Cómo la pandemia de coronavirus afectó al interés de los alimentos y las bebidas por la automatización

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La pandemia, junto con todos sus otros trastornos, dio a los procesadores de alimentos y bebidas un incentivo para considerar al menos la automatización. Los trabajadores enfermaban o temían enfermar en el trabajo, un temor demasiado justificado en muchos casos. La automatización se ve como una de las mejores formas de hacer frente a ese miedo, tanto de forma inmediata como, sobre todo, de cara al futuro.

"La actitud habitual con respecto a la automatización, la robótica y la inteligencia artificial, en particular en la fabricación, era el diablo" porque matan puestos de trabajo en la fabricación, dice Max Versace, director general de Neurala, un proveedor de software de inspección para la visión artificial. "Pero cuando llegó la pandemia, de repente, no hay un nivel de automatización que se acerque al necesario para continuar la producción frente a los requisitos adicionales que la pandemia puso en marcha"

La mano de obra fue el problema más dramático y que más llamó la atención, al menos en las primeras fases de la pandemia. Los trabajadores seguían enfermando, especialmente en las plantas de procesamiento de carne y aves de corral, que se convirtieron rápidamente en focos de infección en sus comunidades, en su mayoría rurales. Entre los casos reales y el miedo a la enfermedad, los procesadores no podían encontrar suficiente personal para sus plantas.

La flexibilidad también entró en juego en gran medida durante la pandemia, gracias a los cambios que provocó en la demanda de los consumidores. En algunos casos, los procesadores tuvieron que aumentar la producción de ciertos productos convencionales que de repente tuvieron una gran demanda debido a las existencias en las despensas. En otros, se necesitó una ración individual y otras referencias, lo que exigió mayores tasas de cambio de envases.

"Por ejemplo, el procesamiento de la carne incluye un alto grado de trabajo manual desde el sacrificio y la disección hasta el corte, y por lo tanto menos automatización. Mientras que el envasado dentro de la industria de procesamiento de la carne ya incluye mucha automatización", afirma Kopcha. En cambio, la producción de chocolate suele tener líneas de proceso totalmente automatizadas. "Pero aquí el envasado está menos automatizado, especialmente en el caso de los productos de campañas estacionales, por ejemplo, las calabazas de chocolate de Halloween. Con envases específicos y blísteres, éstos incluyen mucho trabajo manual"

Determinar qué aspectos del funcionamiento de una planta son más susceptibles de ser automatizados es una de las decisiones más complicadas y difíciles que puede tomar un procesador. Cada planta es diferente y las variables son casi infinitas. Dicho esto, hay ciertos principios generales que pueden aplicarse, teniendo en cuenta tanto las necesidades como el tipo de equipo disponible.

"Siempre que existan soluciones listas para usar o que se pueda calcular un claro retorno de la inversión, se tiende a ver que estas soluciones se adoptan primero y más rápidamente", dice Decker Walker, socio y líder global de agronegocios de Boston Consulting Group. "Los AGV [vehículos de guiado automático], los procesos de brazos robóticos, la clasificación, la inspección visual y la detección de objetos extraños son ejemplos en los que hemos visto una tracción temprana y rápida"

Para determinar el retorno de la inversión de una posible automatización, merece la pena tener en cuenta tres factores, dice Mark McGinnis, director de ingeniería de sistemas de Applied Manufacturing Technologies: "El rendimiento, la ergonomía y la calidad son los tres factores principales que ayudan a determinar el ROI de la automatización" Obviamente, a medida que aumenta el rendimiento, también lo hace la necesidad de automatización, dice. "Si se trabaja a dos turnos, hay que considerar la posibilidad de automatizar. Si tiene tres turnos, quizá sea demasiado tarde"

La ergonomía tiene muchos aspectos: ¿Las piezas de recambio son demasiado pesadas para que los trabajadores las levanten? ¿Hay que almacenar las piezas o las herramientas por encima de la cabeza debido a las limitaciones de espacio en el suelo? ¿Tienen los empleados que agacharse o inclinarse repetidamente, ya sea en el curso de las operaciones normales o para la limpieza y el mantenimiento? Estos son signos de que una máquina puede tener que ser mejorada, por ejemplo con piezas de cambio servoaccionadas, o sustituida.

En cuanto a la calidad, la automatización puede aportar consistencia a las operaciones, pero su mayor reto es lidiar con productos inconsistentes. Si los productos tienen formas irregulares o son variables, es difícil que la "automatización dura", que funciona sobre todo por medios mecánicos, manipule los productos con coherencia. En estos casos, suelen ser necesarios sistemas de visión más sofisticados para localizar y clasificar el producto, detectar defectos y realizar otras funciones, junto con sofisticadas herramientas de fin de brazo para brazos robóticos, como pinzas de goma o ventosas.

