentes estrategias de mejora con la
finalidad de incrementar la producción de carbón vegetal.
|
a)
Explicación teórico-práctica de la mejora
|
b)
Seguimiento de la explicación sobre la mejora
|
|
 
c)
Puesta en marcha de la propuesta
|
d) Participación
de hombres y mujeres en el proceso de acomodo de la leña
|
|
e)
Resultado del acomodo de la leña antes del proceso de
carbonización
|
f)
Obtención del carbón vegetal
|
Posteriormente
se tomaron los nuevos datos correspondiente a los meses de enero a octubre
2023, que a continuación se presentan en graficas de los tres hornos en la
producción de carbón vegetal.
En primera
estancia se encuentra la nueva producción de carbón vegetal en el horno 1 con
una media de 738 kg. por lo que incremento en comparación de la producción del
año 2022 que fue de una media
de 672 kg.
Gráfica 6. Producción de carbón vegetal. Horno 1
Fuente. Elaboración propia
En segunda
estancia se encuentra la nueva producción de carbón vegetal en el horno 2 con
una media de 732 kg. por lo que incremento en comparación de la producción del
año 2022 que fue de una media de 677 kg.
Gráfica 7. Producción de carbón vegetal. Horno 2
Fuente. Elaboración propia
En tercera
estancia se encuentra la nueva producción de carbón vegetal en el horno 3 con
una media de 734 kg. por lo que incremento en comparación de la producción del
año 2022 que fue de una media de 680 kg. Dando por entendido que para el año
2023 la producción de carbón vegetal ha incrementado por encima de la media de
los 700 kg. por horno
Gráfica 8. Producción de carbón vegetal. Horno 3
Fuente. Elaboración propia
Fase de
control
Con esta
última etapa se busca elaborar procedimientos o estrategias que permitan
controlar la mejorar, se definen controles para asegurarse que las mejoras que
fueron aplicadas y se mantengan en la organización. Dentro del análisis se
realizaron estudios estadísticos de los tres hornos tipo Rabo Quente para la
producción de carbón vegetal durante los meses de enero a octubre 2023, así
como una comparación de su comportamiento actual donde se puede observar el
incremento que se tuvo después de realizar las mejoras correspondientes.
En la
siguiente gráfica se presentan la gráfica comparativa de los nuevos datos que
se obtuvieron de los tres hornos. Donde se puede apreciar que la producción de
carbón vegetal se encuentra por encima
de la
media que es de 700kg.
Gráfica 9. Producción de carbón vegetal por los tres hornos
Fuente. Elaboración propia
Lo
que se espera para producciones posteriores es seguir con la implementación de
mejoras con la finalidad de obtener mayor rendimiento por cada horno, de esta
manera el Ejido se verá beneficiado económicamente al obtener más producción
por cada horno.
En
la figura 7, se muestra el nuevo gráfico de control que se obtuvo con los
nuevos datos de la producción del año de 2023, donde se puede observar el
comportamiento de los datos, mostrando que existe un control y que se
encuentran por encima de la media estimada de 700 kg., establecidos en los
parámetros al inicio de este proyecto.
Figura 7. Gráfico de control de la producción de carbón vegetal 2023
Fuente. Elaboración propia
Las
estrategias que se utilizarán para mantener el control de la producción de
carbón vegetal e incluso seguir mejorando son las siguientes.
§ Introducir leña de
encino con un grado de humedad mínimo.
§ Introducir leña de
encino con un diámetro en promedio de 30 cm.
§ Monitoreo constante en
el momento de la carbonización.
§ Seguir con la
capacitación al personal.
§ Investigar nuevas
técnicas de producción de carbón vegetal.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Después de analizar las
fases de la metodología DMAIC e implementarlas en el proyec,
los resultados que se obtuvieron
fueron favorables de tal forma que al realizar el análisis estadístico se
obtuvieron los siguientes resultados.
Figura 8. Gráficos de control comparativos 2022 y 2023
Fuente. Elaboración propia
Como
se puede apreciar en las gráficas de control, para la producción de carbón
vegetal en el año 2023 incremento gradualmente en comparación de la producción
del año 2022, donde podemos visualizar que en el año 2023 los datos están
centrados y están por arriba de la media de producción.
En
la gráfica 10, se presenta la comparación de la producción de carbón vegetal
durante el año 2022 y 2023, donde se puede apreciar el resultado que se obtuvo
específicamente en el año 2023, donde se realizaron algunas estrategias de
mejora para incrementar la misma producción. En el año 2022 se obtuvo una media
de producción anual de 680 kg. y referente al año 2023 se obtuvo una media de
735 kg. haciendo mención que se obtuvo un 7.5% de incremento en la producción.
Y esto a su vez se convierte en una ventaja en el aprovechamiento de los tres
hornos tipo Rabo Quente que se tienen en el Ejido de Mesa Chica.
