Una nave alquilada o un edificio industrial antiguo con solo 4–6 m de altura puede albergar almacenamiento automático; lo que no admite es un diseño estándar de AS/RS de gran altura trasladado sin cambios. Para contenedores, la elección habitual está entre un sistema de lanzaderas multinivel para contenedores y robots de manipulación de cajas; para palés, merece la pena comparar la lanzadera de cuatro vías; para componentes electrónicos y piezas con muchas referencias, un carrusel vertical o un módulo de almacenamiento vertical (VLM) es una opción. En los proyectos anteriores de nuestro equipo, un AS/RS de palés con transelevadores rara vez sale ganando cuando la altura libre útil es inferior a 6 m y los palés son de altura estándar. Antes que nada, haga un levantamiento de la altura libre, el suelo, la retícula de pilares, los rociadores y la solera, y dimensione los puestos de picking junto con los equipos.
La respuesta breve
- En una nave de 4–6 m, empiece por lo que almacena: contenedores, palés o piezas pequeñas. La unidad de carga determina el sistema.
- La altura libre útil va desde el suelo acabado hasta el más bajo de vigas, tuberías de rociadores, cabezas de rociadores, luminarias y conductos, menos la distancia que necesitan los rociadores, y a menudo queda bastante por debajo de la altura que figura en el contrato de arrendamiento.
- En una nave alquilada, acuerde con el propietario antes de firmar el contrato de los equipos si estos pueden retirarse, cómo se tratan los taladros de anclaje y cómo se restituye el edificio al terminar el arrendamiento.
Mida la altura libre antes de hablar de conceptos
Cuando visitamos una nave baja, lo primero es medir la altura libre. La altura del contrato de arrendamiento suele tomarse hasta la cara inferior de las vigas o hasta la cumbrera. La altura útil de almacenamiento se mide desde el obstáculo más bajo, ya sea el cordón inferior de una cercha, una tubería o cabeza de rociador, una luminaria, un conducto o una bandeja de cables, y por debajo de las cabezas de los rociadores aún hay que respetar la distancia que exige la norma de rociadores. No es raro encontrar naves alquiladas como de 6 m a las que en realidad les quedan unos 5 m, así que hay que medir cada vano.
En protección contra incendios, el Regulation on the Fire Protection of Buildings de Turquía exige que los rociadores automáticos se diseñen según la TS EN 12845. Los rociadores son obligatorios en varios supuestos; uno de ellos es un edificio de más de 1.000 m² de superficie total en el que se producen o guardan sustancias de fácil ignición e inflamables. Cuando el reglamento trata el arriostramiento sísmico de las tuberías de rociadores en zonas sísmicas, todavía usa la antigua terminología de zonas sísmicas, mientras que el TBDY 2018 vigente toma los parámetros sísmicos emplazamiento por emplazamiento del mapa de peligrosidad de AFAD. Por tanto, el diseño de detalle sigue los parámetros del emplazamiento, la TS EN 12845 y la revisión de la autoridad competente. Si se necesitan rociadores intermedios en estantería lo determina un proyectista cualificado de protección contra incendios según la edición aplicable de la TS EN 12845, a partir de la mercancía, el embalaje, la disposición y la altura de almacenamiento, y la autoridad local de protección contra incendios revisa y acepta el diseño. Si la nave es alquilada, obtenga el consentimiento del propietario antes de modificar los rociadores.
El suelo y la retícula de pilares los analizamos juntos. Las cargas puntuales de los puntales de la estantería deben ser compatibles con el espesor de la solera, el armado y las juntas; en un edificio antiguo sin documentación final de obra, empiece con ensayos no destructivos y deje que el ingeniero de estructuras decida si hacen falta testigos. Los robots de manipulación de cajas se posicionan de distintas formas según el modelo, pero todos los modelos tienen requisitos de suelo, y en un sistema de lanzaderas las tolerancias de los raíles amplifican cualquier irregularidad del suelo. La EN 15620, la norma que se cita a menudo para las tolerancias de estanterías, cubre las estanterías de palés de largueros atendidas por carretillas o transelevadores, las estanterías drive-in y las estanterías cantilever. Los equipos especiales, como los miniload y los sistemas con satélite, quedan fuera de su ámbito, y la norma excluye expresamente las tolerancias del propio suelo. Por eso la planitud del suelo y las tolerancias de los raíles deben fijarlas con valores concretos el proveedor de los equipos y figurar en el contrato. Si la retícula de pilares choca con el módulo del equipo, se pierden ubicaciones.
