Compactadora De Botellas 5y6u4p

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. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN

“DISEÑO DE UN COMPACTADOR DE PET DE USO LIGERO.” T

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QUE PARA OBTENER EL GRADO DE: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÒNICA PRESENTAN : JUAN CARLOS GALLARDO MORALES SOFÌA KARINA RODRÌGUEZ GODÌNEZ

DIRECTOR DEL SEMINARIO M. en .C. Edna Carla Vasco Mèndez

ASESORES Ing. Amparo Bañuelos Duràn LA.E. Dalila Viviana Hernàndez Vasco

OCTUBRE 2008

IPN ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN TESINA QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELÉCTRONICA POR LA OPCION DE TITULACION: ISTRACION DE PROYECTOS VIGENCIA: FNS5062005/15/2008 DEBERA DESARROLLAR:

JUAN CARLOS GALLARDO MORALES SOFIA KARINA RODRÍGUEZ GODÍNEZ

NOMBRE DEL TEMA “DISEÑO DE UN COMPACTADOR DE PET DE USO LIGERO” CAPITULADO I. MARCO DE REFERENCIA II. ESTUDIO DEL MERCADO III. PLANEACION DEL PROYECTO IV. EJECUCIÓN DEL PROYECTO V. EVALUACIÓN DE RESULTADOS México D.F. a 17 de octubre de 2008

M. en C. Edna Carla Vasco Mendez Director del Seminario

Ing. Amparo Bañuelos Durán Asesor

LA.E Dalila Viviana Hernández Vasco Asesor

Ing. Magdaleno Velázquez Rodríguez Jefe de la Carrera de Mecánica

COMPACTADOR DE PET PARA USO LIGERO

I N D I C E INTRODUCCIÓN .............................................................................. PRESENTACION DEL PROYECTO ................................................ PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................. JUSTIFICACIÓN ............................................................................... OBJETIVO GENERAL ..................................................................... OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................ ALCANCE ......................................................................................... METAS .............................................................................................. MISIÓN ............................................................................................. CAPÍTULO I 1 MARCO TEÓRICO 1.1 DESECHOS RECICLABLES Y LA CONTAMINACIÓN EN MÉXICO ................................................................................ 1.2 NIVELES DE CONSUMO DE ENVASES Y EMPAQUES RECICLABLES ........................................................................... 1.3 DEFINICIÓN DE PET ................................................................. 1.4 CRECIMIENTO DEL PET EN MÉXICO ...................................... 1.5 CLASIFICACIÓN DEL PET ........................................................ 1.6 USOS, VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONSUMO DEL PET ..................................................................................... 1.7 LA IMPORTANCIA DE UNA ADECUADA SEPARACIÓN DEL PET Y METODOS EXISTENTES ....................................... 1.8 MARCO LEGAL ......................................................................... 1.8.1 CÓDIGO DE IDENTIFICACIÓN MUNDIAL PARA LOS TERMOPLÁSTICOS .......................................................... 1.8.2 LEY GENERAL DEL EQUILIBRIO ECOLÓGICO Y PROTECCIÓN AL AMBIENTE .......................................... 1.8.3 LEGISLACIÓN AMBIENTAL ............................................ 1.8.4 PATENTES ........................................................................ CAPÍTULO II ESTUDIO DE MERCADO 2.1 INTRODUCCIÓN ........................................................................ 2.2 DEFINICIÓN DE LOS OBJETIVOS DE LA ENCUESTA .......... 2.3 TAMAÑO DE LA MUESTRA ...................................................... 2.4 DISEÑO DE LA ENCUESTA ...................................................... 2.5 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ............................................................. 2.6 CONCLUSIONES .......................................................................

Pág. 1 3 4 5 5 5 6 6 6

7 12 24 33 35 35 40 52 52 52 54 54

58 59 59 60 62 73


CAPÍTULO III PLANEACIÓN DEL PROYECTO 3.1 INTRODUCCIÓN ........................................................................ 3.2 PROGRAMA DE ACTIVIDADES DEL PROYECTO .................. 3.3 DIAGRAMA DE GANTT ............................................................. 3.4 RUTA CRÍTICA ........................................................................... CAPÍTULO IV EJECUCIÓN DEL PROYECTO PROPUESTA 1 COMPACTADOR DE PET TIPO MANUAL 4.1 DESARROLLO DE DIAGRAMAS DEL COMPACTADOR DE PET MANUAL ...................................................................... 4.2 MATERIALES ............................................................................. 4.3 PROCESO DE ARMADO ........................................................... 4.4 PROCESO DE FUNCIONAMIENTO .......................................... PROPUESTA 2 COMPACTADOR DE PET TIPO SEMI-AUTOMÁTICO 4.5 DESARROLLO DE DIAGRAMAS DEL COMPACTADOR DE PET SEMI-AUTOMÁTICO..................................................... 4.6 PROCESO DE ARMADO ........................................................... 4.7 PROCESO DE FUNCIONAMIENTO ..........................................

Pág. 75 75 77 78

79 86 87 96

99 103 104

CAPÍTULO V EVALUACIÓN DE RESULTADOS 5.1 PRUEBA TIPO A PARA EL COMPACTADOR DE PET MANUAL ..................................................................................... 105 5.2 PRUEBA TIPO B PARA EL COMPACTADOR DE PET MANUAL ..................................................................................... 109 5.3 PRUEBA TIPO C PARA EL COMPACTADOR DE PET MANUAL ..................................................................................... 113 CONCLUSIONES .............................................................................

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GLOSARIO ....................................................................................... 119 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................

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ANEXO I PROCESO DE TRANSFOMACION DEL PET EN BOTELLA ......... 123 ANEXO II IDENTIFICACION DE PLASTICOS .................................................

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Pág. ANEXO III RESISTENCIA QUIMICA Y PROPIEDADES DEL PET ................... 128 ANEXO IV FORMA ACTUAL DEL PROCESO DE TRITURACION Y MACHACAMIENTO DE DESECHOS............................................ 130 ANEXO V CONTROL DE MOTORES DE CD.................................................... 132


INTRODUCCION MEXICO Y EL PET. A través de los años , México ha pasado por diferentes etapas de adaptación a cambios importantes que se reducen en avances tecnológicos ,climáticos ,políticos ,sociales, esto ha originado, que las adecuaciones a estos cambios , den como resultado nuevas necesidades de adaptación, la ciencia y tecnología se ha preocupado por darnos una vida mas cómoda, y mas fácil, pero también mas cara, los productos mecánicos, han pasado a ser poco a poco automatizados, ,el manejo de dineros ha pasado a sistemas totalmente manejados, por sistemas electrónicos, la vida diaria en la casa, se ha vuelto mas cómoda, con los adelantos, como TV ,línea blanca, equipo de sonido, etc. La industria de alimentos y bebidas, no se puede quedar atrás, a través de los años han ido avanzando en sus formas de empaque, para lograr hacer perdurar el mayor tiempo posible, los alimentos y bebidas consumibles para la sociedad, se ha ido observando un importante cambio, en este tipo de empaques, por ejemplo las bebidas que unos años atrás se contenía en envases de vidrio, como lo eran , refrescos ,jugos ,salsas , polvos para preparar, algunas bebidas, sin embargo esto traía como consecuencia un problema muy grande, el costo d estos envases, hacia que se elevara el precio del producto, al consumidor, y además no garantizaba una seguridad, en cuanto a resistencia, ya que eran frágiles, y en su caso algunos muy pesados para transportarlos dentro de la despensa básica, a los hogares, ,por lo que la industria alimenticia se fue preocupando, por como lograr un envasado mas confiable y a un precio mas accesible para elevar sus ventas , en el mercado, por lo que después de varios años de investigación, se descubre el PET, el cual es un material que poseía características, adaptables, y acordes para la función de envasado y preservación, sin embargo hubo que pasar muchos años de pruebas trabajando con este material plástico, hasta lograr la consistencia, adecuada, una ves obtenido el resultado deseado, se empezó a aplicar formas y tamaños para envasar los productos, de los cuales fueron pensados, aquellos que se ocupaban en la canasta básica, y a aquellos que tuvieran mas recurrencia, en la sociedad para su adquisición, refrescos, botellas de agua, detergentes, polvos de preparación rápida, alimentos, etc. Sin embargo la afectación que tuvo este material fue muy grande y repercutió en el impacto ambiental, aumentando la generación de basura, en altos niveles, saturando, contenedores, basureros, etc., debido a el volumen que 1


manejan algunos de estos productos en el consumo diario, por persona, por lo que se fue pensando en la introducción de un ciclo de reutilización d esté material, pero a la fecha no se ha difundido correctamente la información, de cómo realizarlo, y que clase de estos materiales pueden ser reutilizados, como lo es el Pet, otro problema que no se le ha dado mucha importancia es el espacio que ocupa estos materiales, a pesar de ser separados y recolectados para su reutilización, a nivel casero, en los hogares, oficinas, pequeños comercios, etc. Actualmente se cuenta con compresores, y molinos donde este material es refinado y purificado a nivel industrial para su reutilización, pero no existe hasta el momento algo que nos ayude a resolver el problema de espacios, para su contención y enrutamiento a los centros de acopio de estos materiales para su recicle, esto aunado a la falta d información, de que este material puede ser reutilizado en la elaboración de otros productos, ha contribuido al aumento por año en la generación de basura, de donde resulta mas difícil la separación d este material, en su forma mas pura posible, ya que al mezclarse con otros desperdicios puede llegar a contaminarse lo que resultaría mas costoso, y con mas dificultad para su tratamiento y reutilización. Siendo creciente la necesidad e contar con un diseño o sistema que nos ayude a esta tarea, así como la difusión de la información adecuada a toda la sociedad, para crear conciencia, y ,tener un cultura de cuidado al medio ambiente.

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PRESENTACIÓN DEL PROYECTO La creciente demanda por contener el impacto de contaminación ambiental en el país, se hace patente cada vez con mas urgencia, uno de los problemas es la contención de envases plásticos, en contenedores cada vez mas grandes, y cada vez en mayor numero, debido a los diferentes tamaños y/o dimensiones con que se cuentan, aparte del crecimiento de basureros que contienen en un porcentaje significativo materiales como el Pet, mezclados con otros desechos orgánicos, por este motivo se propone un diseño de fácil interpretación y de manipulación básica, con el cual cuente la sociedad a un nivel de uso mas ligero (casero), un compactador de PET, el cual nos ayudara el aprovechamiento de espacios al reducir este material a su mínimo volumen físico, ayudando con esto a cumplir en parte un control con el problema con el que se enfrenta la sociedad en general, al no contar con los contenedores suficientes para almacenar este tipo de envases para su posterior recolección y transportación a los centros de acopio, y reciclaje El compactador de PET es un diseño el cual no existe aun en el mercado, como tal, y tendrá la misión de reducir el PET a su mínimo volumen físico, además será adecuado para usarse en un entorno pequeño donde el consumo diario sea a un nivel ligero (casa, oficina y pequeños comercios, en algunos casos).

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La necesidad de contar con un instrumento que separe los deshechos de tipo inorgánico dentro de un entorno pequeño se hace patente por el incremento de productos envasados o empaquetados en materiales que se pueden reciclar como lo son el cartón, papel y PET, los cuales al no ser separados de forma adecuada se convierten en basura y tienen que ser sometidos a un proceso de purificación para poder ser reutilizables. La falta de información aunada a la carencia de contenedores hechos para este propósito impide a la sociedad en general realizar una separación adecuada de estos materiales. Actualmente la sociedad se encuentra en una terrible crisis informativa referente a la cultura del reciclado y separación de deshechos, y es que la basura se crea cuando mezclamos los residuos sólidos, teniendo un impacto ambiental de consecuencias graves. Por tales motivos es necesario contar con un sistema que separe desperdicios de tipo inorgánico con el que se pretende que la sociedad en general de el primer pasó del proceso para que materiales tales como cartón, papel, PET y aluminio puedan ser rescatados, o reutilizados para nuevos productos o recolectados para su venta.

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JUSTIFICACION La industria incorpora a sus procesos de producción, el material de PET reciclado. Este material debe cumplir con algunas especificaciones que dependerán para el uso o para el producto que se pretende fabricar. Nuestro país, es uno de los grandes productores de este material. Se producen 600 mil toneladas al año y para finales del 2005 se espera que esa cifra aumente en 200 mil toneladas más. Del total, se exporta 40 por ciento y lo demás se consume en México, donde se recicla 10 por ciento y el resto se tira. El problema es que las botellas tienen una corta vida de uso. La industria se ha preocupado por el proceso de reciclaje de éstos productos únicamente a nivel industrial o uso pesado sin tomar en cuenta el manejo de estos materiales a un nivel ligero por lo tanto, se pensó en un diseño que fuera óptimo y aplicable al hogar, proponiendo un diseño de bajo costo y de fácil manipulación. OBJETIVO GENERAL Realizar un diseño que ayude a la compactación y separación de este tipo de material 100% reciclable (PET) dirigido a hogares de clase media alta OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar un diseño semi-automático que sea de fácil manipulación (digital), para llevar a cabo la compactación del PET. Reducir el problema de generación de basura por la combinación del PET con desechos orgánicos.

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ALCANCE El compactador de PET solo será utilizado en materiales de esta composición, separando así este de los demás materiales considerados deshechos sólidos. Su uso es de tipo ligero y está condicionado a materiales comerciales con los cuales interactuamos de forma cotidiana, tales como envases de bebidas y contenedores de alimentos, por tal motivo su uso se enfoca a hogares y oficinas.

• • • •

METAS Diseñar un sistema de fácil interpretación y manipulación. Ayudar a la mejora y conservación del medio ambiente. Facilitar la tarea de separación de PET Concretar el diseño en un plazo no mayor a seis meses.

MISION Resolver el problema de espacio para materiales como el PET a través de su compactación o reducción a su mínimo volumen físico a un bajo costo.

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CAPITULO I MARCO TEORICO 1.1 DESECHOS RECICLABLES Y LA CONTAMINACION EN MEXICO Basura de PET El mexicano y su botella de PET Últimamente, la botella de PET ha llamado mucho la atención en México, sea como el producto de consumo cotidiano más versátil, como un problema evidente en cuanto a su contaminación óptica y su manejo entre los residuos sólidos urbanos, así como por su descubrimiento reciente como material secundario muy valioso dentro de los demás desechos reciclables que ya encontraron su camino de reciclaje. Consumo y comportamiento ambiental Como tal, los alemanes son los campeones mundiales en la separación y el re uso de sus desechos, mientras que los mexicanos ocupan el primer lugar en el consumo de refrescos, sumando 160 litros por persona al año. La industria mexicana de refrescos y aguas carbonatadas representa el 10.5% del PIB del grupo de alimentos, bebidas y tabacos, y el 0.6% del PIB nacional. Actualmente, existen cerca de 190 plantas embotelladoras en evidente en cuanto a su contaminación óptica y su manejo entre los residuos sólidos urbanos, así como por su descubrimiento reciente como material secundario muy valioso dentro de los demás desechos reciclables que ya encontraron su camino de reciclaje. Los mexicanos ocupan el primer lugar en el consumo de refrescos, sumando 160 litros por persona al año. La industria mexicana de refrescos y aguas carbonatadas representa el 10.5% del PIB del grupo de alimentos, bebidas y tabacos, y el 0.6% del PIB nacional. Actualmente, existen cerca de 190 plantas embotelladoras en el territorio nacional para atender a casi un millón de puntos de venta. El 75% de los refrescos se vende al menudeo en tiendas de abarrotes, misceláneas, puestos de comida y hogares; el 22% en restaurantes, clubes, lugares de entretenimiento, hoteles, escuelas y sólo el 3%, en supermercados.

