Los almacenes autoportantes representan una revolución en el sector de la logística y almacenamiento, destacándose por su capacidad de integrar el sistema de almacenaje con la estructura del edificio. Esta innovación permite una utilización óptima del espacio, maximizando la altura y el área disponible. Además, su diseño facilita la automatización y mejora significativamente la eficiencia operativa. Son particularmente valiosos en industrias donde el espacio y la eficiencia son críticos, ofreciendo soluciones sostenibles y de largo plazo para los desafíos logísticos actuales.
Definición y Características de los Almacenes Autoportantes
Un almacén autoportante es una instalación logística donde la estructura de almacenamiento misma soporta el peso del edificio, eliminando la necesidad de una estructura de soporte adicional. Esta integración permite un aprovechamiento óptimo del espacio vertical y horizontal, facilitando una mayor densidad de almacenaje y eficiencia operativa.
Explicación técnica de qué son y cómo funcionan
Los almacenes autoportantes son estructuras diseñadas para soportar no solo su propio peso sino también el de la carga almacenada, sin necesidad de columnas o soportes intermedios. La estantería metálica no solo sirve para almacenar, sino que también es parte integral de la estructura del edificio, proporcionando la resistencia y estabilidad necesarias.
Diferencias clave con los almacenes tradicionales
A diferencia de los almacenes convencionales, donde la estructura del edificio y el sistema de almacenamiento son independientes, en un almacén autoportante ambos son uno solo. Esto elimina la necesidad de construcción de pilares internos, maximizando el uso del volumen disponible y permitiendo alturas de almacenamiento mayores. Además, esta integración facilita la implementación de sistemas automatizados de manejo de materiales.
Ventajas de los Almacenes Autoportantes
A continuación, exponemos las principales ventajas y desventajas de este tipo de almacenes.
Optimización del Espacio
Los almacenes autoportantes están diseñados para maximizar cada metro cuadrado. Al eliminar columnas internas, se facilita el uso integral del espacio, permitiendo almacenar más productos y acceder a ellos más eficientemente. Este diseño optimiza tanto la altura como la superficie del almacén, permitiendo el almacenamiento hasta el techo y aprovechando el área total del piso.
Eficiencia y Automatización
La estructura de un almacén autoportante es ideal para integrarse con sistemas de automatización, como transportadores, robots de selección y sistemas de gestión de almacenes (WMS). Esto aumenta significativamente la eficiencia operativa, reduce los tiempos de respuesta y minimiza los errores humanos, optimizando el flujo de trabajo y la productividad.
Sostenibilidad y Durabilidad
Utilizando materiales avanzados y técnicas de construcción innovadoras, los almacenes autoportantes no solo ofrecen durabilidad sino también sostenibilidad. Los materiales como el acero reciclado reducen el impacto ambiental, y el diseño permite una mejor conservación de energía y optimización de recursos.
Desventajas y Consideraciones
Entre las principales desventajas están el reto técnico y la inversión que es necesaria realizar, de la que te damos una pequeña pista al final de este post.
Inversión Inicial
Aunque la eficiencia y el ahorro a largo plazo son significativos, la inversión inicial en un almacén autoportante puede ser considerablemente mayor en comparación con almacenes convencionales. Esto incluye no solo los costes de construcción sino también la integración de sistemas automatizados.
Complejidad Técnica
El diseño y la construcción de almacenes autoportantes requieren una precisión técnica elevada y conocimiento especializado. La complejidad de integrar la estantería como parte de la estructura portante exige una ingeniería detallada y un análisis exhaustivo para garantizar la seguridad y el cumplimiento de las normativas.
Análisis de Viabilidad para la Construcción
Debido a que la inversión es grande, es necesario hacer un análisis exhaustivo de la situación actual y previsiones futuras para tomar la decisión adecuada.
Evaluación de Necesidades
Para determinar si un almacén autoportante es adecuado, se debe analizar el volumen de inventario, la frecuencia de rotación de productos, y la necesidad de automatización. Factores como la altura disponible, la carga del suelo, y la adaptabilidad futura son cruciales. Se evaluará la relación entre el costo de construcción y el beneficio en términos de espacio y eficiencia operativa, considerando el crecimiento a largo plazo y los objetivos estratégicos.
Estudio de Caso hipotético
Has de calcular lo que implementarás la superficie de almacenamiento, por ende, la cantidad de producto que podrás almacenar y que antes no podías. Has de tener en cuenta el tipo de producto: volumen, peso, embalaje, obsolescencia. El tiempo de operación actual y futuro. Las horas hombre necesarias actuales y futuras por unidad de operación. Has de realizar un EDT, estructura de descomposición de trabajo, para llegar a la mínima operación medible. De este modo podrás cuantificar las operaciones más complejas y monetizarlas. Luego, podrás compararlas con esa misma cuantificación en caso de funcionar con un almacén autoportante, teniendo en cuenta el ahorro de tiempos de operación y de mano de obra necesaria. De este modo podrás conocer el ROI y estimar cuando habrás amortizado la inversión realizada por mejora de eficiencia y ahorro de costes operativos logísticos.