Si el almacén va en una planta alta, también hay que comprobar el forjado. Las plantas altas de edificios de varias alturas tienen a veces una sobrecarga de diseño del orden de 500 kg/m² (unos 5 kN/m²). En los proyectos anteriores de nuestro equipo, un almacén de contenedores con estanterías bajas y contenedores ligeros llega a una carga media de aproximadamente 0,5 t/m² incluidos los pasillos, con cargas puntuales más altas bajo los puntales; con más niveles o contenedores más pesados, hay que calcularlo a plena carga. Los almacenes de palés suelen cargar mucho más el suelo, de modo que la comprobación estructural va antes de instalar el sistema en una planta superior, y el resultado suele ser un refuerzo o un traslado a la planta baja. El código sísmico de edificios de Turquía, el TBDY 2018 (en vigor desde el 1 de enero de 2019), no tiene un apartado dedicado a las estanterías, aunque su capítulo 6 regula el diseño sísmico de los elementos no estructurales fijados al edificio y de sus uniones, dentro de su ámbito y sus exenciones. La EN 16681 solo cubre las estanterías regulables para palés. Cómo verificar frente a cargas sísmicas las estanterías de contenedores y las de lanzaderas de cuatro vías es, por tanto, algo que debe resolverse con el proyectista de estructuras local.
¿Admite una nave de 5 m un almacén automático?
Almacenamiento automático, sí. Un AS/RS de palés con transelevadores a esta altura suele salir caro para lo que ofrece. El transelevador necesita un raíl inferior, un raíl superior y una estructura superior, y con palés de altura estándar una altura libre de 5 m solo da dos o tres niveles, de modo que el coste fijo por ubicación de palé resulta alto. La comparación final sigue haciéndose sobre el coste del ciclo de vida. Un ejemplo práctico típico: un edificio de tres plantas con alturas entre forjados de 4,5 a 5,8 m y cargas unitarias de 800 kg. Con plantas tan bajas, normalmente desaconsejaríamos la vía del AS/RS con transelevadores.
Para naves bajas, estos son los sistemas que solemos comparar:
| Sistema | Unidad de carga | Adecuado para | No adecuado para | Esfuerzo de traslado en una nave alquilada |
|---|---|---|---|---|
| Lanzaderas multinivel para contenedores | Contenedores estándar, por ejemplo 600×400 | Almacenes pequeños de contenedores con entradas y salidas frecuentes; altura estándar de estantería 4–24 m, configuración especial por debajo de 4 m | Tamaños de contenedor mixtos, cambios frecuentes de disposición | Medio: raíles en cada nivel más elevadores; tras el remontaje hay que volver a poner en marcha |
| Robot de manipulación de cajas (ACR) | Contenedores, cajas de cartón | La altura de picking depende del modelo; pedidos fluctuantes, ampliación de robots paso a paso | Suelo deficiente que no puede mejorarse | Menor: estanterías convencionales, los robots pueden llevarse |
| Lanzadera de cuatro vías | Palés | Muchos palés por referencia, incorporación de vehículos por fases | Uno o dos palés por referencia con acceso rápido a cualquiera de ellos | Medio: hay que volver a instalar raíles y elevadores |
| AS/RS de palés con transelevadores | Palés | Altura libre útil claramente superior a 6 m | Altura libre útil inferior a 6 m | Alto: normalmente hay que rehacer los raíles de suelo y los anclajes |
| Carrusel vertical / módulo de almacenamiento vertical | Piezas pequeñas, herramientas, componentes electrónicos | Muchas referencias, artículos pequeños, picking por unidades | Grandes volúmenes de entrada y salida por caja completa o palé completo | Menor: el equipo suele poder desmontarse y trasladarse, con la conformidad del fabricante |
| AMR con estanterías convencionales | Contenedores, cajas o palés según el tipo de vehículo | Sobre todo ahorrar transporte; ubicación y extracción a mano o con carretilla | Cuando el problema principal es la densidad de almacenamiento | Bajo: las estanterías se quedan, los vehículos pueden llevarse |
Un sistema de lanzaderas multinivel para contenedores suele trabajar con un vehículo por nivel en cada pasillo, y la separación entre niveles para contenedores es de solo unos cientos de milímetros, de modo que la misma altura libre alberga muchos más niveles que el almacenamiento de palés. Encaja en almacenes pequeños de contenedores con techo bajo y movimientos frecuentes. Su altura estándar de estantería es de 4–24 m; por debajo de 4 m necesita una configuración especial. Un ejemplo práctico típico: un almacén de contenedores en sala limpia con 3,5 m de altura libre útil debe alojar más de 1.400 contenedores y realizar 700 operaciones de entrada y salida por hora. En esas condiciones, un sistema de lanzaderas multinivel con 6 pasillos y estantería de 5 niveles da unas 1.500 ubicaciones. La contrapartida es igual de clara: raíles en cada nivel, una capacidad por pasillo limitada por el elevador y una disposición difícil de cambiar después.