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El refresco en botella de PET representa el producto prototipo de nuestra cultura Fast-Food en un mundo globalizado. En México es la bebida más versátil, desde el desayuno hasta la cena. Se bebe en la calle, para acompañar los tacos; se da para alimentar los bebés y se goza en la cantina. La mentalidad de una sociedad de despilfarro se demuestra al deshacerse del envase de plástico, tanto a nivel individual como estatal. De la suma de las 90 empresas mexicanas de envases de PET se producen 738,000 toneladas de envases por año, y el crecimiento de la demanda anual es de 13%. En México, el consumo de PET alcanza los 7.2 kilogramos por persona por año (una tonelada se cubre con aproximadamente 2,000 botellas de PET de 50 gramos). Los residuos de envases (plásticos, tetra pack, cartón) representan un 25-30% de los residuos sólidos municipales generados en el contexto mundial. Una botella de PET puede tardar 500 años en degradarse dentro de un tiradero. La segunda vida para la botella de PET La cuota promedio de reciclaje en México se encuentra entre los 5-8% (Alemania llega al 16%), las fracciones varían según su valor en el mercado global de materia secundaria. La cuota estimada para el reciclaje de una lata de aluminio en todo el país está en 45%, mientras que la de las botellas de PET sólo en 7%. Este fenómeno se explica por los precios: al acopiador mexicano se le paga alrededor de $7 pesos por cada kilogramo de aluminio y entre $0.70-$1.70 pesos por cada kilo de PET. La gestión integral y sustentable de los desechos reciclables en México funciona al revés de como se lleva a cabo en Alemania: Desde que en los años 80 se empezó a luchar por la Ley de Empaques y Embalajes, el gobierno alemán obligó al productor (como embotellador, distribuidor o comercializador) a contar con un sistema de recolección y reciclaje de los envases desechables (concesionado por el Punto Verde) y desarrolló una alta logística y tecnología así como un mercado y empleos nuevos en el sector de la recolección, la separación y el reciclaje.

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Mientras se estabilizaba en Alemania un sistema de reciclaje de lo más eficaz y moderno a nivel mundial, en México se desarrolló, desde los años 60, sin ningún apoyo estatal, sino por simple supervivencia, un sector informal capaz de demostrar cómo se puede crear y hacer florecer el reciclaje, en forma de una economía gris dentro de la economía formal, hasta la fusión con un sistema estatal. En la actualidad se está reciclando desde la tortilla hasta los desechos electrónicos – pero aún no los desechos de plástico, los que recién han encontrado con el PET su camino dentro del ciclo mexicano de reciclaje. Y se explica por varios motivos: • La falta de separación en la fuente de los desechos de plásticos. • La dificultad de reciclar los envases por su grado de suciedad; sus múltiples tipos de polímeros, a menudo en forma combinada, no se desmantelan, así que, por lo general, se requiere de una alta tecnología para el procedimiento de separación. • El bajo valor, por lo cual no se genera el interés de los pepenadotes, acopiadores y recicladores, y también las estructuras rígidas del sector informal en cuanto a una libre comercialización. • La falta de normatividad, para que responsabilicen o favorezcan el manejo adecuado de los envases y empaques; y para lograr renovar el sistema tradicional en cuanto a un establecimiento de un sistema integral de manejo ecológico.

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Debido a varios factores, últimamente se ha prestado mayor atención a la situación de los desechos plásticos en México. Por un lado, aparecieron nuevas leyes de la Gestión Integral de Residuos Sólidos que ya entraron en vigor. Especialmente los capitalinos enfrentan campañas federales masivas de educación ambiental que les obligan a separar sus residuos domésticos y las campañas que explican los principios de un manejo responsable de parte del consumidor: Reducir- Reutilizar-Reciclar. En 2002 se creó parte de la industria de envases y embalajes, ECOCE - Ecología y Compromiso Empresarial A.C., una unión de 75 de los 190 refresqueros, embotelladores y envasadores mexicanos. El sello se asemeja el sello alemán del Punto Verde, aunque ni siquiera ECOCE se define como Recicladora, sin embargo, se comprometió a recuperar un 36.5% de las botellas de PET – lo que representan 23,000 toneladas por año de los 63,000 que se generan sólo en el Distrito Federal. China está comprando hoy en día 80% de la materia secundaria de polímeros a nivel mundial a precios extraordinarios. Según PET Recycling Europe (Petcore) la entrega de PET a centros de acopio europeos aumentó en 2001 a 20% (344,000 toneladas) y se calcula una duplicación a 700,000 toneladas hasta 2006. Alemania vende un 80% de su material secundario de PET a China. Es un área de oportunidad para México. La demanda china de 6 Millones de toneladas de polímeros secundarios en el año 1999 aumentó a 99 Millones en 2002. Buenos motivos para reciclar • Un 52% de los materiales plásticos se dedican a la fabricación de envases y embalajes (plástico, cartón, Tetra Pack), los cuales representan un 25-30% de los desechos domésticos. Los envases de PET ocupan un 2-5% del peso y 7-10% del volumen en los rellenos sanitarios. • Cada mexicano consume 7.2 Kg. de PET por año, y sólo en México D.F. se generan cada año 63,000 toneladas de desechos de PET. • Hasta la fecha los desechos de PET son los únicos que se recuperan desde los grandes tiraderos, y se venden entre $1- 1.70 pesos por kilo a los acopiadores. • En el campo existe aún la costumbre de quemarlos o enterrarlos. La tasa de reciclaje está con 50,000 toneladas/ año, en aproximadamente 5%. 10


• El primer tratamiento aumenta el precio para las botellas tiradas y recolectadas de $1peso (lo que se paga en el DF) a $5.50 Kg. para la hojuela sucia y $8.50 Kg. para la hojuela limpia (Precio Avangard 12/2006). En esta condición sale un 80% del país para elaborarse en la industria plástica en China o en los Estados Unidos. • Un procedimiento próximo para conseguir la materia secundaria que se aplica otra vez en la industria plástica es la regranulación. El granulado virgen de PET está entre $16-24 Kg., el granulado secundario en $12 Kg. • Las experiencias de reciclaje de PET con el Punto Verde en Alemania calculan un ahorro de 60% de energía. • Un reciclaje nacional del PET no sólo es una medida urgente respecto de la limpieza pública y de un manejo más eficaz de la gestión integral de residuos sólidos para evitar el rebose de los rellenos sanitarios municipales. También es preciso crear beneficios al medio ambiente y fundar un pensamiento hacia una economía sustentable que ahorre materia prima y recursos energéticos.

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Por último, la experiencia de un reciclaje de envases de plásticos que se tuvo en Alemania con el Punto Verde, y que sustentada por la alta tecnología que existe, no son traducibles aún a los esfuerzos que está haciendo México. 1.2 NIVELES DE CONSUMO DE ENVASES Y EMPAQUES RECICLABLES DATOS ESTADISTICOS DEL PET PARA EL AÑO 2000 DEMANDA DE PET ENVASES DE PET PORCENTAJE ZONA (tons. por año) RECUPERADOS RECUPERADO PARA (tons. por año) RECICLAR DISTRITO FEDARAL 55,800 20,500 36.7% METROPOLITANA 124,000 48,000 38.7% NIVEL NACIONAL 413,000 71,300 17.3% FUENTE: APREPET, AC.

FUENTE: APREPET, AC. 2001

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FUENTE: APREPET, AC. 2006

El mercado mundial de PET es de alrededor 32 millones de toneladas al año. Más del 60 por ciento, o sea, la mayor parte llega al comercio en forma de fibras de poliéster, restando por lo tanto, cerca de 13 millones de toneladas de PET como materia prima para envases. En la tabla siguiente se relacionan los sectores, el tamaño más estándar, y el material alternativo que coexiste con el PET o que ha sido sustituido por éste: Sector Tamaño Aplicación Material Sustituido Bebidas, Refrescos

0.2-2.0 Alimentos

Vidrio, lata

Aguas Minerales

0.2-2.0 Alimentos

PVC, Vidrio

HDPE,

Aceite comestible

0.5-5.0 Alimentos

PVC, Vidrio

HDPE,

Vinagres

1L

Alimentos

PVC, Vidrio

HDPE,

Salsas

0.3-0.5

Alimentos, tomate

mayonesa,

Salsa

Vidrio, HDPE 13


Cosmética

0.3-1.0 Cremas, Perfumes

Farmacia

0.3-0.5

Licores

0.1-0.5 Envases licores Muestras

Vidrio

Detergentes

1.0-1.5 Limpia pisos ,Lavavajillas

PVC, HDPE

Químicos

1.0-5.0 Químicos

Vidrio

Bucales, farmacia

jarabes,

PVC, HDPE Envases

Vidrio

Fuente: Dirección Técnica de Desechos Sólidos/ DGSU, 2002

PET, EL SUPER ENVASE SE IMPONE El PET se caracteriza por su transparencia y su impermeabilidad superior a otros plásticos. También se producen películas con múltiples usos y fibras, que fue la primera aplicación de este polifacético polímero. Las materias primas para producir PET son el etileno y el paraxileno, los cuales a su vez, se utilizan para producir etilén glicol y ácido tereftálico, respectivamente. Cuando éstos se hacen reaccionar entre sí bajo ciertas condiciones producen la resina PET en sus distintos grados. Mercado mundial En la actualidad la industria global del PET ha alcanzado su etapa de madurez, sin embargo, aún presenta buen nivel de crecimiento en mercados de agua, bebidas isotónicas (deportivas), jugos e inclusive cerveza y leche en Europa. El escenario del PET también está influenciado por el comportamiento de sus materias primas. El Paraxileno (PX) ha experimentado una situación de oferta muy presionada debido al exceso en la demanda de gasolina en los Estados Unidos. Por otro lado, la capacidad de Etilén Gligol (EG), no se incrementó en la medida estimada y los precios del petróleo alcanzaron un récord histórico. Recientemente se corrigieron los mercados de los energéticos y se terminó la temporada de alta demanda de gasolina en Estados Unidos, por lo que, tanto el Paraxileno, como el Ácido Tereftálico, y por consecuencia el PET, presentaron una reducción de precio.

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Los embotelladores de bebidas carbonatadas están mejorando sus márgenes al utilizar envases de PET de 12 onzas (355ml) y se están desarrollando nuevos envases para mercados de jugos, cerveza, lácteos, conservas y cosméticos. A pesar de los precios altos de este plástico, el crecimiento mundial del PET se estima en 6% debido a que los envases de PET crean valor a las empresas de productos de consumo y se ha convertido, además, en el empaque preferido para los s. La historia del PET en México El éxito que ha tenido el PET en México se debe en gran parte a que en este país se consumen alrededor de 14 mil 600 millones de litros de bebidas carbonatadas (refrescos) que provocó un consumo de 740,000 toneladas de este plástico en el año 2006. De hecho, los refrescos forman parte de la dieta básica de los mexicanos, al grado que en muchas regiones hasta los bebés los toman como fuente de energía, puesto que la leche resulta muy costosa. La ciudad de Monterrey ostenta el más alto récord en consumo percápita de refresco con la cifra de 196 litros por persona al año. En promedio, en todo el país se consumen 160 litros percápita. Celanese Mexicana fue la primera empresa en producir este polímero en una planta piloto de 5,000 toneladas ubicada en Ocotlán, Jalisco. “La idea llegó de nuestro equipo de Desarrollo de Mercados, donde Rafael Blanco era el Director. Desarrollos y Nuevos Negocios, encargado de visitar ferias y empresas en el mundo para detectar oportunidades para nuestra empresa. Félix Aguirre apoyó su desarrollo. En seguida se formó un equipo multidisciplinario, donde destacaron Francisco Puente, Alfredo Carrillo, Jorge Martínez y Constantino Álvarez. Cuando me presentaron el proyecto quedé completamente convencido de que era una idea que tenía que consolidarse”, recuerda Federico Ortiz, quien fuera entonces Director General de la firma. “El problema ahora era convencer a los consumidores y a los embotelladores, por 15


Lo que la instrucción fue buscar los nichos de mercado igual que los cerdos husmean las trufas”, compara Federico Ortiz. El apoyo tuvo que ser integral, de manera que se hicieron acuerdos con los productores de maquinaria para promover créditos y ayuda financiera a los empresarios que deseaban incursionar en la nueva aventura. “La primera máquina para producir botellas se instaló en el Centro de Investigación de Santa Clara para que los clientes conocieran el proceso”, relata Federico Ortiz quien además recuerda que el mayor reto era su mayor competidor: Grupo Vitro, por lo que la estrategia fue convencer a esta firma que debía invertir en el nuevo proceso para producir botellas. FAMA, que entonces producía maquinaria en la ciudad de Monterrey bajo licencia de Nissei, fue la empresa que introdujo en México la primera máquina de una etapa del proceso de inyección soplo biorientado que vendió a Regioplas, perteneciente a Vitro, y aparecieron en el mercado mexicano las primeras botellas de PET. Los inversionistas iniciales fueron los productores de aceites comestibles, como la Fábrica de Jabón la Corona, y casi de manera simultánea aparecieron nuevas empresas produciendo botellas para agua y tarros para envasar conservas, alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos. Así, aparecieron firmas como Cajaplax, Farmapet y Moison Plastics, quienes invirtieron en equipos japoneses Aoki y ASB Nissei. En el norte del país destacó Grupo Alen, productor de líquidos para limpieza, en la integración a la fabricación de sus propios envases adquiriendo equipos de Aoki. Muy pronto, Enrique Molina, un empresario dinámico y agresivo, quien fuera el mayor productor de azúcar del país, formó el grupo GEMEX con la licencia de PepsiCo en México. Visualizando el enorme crecimiento de los refrescos en México y las oportunidades que ofrecía el nuevo material para su envasado, invirtió en una planta con equipos de Husky y Sidel, así como en sistemas de envasado. En el año 2002, Molina vendió su grupo y su franquicia a Pepsi Bottling Group. Por su parte, Coca Cola FEMSA, quien pertenece 30% a The Coca Cola Company en Atlanta y su subsidiaria en la ciudad de México, decidió otorgar franquicias a 16


Varias empresas mexicanas productoras de bebidas, cada una cubriendo una región claramente definida, en contraste con GEMEX que estaba completamente integrada. Así, Coca Cola invitó a Alpla, la firma productora de preformas de origen austriaco, a instalarse en México, a la vez que apoyaba la construcción de la planta de preformas del productor mexicano Innopack. En la actualidad, los diferentes grupos de Coca Cola que tienen una participación de 55% del mercado, y Pepsi, con el 45%, encaran una feroz competencia con un nuevo protagonista proveniente de Perú, Ajemex, ubicado en Puebla, con Big Cola, una marca genérica de cola envasada en botellas de 2.6 y 3.3. Litros que han desquiciado por completo los canales de distribución tradicionales, ya que vende directamente en fábrica a precios mucho más reducidos. Después de 4 años, Ajemex ha logrado alcanzar una participación del 7%, debido a su asombrosa penetración en las zonas más pobres del país. Con este exitoso concepto, Ajemex está planeando en un futuro próximo penetrar en el mercado de la cerveza. Actualmente están instalando una planta con capacidad de 60,000 unidades por hora de latas de 335 ml, con lo que seguramente causarán una similar desavenencia a los productores mexicanos de cerveza, FEMSA y Modelo, que envasan en vidrio. Hoy se sabe que en México existen alrededor de 100 empresas transformadoras de PET, de las cuales sobresalen, por su tamaño: Amcor, Cajaplax, Owens, Polivin, Fabpetsa, Alpla, Graham, PET de Occidente, Ediplast, además de las embotelladoras integradas de los grupos antes mencionados. Productores en México En cuanto a consumo de PET en el mundo México ocupa en estos días el segundo lugar, después de Estados Unidos, por lo que los principales productores de este polímero han invertido con grandes plantas en el país. Inclusive un grupo mexicano cuenta con una planta operando en el Estado de México. La suma de la capacidad instalada es de 990,000 toneladas anuales. Cabe señalar que en el año 2005 el consumo llegó a las 738,000 toneladas manteniendo un crecimiento anual promedio de 6% los últimos 5 años, por lo que se estima que en el 2006 el consumo será de 785,000 toneladas. 17


En 1993 se crea Eastman Chemical Company y la marca comercial cambia a Eastapack. Para 1996, la firma contaba con plantas en Kingsport, Tennessee, en Estados Unidos, además de Canadá e Inglaterra, y decide invertir en México con una planta ubicada en Cosoleacaque, Veracruz. La planta mexicana que produce PET para abastecer al mercado latinoamericano, inició sus actividades con una capacidad instalada de 120 mil toneladas, pero debido a las constantes mejoras y al capital invertido en equipo y recursos, hoy tiene un ritmo de producción de 150 mil toneladas. Actualmente, esta firma es la productora de PET más grande en el mundo y recientemente ha retomado su nombre original de Eastman después de ser conocida bajo el nombre de Voridian. Más adelante, en octubre de 2006, introdujo una nueva generación de resinas PET llamadas ParaStar , las cuales ofrecen claridad mejorada en las botellas, pureza del producto, eficiencia en la producción y cadena de suministro, así como beneficios ambientales significativos. Para la producción de esta nueva generación de resinas se utiliza la tecnología IntegRex, un proceso patentado por Eastman, y en el cual se elimina el paso de polimerización en estado sólido, lo cual reduce el consumo de energía comparado al proceso tradicional para obtener el grado botella del PET. (Ver Plantas en este número de Ambiente Plástico) “Este Nuevo grado de PET estará disponible en México y Latinoamérica a partir del primer trimestre del 2007”, comentó Augusto Knudsen, Director Comercial de Eastman en la Región Andina, México, Centroamérica y el Caribe, quien confía en que varios transformadores mexicanos disfrutarán de los beneficios que ofrece este nuevo producto, para lo cual la firma ofrece todo el soporte técnico necesario para su implementación. Mossi y Ghisolfi de México, M&G Actualmente M&G cuenta con una planta en Altamira, Tamaulipas, que tiene dos unidades de producción, una de las cuales es, hoy por hoy, la más grande del mundo, de 440,000 toneladas por año. La capacidad de producción combinada de las dos plantas es de alrededor de 560,000 toneladas por año, al mismo tiempo que exporta a Estados Unidos. La exportación a Sudamérica se detendrá, pero,