Proceso de Construcción de un Almacén Autoportante
En el análisis previo es esencial no dejar al azar ningún parámetro, ya que incluso habiéndolos estudiado, siempre habrá imprevistos e imprecisiones que ocasionarán costes e incluso retrasos.
Planificación y Diseño
Te detallamos a continuación las distintas fases iniciales.
Evaluación del Sitio
Análisis del terreno para identificar restricciones y oportunidades.
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- Topografía: Determinar la inclinación, estabilidad y capacidad de carga del suelo.
- Accesibilidad: Evaluar la facilidad de acceso para maquinaria y logística.
- Impacto Ambiental: Considerar posibles restricciones ambientales o ecológicas.
- Infraestructura Existente: Identificar servicios disponibles o necesidades de desarrollo.
- Riesgos Naturales: Analizar vulnerabilidades a fenómenos como inundaciones o sismos.
- Regulaciones Locales: Verificar normativas que puedan afectar el diseño o la construcción.
Diseño Estructural
Creación de planos detallados que integran la estantería como parte de la estructura portante.
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- Integración de la estantería y estructura: Asegurar que el diseño estructural incorpore las estanterías como elementos de soporte esenciales.
- Cargas y Resistencia: Calcular las cargas esperadas y la resistencia de los materiales para garantizar la estabilidad y seguridad.
- Selección de Perfiles: Determinar los tipos de perfiles metálicos necesarios según la carga estructural y la arquitectura del almacén. Esto incluye columnas, vigas, y soportes. Precisión en formas, ángulos, curvaturas y dimensiones de los perfiles para asegurar un ensamblaje correcto y la integridad estructural.
- Diseño de Rodillos (link a rodillos industriales definitivo) : Una vez definida la perfilería, Noguera Maquinaria SL diseñará y fabricará los rodillos que conformen los perfiles que necesitas para tu almacén. En Noguera Maquinaria SL validamos los diseños mediante una simulación por elementos finitos.
- Simulación FEA: Utilizar software avanzado de diseño garantiza la precisión y la eficacia del proceso de perfilado. La simulación FEA (Análisis de Elementos Finitos) muestra información esencial acerca de las fuerzas y deformaciones del proceso de un modo inteligible para un perfilador. Además, la visualización 3D de la chapa durante el conformado hace posible anticiparse a los defectos físicos del proceso real, por lo que este módulo es una “línea de perfilado virtual” sobre la cual el usuario puede probar los resultados de un nuevo juego de rodillos antes de que sea fabricado.
- Flexibilidad y Expansión: Diseñar para futuras expansiones o modificaciones con mínimo impacto en la estructura existente.
- Normativas de Construcción: Cumplir con los códigos de construcción y seguridad aplicables.
- Análisis de Elementos Finitos (FEA): Utilizar FEA para predecir cómo la estructura reaccionará bajo diversas condiciones y cargas.
Problemas a Evitar: Asegurar la precisión en las especificaciones para evitar modificaciones costosas durante la construcción.
Obtención de Permisos
Este es un tema tedioso, pero igual de necesario. Pasar por alto cualquier requerimiento de obligado cumplimiento puede hacer peligrar nuestro proyecto.
Cumplimiento Normativo
Para la construcción de un almacén autoportante, es crucial revisar y cumplir con las regulaciones locales y sectoriales. Este proceso incluye la revisión de códigos de construcción, normativas de seguridad, y regulaciones ambientales específicas de la zona donde se edificará el almacén.
Problemas Significativos: Una dificultad común es la demora en la obtención de permisos necesarios, lo cual puede retrasar significativamente el proyecto. Estas demoras pueden deberse a la complejidad del cumplimiento normativo, la necesidad de múltiples aprobaciones o la revisión detallada de los planes de construcción por parte de las autoridades.
Construcción
A partir de este momento es cuando se empieza a ver un avance físico que estimula a todo el personal de la compañía. No vamos a entrar en detalles sobre cada fase, sino simplemente nombrar a rasgos generales el principal objetivo de cada fase.
Cimentación y Estructura
La cimentación de un almacén autoportante debe diseñarse para soportar no solo el peso del edificio sino también el de la carga almacenada. Esto requiere un análisis geotécnico para determinar el tipo de cimentación más adecuado, sea superficial o profunda, asegurando que pueda resistir las cargas y proporcionar estabilidad.
Montaje de Estanterías
Las estanterías deben integrarse en la estructura como elementos portantes. Esto implica una alineación precisa y una conexión segura con la estructura principal para garantizar la capacidad portante y la estabilidad global del edificio.
Problemas Importantes: Un desafío clave es mantener la alineación y precisión durante el montaje para asegurar que la estructura cumpla con las especificaciones y mantenga su integridad a lo largo del tiempo. Cualquier desviación puede comprometer la seguridad y la eficiencia del almacén.