Los robots de manipulación de cajas circulan por el suelo, se elevan para extraer los contenedores y trabajan con estanterías convencionales. Hasta qué altura llegan depende del modelo; los modelos estándar se quedan dentro de 8 m, menos la distancia de los rociadores. Añadir robots aumenta la capacidad de movimiento, pero los puestos de trabajo, los puntos de recarga y la congestión imponen límites, y una simulación debe confirmar cuántos robots tienen sentido. Encajan en naves alquiladas y en proyectos cuyo negocio todavía es incierto, siempre que el suelo cumpla los requisitos del modelo.
Cuando comparamos una lanzadera de cuatro vías para almacenar palés, miramos la altura del palé cargado, el espacio libre exigido por la protección contra incendios, el número de palés por referencia, la capacidad de movimiento y la selectividad requerida. En una nave baja, su mayor densidad procede sobre todo de necesitar menos pasillos, y cuántas ubicaciones de palé adicionales aporta eso hay que calcularlo sobre el plano de sección.
Para componentes electrónicos y piezas con muchas referencias, los carruseles verticales y los módulos de almacenamiento vertical son una alternativa sólida a un AS/RS. Con artículos pequeños y muchas referencias, un transelevador miniload difícilmente compite en precio con un carrusel. La altura mínima de instalación, la boca de acceso y el espacio de mantenimiento varían en cada modelo de ambos tipos, así que con un techo bajo hay que comprobarlo con el modelo concreto. Si la capacidad de almacenamiento basta y el problema es sobre todo el transporte, las estanterías existentes pueden quedarse donde están y añadirse solo AMR para contenedores. La ubicación y la extracción siguen siendo manuales o con carretilla, y los AMR solo cubren el tramo entre la zona de estanterías y los puestos de trabajo.
Los equipos son lo bastante rápidos, pero los puestos de picking frenan el almacén
En un almacén de contenedores con picking manual por unidades, el cuello de botella de todo el almacén suele estar en los puestos de picking. La capacidad de los equipos se calcula a partir de vehículos y elevadores y puede llegar a ser muy alta, pero cada contenedor que sale sigue necesitando a alguien que extraiga los artículos, los cuente y los escanee.
Un ejemplo práctico típico: un almacén de contenedores en una primera planta, con 4,5 m de altura libre, empieza en la fase uno con 3 lanzaderas multinivel y 3 puestos de picking. Está previsto crecer a 9 lanzaderas, lo que por el lado de los equipos supone unos 940 contenedores por hora. Si los puestos de picking solo crecen hasta 6, a 60 contenedores por persona y hora el almacén en su conjunto mueve 360 contenedores/h. En ese punto la respuesta es más puestos o un método de picking distinto; comprar más vehículos no sirve de nada.
La cifra de 60 contenedores por persona y hora procede de proyectos anteriores de nuestro equipo y se aplica al picking de material de producción en el que cada contenedor debe contarse y leerse, desembalarse o etiquetarse. Con un artículo por línea de pedido en e-commerce y contenedores que llegan de forma continua, un puesto de picking goods-to-person puede manejar varios cientos de líneas de pedido por hora. La capacidad de picking se mide mejor con el perfil de pedidos del propio cliente.
Dimensionamos la capacidad solo sobre la hora punta; los promedios diarios engañan. Normalmente fijamos la capacidad de diseño en no menos de 1,2 veces la demanda (algunos clientes exigen 2 veces) y el grado de utilización de los equipos en no más del 85 %. Las entradas, las salidas, la reposición y el retorno de contenedores vacíos se calculan por separado, y después comprobamos si se acumulan en la misma hora. Lo que llega a su límite antes que el número de vehículos suele ser el elevador, o las transferencias, desvíos e incorporaciones del transportador.
Naves alquiladas: fases y final del arrendamiento
En una nave alquilada, analice a la vez la duración del arrendamiento y el plazo de amortización. Si el arrendamiento es más corto que la amortización, nos inclinamos por equipos que puedan desmontarse y volver a instalarse: robots de manipulación de cajas, AMR y unidades de almacenamiento vertical. Los sistemas sobre raíles también pueden trasladarse, pero tras el traslado necesitan replanteo y una nueva puesta en marcha. Compare las opciones por el coste del ciclo de vida, incluidos el traslado y la restitución.