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Aseguran, “esto no tendrá un impacto negativo en la producción, gracias al crecimiento constante de los mercados locales”. INVISTA (Arteva Specialt ies, S. de R.L. de C.V.) En México, esta firma tiene su origen en Celanese Mexicana, empresa pionera del país que en 1987 inició la producción de resina PET. En diciembre de 1998, Hoechst, empresa de nacionalidad alemana que era la controladora indirecta de Grupo Celanese, vendió el negocio de Poliéster incluyendo las divisiones de fibras y plásticos a una nueva entidad formada por KoSa de Koch Industries y el Grupo Xtra, dirigido por Isaac Saba y sus hijos en la ciudad de México. La nueva entidad que se estableció se denominó Grupo Arteba, la cual a su vez agrupa a varias empresas, entre ellas Arteba Specialties, S. de R.L. de C.V. cuyo objeto es la prestación de toda clase de servicios operativos y istrativos en unidades industriales y empresas. Además, fabrica productos textiles, químicos y plásticos, entre ellos, el PET para envase. En el año 2004, Koch Industries, Inc., que es dueño de diversos grupos de compañías que operan en más de 30 países en negocios de comercio, petróleo, químicos, gas, asfalto, minerales, fertilizantes, tecnología, seguridad y finanzas, adquiere la firma INVISTA, que en la actualidad es uno de los negocios mayormente integrados de fibras y polímeros en el mundo. Grupo Kimex Grupo Kimex es una agrupación empresarial 100% mexicana que inició sus operaciones en 1948. En la actualidad cuenta con empresas dedicadas a fabricar y comercializar: filamento Poliéster y Nylon, fibra corta de Poliéster, telas de tejido de punto, teñido y acabado de telas, confección de prendas y fabricación de Polímeros PET grado textil y grado botella. Además, está integrada a la inyección de preformas y soplado de envases de PET. La planta de PET grado envase está ubicada en Tlalnepantla, Estado de México y tiene una capacidad instalada de 55,000 toneladas. Además, cuenta con una planta de reciclaje de PET. Segmentación del Mercado en México Actualmente, el principal mercado consumidor de envases de PET es el sector de bebidas carbonatadas, las cuales representan el 57% del consumo.

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En segundo lugar está el aceite comestible, con 16%, seguido del segmento de aguas purificadas con 15%. Los segmentos restantes tienen impactos de menos de 3%, no obstante son algunos de los que tienen un importante potencial de crecimiento en México. Las burbujas quietas En México existen un total de nueve embotelladores de Coca-Cola y dos de PepsiCola. Además están empresas como Innopack, Alpla, Envasezs Universales, Proplasa, Kimex y Amcor, que fabrican envases para este sector, pero no son embotelladores.

Fuente: Dirección General de Servicios Urbanos, GDF. 2006

Aguas Minerales México enfrenta una crisis de escasez de agua que ya amenaza el desarrollo de ciertas urbes y ha generado conflictos sociales. Aunado a esto, una de las principales preocupaciones de gran parte de la población es el problema de la baja calidad del agua de la llave. Con respecto al agua potable, las inquietudes de la población están relacionadas, principalmente, con la presencia de microbios y bacterias que pululan en el agua. Adicionalmente, en muchas partes del país, la gente tiene problemas con el sabor y el olor del agua de los grifos, así como también con el sarro de calcio que se forma en los mismos.

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Esta situación ha abierto una excelente oportunidad para las empresas embotelladoras ya que ha originado que México se haya convertido en el segundo consumidor de agua embotellada en el mundo (18,000 millones de litros anuales), después de los Estados Unidos (26,000 millones de litros anuales), de los cuales 15,000 mil millones son de garrafón de 10 y 20 litros y 3 mil millones de botellas individuales. También el consumo percápita de México es el segundo más grande del mundo, con 180 litros y es superado sólo por el mercado italiano. Según datos de la Asociación Nacional de Productores y Distribuidores de Agua Purificada el valor del mercado del agua asciende a $4,000 millones de pesos anuales y se calcula que en México hay cerca de 6,500 productoras de agua, de las cuales 150 son catalogadas como grandes empresas, 300 medianas, 600 pequeñas y cerca de 5,000 microempresas. En México, el agua que se envasa en PET ocupa un 80% de este mercado, seguido por el Policarbonato y el PVC para el caso de garrafones. En mínima proporción se pueden encontrar algunos envases de Polipropileno y Polietileno. Ciel, una marca registrada de los embotelladores de Coca-Cola domina el 35% del mercado, seguida de E-Pura de Pepsi y Bonafont de Danone con 25% cada una, y Santa María, de Nestlé, con un 5%. El resto del agua embotellada en México proviene de pequeños fabricantes, algunos de ellos son productores en el mercado informal, el cual ha crecido hasta un 50% en algunas zonas del país, provocando la aparición de marcas piratas que han dañado la imagen de la industria establecida legalmente. Aceites Comestibles Los aceites de uso más frecuente en las cocinas mexicanas, son los de maíz, girasol, canola y oliva, de las cuales se encuentran presentes en el mercado alrededor de 70 marcas producidas por unas 30 empresas. Se estima que el consumo nacional de aceite comestible es de 1,500 millones de litros lo que equivale a un promedio de 15 litros por habitante. Las empresas aceiteras se enfrentan ahora a la competencia del exterior y a un consumidor más exigente y mejor informado, por lo que tienen que cumplir nuevas 21


Exigencias y los envases de PET han contribuido en gran medida a mejorar los sistemas de distribución, además de que favorecen el aumento del consumo de las marcas que los utilizan. Los grandes productores como Fábrica de Jabón la Corona y Coral Internacional, además de producir aceites, producen artículos de limpieza y están integrados en la producción de envases de PET, al igual que algunas otras firmas del ramo. Las más pequeñas compran a terceros envases genéricos, o bien, envases especializados que permiten diferenciar sus marcas. Este sector presenta crecimientos interesantes del orden del 6 al 7% y en México, el aceite envasado en envases de PET representa alrededor del 80%, ya que aún existen algunos envases metálicos y de PVC, además de recipientes de 10 y 20 litros de Polietileno y hoja de lata. Los demás mercados del PET El sector alimenticio muestra un gran interés en el uso de envases de PET y es cada vez más frecuente encontrar en los anaqueles productos que se envasaban en otros materiales, ahora utilizando PET, gracias a las muchas ventajas que este ofrece.

Además de la Industria de Alimentos, la industria de farmacéuticos y cosméticos constituyen un mercado de alto valor con tendencias de crecimiento positivas, y con una clara preferencia al PET, en sustitución de otros materiales. 22


Estos mercados motivan el crecimiento de los envases de PET a niveles de dos dígitos en casos como el de conservas. El consumo aparente en México crece desde 2004 en un 6% anual, no obstante de que la planta de Envases Innovativos de Toluca cerró a partir del segundo semestre del año 2006. Este crecimiento está sustentado en aumento de capacidad de los productores de envases para agua, incluyendo a los garrafones, bebidas carbonatadas y recientes proyectos consolidados para envasar mayonesas y conservas. Reciclado Desde hace varios años, en México existen empresas dedicadas a la recolección y reciclado del PET. La industria del reciclado del PET ha logrado que este material tenga la tasa de recolección más alta (7%) y el mayor volumen de residuo plástico recuperado en el país, calculado en 60,000 toneladas anuales. Este resultado se ha logrado en gran parte gracias a la labor de APREPET que es una asociación civil no lucrativa, dedicada a fomentar la cultura del reciclado en México, alentar el uso del plástico PET como materia prima de empaques y envases, ayudar al reciclado y al reaprovechamiento de este plástico. La asociación está formada por empresas dedicadas a las diversas etapas de la cadena productiva y comercial del PET, desde la producción de materia prima (resina PET), la transformación de envases, el uso y consumo, hasta el empaque, reciclado y los servicios relacionados con el PET. Por otro lado, está ECOCE, A.C., una asociación civil sin fines de lucro fundada en 2002, cuyos objetivos son ambientales y istra un fondo creado por las empresas asociadas, con el cual opera el Primer Plan Nacional Voluntario de Manejo (ACOPIO) de los Residuos de Envases de PET de las empresas envasadoras agremiadas y que representan el 60% de los s. Gran parte del material recolectado se exporta a China, ya que se obtiene mayor volumen del que se puede reciclar en México. La planta más grande ubicada en México es Industria Mexicana de Reciclaje (IMER), perteneciente a Coca-Cola de México, Coca-Cola FEMSA y ALPLA, quienes invirtieron $20 millones de dólares para su construcción. La planta está diseñada para reciclar 25,000 toneladas de PET cada año con 23


tecnología “botella a botella”. A la fecha, existen sólo cuatro países que cuentan con una planta de reciclaje de PET grado alimenticio que utiliza esta tecnología: Suiza, Alemania, Estados Unidos y México. Las demás plantas de reciclaje que actualmente existen en el país procesan y convierten el PET en productos como tapetes, prendas de vestir y fibra para rellenos. Otro importante aspecto es el desempeño ante la absorción de rayos UV de nuevos grados PET, o bien, PET modificado con aditivos, lo cual mejora las condiciones de envasado y preservación de jugos, bebidas carbonatadas, bebidas deportivas, cerveza y productos farmacéuticos.

1.3 DEFINICION DE PET El politereftalato de etileno o el polietilentereftalato, de siglas PET, es un plástico del grupo de los poliésteres. Se le produce a partir de petróleo o de gas natural. El PET es ligero, irrompible y reciclable a 100%.

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A lo largo de los 25 años que lleva en el mercado, el PET se ha diversificado en múltiples sectores sustituyendo a materiales tradicionalmente implantados o planteando nuevas alternativas de envasado impensables hasta el momento. El descubrimiento de polietilentereftalato, mejor conocido como PET, fue patentado como un polímero para fibra por J. R. Whinfield y J. T. Dickson. Investigaron los poliesteres termoplásticos en los laboratorios de la Asociación Calico Printers. Durante el periodo de 1939 a 1941.

J.R. Whinfield

J.T. Dickson

A partir de 1976, se le usa para la fabricación de envases ligeros, transparentes y resistentes principalmente para bebidas. Sin embargo, el PET ha tenido un desarrollo extraordinario para empaques. En México, se comenzó a utilizar para este fin a mediados de la década de los ochenta. Los primeros envases de PET aparecen en el mercado alrededor del año 1977 y desde su inicio hasta nuestros días el envase ha supuesto una revolución en el mercado y se ha convertido en el envase ideal para la distribución moderna. Por esta razón el polietilentereftalato se ha convertido hoy en el envase más utilizado en el mercado de la bebidas refrescantes, aguas minerales, aceite comestible y detergentes; también bandejas termoformadas, envases de salsas, farmacia, cosmética, licores, etc. 25


Igualmente el PET tiene una gran versatilidad tecnológica y dependiente del producto a envasar, de las condiciones del mercado (climatología, temperatura, humedad, nivel de automatización y de la calidad del envasado, condiciones de almacenamiento...) y de su diseño, permite optimizar el peso del envase y adecuarlo a las necesidades requeridas. Así de esta forma la evolución tecnológica ha permitido el desarrollo de las siguientes etapas: 1. Sustitución de otros materiales y evolución del peso del envase de PET 2. Evolución de materiales constituyentes o relacionados con el envase. 3. Impacto en la logística - distribución 4. Desarrollo de la industria y de la tecnología de Reciclado. 5. Desarrollo de mercados s de PET OBTENCION DEL PET El PET se fabrica a partir de dos materias primas derivadas del petróleo: etileno y paraxileno. Los derivados de estos compuestos (respectivamente, etilen glicol y ácido tereftálico) son puestos a reaccionar a temperatura y presión elevadas para obtener la resina PET en estado amorfo.

La resina se cristaliza y polimeriza para incrementar su peso molecular y su viscosidad. El resultado es la resina que se usa para fabricar envases. Su apariencia es la de pequeños cilindritos de color blanquizco llamados chips. Una vez seca, se almacena en silos ó supersacos para después ser procesada. - Acido tereftálico: Se elabora a partir del paraxileno. - Monoetilén glicol: Es el reactivo limitante en la reacción de esterificación para la producción de poliéster, que se obtiene a partir del óxido de etileno 26


En términos químicos, el camino más simple para la obtención del PET es la reacción directa (esterificación) del ácido tereftálico con el etilen glicol formando un “monómero” (bis-B-hidroxietil tereftalato) el cual se somete a una policondensación para obtener un polímero de cadena larga que contiene cerca de 100 unidades repetidas. Mientras que la reacción de esterificación tiene lugar, con la eliminación del agua como subproducto, la fase de policondensación que se efectúa en condiciones de alto vacío, libera una molécula de glicol cada vez que la cadena se alarga por Unidad repetida. Conforme la cadena va alargándose, existe un aumento en el peso molecular, el cual va acompañado por un aumento en la viscosidad de la masa y otras ventajas asociadas proporcionando así una mayor resistencia mecánica.

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La calidad final de un polímero sintético depende en gran parte de la calidad de su monómero y dado que no es práctico purificar el monómero de tereftalato, la pureza química de su inmediato precursor es de gran importancia. En este contexto, el etilenglicol no presenta problema, pero el ácido tereftálico, al ser un sólido, limita la elección de la tecnología de purificación. No obstante, una vez resuelto este problema, ya que el ácido tereftálico de gran pureza se convierte en un producto comercial, la necesidad inicial de utilizar dimetiltereftalato puede evitarse, por lo que las fases del proceso quedan simplificadas. Una vez que la longitud de cadena es suficientemente larga, el PET se extruye a través de un dado de orificios múltiples para obtener un espagueti que se enfría en agua y una vez semisólido es cortado en peletizador obteniendo así el granulado que presenta las siguientes características: Es amorfo. Posee un alto contenido de acetaldehído. Presenta un bajo peso molecular. Estas características limitan el uso del PET en la fabricación de botellas, por lo que se hace necesario pasar el granulado por otro proceso conocido como polimerización en fase sólida. Durante este proceso, el granulado se calienta en Una atmósfera inerte permitiendo que se mejoren estas tres propiedades simultáneamente, lo cual permite una mayor facilidad y eficiencia del secado y moldeado de la preforma o bien durante la producción y la calidad de la botella misma. 28


REACCIONES DELPROCESO En las grandes industrias manufactureras de poliéster, es usual comenzar con un compuesto llamado dimetil tereftalato. Este se hace reaccionar con etilenglicol a través de una reacción llamada transesterificación. El resultado es el bis-(2-hidroxietil) tereftalato y metanol. Pero si calentamos la reacción a alrededor de 210 oC el metanol se evapora y no tenemos que preocuparnos más.

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Entonces el bis-(2-hidroxietil) tereftalato se calienta hasta 270 oC, y reacciona para dar el polietiléntereftalato y, extrañamente, el etilenglicol como subproducto

Pero en el laboratorio, el PET se hace por medio de otras reacciones. El ácido tereftálico y el etilenglicol pueden polimerizarse para hacer el PET cuando se calientan con un catalizador ácido. Es posible hacer PET a partir de cloruro de tereftoilo y etilenglicol. Esta reacción es más fácil, pero el cloruro de tereftoilo es más costoso que el ácido tereftálico y es mucho más peligroso.