Implementación de Sistemas de Automatización
Llegamos a la última fase y de extrema importancia, ya que de ella dependerá la eficiencia de nuestro almacén.
Integración Tecnológica:
La incorporación de sistemas de gestión y automatización en almacenes autoportantes implica la instalación de tecnologías como software de gestión de almacenes (WMS), sistemas automatizados de recuperación y almacenamiento (AS/RS), y robots para el picking y colocación de productos. Estos sistemas deben integrarse a la perfección con la infraestructura física, asegurando la comunicación y coordinación eficaz entre los componentes automatizados y la estructura del almacén.
Según avanza la tecnología, la implementación avanzada en almacenes autoportantes va más allá de la mera incorporación de sistemas de gestión y automatización. Implica la adopción de IA y aprendizaje automático para optimizar operaciones, uso de IoT para mejorar la conectividad y recolección de datos en tiempo real, y la integración de sistemas ciber-físicos para una mayor interactividad entre los componentes automatizados y operarios.
Evitar incompatibilidades: Un desafío significativo es garantizar la compatibilidad entre la infraestructura física del almacén y los sistemas tecnológicos de automatización. Esto incluye la calibración precisa de los equipos, la integración de software y hardware, y la adaptación de la infraestructura para soportar la tecnología automatizada, asegurando que todos los sistemas trabajen en conjunto de manera eficiente y efectiva.
Es muy importante tener en cuenta que, más allá de la compatibilidad técnica, un desafío clave es la escalabilidad y la flexibilidad del sistema para adaptarse a futuras innovaciones y cambios en los procesos operativos, manteniendo la seguridad de datos y la fiabilidad del sistema frente a posibles ciberamenazas.
Inspección y Finalización
Serán de dos tipos, la estructural y la operativa.
Verificación de Seguridad:
Realizar pruebas de carga estructural y operacional para asegurar que la infraestructura y los sistemas automatizados cumplen con todas las normas de seguridad relevantes. Obtener certificaciones necesarias que validen la integridad y seguridad del almacén autoportante.
Optimización Operativa:
Llevar a cabo ajustes en los sistemas de automatización y gestión para afinar la eficiencia y la productividad del almacén. Esto puede incluir la calibración de sensores, la optimización de rutas de robots automatizados, y la mejora de interfaces de usuario para operarios.
Puntos a tener en cuenta: Es crucial durante esta fase identificar y remediar cualquier deficiencia operativa o estructural. Esto podría involucrar desde ajustes menores en la maquinaria hasta intervenciones en la programación de software para asegurar que el almacén funcione a pleno rendimiento antes de su operación completa.
Cálculo de Costes y ROI
La realización correcta de estos cálculos y la estimación exacta de cada partida será determinante para saber ciertamente si esta implementación logística es viable o no.
Desglose de Costos
Para un almacén autoportante, los costos se dividen en varias categorías principales:
Construcción: Incluye materiales, mano de obra y maquinaria. Los costos de construcción pueden ser un 20-30% más altos que los almacenes tradicionales debido a la integración de sistemas automatizados y la complejidad estructural.
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- Diseño e Ingeniería: Costos asociados con el diseño arquitectónico y estructural.
- Permisos y Regulaciones: Tarifas legales y administrativas para cumplir con normativas locales.
- Tecnología y Automatización: Inversión en sistemas de gestión de almacenes y automatización.
Cálculo del Retorno de Inversión
El ROI se evalúa comparando el coste total de inversión con los beneficios operativos y de eficiencia obtenidos, como la reducción en los tiempos de operación y el aumento en la capacidad de almacenamiento.
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- Metodología: Comparar el flujo de caja proyectado y los ahorros operativos contra la inversión inicial.
- Ejemplo Práctico: Si un almacén autoportante cuesta 30% más que un almacén convencional, pero reduce los costos operativos en un 20% anual, calcular el punto de equilibrio y el período en el que se recupera la inversión.
Para calcular el punto de equilibrio y el período de recuperación de la inversión, necesitas datos específicos, como el costo total del almacén convencional y los ingresos anuales. Sin embargo, te proporcionaré una fórmula general para entender el cálculo.
Si el almacén autoportante cuesta un 30% más que el convencional, y suponemos que el almacén convencional cuesta C, entonces el costo del almacén autoportante sería 1.3C.
Si este almacén reduce los costos operativos en un 20% anual, y consideramos que los costos operativos anuales del almacén convencional son O, el ahorro anual sería 0.2O.
El punto de equilibrio (PE) se alcanzaría cuando el ahorro acumulado iguala la diferencia de inversión inicial:
1.3C−C=n×0.2O
0.3C=n×0.2O
n =0.3 C /0.2 O
Aquí, n es el número de años necesarios para recuperar la inversión extra. Para un cálculo exacto, necesitaríamos los valores de C y O.