Grafica 10. Gráfica comparativa de la producción de carbón del año 2022 y
2023
Fuente. Elaboración propia
CONCLUSIONES
El
éxito en la implementación de la metodología DMAIC depende no sólo de la
difusión de conocimientos en métodos estadísticos sino del compromiso y la
disposición de los dueños o gerentes encargados de liderar este cambio de
cultura dentro de toda la organización, así como los recursos humanos y
materiales destinados a este programa y finalmente la motivación y propiciación
de este cambio en cada uno de los empleados en todos los niveles, de adoptar
una nueva metodología de mejora de la calidad y se pueda generar competitividad
para la empresa al ofrecer productos y servicios mejorados y libres de defectos
que cumplan con los requisitos de calidad exigidos por los clientes.
La
metodología empleada en este proyecto, tuvo gran participación de las personas
involucradas del Ejido de Mesa Chica, dando resultados muy favorables en su
implementación, para ello se necesita seguir con las recomendaciones necesarias
para continuar implementando estrategias que ayuden a mejorar la calidad del
producto y la economía del Ejido.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Argueta S, C. 2006. Descripción y análisis
de dos métodos de producción de carbón vegetal en el Estado de Tamaulipas.
División de Ciencias Forestales. Universidad Autónoma de Chapingo. Tesis.
Chapingo, México. 57 p.
Barrera García, A.,
Cambra Díaz, A., & González González, J. A. (2017). Implementación de la
metodología seis sigma en la gestión de las mediciones. Revista Universidad y
Sociedad, 9(2), 8-17.
Booth H.E.
1974-Abastecimiento a largo plazo de carbón de leña para Altos Hornos Zapla. UNDP.FAO (Food and
Agriculture Organization of the United Nations), ARG 70/536, Documento de
Trabajo No. 13. (En
español).
Escalante, E (2014).
Seis - Sigma. Metodología y Técnicas. Ciudad de México, México: Editorial
Limusa.
Flores, F. G. R., & Malespín, E. C. R. (2013). Comparación de
calidad en la producción de carbón vegetal en la Finca El Plantel,
Masaya. La Calera, 13(21).
García M., J. G. 2010.
Determinación de rendimientos y calidad de carbón de residuos de Quercuss spp,
grupo Erythrobalanus, en dos tipos de hornos. Tesis de 53 Maestría. Facultad de
Ciencias Forestales. Universidad Juárez del Estado de Durango. Durango, Dgo. p.
91
González, R. G., León,
S. J., Ramírez, I. G., & Pérez, J. E. C. G. (2021). DMAIC–SIX SIGMA: DMAIC
Six Sigma. Revista Relayn-Micro y Pequeñas empresas en Latinoamérica, 5(3),
164-190.
Gutiérrez, P., &
Gutiérrez, H. (enero del 2000). Control estadístico de la calidad y Seis Sigma
(3a. ed.). México D.F. McGraw-Hill Interamericana.
Gutiérrez, H. y de la
Vara, R. (2008): Control estadístico de calidad y Seis Sigma, 2da edición.
Editorial McGraw Hill, México.
Hernández, L. C. R.,
Romero, J. L., López, Y. B., Sánchez, A. P., & Mendoza, D. T. (2021). Lean
Healthcare y DMAIC para mejorar el proceso de suministro en un hospital
público. DYNA
management, 9(1), 20-p.
Jeroen de Mast n, Joran
Lokkerbol, 2012. An analysis of the Six Sigma DMAIC method from the perspective
of problema solving, Int J. Production Economics, 139, 604-614.
Medina, M. A. R.,
Lucero, J. G. T., OJINAGA, E. R. P., & Mata, L. E. T. (2020). Reducción de
la variación en un proceso de moldeo de partes a través de la metodología 6
sigma. DYNA management, 8(1), 18-p.
SEMARNAT. 2007. Anuario
Estadístico de la Producción Forestal 2007. México. SEMARNAT. 224 p.
Philipps Gallo, J. L.
(2019). Calidad de vida de los productores de carbón artesanal vegetal en el
distrito de Manantay de la provincia de coronel portillo–Región Ucayali.
Ríos, C, C., Carrera
Ríos, C. (2015). Las ordenanzas municipales y las fábricas de carbón en el
Cantón Quevedo. Colombia.
Sung. H. Park. 2003. Six
Sigma Framework: DMAIC Process. Six Sigma for Quality and Productivity
Promotion. Serie 32. Japon Published by Asian Productivity Promotion.
Vidal, B. P., Soler, V.
G., & Molina, A. I. P. (2018). Metodología Six Sigma. Comparación entre ciclo PDCA y
DMAIC. In Cuadernos de investigación aplicada (pp. 27-34). 3ciencias.