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CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DEL PET La manera más fácil de saber si un envase está fabricado con resina PET, es buscar en el fondo un símbolo de un triángulo formado por flechas con el número "1" en el centro y bajo este, las siglas "PET" o "PETE" (en inglés). Este símbolo se forma en el proceso de fabricación y algunas veces se imprime en la etiqueta. Otra forma es buscar un punto opaco en el centro del fondo, que es el resultado del punto de inyección en la fabricación de la preforma

PROPIEDADES DEL PET Es un polímero lineal termoplástico obtenido por policondensación del Ácido Tereftálico (C6H4(COOH)2) adicionado con Etilenglicol (CH2OHCH2OH), y cuyas propiedades más importantes son:

Cristalinidad y transparencia, aunque ite cargas de colorantes Buen comportamiento frente a esfuerzos permanentes 31


Alta resistencia al desgaste Muy buen coeficiente de deslizamiento Buena resistencia química Buenas propiedades térmicas Muy buena barrera a CO2, aceptable barrera a O2 y humedad. Compatible con otros materiales barrera que mejoran en su conjunto la calidad barrera de los envases y por lo tanto permiten su uso en mercados específicos Totalmente reciclable Aprobado para su uso en productos que deban estar en o con productos alimentarios. Alta rigidez y dureza Altísima resistencia a los esfuerzos permanentes Superficie barnizable. Gran indeformabilidad al calor. Muy buenas características eléctricas y dieléctricas. Alta resistencia a los agentes químicos y estabilidad a la intemperie. Propiedades ignifugas en los tipos aditivados. Alta resistencia al plegado y baja absorción de humedad que lo hacen muy adecuado para la fabricación de fibras. CARACTERÍSTICAS DEL PET USADO PARA ENVASADO

Características

Envase de alimentos Envase de bebidas

Envase de productos personales, para la salud y para el hogar

DURABLE, FUERTE

•

•

•

RESISTENTE AL AGRIETAMIENTO • (Stress Crack)

•

•

ALTA RELACIÓN FUERZA/PESO

•

•

•

VERSATILIDAD DE COLORES

•

•

•

CRISTAL

•

•

•

ÁMBAR, VERDE CLARO

•

•

•

AMPLIA VARIEDAD DE COLORES •

•

•

ALTO BRILLO Y CLARIDAD

•

•

•

NO IMPARTE GUSTO NI OLOR

•

•

•

BARRERA A LOS GASES

•

•

•

LLENABLE EN CALIENTE

•

•

•

RESISTENCIA QUÍMICA

•

•

•

(CONSULTAR ANEXO I) 32


1.4 CRECIMIENTO DEL PET EN MEXICO MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS EN EL DISTRITO FEDERAL Actualmente el Gobierno del Distrito Federal, cuenta con un sistema de manejo de residuos sólidos que tiene una cobertura del 100% de la población. Para el óptimo desarrollo de este sistema, se encuentran articuladas en la operación, la Secretaría de Obras y Servicios a través de la Dirección General de Servicios Urbanos (DGSU) y las delegaciones políticas, e incluyen:

La recolección domiciliaria y barrido de calles y vialidades. El transporte de los residuos a estaciones de transferencia. Transporte de los residuos de las estaciones de transferencia hacia cualquiera de las tres plantas de selección y recuperación de residuos. Disposición en el relleno sanitario de los residuos de las estaciones de transferencia y de las plantas de selección y recuperación de residuos.

Los residuos sólidos una vez que se encuentran en las plantas de selección, son separados en subproductos. Dentro de los subproductos, el plástico es uno de los materiales con mayores porcentajes de recuperación en estos sitios. Toneladas de subproductos recuperados en las Plantas de selección y Aprovechamiento de residuos sólidos en 2000

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Consumo de botellas de PET en la zona metropolitana de la Cd. de México. COMPAÑIA CONSUMO CONSUMO DESECHO PRECIO DE (botellas/día) (Kg./día) (Kg./día) DESECHO ($/Kg.) Industria embotelladora de México, S.A. Embotelladora Metropolitana CIA. Exportadora de aguas minerales

258,000

12,500

125

0.30

215,000

10,500

105

0.40

80,000

3900

25

0.70

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Jugos de frutas Mundet Soc. Coop. Pascual. Total

75,000

3600

25

0.50

60,000 688,000

2 900 33,400

30 310

0.40 ..........

1.5 CLASIFICACION DEL PET El PET (tereftalato de polietileno) es uno de los materiales comúnmente utilizados en la industria embotelladora de bebidas y del embalaje por sus características muy particulares que favorecen la distribución, el almacenaje y la presentación de algunos productos. Derivado de los altos niveles de consumo de estos productos, se tiene también grandes cantidades de residuos. (CONSULTAR ANEXO II) 1.6 USOS, VENTAJAS Y DESEVENTAJAS DEL CONSUMO DEL PET Actualmente, el principal uso para la resina PET es la fabricación de envases para: • Refrescos • Agua purificada • Aceite comestible • Alimentos • Medicinas 35


• Productos de limpieza • Productos de aseo personal • Cosméticos, entre otros. Su empleo actual es muy diverso; como envase, quizás el uso más conocido, se emplea en bebidas carbónicas, aceite, aguas minerales, zumos, Tes. y bebidas isotónicas, vinos y bebidas alcohólicas, salsas y otros alimentos, detergentes y productos de limpieza, productos cosméticos, productos químicos, lubricantes y productos para tratamientos agrícolas. En forma de film, se emplea en contenedores alimentarios, láminas, audio / video y fotografía, blisteres, films "High-Tech", embalajes especiales, aplicaciones eléctricas y electrónicas. Además, existe un amplio sector donde este material se emplea en la construcción de diversos elementos; fibra textil, alfombras, tuberías, perfiles, piezas inyectadas, construcción, automoción, etc. El PET es un plástico técnico de gran calidad para numerosas aplicaciones entre las que se destacan además de los envases: FABRICACIÓN DE PIEZAS TÉCNICAS: El PET reforzado con fibra de vidrio o sin reforzar, tiene gran importancia en la fabricación de piezas resistentes al desgaste, (cojinetes, piezas de cerraduras, ruedas dentadas, etc.), en material eléctrico, por sus propiedades ignifugas, dieléctricas, térmicas y de estabilidad dimensional. FIBRAS DE POLIESTER: El PET es prácticamente el poliéster (TERMOPLASTICO) comercialmente más importante en la obtención de fibras. Todos sabemos que las prendas hechas de fibra de poliéster, son muy resistentes a las arrugas y pueden lavarse repetidas veces sin necesidad de un planchado posterior. Normalmente estas fibras de poliéster para prendas de vestir, se utilizan mezcladas con algodón o lana. Envases Fabricados por inyección o soplado con biorientación, por extrusión o soplado. Usos: gaseosas, dentífricos, lociones, polvos y talcos, aguas y jugos, shampúes, vinos, aceites comestibles y medicinales, productos capilares, fármacos, industria de la alimentación y laboratorios de cosmética y farmacéuticos. Láminas y películas Fabricadas por extrusión plana o coextrusión por burbuja. Películas biorientadas.

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Usos: cajas, blisteres, pouches para envasado de alimentos, medicamentos, cosméticos. Otros Piezas de inyección, fabricación de plásticos de ingeniería usados para casos de alta exigencia térmica, mecánica. Usos: Fabricación de carcazas de motores, envases resistentes a congelamiento y ulterior autoclavado, monofilamentos resistentes a temperatura en medio ácido. Propiedades del PET El PET es un material caracterizado por su gran ligereza y resistencia mecánica a la compresión y a las caídas, alto grado de transparencia y brillo, conserva el sabor y aroma de los alimentos, es una barrera contra los gases, reciclable 100% y con posibilidad de producir envases reutilizables, lo cual ha llevado a desplazar a otros materiales como por ejemplo, el PVC. El PET es: Procesable por soplado, inyección, extrusión. Apto para producir frascos, botellas, películas, láminas, planchas y piezas. Transparencia y brillo con efecto lupa. Excelentes propiedades mecánicas. Barrera de los gases. Biorientable-cristalizable. Esterilizable por gamma y óxido de etileno. Costo/ performance. Ranqueado N°1 en reciclado. Liviano Desventajas Secado Todo poliéster tiene que ser secado a fin de evitar pérdida de propiedades. La humedad del polímero al ingresar al proceso debe ser de máximo 0.005% Costo de equipamiento Los equipos de inyección soplado con biorientación suponen una buena amortización en función de gran producción. En extrusión soplado se pueden utilizar equipos convencionales de PVC, teniendo más versatilidad en la producción de diferentes tamaños y formas.

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Temperatura Los poliésteres no mantienen buenas propiedades cuando se les somete a temperaturas superiores a los 70 grados. Se han logrado mejoras modificando los equipos para permitir llenado en caliente. Excepción: el PET cristalizado (opaco) tiene buena resistencia a temperaturas de hasta 230 ° C. Intemperie No se aconseja el uso permanente en intemperie. Ventajas Propiedades únicas Claridad, brillo, transparencia, barrera a gases u aromas, impacto, termoformabilidad, fácil de imprimir con tintas, permite cocción en microondas. Costo/Performance El precio del PET ha sufrido menos fluctuaciones que el de otros polímeros como PVC-PP-LDPE-GPPS en los últimos 5 años. Disponibilidad Hoy se produce PET en Sur y Norteamérica, Europa, Asia y Sudáfrica. Reciclado El PET puede ser reciclado dando lugar al material conocido como RPET, lamentablemente el RPET no puede emplearse para producir envases para la industria alimenticia debido a que las temperaturas implicadas en el proceso no son lo suficientemente altas como para asegura la esterilización del producto. Ventajas del PET en envases alimentarios Entren las múltiples razones que avalan el uso del PET en la fabricación de envases, estas son las principales: Factor Barrera Denominamos factor barrera a la resistencia que ofrece el material con el que está construido un envase al paso de agentes exteriores al interior del mismo. Estos agentes pueden ser por ejemplo malos olores, gases ofensivos para el consumo humano, humedad, contaminación, etc. El PET se ha declarado excelente protector en el envasado de productos alimenticios, precisamente por su buen comportamiento barrera.

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Transparencia La claridad y transparencia obtenida con este material, es su estado natural (sin colorantes) es muy alta, obteniéndose un elevado brillo. No obstante, puede ser coloreado con maseters adecuados sin ningún inconveniente. Peso Un envase requiere una consistencia aceptable para proteger el producto que contiene y dar sensación de seguridad al consumidor. Tras haber realizado múltiples envases con este nuevo material, el peso medio de un envase de agua en 1500 cm3 es de 37 a 39 gramos. Así, por ejemplo, con este peso obtenemos la misma consistencia que el mismo envase en PVC con 50 gramos. Aproximadamente y en forma orientativa, diremos que el peso de un envase PET es de un 25 % menos que el mismo envase en PVC. Resistencia Química El PET es resistente a multitud de agentes químicos agresivos los cuales no son soportados por otros materiales. (CONSULTAR ANEXO III) Degradación Térmica La temperatura soportable por el PET sin deformación ni degradación aventaja a la de otros materiales. Téngase en cuenta que este material se extrusiona a temperaturas superiores a 250 ° C, siendo su punto de fusión de 260° C Total conformidad sanitaria El PET es un poliéster y como tal es un producto químicamente inerte y sin aditivos. Los envases fabricados correctamente, acorde con experiencias realizadas son totalmente inofensivos en o con los productos de consumo humano. Fácil reciclado y recuperación Puede ser fácilmente reciclado en máquina, tan solo es preciso un equipo cristalizador tanto se transforma por inyección- soplado como por extrusión – soplado para realizar esta tarea. También es posible el reciclado en plantas de recuperación de energía. En este caso, el PET genera el calor equivalente al carbón de grado inferior.

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Los gases de la combustión son esencialmente limpios, debido a que el PET no contiene halógenos, sulfuros, u otros materiales de difícil eliminación. En algunos casos, se efectúa la recolección de los envases con la finalidad de la recuperación del material. Este material puede utilizarse tras la separación de sus componentes para productos tales como fibras de relleno, resinas de poliéster y otros productos de uso no crítico.

1.7 LA IMPORTANCIA DE UNA ADECUADA SEPARACION DEL PET Y METODOS EXISTENTES El 14% del peso de la bolsa de basura son plásticos, y en su mayoría provienen de envases de un solo uso y de todo tipo de envoltorios y embalajes (botellas de PVC o PET, bolsas de polietileno, bandejas y cajas protectoras de corcho blanco...), estas si se entierran en un vertedero ocupan mucho espacio, tardan desde décadas hasta milenios en degradarse ; además si se opta por incinerarlos, originarán emisiones de CO2(dióxido de carbono) contribuyendo al cambio climático, y otros contaminantes atmosféricos muy peligrosos para la salud y el medio ambiente, uno de los plásticos de uso más generalizado, llamado PVC, produce una elevada contaminación en su fabricación y posteriormente si también se incinera produce unas de las sustancias más tóxicas que se conocen, las dioxina y los furanos. Hay que tener en cuenta, que todos los plásticos se fabrican a partir del petróleo, por ello al consumir plásticos, además de colaborar al agotamiento de un recurso no renovable, potenciamos la enorme contaminación que origina la obtención y transporte del hidrocarburo y sutransformación en plástico.

40


Pasos para reciclar PET El proceso para reciclar el PET consta de 20 pasos, que inician con el tratamiento de la hojuela del PET que es pasada a través de un flujo de aire para la separación de materiales extraños. Luego la hojuela es lavada con una solución alcalina y puesta en un tanque de flotación para separar los remanentes. En seguida, se saca la hojuela para mezclarla con sosa cáustica y nuevamente secarla con calor. Se inicia entonces un proceso de descontaminación del material en un reactor horizontal giratorio denominado “Kiln”, en donde los remanentes de PVC son degradados térmicamente lo que facilita su separación del PET. En seguida viene la etapa de hidrociclón, en donde por efectos de la fuerza centrífuga se separan los remanentes como arena o pedazos de vidrio; sigue una segunda etapa de lavado y enjuague y una segunda separación de remanentes de PVC por medio de flotación. El paso siguiente es una segunda etapa de hidrociclón y una neutralización del material en una solución acuosa de ácido fosfórico, para luego someter al material a una segunda etapa de secado centrífugo. 41


Sigue una separación de color en donde la hojuela de PET es sometida a un equipo que detecta partículas cuyo color sea diferente al que caracteriza al PET procesado (blanco cristalizado o transparente). Viene entonces una etapa de homogenización del tamaño de partícula en donde son eliminadas todas aquellas hojuelas cuyo volumen sea menor al especificado; en seguida, el material pasa a través de un sistema integrado por varios detectores/eyectores de metal colocados en serie que remueven las partículas metálicas tanto ferrosas como no ferrosas. También una segunda etapa de elutriación en que se remueven los finos remanentes y la etapa de pelletizado en que la hojuela limpia y decontaminada es fundida y convertida en forma de pequeñas esferas (pellets). Finalmente los pellets filtrados son sometidos a condiciones de tiempo y temperatura tales que permiten mejorar las propiedades físicas del material. La última parte es el empacado. El reciclado de los envases de PET se consigue por dos métodos; el químico y el mecánico, a los que hay que sumar la posibilidad de su recuperación energética. El primer paso para su reciclado es su selección desde los residuos procedentes de recogida selectiva o recogida común. En el primer caso, el producto recogido es de mucha mayor calidad; principalmente por una mayor limpieza. El proceso de recuperación mecánico del PET se divide en dos fases. En la primera se procede a la identificación y clasificación de botellas, lavado y separación de etiquetas, triturado, separación de partículas pesadas de otros materiales como polipropileno, polietileno de alta densidad, etc., lavado final, secado mecánico y almacenaje de la escama. En la segunda fase, esta escama de gran pureza se grancea; se seca, se incrementa su viscosidad y se cristaliza, quedando apta para su transformación en nuevos elementos de PET. El reciclado químico se realiza a través de dos procesos metanólisis y la glicólisis, se llevan a cabo a escala industrial. Básicamente, en ambos, tras procesos 42


Mecánicos de limpieza y lavado, el PET se deshace o depolimeriza; se separan las moléculas que lo componen para, posteriormente, ser empleadas de nuevo en la fabricación de PET. Reciclado mecánico La técnica más utilizada en la actualidad es el reciclado mecánico. Esta consiste en la molienda, separación y lavado de los envases. Las escamas resultantes de este proceso se pueden destinar en forma directa, sin necesidad de volver a hacer pellets, en la fabricación de productos por inyección o extrusión. La figura siguiente muestra un diagrama de este proceso.

