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2016-10-19 Importancia de la Metrología Dimensional en la Industria de la Manufactura en México De un país de autoconsumo a uno netamente exportador Cuando se me invitó a dar esta presentación con el tema la Importancia de la metrología en el desarrollo y la innovación industrial en México en este connotado evento, METROCOL III, no sabía muy bien por dónde empezar. Desde luego, México ha tenido un desarrollo industrial importante debido a políticas consecutivas que, aunque contradictorias, han jugado un papel decisivo a favor de la vocación manufacturera de la nación mexicana, cada una en un momento histórico distinto. En un primer tiempo durante los años 50’s, 60’s y 70’s, México tuvo una política de sustitución de importaciones y se invitó en aquel tiempo a los diversos fabricantes a invertir y fabricar en México para producir para el mercado nacional. Durante esos años había una gama de productos limitada en el mercado mexicano, pero todos esos productos se producían en México y se estableció el tejido industrial mínimo, en mi opinión, para catalizar la vocación manufacturera del país. Rol de la industria automotriz y desarrollo de proveedores En forma específica, la industria automotriz ha jugado un rol muy importante en este sentido. Fue durante los años 60’s que las primares armadoras de autos se instalaron en territorio nacional para producir automóviles, camiones y autobuses, y con estas armadoras comenzó un desarrollo industrial importante. Posteriormente, a partir de los años 70’s, este sector industrial fue delegando la fabricación de gran parte de sus componentes a nivel mundial en proveedores que se fueron desarrollando como empresas independientes. En consecuencia, en torno a las llamadas armadoras se generó un tejido industrial de plantas para producir partes y componentes de los vehículos. Material eléctrico: cables y arneses eléctricos, faros y luces, motores eléctricos, alternadores y generadores, etc. ; maquinados: ejes tractivos, pistones, juntas homocinéticas, balatas (tacos) de frenos; troquelados (estampados) en lámina de acero: todo tipo de partes de carrocería: puertas, cofres etc.; piezas de fundición en acero y en aleaciones de aluminio: monoblocs de motores de camiones y autos; productos de piel: vestiduras de interiores de autos; cada vez más un sinfín de productos de inyección de plástico, pues cada vez más componentes de los autos son de este material: fascias, tablero de autos, manijas, botones, diversos soportes, etc.; partes de hule: mangueras, soportes, sellos y juntas, topes, etc.; y componentes electrónicos, los cuales se han incorporados cada vez más a los autos debido al desarrollo de esta tecnología: sensores, relevadores de estado sólido, sistema de encendido electrónico, sistema de control del motor (computadora); control de los distintos sistemas de confort del auto, ventanas ,seguros, etc. A todos estos proveedores de partes originales que le venden al fabricante de los vehículos, se les llama actualmente OEM, Original Equipment Manufacturer. Gran parte de estas empresas fabricantes de OEM son empresas extranjeras que se establecieron en México, otra buena parte son empresas nacionales y otras son de capital mixto (además de que la propiedad de las empresas y las tecnología cambia de mano en forma muy dinámica). Esto ha permitido desarrollar un tejido industrial del sector sólido a lo largo de más de 40 años y ha hecho que se convierta en un sector importante de la economía mexicana. Implantación de los Sistemas de Gestión de Calidad en el sector automotriz Al mismo tiempo y dando que la industria automotriz empezó a delegar más y más la fabricación de partes y componentes en fabricantes OEM, así como del advenimiento de un mercado cada vez más globalizado, se imponía la necesidad de mantener un control sobre la calidad de dichas partes fabricadas para sus unidades. En ese sentido vimos a todo ese sector industrial adoptar normas de sistema de gestión de calidad internacionales como la familia de normas ISO 9000 en un principio y posteriormente producir normas específicas del sector como la ISO/TS16949:1999,basada en ISO 9001 así como otros estándares como MSA, Measurement System Analysis. Ventaja geográfica de México y beneficio de la globalización y el libre comercio para el sector automotriz Por otro lado, no se puede soslayar la evidente ventaja geográfica de México al ser un país vecino de los Estados Unidos (EU) el mercado más grande del mundo y, en particular, el mayor mercado de autos y vehículos que existe. En efecto, Los Estados Unidos de Norteamérica tiene el mayor parque vehicular de las grandes naciones del mundo, 797 vehículos1 por cada mil habitantes y por ende, es un gran consumidor de los mismos. Esta ventaja geográfica fue bien aprovechada durante los años noventa al firmarse el Tratado de Libre Comercio de Norteamérica (TLCAN). Gran cantidad de armadoras con su séquito de proveedores se han venido instalando en la nación mexicana para aprovechar esta ventaja arancelaria al producir los vehículos dentro de los tres países firmantes del 1 Solo superado por los pequeños países de San Marino, (1 266) y Mónaco (899). TLCAN. Hoy por hoy prácticamente todos los fabricantes de autos conocidos del mundo tienen plantas y producen al menos un modelo en México. Importancia de otros sectores manufactureros tradicionales de México Por otro lado, desde la primera mitad del siglo XX, aparecieron industrias nacionales de electrodomésticos, herramientas, motocicletas, bicicletas, herramientas, etc. y… ¡cerveza! que, junto