En las naves alquiladas, los pernos de anclaje son lo que más discusiones provoca. Turquía es un país sísmicamente activo y las estanterías se anclan normalmente al suelo. El tipo de anclaje y cualquier refuerzo local siguen el cálculo sísmico y las prestaciones declaradas del anclaje, las condiciones de su ETA y las instrucciones de instalación del fabricante, pero en cualquier caso hay que taladrar. Antes de firmar el contrato de los equipos, acuerde por escrito con el propietario si se permite taladrar, cómo se sellan los taladros al final del arrendamiento, con qué estándar se restituye el suelo y quién lo paga. Los cambios en los rociadores y cualquier aumento de la potencia eléctrica contratada también necesitan el consentimiento del propietario.
En las naves bajas, la implantación por fases suele ser más fácil. Los robots de manipulación de cajas y las lanzaderas de cuatro vías pueden empezar con parte de la flota y añadir vehículos más adelante, aunque a partir de cierto tamaño de flota los elevadores, la carga de baterías y la congestión llegan antes a su límite. Las posiciones de los elevadores y las interfaces con los transportadores de cabecera deben fijarse una sola vez, porque son difíciles de cambiar una vez construido el sistema. El WMS / WCS se diseña para la escala final. Si la fase dos añade vehículos, estanterías o puestos de trabajo se decide cuando la fase uno haya generado datos reales de explotación.
Preguntas frecuentes
Nuestra nave solo tiene 4 m de altura. ¿Podemos automatizar el almacenamiento? Para contenedores, sí: pueden evaluarse lanzaderas multinivel, robots de manipulación de cajas y carruseles verticales, aunque las lanzaderas multinivel necesitan una configuración especial por debajo de 4 m. Un AS/RS de palés con transelevadores es muy difícil de justificar a esta altura.
El almacén es alquilado. ¿Podemos llevarnos los equipos cuando termine el arrendamiento? Los robots de manipulación de cajas, los AMR, los carruseles verticales y los módulos de almacenamiento vertical suelen poder desmontarse y volver a instalarse en otro lugar, sujeto a la aprobación del fabricante, al nuevo edificio y a una nueva puesta en marcha. Las lanzaderas multinivel y las lanzaderas de cuatro vías también pueden trasladarse, pero los raíles y los elevadores deben reinstalarse y ponerse de nuevo en marcha; en un AS/RS con transelevadores, normalmente hay que rehacer los raíles de suelo y los anclajes.
Para palés en una nave de unos 6 m, ¿cómo elegimos entre una lanzadera de cuatro vías y un transelevador? Ambos deben entrar en la comparación. A esta altura, los raíles inferior y superior del transelevador y su estructura superior son un coste fijo, alto por ubicación de palé cuando los palés son de altura estándar. La decisión sigue saliendo de las ubicaciones de palé calculadas sobre el plano de sección y, después, de los palés por referencia, la capacidad de movimiento en hora punta, la selectividad y el coste del ciclo de vida.
Los ejemplos prácticos son casos típicos. Las cifras de experiencia proceden de proyectos anteriores de los miembros de nuestro equipo y solo sirven como orientación aproximada; cada proyecto se calcula con sus propios datos.
Referencias
- Turquía, Regulation on the Fire Protection of Buildings (Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik), artículo 96, sistemas de rociadores automáticos: https://www.mevzuat.gov.tr/MevzuatMetin/21.5.200712937.pdf
- Turkish Building Earthquake Code TBDY 2018, Boletín Oficial de Turquía, 18 de marzo de 2018, n.º 30364: https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
- AFAD, Turkish Earthquake Hazard Map (TDTH): https://tdth.afad.gov.tr/
- EN 15620:2021, Steel static storage systems: Tolerances, deformations and clearances (ámbito): https://evs.ee/en/evs-en-15620-2021
- EN 16681, Steel static storage systems: Adjustable pallet racking systems: Principles for seismic design (ámbito): https://knowledge.bsigroup.com/products/steel-static-storage-systems-adjustable-pallet-racking-systems-principles-for-seismic-design
Somos el equipo técnico de EMMANUEL. Envíenos el plano de su nave, las alturas libres medidas y las cifras de entradas y salidas en hora punta a través del formulario de contacto, y estudiaremos con usted, con los datos de su proyecto, qué sistema de almacenamiento, qué capacidad y qué fases encajan en el edificio.