Ventajas del reciclado mecánico Desde el punto de vista técnico, se puede decir que las plantas de reciclado mecánico requieren inversiones moderadas en cambio las del reciclaje químico requieren inversiones mayores. El proceso de reciclado mecánico del PET no conlleva contaminación del medio ambiente, con el tratamiento de los efluentes líquidos del proceso se llega a controlar el proceso ambientalmente. 43


El reciclado mecánico de PET genera un producto de mayor valor agregado y es materia prima para la producción de productos de uso final, generando fuentes de trabajo en toda la cadena de reciclado. Una de las razones fundamentales para la selección del reciclado mecánico, como alternativa viable para la recuperación de este material, es que existe mercado para el material molido y limpio de este material, como insumo o materia prima para producir otros artículos de uso final. Los mercados asiáticos actualmente compran todo lo que se produzca de este material. Etapas del reciclado mecánico El proceso de reciclaje mecánico es fundamentalmente el mismo para los distintos plásticos. Consiste en la separación y/o selección, limpieza y en algunos casos todavía el peletizado, aunque el moldeado por inyección, por compresión o termoformación puede realizarse con el material limpio picado. Acopio de material El acopio es simplemente la recolección del material ya sea en puntos fijos o en recorridos, es importante además puntualizar que un buen sistema de acopio garantizará un buen suministro de materia prima para el resto de los procesos, no debiendo existir cortes de materia prima. Pacado Es común que en las grandes empresas de reciclado el material se compacte para reducir su volumen y así facilitar su transporte y almacenamiento. No obstante, el PET debido a su elevada recuperación elástico-plástica, es difícil de prensar. Cuando se realiza este proceso, las “pacas” deben ser posteriormente abiertas y picadas tal como llegan a la planta, es decir con tapas y etiquetas, que es una alternativa en el proceso. Sin embargo, cuando a la planta llegan botellas sueltas, si bien el volumen ocupado es mucho mayor, la posibilidad de realizar el desetiquetado y destapado permiten obtener un producto más fácil de tratar constituyéndose en la segunda alternativa del proceso. 44


Reducción de tamaño La reducción de tamaño no es otra cosa que el picado (molido) del material recolectado, cuyo principal objetivo es facilitar la siguiente operación dentro el proceso de reciclado, el cual puede ser la separación de los diferentes tipos de polímetros del material (si es que éste ha sido compactado) y la limpieza del material picado. Para la reducción de tamaño existen diversos tipos de tecnología según el tamaño al cual se quiera llegar, para el PET puede llegarse a obtener hojuelas de media, un cuarto de pulgada o finalmente polvo, según el diseño y el tipo de molino del que se disponga.

Esquema y forma de un molino convencional para PET Hoy en día existe tecnología para procesar y reducir material PET hasta polvo fino usando cámaras criogénicas a partir de nitrógeno líquido, donde el nitrógeno líquido fragiliza considerablemente el material lográndose obtener material fino.

45


Este tipo de tecnología como es de suponerse es bastante costosa, su mayor empleo es para el control de calidad en productos específicos como por ejemplo el control de niveles de acetaldehído en preformas para el soplado de botellas. Separación La separación tiene por finalidad liberar al plástico de interés (en nuestro caso PET) de diferentes tipos de materiales especialmente de los otros tipos de polímeros que estén acompañando al material de interés y también de metales, algunas veces vidrio o papel. La importancia de la separación radica en que si existiesen otros materiales presentes, éstos podrían perjudicar el proceso de reciclaje o directamente empeorar la calidad del producto final. Existen métodos de separación automatizada basados en las diferencias de gravedad específica, difracción de rayos x y disolución en solventes.

Cinta

de transportación para clasificación y separación 46


Otra alternativa es la de tener sistemas de flotación cuando se reducen de tamaño todas las especies a la vez, es decir se puede contar con sistemas de flotación, ya sean éstas equipos Sink and Float a burbujeo o simplemente tinas de flotación vibradoras con bandas transportadoras como las que se muestran. En estas tinas, el PET con una densidad mayor cae al fondo y es recogido por un tornillo sinfín que lo transporta a la siguiente etapa. El otro material que flota es recogido por unas paletas que arrastran desde la superficie el material hacia otra etapa.

Tambores con paletas para flotación de poliolefinas Limpieza Los flakes de PET están generalmente contaminados con comida, papel, piedras, polvo, aceite, solventes y en algunos casos pegamento. De ahí que tienen que ser primero limpiados en un baño que garantice la eliminación de contaminantes. El uso de hidrociclones cuando el desecho plástico está muy contaminado es una alternativa, el plástico contaminado es removido al ser ligero ya que flota en la 47


superficie donde es expulsado. Los contaminantes caen al fondo y se descargan.Después del proceso de limpieza, los plásticos se llaman hojuelas limpias o granulado limpio. El uso de detergentes esta limitado por la cuestión ambiental debido a que los efluentes del proceso o procesos de lavado deben ser tratados para que puedan ser reutilizados nuevamente en el ciclo de lavado. En segundo lugar, es necesario encontrar un adecuado sistema de purificación de las aguas residuales para no contaminar ni dañar el entorno en el cual se desarrolla el proceso de reciclado. El uso de sosa cáustica para el proceso de lavado es adecuado por las bajas concentraciones necesarias y porque la soda cáustica remanente en disolución se puede reutilizar para otros lavados, simplemente reponiendo la que se pierde en el proceso de lavado. Sobre este punto ya existen tecnologías y sistemas de recuperación y tratamiento de aguas residuales de procesos de lavado de materiales contaminados que están disponibles. Secado Posterior al ciclo de lavado sigue un proceso de secado el cual debe eliminar el remanente de humedad del material, para que pueda ser comercializado y posteriormente procesado. Pueden usarse secadores centrifugados, es decir tambores especialmente diseñados para extraer la humedad por las paredes externas del equipo. O también pueden utilizarse secadores de aire, ya sea caliente o frío, que circulando por entre el material picado, eliminen la humedad hasta límites permisibles.

48


Secador centrifugador Varios otros sistemas se han desarrollado para este proceso, dentro los cuales también están los de procesos simultáneos, los cuales combinan directamente los dos de los anteriormente mencionados. Es decir, sistemas que pueden al mismo tiempo operar como centrífugas con aire en contracorriente. Procesos que combinan el molido y el lavado o el lavado y el secado, también son posibles y constituyen alternativas del proceso.

Línea de lavado secado centrifugado 49


En los casos que se requiera extrema sequedad pueden usarse secaderos térmicos de doble lecho fluido con aire atemperado a 120 hasta 180 ºC, durante periodos de entre 2, 4 a 6 horas dependiendo de la capacidad y diseño de los equipos. Peletizado El granulado limpio y seco puede ser ya vendido o puede convertirse en "pellet". Para esto, el granulado debe fundirse y pasarse a través de un cabezal para tomar la forma de espagueti al enfriarse en un baño de agua. La extrusión puede clasificarse como un proceso continuo, en el cual en todo instante de trabajo normal de un equipo de extrusión se obtiene producto invariable y constante en cualquier punto de su longitud.

Extrusores para PET Durante la transformación, la resina alimentada es reblandecida por acción de la temperatura que proviene generalmente de resistencias eléctricas y por la fricción de un elemento giratorio denominado husillo. En este estado de “fusión” el plástico es forzado e impulsado a salir bajo presión a través de una matriz metálica que le confiere forma definida y sección transversal constante, esta matriz denominada “dado” es la que le da la forma útil al producto 50


para que finalmente éste sea enfriado, favoreciendo su solidificación y confiriéndole estabilidad, evitando así deformaciones posteriores. Una vez frío es cortado en pedazos pequeños llamados "pellets". Anteriormente el proceso de extrusión cerraba el proceso de reciclado, quedando los pellets como producto final, pero con el tiempo la tecnología que puede incorporar directamente las hojuelas o flakes de PET directamente ha hecho que este paso solo se utilice para la fabricación de fibras, filamentos y en algunos casos película para termoformado. Por esta razón en los procesos convencionales ya no es necesario llegar al peletizado, sino directamente a los flakes, limpios y sin degradar.

Equipo para monofilamento (CONSUTAR ANEXO IV)

51


1.8 MARCO LEGAL 1.8.1 CÓDIGO DE TERMOPLÁSTICOS.

IDENTIFICACIÓN

MUNDIAL

PARA

LOS

Existe un código de identificación mundial para los termoplásticos que los identifica con números del 1 al 7 dentro de un triángulo de flechas, normado en México en la NMX-E-232-SCFI-1999, ya que cada plástico tiene sus propiedades y aplicaciones específicas. La normatividad en materia de empaques y embalajes, todavía no existe en México, solamente se tienen propuestas de norma, aunque en la ley General del equilibrio ecológico y protección al ambiente y en los artículos 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141 y 143 especifica que desde un punto de vista de sustentabilidad la producción de basura representa la pérdida de recursos renovables y no renovables, la contaminación del suelo, agua y aire y el creciente deterioro en la calidad de vida de los hombres de la tierra. El control de la problemática de la basura se establece en la NOM-O83-ECOL- 1996, que establece las condiciones que deben reunir los sitios destinados a la disposición final de los residuos sólidos municipales. 1.8.2 LEY GENERAL DEL EQUILIBRIO ECOLÓGICO Y PROTECCION AL AMBIENTE. Actualmente en la legislación ambiental mexicana existen preceptos relacionados a los residuos sólidos. La Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente (LGEEPA) establece y define la distribución de competencias entre la Federación, los Estados, Municipios y el Distrito Federal para la gestión integral de los residuos. También define los criterios para prevenir y controlar la contaminación del suelo donde se consideran I. La operación de los sistemas de limpia y disposición final de residuos municipales en rellenos sanitarios

52


II. La generación, manejo y disposición final de residuos sólidos, industriales y peligrosos, así como en las autorizaciones y permisos que al efecto se otorguen. Queda establecido que el funcionamiento de los sistemas de recolección, almacenamiento, transporte, alojamiento, re uso, tratamiento y disposición final de los residuos sólidos municipales quedará sujeto a la autorización del Distrito Federal conforme a las leyes locales en la materia y a las normas oficiales mexicanas aplicables. La Ley Ambiental del Distrito Federal considera que para evitar y controlar la contaminación del suelo, al medio ambiente en general y a la salud pública, es primordial establecer el manejo adecuado de los residuos sólidos municipales e industriales no peligrosos. Con el propósito de promover el desarrollo sustentable y prevenir y controlar la contaminación del suelo y de los mantos acuíferos, la Ley atribuye a la Secretaría del Medio Ambiente, con la participación de la sociedad, fomentará y desarrollará programas y actividades para la minimización, separación, re uso y reciclaje de residuos sólidos, industriales no peligrosos y peligrosos. Dentro del Reglamento de la Ley Ambiental del Distrito Federal2 se contemplan algunos de los elementos para desarrollar programas de separación, con el fin de disminuir los volúmenes que se confinan y para elevar los niveles de reciclaje. El Reglamento para el Servicio de Limpia en el Distrito Federal establece que corresponde al Departamento3 (1) la prestación del servicio de limpia y (2) la aplicación de las normas técnicas ecológicas vigentes para la recolección, tratamiento y disposición de residuos sólidos no peligrosos. Dentro de este reglamento, se define que el servicio de limpia comprende: I. El barrido de vías públicas y áreas comunes, II. La recolección de residuos sólidos y III. El diseño, instrumentación y operación de sistemas de almacenamiento, transporte, re uso, tratamiento y disposición final de dichos residuos.

53


En la Legislación Ambiental, existen Normas Oficiales Mexicanas (NOM) y Normas Mexicanas (NMX) que son aplicables y complementarias a los preceptos relacionados al manejo de los residuos sólidos y se pueden agrupar en: Tratamiento y Disposición Final de residuos sólidos. 1.8.3 LEGISLACION AMBIENTAL, NORMAS OFICIALES MEXICANAS (NOM) Y NORMAS MEXICANAS (NMX). Generación de residuos sólidos. Peso volumétrico Composición de los residuos sólidos. Características físicas y químicas de los residuos sólidos municipales. Las NMX son principalmente utilizadas para muestreos y no fijan límites máximos de elementos que pudieran estar presentes en los residuos sólidos. Para el fomento de acciones tendientes a un adecuado manejo de los residuos sólidos, se han incluido en el Código Financiero para el Distrito Federal, instrumentos económicos aplicables para las labores de aprovechamiento de los residuos sólidos donde se menciona que las personas que realicen actividades empresariales de reciclaje, que coadyuven a combatir el deterioro ecológico, tendrán derecho a una reducción equivalente al 50%, respecto del Impuesto sobre Nóminas. Además indica que las empresas o instituciones que apoyen programas de mejoramiento de condiciones ambientales, tendrán derecho a una reducción equivalente al 50%, respecto del Impuesto sobre Nómina, lo cual puede ser un incentivo atractivo para la implementación y la participación en los programas de manejo adecuado de los residuos. 1.8.4 PATENTES Una patente es la certificación que el Gobierno de nuestro país otorga, tanto a personas físicas como morales, la cual les permite explotar exclusivamente invenciones que consistan en nuevos productos o procesos durante un plazo improrrogable de 20 años.

54


El Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI), es el Organismo Público Descentralizado que se encarga de la recepción, estudio y otorgamiento de patentes en nuestro país. Otorgamiento de patentes de invención Es importante debido a que con este tipo de "monopolios temporales" el Gobierno de nuestro país promueve la creación de invenciones de aplicación industrial, fomenta el desarrollo y explotación de la industria y el comercio así como la transferencia de tecnología. Beneficios tiene el inventor que obtiene una patente Primero Tiene la garantía que su actividad inventiva estará protegida durante 20 años y será el único en explotarla. Segundo El inventor se beneficia con la o las licencias de explotación que decida otorgar a terceras personas, ya que sin la patente otorgada su actividad creativa sería poco remunerada y se expondría al plagio de sus ideas inventivas. Tercero A conocer, publicitar y explicar los beneficios que la invención conlleva, por lo que está expuesto a que sus ideas sean plagiadas, con la consecuencia gravísima de que si la invención no está patentada y el plagiario obtiene primero la patente el inventor se verá envuelto en acciones de tipo legal para adquirir o recuperar sus derechos, con los consabidos costos y tiempos perdidos. La Ley de la Propiedad Industrial establece que serán patentables las invenciones que sean nuevas, resultado de una actividad inventiva y susceptible de aplicación industrial.

55


Ley de la Propiedad Industrial Es el conjunto de conocimientos técnicos que se han hecho públicos mediante una descripción oral o escrita, así como por la explotación o por cualquier otro medio de difusión o información, en el país o en el extranjero. Actividad inventiva para la Ley de la Propiedad Industrial Es el proceso creativo cuyos resultados no se deduzcan del estado de la técnica en forma evidente para un técnico en la materia. Aplicación industrial para la Ley de la Propiedad Industrial Es la posibilidad de que una invención pueda ser producida o utilizada en cualquier rama de la actividad económica. Reivindicación para la Ley de la Propiedad Industrial Es la característica esencial de un producto o proceso cuya protección se reclama de manera precisa y específica en la solicitud de patente. Documentos básicos para la presentación de las solicitudes de patente 1.- Solicitud debidamente llenada y firmada, en cuatro tantos. 2.- Comprobante del pago de la tarifa. Original y 2 copias. 3.- Descripción de la invención (por triplicado). 4.- Reivindicaciones (por triplicado). 5.- Dibujo (s) Técnico (s) (por triplicado), en su caso. 6.- Resumen de la descripción de la invención (por triplicado).