con el sector automotriz, supieron dar impulso y ampliar las bases del tejido manufacturero nacional. Exactamente en el año de 1900 se crea la empresa Fundidora de Fierro y Acero Monterrey en la ciudad del mismo nombre. Esta empresa jugó un rol importante sobre todo durante los primeros cuarenta años del siglo XX produciendo ruedas de trenes, rieles, varilla para la construcción, elementos estructurales, etc. llegando alcanzar una producción de casi 60,000 toneladas de acero en 1909. No obstante, el episodio de la Revolución Mexicana afecto severamente la producción cayendo ésta a 22,000 toneladas en 1917 e impidiendo aprovechar el conflicto de la Primera Guerra Mundial para comercializar el producto con el país vecino del norte y no volviendo a alcanzar una producción similar a la de 1909 hasta 1929. El desarrollo de una industria como la antes mencionada requirió de la importación de mano de obra calificada de diversos países europeos y de los Estados Unidos. Curiosamente, estas comunidades en un principio extranjeras, no consumían bebidas alcohólicas tradicionales como el pulque o el mezcal, por lo que desde finales del siglo XIX se importó en forma creciente cerveza. Sin embargo, en forma paulatina las importaciones empezaron a ser reemplazadas por la producción nacional. Primero por diversas pequeñas empresas locales artesanales y más adelante por compañías nacionales que podían financiar el envasado y la distribución por zonas y regiones. Aunado a esto, el fenómeno de la prohibición en los EU, de donde provenía la mayor parte de la importación de cerveza a México, suprimió el abasto y le dio un impulso importante a la industria nacional cervecera. Hago esta digresión hacia una industria que no es manufacturera porque siembra la semilla de la aparición de otra industria manufacturera importante: la industria del vidrio en un principio para producir los envases de cerveza. Con el tiempo esta industria se volvió muy importante en el país produciendo todo tipo de productos de vidrio incluido cristales para vehículos y es actualmente un pilar importante de la industria de la manufactura nacional. A partir de 1946 con la sustitución de importaciones, se fundaronvarias empresas privadas mexicanas de productos manufacturados como electrodomésticos, motocicletas y bicicletas. Algunas de ellas existen todavía o se han ido asociando a diversas empresas extranjeras. Otras han desaparecido, pero han dejado su huella en el tejido industrial mexicano, con mano de obra calificada y conocimiento técnico en la cultura profesional. Conglomerado de la industria automotriz entre los EU y México A partir la firma del TLCAN se ha formado un conglomerado industrial transfronterizo entre los EU y México en particular a lo referente a los fabricantes de autopartes, donde las mercancías no solo de bienes terminados, sino de partes y componentes pasan la frontera en ambos sentidos. En la actualidad alrededor del 60 % de las autopartes fabricadas en México no son para plantas armadoras establecidas en México, sino para plantas que se encuentran del otro lado de la frontera. Más recientemente, a partir del año 2003, varias empresas del sector aeronáutico se han estado instalando en la nación mexicana. Tanto para producir íntegramente algunos modelos de aviones, como para la producción de componentes de aviones de mayor envergadura o helicópteros ensamblados en EU o Canadá. Importancia de la Metrología Dimensional para la calidad de los productos manufacturados Ante la globalización de fabricantes de manufacturas de precisión, como gran parte de los productos antes descritos, las exigencias de calidad y la adopción de estándares de este tipo por parte de la industria automotriz y aeronáutica principalmente, han hecho que la metrología, en particular la metrología dimensional, se convierta en una disciplina de primordial importancia, debido a que es uno de los pilares fundamentales de los SGC. Las mediciones son esenciales para poder determinar el estado de un proceso y poder ajustarlo, lo cual aplica a todas las magnitudes implicadas en un proceso industrial, como es sabido. Pero adicionalmente la metrología dimensional, es decir, la determinación del tamaño y forma de las piezas producidas, es de gran importancia en los productos manufacturados: las dimensiones y geometría de las distintas características de los productos manufacturados son características de calidad de los mismos. Algo tan elemental como permitir que dos piezas embonen y puedan ensamblarse depende de sus dimensiones y geometría. Es imposible fabricar las cosas a la perfección por lo que se suele especificar un intervalo dentro del cual las partes producidas se consideran buenas. Este intervalo se indica en los planos de diseño y se indica como una tolerancia de dimensión y de geometría para cada cota de un componente fabricado. Si las piezas producidas están dentro de esos límites de tolerancia quiere decir que las piezas están bajo especificaciones y que son de calidad. Para poder determinar que las piezas cumplen con las especificaciones, es necesario medir las piezas producidas con la exactitud necesaria para poder determinar si están dentro o fuera de tolerancia. Dependiendo del tipo de producto manufacturado se verificará la totalidad de la producción – industria aeronáutica, por ejemplo - o una muestra representativa de la misma – autopartes, por ejemplo. En cualquier caso se trata de obtener calidad en el producto y de aquí la importancia de la metrología dimensional en relación con las especificaciones del producto: tolerancias dimensionales y geométricas (GDT). Para poder discriminar si una pieza se encuentra dentro o fuera de tolerancia se tiene que medir con un sistema de medición lo suficientemente exacto (es decir, con una incertidumbre suficientemente pequeña) que permita discriminar razonablemente si una pieza está dentro o fuera de especificaciones. De aquí podemos derivar una primera regla de la metrología dimensional el mejor instrumento para un propósito determinado no es el más exacto si no aquel que tiene una exactitud adecuada para la tarea de medición que deseamos efectuar2. Nuevas fronteras en la industria de la manufactura: tolerancias cada vez más cerradas En un mundo en continuo progreso, ante la feroz competencia que existe entre las empresas y la aparición de nueva tecnologías, las posibilidades de producir partes y componentes con tolerancias cada vez más cerradas crece. Esto significa, a su vez, que cada vez hay que medir con mayor exactitud lo que constituye un reto para la metrología industrial pues no es fácil muchas veces alcanzar las exactitudes requeridas. Esto no solo implica la necesidad de contar con instrumentos cada vez más exactos, sino entender a profundidad los procesos de medición, mejorar las técnicas, los métodos y los procedimientos de medición, las condiciones para efectuar las mediciones (temperatura, limpieza, ausencia de perturbaciones, humedad, etc.); y, lo más importante, los conocimientos del personal involucrado en efectuarlas. De ahí la importancia de la capacitación en metrología dimensional así como en el tema de Tolerancias Dimensionales y Geométricas. Nuevas tecnologías para medir De la misma manera que el progreso tecnológico ha redunda do en mejores procesos de manufactura y productos con tolerancias más cerradas, también ha permitido la aparición de nuevas tecnologías de medición que no necesariamente son más exactas, pero que pueden medir mucho más rápidamente, obtener muchos más puntos de medición, no necesitan entrar en contacto con el objeto a medir, con mejor acceso a zonas internas de 2 Una regla empírica no escrita es que la incertidumbre del instrumento de medición debe ser de, como máximo, la tercera parte de la tolerancia que se desea verificar. difícil acceso, etc. La comprensión a profundidad, modelización y estimación de la incertidumbre de dichos instrumentos; así como la posterior estandarización de pruebas de desempeño es generalmente compleja y requiere de profundos conocimientos de los principios de medición aplicados así como de metrología. Este es uno de los campos donde los Institutos Nacionales de Metrología (NMI) deben jugar un rol preponderante pues pueden juzgar con imparcialidad y conocimiento el desempeño de las diversas tecnologías donde el fabricante no necesariamente es imparcial y la industria usuaria no necesariamente tiene los conocimientos necesarios. Requerimientos de calibración de nuevos instrumentos, reto para los Institutos Nacionales de Metrología, en particular para el CENAM Otro aspecto importante que surge todos los días es la necesidad de calibrar o, al menos hacer algún tipo de prueba de conformidad, de los instrumentos con nuevas tecnologías que se presentan cotidianamente en el mercado. Es un reto adicional en el que la mayor parte de los NMI, en particular los más grandes está involucrados, así como en la normalización de las pruebas de dichos instrumentos. La labor de los NMI no es la calibración de estos instrumentos per se, sino la de desarrollar el método prueba, los patrones necesarios y el análisis y caracterización de la tecnología; y subsecuentemente ofrecer este conocimiento a laboratorios comerciales que estén interesados en venderlos, así como el control y evaluación de la labor metrológica que efectúan dichas empresas. Esta está siendo la política que ha adoptando el CENAM en el área de metrología dimensional donde la industria nacional está a la vanguardia adquiriendo continuamente toda una serie de instrumentos de nuevas tecnologías de medición. Otras responsabilidades del CENAM como NMI El CENAM debe hacer lo antes mencionado, aparte del mantenimiento de los patrones nacionales, la participación en comparaciones internacionales y el mantenimiento del SGC de los mismos que ampara la confianza en sus resultados; la calibración regular de instrumentos de alta exactitud que ningún laboratorio de calibracióncomercial pueda efectuar, así como dar trazabilidad a todas la mediciones efectuadas en el país, el entrenamiento y capacitación de personal de la industria y la organización de ensayos de aptitud para los prestadores de servicios de calibración. El CENAM está comprometido con todas estas actividades. El apoyo que pueda brindar el CENAM en forma directa a la industria o a través de los laboratorios comerciales en el área de metrología dimensional, es fundamental para mantener la competitividad de la industria nacional y mantener el tejido manufacturero de México. Para concluir Con esta breve reseña histórica pretendemos ilustrar el desarrollo de la industria de la manufactura en México y la importancia que ha jugado el sector automotriz. Ante una economía mundial globalizada y la diversidad de productores de partes y componentes, es necesario mantener bajo control la producción mediante los SGC donde la metrología dimensional juega un rol fundamental en la actualidad. De esta manera México se ha convertido en un país netamente exportador de diversos bienes manufacturados y esta vocación debe ser soportada por una red de laboratorios de calibración sólida y con el soporte y conocimiento del Centro Nacional de Metrología, CENAM, a la cabeza de la misma.