Esta es una de las razones por las que el embalaje de final de línea, como las encajadoras y los paletizadores, tienen un alto potencial de automatización, dice Steve Mulder, director regional de la industria de CPG en Rockwell Automation. "Hemos visto que con el tiempo, a medida que se avanza en el envasado y en el final de línea y la logística, la automatización disminuye paso a paso" A medida que los clientes demandan cargas más especializadas, es cada vez más frecuente crear esas cargas en la planta, en lugar de descomponerlas y volver a embalarlas en un almacén o centro de distribución.

En las operaciones, especialmente en las de envasado, a menudo hay que elegir entre flexibilidad y alto rendimiento. Este problema se intensificó durante la pandemia, cuando los procesadores tuvieron que hacer cambios rápidos entre las referencias, y ejecutar algunas de ellas de forma extra-larga, para satisfacer el aumento de la demanda.

Desde hace décadas, los fabricantes de equipos han avanzado en la dicotomía entre flexibilidad y rendimiento mediante la incorporación de cambios automáticos, a menudo utilizando servomotores para reposicionar las piezas de la máquina. Pero el cambio de formato con servomotores es caro y, en cualquier caso, el cambio de formato es sólo una parte de la pérdida de tiempo que supone la producción de varias referencias. La verdad básica es que cuantos más tamaños pueda acomodar una máquina, más lenta será la ejecución de cualquiera de esos tamaños.

Mulder pone el ejemplo de una estuchadora con un paso, o distancia entre unidades, de 12 a 15 pulgadas. El paso tiene que acomodar la anchura del cartón más unos pocos centímetros extra. Si llega un cliente comercial, como una tienda de clubes, y quiere cartones más grandes, de repente esa encartonadora tiene que tener un paso de 18 pulgadas. Si el transportador funciona a una velocidad máxima constante, el paso más amplio ralentizará la estuchadora, lo que aumentará el tiempo de llenado de los cartones más pequeños.

La robótica, aunque inicialmente es tan cara o más que los servos en la maquinaria, tiene el potencial de mantener tanto el alto rendimiento como la flexibilidad, dicen los observadores. Hay dos desarrollos en curso que están haciendo que los robots sean más versátiles y capaces de añadir valor en múltiples puntos.

Los sistemas de visión son cada vez mejores, tanto en lo que se refiere a lo que son capaces de reconocer como a la forma en que se coordinan con otros equipos. Y los robots colaborativos, o "cobots", están diseñados con limitaciones en su alcance y velocidad de movimiento que les permiten trabajar con seguridad cerca de los empleados.

Otras tecnologías emergentes tienen el potencial de aportar otra dimensión al procesamiento y el envasado. Una de ellas es lo que podría llamarse transportadores sin correa. Se trata de sistemas de manipulación de materiales que se basan en piezas accionadas de forma autónoma para entregar una carga útil.

Rockwell ofrece este tipo de componentes de máquinas, que Mulder denomina "carros independientes", en su sistema de manipulación de materiales iTrak. Utilizan bobinas del tipo que se encuentra en el interior de los motores eléctricos, pero aplanadas, para crear un campo electromagnético que interactúa con una pista, impulsando la pieza. El resultado es una máquina que puede variar el tiempo de manipulación del material de forma instantánea, acelerando y ralentizando según sea necesario.

Los transportadores sin correa tienen el potencial de aliviar uno de los problemas más espinosos a los que se enfrentan las empresas alimentarias durante y, sobre todo, después de la pandemia: mantener el distanciamiento social. Por ejemplo, si los cadáveres de animales se desplazaran por una línea de corte de forma independiente, en lugar de estar sujetos a una cinta o colgados de una cadena, en teoría podrían acelerarse de una estación a otra, y luego ralentizarse o detenerse según fuera necesario.

"Creo que todas las empresas hablarán y considerarán las respuestas adecuadas a las interrupciones en la industria que incluyan una futura pandemia", dice Maddox de Bank of America. "Por las conversaciones mantenidas con nuestros clientes a lo largo de los años, esto ya ha ocurrido y seguirá ocurriendo.

Incluso cuando no es posible el distanciamiento, la automatización -especialmente la tecnología de última generación- sigue teniendo el potencial de ahorrar trabajo. La inteligencia artificial puede analizar y comparar docenas de variables en un proceso para correlacionarlas con las desviaciones que conducen a defectos en el producto, llegando así a la raíz del problema mucho más rápido que los humanos. El Internet Industrial de las Cosas (IIoT) abre nuevas perspectivas para la supervisión y el mantenimiento de los equipos, permitiendo la vigilancia en tiempo real con menos intervención humana.