56


Tiempo aproximado del trámite Una vez que la solicitud cumple con el examen de forma, se publica a los 18 meses o antes a petición del solicitante. Posterior a su publicación se practica el examen de fondo el cual, de existir observaciones al respecto, el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) solicitará las aclaraciones correspondientes mismas que deberán ser atendidas en un plazo no mayor de 2 meses. En caso contrario se considerará abandonada la solicitud. De no existir observaciones, el IMPI otorgará los derechos correspondientes al titular de la patente en un período de tiempo de 30 meses aproximadamente a partir de la fecha de presentación de la solicitud. Comercialización y desarrollo de la invención El IMPI no puede ayudarle a diseñar una estrategia comercial para publicitar su invención protegida mediante la patente. Esta labor deberá ser realizada por profesionales en la materia a fin de que se tomen las medidas necesarias y su invención sea altamente demandada. Toda solicitud de patente o de registro de diseño industrial o modelo de utilidad debe tramitarse ante el IMPI, puede ser tramitada por el propio solicitante o a través de un apoderado legal. La solicitud debe ser sometida a un examen de forma y a un examen de fondo. En promedio el trámite de una patente, desde que ingresa la solicitud hasta que es emitido un dictamen de conclusión, sea una concesión o una negativa, es de 3 a 5 años. Para un diseño industrial el tiempo promedio de 1 año y para un modelo de utilidad de 2 años. El costo de una solicitud de patente nacional es de $7,577.39

57


CAPITULO II ESTUDIO DE MERCADO 2.1 INTRODUCCIÓN Este tipo de estudio nos ayuda a conocer las necesidades, expectativas, deseos y actitudes respecto al consumo de un grupo homogéneo de consumidores, confirma la utilidad del enfoque expuesto al considerar los productos desde la óptica de las necesidades a satisfacer. Este análisis dirige la atención hacia las variables psicográficas y socioeconómicas, en lo que concierne a los bienes de consumo y hacia las características de compra, financieras y operativas de los bienes industriales. En la actualidad los mecanismos de consumo se han modificado. Los estímulos para la compra varían, así como el presupuesto de gasto de los consumidores. También han cambiado las motivaciones de compra. El cliente actual pide información adicional, conoce más y quiere que le informen de manera más sencilla; desea que la publicidad y la comunicación sean claras y directas; busca un trato personalizado. En otras palabras, el cliente busca placer, que se puede traducir en disponibilidad, calidad y confort de los productos. El mercado es demasiado grande para cubrir satisfactoriamente todas las necesidades ya que cada cliente es diferente, tienen distintos gustos, diferentes necesidades, etc.; por ello es importante identificar el segmento al que se dirige el producto con base en los siguientes criterios: Localización. Define el lugar geográfico para operar (en donde se ofrecerá el producto). Las cualidades del producto que tiene una demanda insatisfecha. Competencia. Identifica que otros negocios satisfacen o pueden satisfacer las mismas necesidades (quiénes, cuántos y cómo). Para determinar la necesidad de un sistema que ayude a la sociedad a realizar una separación optima del material reciclable llamado PET se procederá a hacer una estadística en base a una encuesta que nos proyectara la necesidad o la no 58


necesidad de introducir un sistema casero para facilitar la tarea de separación de este material. Se procederá a sondear al mercado de forma directa tomando en cuenta el perfil de los posibles consumidores en este caso hogares de clase media alta 2.2 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS DE LA ENCUESTA. Es importante tener en claro cada uno de los objetivos de las preguntas realizadas a nuestros entrevistados (que se quiere lograr con cada pregunta formulada). Se elaborara un cuestionario de 14 preguntas las cuales estarán encaminadas a detectar la necesidad real, los hábitos de consumo, el nivel de conocimiento sobre el producto o servicio, la frecuencia de consumo de productos similares por parte de los posibles clientes 2.3 TAMAÑO DE LA MUESTRA. El número de encuestas dependerá del tamaño de la población a la que se piensa llegar con nuestro producto, según se muestra en el siguiente cuadro: TODA LA POBLACION A LA QUE SE DIRIGE EL SISTEMA (N)

TAMAÑO DE LA MUESTRA QUE REQUERIMOS PARA APLICAR NUESTRA ENCUESTA (n)

Menos de 500 personas30% de la población Entre 501 y 1,000 personas200 encuestas Entre 1,001 y 10,000 personas250 encuestas Más de 10,001 personas271 encuestas

59


2.4 DISEÑO DE LA ENCUESTA. La encuesta esta dirigida a hogares de clase media-alta, la cual se divide en 3 bloques: - Separación de desechos - Tema de la cultura del reciclado - Conocimiento del PET - Necesidad de un producto que facilite la tarea del reciclado del PET 1.- ¿Separa la basura en casa?

SI

NO

2.- ¿Consume bebidas en envases plásticos, con que frecuencia?

1A5 5 A 10 mas de 10 por semana por semana por semana 4.- ¿Cuenta con algún método para separar la basura?

SI

NO

5.- ¿Sabe distinguir entre un producto reciclable y uno que no lo es?

SI

NO

SI

NO

6.- ¿sabe que es el PET?

60


7.- ¿Sabia que los envases plásticos son reciclables?

SI

NO

8.- ¿Qué hace con los envases vacíos?

TIRARLOS RECICLARLOS

COMPACTA Y TIRA A LA BASURA

9.- ¿Cree necesario un método para separar la basura?

SI

NO

10.- ¿Cuenta con contenedores destinados a este material?

SI

NO

11.- ¿Conoce alguna herramienta que facilite el reciclaje y contención del PET?

SI

NO

12.- ¿Le gustaría contar con un producto que le ayude a realizar esta tarea?

SI

NO

61


13.- ¿Cómo preferiría que fuera, semi-automático o manual?

SEM-IAUTOMATICO

MANUAL

14.- ¿Cuánto estaría dispuesto a pagar por esta herramienta?

$ 2.5 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN RECOPILADA Y ANALISIS DE LOS RESULTADOS Luego se haber concluido con la encuesta se ordenan, clasifican y suman los datos obtenidos, realizando un registro estadístico para determinar los niveles de aceptación y rechazo de este sistema. En esta etapa podemos darnos cuenta si la idea de crear un sistema nuevo compactador de PET resulta benéfico para la segmentación de nuestro mercado.

62


RESULTADOS ESTADISTICOS PREGUNTA

¿Separa la basura en casa? PREGUNTA ¿Consume bebidas en envases plásticos, con que frecuencia? PREGUNTA ¿Cuenta con algún método para separar la basura? ¿Sabe distinguir entre un producto reciclable y uno que no lo es? ¿Sabe que es el PET? ¿Sabía que los envases plásticos son reciclables? PREGUNTA ¿Qué hace con los envases vacíos? PREGUNTA ¿Cree necesario un método para separar la basura? ¿Cuenta con contenedores destinados a este material? ¿Conoce alguna herramienta que facilite el reciclaje y contención del PET? ¿Le gustaría contar con un producto que le ayude a realizar esta tarea? PREGUNTA ¿Cómo preferiría que fuera semi-automático o manual?

SI

NO

52

68 5 A 10 SEMANAL

1 A 5 SEMANAL 52

32

SI 50

NO 70

106

14

58 102

62 18

TIRARLOS

RECICLARLOS

54 SI 108 50

28 NO 12 70

16

104

108

12

SEMIAUTOMATICO 74

MAS DE 10 SEMANAL 36

COMPACTAR Y TIRARLOS 38

MANUAL 46

63


Esta pregunta es una introducción con el encuestado para conocer sus hábitos con el manejo de los desechos cotidianos: P R EGU N TA 1

70

60

50

40 P E R SON A S 30

20

10

0 ¿Separ a l a basur a en casa?

1

2

52

68

SI

NO

En esta pregunta conocimos el nivel de consumo y a la vez el problema de espacio que tienen los encuestados:

P R EGU N TA 2

60

50

40

P E R SON A S 30

20

10

0 ¿Consume bebi das en envases pl asticos,con que f r ecuenci a? 1 A 5

1

2

3

52

32

36

5 A 10 10 ( C ON SU M O SE M A N A L P ZA S. )

M AS DE

64


Esta pregunta nos arrojo resultados para conocer la necesidad de contar con un diseño de este tipo: PR EG U N T A 3

70

60

50

40 P E R SON A S 30

20

10

0 ¿Cuenta con al gún metodo par a separ ar la basur a?

1

2

50

70

SI

NO

Aquí conocimos el nivel de cultura que se tiene dentro de la muestra encuestada: P R EGU N TA 4

120

100

80

P E R SON A S

60

40

20

0 ¿Sabe di sti nguir entr e un pr oducto r eci cl abl e y

1

2

106

14

uno que no l o es? SI

NO

65


Conocimiento real acerca del material del cual se pretenden reducir el problema actual de recicle y contención a nivel ligero: P R EGU N T A 5

62

61

60

P E R SON A S 59

58

57

56 ¿Sabe que es el PET?

1

2

58

62

SI

NO

Determinar la clasificación de materiales que pueden ser reciclables: PR EGU N T A 6

120

100

80

P E R SON A S

60

40

20

0 ¿Sabia qie l os envases plásti cos son r eci cl abl es?

1

2

102

18

SI

NO

66


Determina la conciencia social y la preocupación por el medio ambiente: PR EG U N T A 7

60

50

40

P E R SON A S 30

20

10

0 ¿Que hace con los envases vacios?

1

2

3

54

28

38

T I R A R LOS

R E C I C LA R LOS

C OM P A C T A R LOS Y T I R A R LOS A LA

B A SU R A

Determina la aprobación y demanda que hay para el diseño del compactador de PET: PR EG U N T A 8

120

100

80

P E R SON A S

60

40

20

0 ¿Cr ee necesar i o un metodo par a separ ar la basur a?

1

2

108

12 SI

NO

67


Nos arroja una posible visión del mercado en donde se puede introducir el diseño del compactador de PET: P R EGU N TA 9

70

60

50

40 P E R SON A S 30

20

10

0 ¿Cuenta con contenedor es desti nados a este mater i al?

1

2

50

70

SI

NO

Investigación de campo acerca de otros posibles diseños de compactación de PET existentes: P R EGU N T A 10

120

100

80

P E R SON A S

60

40

20

0 ¿Conoce al guna her r amienta que f acil ite el

1

2

16

104

r ecicl aj e y contencion del PET? SI

NO

68


Determina la posible aceptación del diseño dentro del mercado: PR EGU N T A 11

120

100

80

P E R SON A S

60

40

20

0 ¿Le gustar i a contar con un pr oducto que le ayude a r eali zar esta tar ea?

1

2

108

12

SI

NO

Determina las características posibles que deberá cumplir el diseño en base a los requerimientos expresados por los encuestados: P R EGU N T A 12

80

70

60

50

P E R SON A S 40

30

20

10

0 ¿Como pr ef er i r ia que f uer a semi -automati co o

1

2

74

46

manual ? SE M I - A U T OM A T I C O

M ANUAL

69


ENCUESTA 120

100

80

PERSONAS

60

40

20

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Serie1

52

52

50

106

58

102

54

108

50

16

108

74

Serie2

68

32

70

14

62

18

28

12

70

104

12

46

Serie3

36

38 PREGUNTAS

70


ES NECESARIO EL PROYECTO? 140

120

100

80

60

40

20

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

A FAVOR

68

40

70

106

62

102

40

108

70

104

108

120

EN CONTRA

52

40

50

14

58

18

40

12

50

16

12

0

REFERENCIA

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

71


EN NECESARIO EL PROYECTO?

EN CONTRA 43%

A FAVOR 57%

A FAVOR

EN CONTRA

72


2.6 CONCLUSIONES DEL ESTUDIO DE MERCADO La encuesta fue aplicada en centro comercial al sur de la cd. de México d.f.; 120 fue el numero de personas que contestaron la encuesta. El objetivo principal por el cual se decidió realizar la encuesta dentro de un entorno medio alto, económicamente hablando fue por las siguientes consideraciones: -

Facilidad para adquirir bienes (estabilidad económica) Nivel cultural y entendimiento acerca del termino del reciclado Conciencia social y preocupación por la preservación del medio ambiente

Una vez contemplados estos puntos obtuvimos un mejor resultado en la encuesta realizada, así como una visión mas acertada para el diseño de nuestro compactador de PET. El tamaño de la muestra considerada fue hecho en base a estandarizaciones consultadas de información recolectada de diversos cursos impartidos para incubadoras de empresas. El resultado obtenido de a cuerdo a la encuesta realizada, al sector social que se planea impactar con la introducción y/o la necesidad de contar con un diseño nuevo en el mercado que nos ayude con la tarea de compactación de PET y que ayude a crear conciencia social en lo que respecta a la separación del PET, asi como destinar contenedores específicos para su almacenamiento reduciendo el problema de espacio en casas, oficinas y/o entornos pequeños. Los resultados estadísticos de la encuesta fueron los esperados, en cuanto a la necesidad de contar con un diseño que cumpla con la función de compactación, ya que un 60 % de nuestra muestra coincidió en la necesidad urgente de que exista un diseño que cubra las características propuestas y planteadas a los encuestados por los integrantes del equipo de trabajo nos ayude a realizar esta tarea y reduzca el problema de espacio para la contención del PET. El otro 40% de la muestra encuestada, no se puede contabilizar como parte negativa en su totalidad, ya que la mayoría no esta informada correctamente acerca del manejo del PET ni de su proceso de reciclaje así como de la existencia de los centros de acopio para el PET, no conoce el tema ni tiene la información necesaria para adoptar una cultura de separación de materiales en este caso reciclables (PET). 73


Por lo tanto, una vez informada el porcentaje del 40% que resulto negativo se proyecta tentativamente que un el 50% de este declinaría por la aceptación de la propuesta del diseño. De acuerdo a este ultimo análisis realizado por los integrantes del equipo de trabajo y tomando en consideración las opiniones de la muestra encuestada no da luz verde para presentar el proyecto, y comenzar el diseño del compactador de PET de uso ligero, que cumpla con las características para la función propuesta a la muestra encuestada, a su vez, que se cumpla con los lineamientos que debe de tener un proyecto para su aprobación. De las cuales las principales serian: - Cubrir una necesidad. (si) - Ser un diseño nuevo o mejorado. (si) - Contribuir al retraso de la contaminación ambiental. (si) - Con el mínimo de costo posible. (si) Una vez que se lleva a cabo el proceso de compactación del PET y reducido el problema de la contención, este puede ser contenido en mayor volumen y su transportación a los centros de acopio (compra-venta de PET) será mas fácil y se podrá obtener una ganancia de recuperación monetaria para los interesados, con lo que a mediano plazo podría recuperarse el monto de la inversión por la adquisición del diseño.

74


CAPITULO III PLANEACION 3.1 INTRODUCCIÓN El propósito de éste capítulo es el de organizar las tareas, y los recursos de nuestro diseño, establecer marcos de tiempo y fechas de terminación realistas, así como también identificar las acciones necesarias para asegurar éxito. La planeación de nuestro diseño nos permite identificar puntos de control clave y asegurar que los problemas de construcción y manipulación salgan ala luz y sean resueltos oportunamente. Para poder realizar la etapa de planeación, se desarrollaron a lo largo de este capítulo las siguientes herramientas: -

Secuenciar tareas o actividades Programar tareas o actividades (Diagrama de Gantt) Realizar diagramas de Red (Ruta crítica)

3.2 PROGRAMA DE ACTIVIDADES DEL PROYECTO NOMBRE DE LA TAREA REALIZACION DEL DISEÑO desarrollo de diagrama manual desarrollo de diagrama sem. automático especificaciones técnicas de materiales costos unitarios ARMADO DEL PROTOTIPO ensamble de piezas mecánicas y electrónicas armado de estructura estructura de soporte REALIZACION DE PRUEBAS

COMIENZ O vie 04/04/08 vie 04/04/08 jue 01/05/08 jue 29/05/08 jue 12/06/08 vie 04/04/08 jue 26/06/08 jue 10/07/08 vie 01/08/08 vie 22/08/08

FIN vie 04/04/08 mié 30/04/08 mié 28/05/08 mié 11/06/08 mié 25/06/08 vie 04/04/08 mié 09/07/08 mié 30/07/08 jue 21/08/08 vie 22/08/08

PREDECESORA 2,6 3 4,9,8,7 5

10

11,12,13 14

75

COMPACTADOR DE PET PARA USO LIGERO realización de prueba A en prototipo manual realización de prueba B en prototipo manual realización de prueba C en prototipo manual REALIZACION DE AJUSTE DE DISEÑO TERMINACION DEL PROYECTO pueda final A prueba final B prueba final C ENTREGA DEL DISEÑO

vie 22/08/08 lun 25/08/08 mar 26/08/08 mié 27/08/08 jue 14/08/08 mié 10/09/08 mié 10/09/08 mié 10/09/08 mié 10/09/08

vie 22/08/08 lun 25/08/08 mar 26/08/08 mar 09/09/08 jue 14/08/08 mié 10/09/08 mié 10/09/08 mié 10/09/08 mié 10/09/08

16,17,18,19

TIEMPOS ASIGNADOS A CADA ACTIVIDAD DEL PROYECTO NOMBRE DE LA TAREA REALIZACION DEL DISEÑO desarrollo de diagrama manual desarrollo de diagrama semi-automático especificaciones técnicas de materiales costos unitarios ARMADO DEL PROTOTIPO ensamble de piezas mecánicas y electrónicas armado de estructura estructura de soporte REALIZACION DE PRUEBAS realización de prueba A en prototipo manual realización de prueba B en prototipo manual realización de prueba C en prototipo manual REALIZACION DE AJUSTE DE DISEÑO TERMINACION DEL PROYECTO pueda final A prueba final B prueba final C ENTREGA DEL DISEÑO TOTALES

0d 20d 20d 10d 10d 0d

DURACIÓN OPTIMISTA 8d 3d 1d 1d 1d 1d

DURACIÓN PESIMISTA 12d 7d 3d 3d 4d 3d

10d

1d

3d

15d 15d 0d

1d 1d 8d

3d 4d 12d

1d

1d

4d

1d

1d

5d

1d

1d

3d

10d 0d 1d 1d 1d 1d 117d

1d 1d 28d 8d 1d 8d 76d

3d 4d 32d 12d 5d 12d 134d

DURACIÓN

76


3.3 DIAGRAMA DE

GANTT

77


3.4 RUTA CRÍTICA

78


CAPITULO IV EJECUCIÓN Y CONTROL DELPROYECTO INTRODUCCIÓN Este capítulo lo hemos separado en dos partes ya que se diseñaron dos diferentes tipos de propuestas de acuerdo a los resultados obtenidos en el capítulo anterior. En el armado del diseño se buscaron los materiales mas acordes para ejemplificar el principio mecánico mediante el cual se podría lograr la compactación del PET, tomando en cuenta que éste será construido solo para fines demostrativos el ensamble se realizó de modo casero siguiendo la propuesta de diagramas en forma estricta y lo más apegado a nuestro diseño. A lo largo de la construcción del diseño se fueron modificando algunos puntos referidos al principio de compactación corrigiendo a su vez los registros de diagramas y referencias técnicas. PROPUESTA 1 4.1 DESARROLLO DE DIAGRAMAS DEL COMPACTADOR DE PET MANUAL

79


80


ISOMETRICO SOPORTE CIRCULAR No.1, No.2 Y No.4

ISOMETRICO SOPORTE CIRCULAR No.3

81


82


ISOMETRICO VISTA LATERAL SISTEMA MANUAL DE COMPACTACIÓN

83


ISOMETRICO VISTA SUPERIOR SISTEMA MANUAL DE COMPACTACION

84


PLANO DE DISEÑO GENERAL SISTEMA MANUAL DE COMPACTACION

PLANO DE DISEÑO GENERAL SISTEMA MANUAL DE COMPACTACION

85


4.2 MATERIALES Tornillo sin fin de 5/8” de diámetro y longitud de 30cm.

Sujetador redondo de Fe 3cm de diámetro interno y profundidad de 3cm.

Sujetador redondo de Fe 9cm de diámetro interno y profundidad de 3cm.

Angulo de Fe 0.19cm y espesor de .03cm

86


4.3 PROCESO DE ARMADO ESTRUCTURA 1. Se cortan 8 tramos de ángulo de Fe 18cm. de longitud y 4 tramos de ángulo de Fe 50cm. de longitud.

2. Se soldan 4 tramos de ángulo de 18cm. formando un cuadro y en cada esquina se solda un tramo de ángulo de 50cm.

3. Finalmente se soldan los otros 4 tramos de 18cm. en los extremos libres, formando una estructura rectangular.

87


SUJETADOR PARA CUELLO DE BOTELLAS DE PET 1. Se maquino una rondana de col rol con un diámetro interno de 3cm, diámetro externo de 5cm. y una profundidad de 3cm.

2. Se fijan dos tramos de ángulo de Fe de 7m. de longitud a la rondana col rol con un diámetro interno de 3cm.

3. Ya teniendo esta pieza se soldó en uno de los cuadros que se formaron en la estructura (parte inferior del diseño).

88


PASA FLECHA 1. Se cortaron 2 tramos de ángulo de 18m.

2. Se soldaron los tramos de ángulo a los lados de una tuerca 5/8” de cuerda estándar, formando con ésta la guía por donde pasará la flecha.

3. Una vez armada ésta pieza, se procede a fijarla en el cuadro contrario de donde está sujeto la rondana de diámetro interno de 3cm (parte superior del diseño)

89


FLECHA SIN FIN Y SUJETADOR PARA LA BASE DE BOTELLAS DE PET 1. Se cortó un tramo de 30cm. de longitud de tornillo sin fin de Fe 5/8” cuerda estándar, para formar el eje o flecha.

2. En uno de los extremos del tornillo se soldó una tuerca de 5/8”, que servirá como base para la unión de la siguiente pieza.

3. Se maquinó una rondana de col rol con diámetro interno de 9cm, diámetro externo de 11cm. y profundidad de 3cm.

90


4. Se soldó una placa de Fe de 5x11cm ala rondana de diámetro interno de 9cm. para poder unirla a la flecha.

5. Una vez insertada esta pieza dentro de la estructura se soldó al extremo de la flecha mencionada en el punto 2.

91


ESTABILIZADOR 2 DE FLECHA SIN FIN 1. Se cortaron 2 tramos de ángulo de Fe de 10cm. de longitud

2. Se tomaron los dos tramos de ángulo y en ambos extremos se soldó una tuerca de 5/8” formando con esto el segundo estabilizador o guía por donde pasará la flecha, posteriormente se procede a soldar ésta pieza sobre el primer estabilizador (parte superior de la estructura).

92


EMPUÑADURA 1. En el extremo libre de la flecha sin fin (parte superior de la estructura) se soldó una tuerca de 5/8” la cual servirá como base para la siguiente unión.

2. Se cortó un tramo de 15cm. de longitud del tornillo sin fin para formar la empuñadura

3. se soldó este tramo a la flecha.

93


ACABADOS 1. Se desbastó con un esmeril cada una de las soldaduras hechas en toda la estructura

2. Se esmeriló para quitar impurezas y limpiar todo el Fe de la estructura

3. Se pintó toda la estructura para darle una terminado mate

94


Implementación del sistema manual en un contenedor -

Colocación del sistema en la parte superior del contenedor rectangular con las siguientes especificaciones Fabricado en plástico fibra de vidrio Terminado Mate Con tapa desmontable

Medidas: altura: 65.0 cm. fondo: 35.0 cm. frente: 42.0 cm.

95


4.4 PROCESO DE FUNCIONAMIENTO 1. Colocar el cuello del envase de PET en soporte circular No.1

2. Ajustar la flecha sin fin al tamaño del envase de PET

3. Colocar la base del envase de PET en el soporte circular No.3

96


4. Ajustar tensores del soporte circular No.3

5. girar la empuñadura manualmente hasta que el envase este reducido a su máxima compactación

6. liberar la base del envase de PET del soporte No.3

97


7. girar la flecha sin fin en sentido contrario al inicial 8. liberar el cuello del envase de PET del soporte circular No.1 el envase caerá por si solo.

98


PROPUESTA 2 DEL COMPACTADOR DE PET SEMI AUTOMÁTICO 4.5 DESARROLLO DE DIAGRAMAS

99


ISOMETRICO SUPERIOR COMPACTADOR SEMI-AUTOMATICO

100


ISOMETRICO LATERAL COMPACTADOR SEMI-AUTOMATICO

101


ISOMETRICO LATERAL COMPACTADOR SEMI-AUTOMATICO

102


Para fines demostrativos y considerando los resultados del estudio de mercado se realizo un diseño alterno al de tipo manual, el cual tiene el mismo principio de funcionamiento haciendo las siguientes modificaciones: 4.6 PROCESO DE ARMADO PARA EL SISTEMA SEMI-AUTOMATICO ESTRUCTURA Y MECANISMOS 1. Se armó la estructura de forma rectangular 50x18x18 cm. De ángulo de Fe de 0.19cm. -

Se cortaron 4 tiras de 50 cm. de ángulo Se cortaron 8 tiras de 18 cm. de ángulo Se soldaron 2 cuadros con las tiras de 18cm. Se unieron los cuadros soldando las tiras de 50cm. de forma rectangular

2. Colocación de soportes de Fe y flecha sin fin -

Se solda una base de 19cm. de diámetro como soporte guía para la flecha sin fin. Se solda el soporte No.1 en la parte inferior de la estructura Se solda flecha sin fin, base de 19cm. y soporte No.3 en la parte superior de la estructura

3. Implementación del sistema en un contenedor -

Colocación del sistema en la parte superior del contenedor rectangular con las siguientes especificaciones Fabricado en plástico fibra de vidrio Terminado Mate Con tapa desmontable

Medidas: altura: 65.0 cm. fondo: 35.0 cm. frente:42.0 cm. ETAPA ELECRONICA Y DE CONTROL 1. Se inserta un motor en el lugar donde se encuentra la empuñadura (parte superior del sistema) y se conecta al sistema electrónico (CONSULTAR ANEXO V) 103


2. Se inserta tarjeta electrónica de control 3. Se implementa el de control en la tapa desmontable del contenedor 4. Se coloca batería recargable en el área donde se localiza el sistema electrónico 4.7 PROCESO DE FUNCIONAMIENTO SISTEMA SEMI-AUTOMATICO 1. Encender el sistema de control con el botón ON/OFF 2. Ajustar la flecha sin fin en el punto de inicio con el botón COMPACTAR 3. abrir la tapa y colocar la base del envase de PET en soporte circular No.3 4. Ajustar tensores del soporte circular No.3 5. Ajustar la flecha sin fin al tamaño del envase de PET 6. Colocar el cuello del envase de PET en el soporte circular No.1 7. Ajustar tensores del soporte circular No.1 8. oprimir el botón COMPACTAR hasta que el envase este reducido 9. liberar el cuello del envase de PET del soporte circular No.1 10. Oprimir el botón INICIO 11. liberar la base del envase de PET del soporte No.3 12. el envase caerá por si solo al contenedor

104


CAPÍTULO V EVALUACIÓN DE RESULTADOS INTRODUCCIÓN La evaluación de resultados se refiere a una serie de pruebas o experimentos para determinar si se cumplió el objetivo planteado como una hipótesis al inicio de la presentación del diseño del Compactador de PET. Las pruebas realizadas a nuestro diseño fueron hechas sometiendo a los distintos tamaños de envases de PET para determinar el grado o porcentaje en que éstos pueden ser compactados. Se realizaron 3 tipos de pruebas (tipo A, tipo B y tipo C), sometiendo a los diferentes tamaños de envases a la compactación máxima, observando que su recuperación elástica inmediatamente de quitar la fuerza de compactación aplicada es mínima, quedando reducidos en un porcentaje de 50 a 60% de su tamaño original.

5.1 PRUEBA TIPO A PARA EL COMPACTADOR DE PET MANUAL. La primer prueba realizada al compactador de PET fué con un envase con capacidad de 400ml y altura de 21.50cm. A continuación se da una descripción del procedimiento a seguir para la Prueba Tipo A:

Se colocó el cuello del envase de PET tipo A en soporte circular No.1.

Se ajustó la flecha sin fin al tamaño del envase tipo A (21.50cm).

Posteriormente se colocó la base del envase tipo A en el soporte circular No.3.

Se ajustaron los tensores del soporte circular No.3.

A continuación se giró la empuñadura manualmente hasta que el envase tipo A este reducido a su máxima compactación.

105


Se liberó la base del envase de PET tipo A del soporte No.3 por medio de los tensores.

Se volvió a girar la flecha sin fin pero ahora en sentido contrario al inicial.

Finalmente se liberó el cuello del envase de PET tipo A del soporte circular No.1. Datos obtenidos de Deformación del envase tipo “A” Envase tipo “A”

No. de Vueltas

21.5 cm 18.5cm 15cm 12cm 10cm

% compactacion

0 15 30 45 60

0 20 40 60 80

Grafica de Deformación vs Número de vueltas PRUEBA TIPO "A" 90 % de compactación

80 70 60 50

No. de Vueltas

40

% compactacion

30 20 10 0 21.5 cm 18.5cm

15cm

12cm

10cm

No. de Vueltas

0

15

30

45

60

% compactacion

0

20

40

60

80

No. de vueltas

106


Resultado Esperado y Logrado de la prueba tipo “A” %Compactación deseada 50%

%Compactación lograda 80%

El resultado obtenido fue el esperado, rebasando en un 30 % mas el deseado

Finalmente se presenta de forma ilustrada el resultado obtenido paso a paso de la prueba tipo A al compactador de PET de tipo Manual Características del envase Capacidad: 400ml Alto: 21.50cm Altura después de la Compactación: Alto: 10cm

107


Ajuste del envase tipo A a compactar

Fin de prueba al envase tipo A

Inicio de la compactación al envase tipo A

Grado máximo de compactación al envase tipo A

108


Resultados de la prueba de compactación tipo A

5.2 PRUEBA TIPO B PARA EL COMPACTADOR DE PET TIPO MANUAL. Ésta segunda prueba realizada al compactador de PET fué con un envase con capacidad de 600ml. y altura de 24cm. Descripción del procedimiento a seguir para la Prueba Tipo B:

Se colocó el cuello del envase de PET tipo B en soporte circular No.1.

Se ajustó la flecha sin fin al tamaño del envase tipo B (24cm).

Posteriormente se colocó la base del envase tipo B en el soporte circular No.3.


A continuación se giró la empuñadura manualmente hasta que el envase tipo B este reducido a su máxima compactación.

109


Se liberó la base del envase de PET tipo B del soporte No.3 por medio de los tensores.


Finalmente se liberó el cuello del envase de PET tipo B del soporte circular No.1.

Datos obtenidos de Deformación del envase tipo “B” No. de % compactacion Envase tipo B Vueltas 24 cm 20 cm 17 cm 15cm 10cm

0 17 32 50 60

0 18 33 51 60

Gráfiaca de Deformación vs Número de vueltas PRUEBA TIPO "B"

% de compactación

70 60 50 40

No. de Vueltas

30

% compactacion

20 10 0

24 cm

20 cm

17 cm

15cm

10cm

No. de Vueltas

0

17

32

50

60

% compactacion

0

18

33

51

60

No. de vueltas

110


Resultado Esperado y Logrado de la prueba tipo “B” %Compactación deseada 50%



Finalmente se presenta de forma ilustrada el resultado obtenido paso a paso de la prueba tipo B al compactador de PET de tipo Manual:

Características del envase Capacidad: 600ml Alto: 24cm Altura después de la Compactación: Alto: 12cm

111


Ajuste del envase tipo B a compactar

Fin de prueba al envase tipo B

Inicio de la compactación al envase tipo B

Grado máximo de compactación al envase tipo B

112


Resultados de la prueba de compactación tipo B

5.3 PRUEBA TIPO C PARA EL COMPACTADOR DE PET TIPO MANUAL. La tercera prueba realizada al compactador de PET fué con envases con capacidad de 1000ml. y 1500ml. y alturas de 26cm. y 33cm. respectivamente. Descripción del procedimiento a seguir para la Prueba Tipo C

Se colocó el cuello del envase de PET tipo C en soporte circular No.1.

Se ajustó la flecha sin fin al tamaño del envase tipo C (26cm y 33cm).

Posteriormente se colocó la base del envase tipo C en el soporte circular No.3.


A continuación se giró la empuñadura manualmente hasta que el envase tipo C quedó reducido a su máxima compactación.

113


Se liberó la base del envase de PET tipo C del soporte No.3 por medio de los tensores.


Finalmente se liberó el cuello del envase de PET tipo C del soporte circular No.1.

Datos obtenidos de Deformación del envase tipo “C” envase tipo C No. de Vueltas % compactacion 33 cm 28 cm 23 cm 18 cm 12 cm

0 25 50 75 100

0 20 40 60 80

Grafica de Deformación vs Número de vueltas PRUEBA TIPO "C"

% de compactación

120 100 80 No. de Vueltas

60

% compactacion

40 20 0

33 cm

28 cm

23 cm

18 cm

12 cm

No. de Vueltas

0

25

50

75

100

% compactacion

0

20

40

60

80

No. de vueltas

114


Resultado Esperado y Logrado de la prueba tipo “C” %Compactación deseada 50%



Finalmente se presenta de forma ilustrada el resultado obtenido paso a paso de la prueba tipo C al compactador de PET de tipo Manual: Características del envase Capacidad: 1000ml Capacidad: 1500ml Alto:26cm. Alto: 33cm. Altura después de la Compactación: Alto: 12cm

115


Ajuste del envase tipo C a compactar

Fin de prueba al envase tipo B

Inicio de la compactación al envase tipo C

Grado máximo de compactación al envase tipo B

116


Resultados de la prueba de compactación tipo C

117


CONCLUSIONES La realización del diseño del compactador de PET fue lo que se esperaba, con resultados satisfactorios, en relación a la función que debe desempeñar este, reducción a su mínimo espacio, el PET, (envases de bebidas, de este tipo de material). El principio de torsión fue el mas apropiado para esta función del diseño del compactador de PET, de acuerdo a las propiedades maleables y la poca resistencia a la deformación en este caso para su compactamiento, hasta en un 50% del tamaño original del envase. Las limitantes especificadas para la función de este diseño son reales, ya que esta diseñado solo para compactar envases de bebidas, que cumplan con las características, y dimensiones dentro de la capacidad del compactador de PET. De acuerdo al porcentaje de compactación, cumple con la misión de aprovechamiento de espacios al máximo, y por consecuencia, mayor almacenamiento de estos envases, para su fácil transportación. Dentro de la elaboración del diseño tuvimos que realizar muchos cambios en cuanto al sistema mecánico de compactación del PET, por lo que se realizaron varias pruebas, con los diferentes modos de compactación, resultando mas apropiado el de torsión, por lo tanto para el diseño semi-automático propuesto, solo se le adecuo un motor que realizara la fuerza de torsión aplicado por medio de un controlador de giro para motor, como las pruebas de verificación para evaluación de resultados fueron satisfactorias para el compactador de tipo manual, y el principio de funcionamiento es el mismo para ambas propuestas, no tendrá ningún problema el sistema semi-automático, para desarrollar la misma función que el diseño manual de compactador de PET Por lo tanto concluimos que el diseño fue todo un éxito y cumple con lo propuesto.

118


GLOSARIO ADITIVO. Sustancia que se agrega a otras para darles cualidades de que carecen o para mejorar las que poseen. ALCALINO. Hidróxido metálico muy soluble en el agua, que se comporta como una base fuerte. EMBALAJE. Caja o cubierta con que se resguardan los objetos que han de transportarse. ESTERIFICAR. Formar un ester mediante la unión de un ácido y un alcohol o un fenol. ETILENO. Gas incoloro, de sabor dulce y muy inflamable. Se obtiene por craqueo térmico de hidrocarburos alifáticos gaseosos y de diversas fracciones del petróleo. EXTRUIR. Construir. HUSILLO. Tornillo de hierro o madera que se usa para el movimiento de las prensas y otras máquinas. ISOTÓNICO. Dicho de dos o más disoluciones: Que, a la misma temperatura, tienen igual presión osmótica. POLIESTER. Resina termoplástica obtenida por polimerización del estireno y otros productos químicos. Se endurece a la temperatura ordinaria y es muy resistente a la humedad, a los productos químicos y a las fuerzas mecánicas. Se usa en la fabricación de fibras, recubrimientos de láminas, etc. POLIETILENO. Polímero preparado a partir de etileno. Se emplea en la fabricación de envases, tuberías, recubrimientos de cables, objetos moldeados, etc. POLIMERO. Compuesto químico, natural o sintético, formado por polimerización y que consiste esencialmente en unidades estructurales repetidas. RESINA. Sustancia sólida o de consistencia pastosa, insoluble en el agua, soluble en el alcohol y en los aceites esenciales, y capaz de arder en o con el aire, obtenida naturalmente como producto que fluye de varias plantas.

119


SILO. Lugar subterráneo y seco en donde se guardan granos o materias primas. Modernamente se construyen depósitos semejantes sobre el terreno. TERMOPLASTICO. Dicho de un material: Maleable por el calor

120


BIBLIOGRAFÍA PENDER A. , james SOLDADURA 3ª Edición Mc Graw Hill KEPNER-TREGOE, INC ISTRACION DE PROYECTOS Consultoría de Procesos S.A. de C.V. ROMERO, josé antonio, ISTRACION DE PROYECTOS KLASTORIN, ISTRACION DE PROYECTOS, Alfaomeha URLICH, dave, EVLUACIÓN DE RESULTADOS, 2ª Edición Prentice Hall BEUCHE, frederick j, FISICA GENERAL, 3ª Edición, Mc Graw Hill ARECES, ramón, DISEÑO DE ENCUESTAS PARA ESTUDIOS DE MERCADO PAGINAS WEB http://www.pslc.ws/spanish/pet.htm http://www.monografias.com http://www.soloselecto.com/catalog/default.php?ath=25_39 http://www.aguasierracazorla.com/material.html http://www.ambev.com.br/espanol/produtos/refrigerantes/sukita/0001 http://www.cordoliva.com/paginas/espanol/pet.htm http://thermovenit.com/o.html http://www.plastunivers.com/Tecnica/Hemeroteca/ArticuloCompleto.asp?ID=2324 http://www.vicentin.com.ar/aceitegirasol.htmhttp://www.vicentin.com.ar/aceitegiras ol.htm http://www.envapack.com/displayarticle534.html

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http://www.puleva.es/alimentossaludables/fichas/fichaProductoBatido250.html http://www.envapack.com/displayarticle216.html http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones/geologia/Vol4_N8_2001/aplica ci%C3%B3n_operaciones.htm http://www.plastiquarian.com/dickson.htm http://www.plastivida.com.ar/1_usos.htm http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones/geologia/Vol4_N8_2001/aplica ci%C3%B3n_operaciones.htm http://www.pslc.ws/spanish/pet.htm http://www.monografias.com/trabajos17/factibilidad/factibilidad.shtml http://images.google.es/imgres?imgurl=http://www.redcicla.com/images/pet.jpg&im grefurl=http://www.redcicla.com/Principal009.htm&h=60&w=69&sz=2&tbnid=Vahsjt NpOcJ:&tbnh=57&tbnw=66&start=6&prev=/images%3Fq%3Dpolietilentereftalato% 26hl%3Des%26lr%3D%26sa%3DN http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/072/htm/sec_7.htm http://images.google.es/imgres?imgurl=http://www.quiminet.com.mx/imagenes_site /imagenes3/plas1.gif&imgrefurl=http://www.quiminet.com.mx/detalles_articulo.php %3Fid%3D4%26Titulo%3DPL%25E1STICOS%2BCOMUNES&h=70&w=72&sz=2 &tbnid=sqQfVjPnwV0J:&tbnh=65&tbnw=67&start=8&prev=/images%3Fq%3Dpoliet ilentereftalato%26hl%3Des%26lr%3D http://hosting.udlap.mx/profesores/miguela.mendez/alephzero/archivo/historico/az3 5/rutaecologica.htm http://www.eis.uva.es/~macromol/curso0506/pet/reciclado_reciclado%20mecanico.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua http://www.depeca.uah.es/alcabot/seminario2006/Trabajos/FelipeBarrenoHerrera.pdf

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ANEXO I PROCESO DE TRANSFORMACIÓN DEL POLÍMERO EN BOTELLA INFORMACION TECNICA INTRODUCCION El polímero de PET puede ser transformado en botella mediante un proceso llamado biorientación de preformas, las cuales son moldeadas en equipos de inyección. El moldeo de las preformas consiste en la inyección del polímero fundido en la cavidad del molde hasta llenarlo. Una vez lleno, la resina del polímero fundido es enfriada rápidamente para obtener así una pieza con excelente transparencia, libre de deformaciones y una magnífica exactitud dimensional lo cual es esencial para obtener botellas de excelente calidad. El objetivo de esta sección es presentar con detalles algunos de los aspectos técnicos más importantes sobre el moldeo por inyección de la preforma fabricada con resina. DESCRIPCION DEL PROCESO El proceso de inyección puede ser dividido en las siguientes fases: -

Secado del granulado hasta lograr que el contenido de humedad sea menor a 40 ppm.

-

Fusión del polímero en un equipo de inyección, utilizando de preferencia el husillo que esté diseñado especialmente para PET, aunque un husillo convencional, de longitud 20:D y una relación de compresión de 3:1, puede ser de utilidad.

-

Inyección del material dentro de las cavidades del molde, que normalmente es de colada caliente, aunque los de colada convencional también pueden encontrar alguna aplicación.

-

Enfriado rápido del material dentro del molde para obtener piezas amorfas (transparentes).

-

Apertura del molde y expulsión de las preformas.

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FABRICACION DE ENVASES Existen en el mercado dos tipos de instalaciones para fabricar envases:

SISTEMA DE DOS ETAPAS En este sistema, la primera etapa consiste en inyectar un preforma en un equipo de inyección el cual deberá tener ciertas características especiales para que pueda procesar la resina y obtener de él un rendimiento óptimo en cuanto a sus propiedades físicas y de transparencia. Sin embargo, en los equipos convencionales de inyección también puede ser procesado el material mediante un ligero acondicionamiento del equipo obteniendo preformas de calidad. Los moldes deber ser de colada caliente cuando se trata de elevados niveles de producción y deberán tener un sistema de refrigeración muy eficiente. Estos moldes suelen tener desde 16 hasta 96 cavidades. Una vez que las preformas están lo suficientemente frías para que no se deformen o se peguen entre sí, son expulsadas y posteriormente enviadas a donde se localice el equipo de soplado, el cual puede estar en la misma planta o cualquier otro lugar. La segunda etapa del proceso consiste en calentar las preformas hasta una temperatura tal que puedan ser estiradas y sopladas, en un equipo de soplado de alta productividad que normalmente se encuentra localizado en las plantas embotelladoras. SISTEMA INTEGRADO O DE UNA ETAPA En este sistema, se realiza el moldeo de la preforma y el soplado de la misma, para obtener el envase en una sola máquina (los procesos de inyección y soplado están integrados en una misma unidad), por lo que no es necesario sacar las preformas de la máquina para que puedan ser sopladas y llevarlas a su forma y tamaño definitivos.

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SECADO PET TEORIA SOBRE EL SECADO DEL PET Un requisito esencial para el proceso de la resina de polietilentereftalato (PET), es el control cuidadoso del secado del material. El PET, en forma sólida, absorbe humedad del medio ambiente (semejante a un desecante). Así, durante el almacenaje, la resina absorberá humedad hasta alcanzar el equilibrio. Este valor puede ser tan alto como 0.6% en peso, dependiendo de las condiciones del lugar donde sea almacenado. En la práctica, la resina no absorbe niveles de humedad mayores a 0.2% en peso si se mantiene en un lugar cubierto y durante periodos cortos de tiempo. Sin embargo, para fabricar un buen producto de PET, se requiere reducir la humedad a menos de 0.004% (40 partes por millón) antes de inyectar el material. La razón para esto, es que a temperaturas superiores al punto de fusión, el agua presente hidroliza rápidamente al polímero, reduciendo su peso molecular así como sus propiedades características.

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ANEXO II IDENTIFICACIÓN DE PLÁSTICOS Existe un código de identificación mundial para los termoplásticos que los identifica con números del 1 al 7 dentro de un triángulo de flechas, normado en México en la NMX-E-232-SCFI-1999, ya que cada plástico tiene sus propiedades y aplicaciones específicas.

PET Envases muy transparentes, delgados, verdes o cristal, punto al centro del fondo del envase: de refresco, aceite comestible, agua purificada, alimentos y aderezos, medicinas, agroquímicos, etc.

PEAD Envases opacos, gruesos, de diversos colores, rígidos, con una línea a lo largo y fondo del cuerpo: de cloro, suavizantes, leche, cubetas, envases alimentos, etc.

PVC Envases transparentes, semidelgados, con asa y una línea a lo largo y fondo del envase: de shampoo, agua purificada, etc. También usado para mangueras, juguetes, tapetes, etc.

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PEBD Principalmente usado para película y bolsas, de tipo transparente, aunque se puede pigmentar, de diversos calibres y también se usa para tubería y otros.

PP Plástico opaco, traslúcido o pigmentado, empleado para hacer película o bolsas, envases, jeringas, cordeles, rafia para costales y sacos, etc.

PS Hay dos versiones, el expansible o espumado (unicel o nieve seca) y el Cristal, empleado para fabricar cajas, envases y vasos transparentes pero rígidos.

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ANEXO III RESISTENCIA QUIMICA Y PROPIEDADES DEL PET Alcoholes Metanol Etanol Isopropanol Ciclohexanol Glicol Glicerina Alcohol bencílico

Aldehídos

Acetaldehído Formaldehído Carbonos Tetracloruro de carbono Cloroformo Difenil clorado Tricloro etileno Disolventes Eter Acetona Nitrobenceno Fenol Acido formica Ácido acético Ácido Clorhídrico 10 %

Ácidos

muy resistente muy resistente resistente muy resistente muy resistente muy resistente resistente muy resistente muy resistente muy resistente resistente muy resistente muy resistente muy resistente no resistente no resistente no resistente muy resistente muy resistente resistente 128


Ácido Clorhídrico 30 % Ácido Fluorhídrico 10 y 35 % Ácido Nítrico 10 % Ácido Nítrico 65 y 100 % Ácido fosfórico 30 y 85 % Ácido sulfúrico 20% Ácido sulfúrico 80 % o más Anhídrido sulfuroso seco Soluciones acuosas alcalinas Hidróxido amónico Hidróxido cálcico Hidróxido sódico Dicromato

Sales (soluciones)

Carbonatos alcalinos Cianuros Fluoruros Sustancias varias Cloro Agua Peróxido de hidrógeno Oxígeno Propiedades físicas del PET Amorfo: 1,33 - 1,34 Semicristalino:1,45 – 1,51 Absorción de agua – equilibrio (%) < 0,7 Absorción de agua – en 24 horas 0,1 (%) Índice refractivo 1,58 – 1,64 Índice de oxigeno limite (%) 21 Resistencia a la radiación Buena Propiedades mecánicas

resistente muy resistente muy resistente no resistente .muy resistente resistente no resistente muy resistente no resistente resistente no resistente muy resistente muy resistente muy resistente muy resistente muy resistente muy resistente muy resistente muy resistente

Densidad (cm.-1)

129


Resistencia a la tracción hasta la deformación

59 (MPa)

Resistencia a la tracción hasta la rotura

No rompe

Alargamiento hasta la rotura Módulo de elasticidad en tracción Resistencia a la flexión Resistencia al impacto Charpy Dureza Rockwell, escala M/R Dureza a la presión de la bola Relación de Poisson

No rompe 2420 (MPa) 86 (MPa) No rompe 111 117 0,37 – 0,44 (oriented)

Propiedades Ópticas Transmisión de luz (%) 89 Refracción Propiedades Térmicas Temperatura máxima de utilización en continuo Temperatura reblandecimiento VICAT –(10N) Temperatura reblandecimiento VICAT –(50N) Temperatura reblandecimiento HDT A-1,8 MPa Temperatura reblandecimiento HDT B-0,45 MPa Coeficiente de expansión lineal (ºC -1) Calor específico (J.K -1.kg-1) Propiedades Eléctricas Constante dieléctrica a 1 MHz Factor de disipación a 1 Khz. Resistencia dieléctrica (kV.mm-1)

89 1,576 60°C 79°C 75°C 69°C 73°C < 6.10-5 1200 1350 3 0.002 17

130


ANEXO IV FORMA ACTUAL PARA EL PROCESO DE TRITURACION Y MMACHACAMIENTO DE DESECHOS TRITOTUTTO ISVE: funcionamiento y características principales. Las características principales de una trituradora son su solidez y fiabilidad; esto se aplica a cada una de las partes de la máquina, de la tolva de carga a la unidad de trituración y de descarga. Desde el punto de vista técnico, la trituradora está constituida por una unidad de carga que a menudo tiene las características de una simple tolva (1). La función de esta parte no se tiene absolutamente que pasar por alto, ya que tiene que disponer el material de la mejor manera posible dentro del grupo de trituración al fin de evitar cualquier inconveniente posible durante la moledura. I.S.V.E. S.r.l. goza de una amplia experiencia en aportar soluciones a los distintos problemas de carga, esforzándose por adaptarse de la mejor manera posible a las características de cada subproducto. La acción de corte de la trituradora se produce mediante una serie de elementos cortantes que al cruzarse machacan al producto. Los elementos principales del sistema son unos discos de cantos agudos (3) provistos de garfios (2). La función de los garfios consiste en agarrar el producto y llevarlo hasta las fresas (4) montadas sobre dos o más ejes motores contra giratorios, que realizan un corte neto del material. Para la motorización del grupo de trituración se utiliza en general un motor eléctrico asíncrono de corriente alterna que permite, a través de un motorreductor, aplicar las fuerzas necesarias para la trituración. Cuando se acumula entre los discos una cantidad de material excesiva o que no se consigue triturar, un par térmico invierte temporalmente el movimiento de las cuchillas, previniendo así la posible sobrecarga de la estructura o el riesgo de rotura de la máquina. La experiencia que hemos acumulado en los distintos sectores de utilización nos permite ajustar siempre de manera óptima la regulación del grupo de

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trituración al fin de conseguir un justo equilibrio entre máxima productividad y funcionamiento regular. La salida del producto tiene lugar pasando a través de una criba (5) que permite seleccionar en cada caso el material con la granulometría deseada. Los trozos de mayor tamaño son recuperados por los garfios y se vuelven a introducir en el ciclo para ser nuevamente triturados; naturalmente, cuanto más pequeño sea el diámetro de la criba, más numerosos serán los pasajes de material a través del grupo de trituración. Queda claro por tanto que la trituradora es una máquina bastante sencilla en su concepción general sin dejar de ser altamente eficaz en cuanto a prestaciones operativas. Las ventajas mayores que se pueden conseguir con esta máquina se refieren principalmente a la baja velocidad de rotación de los discos. Contrariamente a lo que sucede en los molinos tradicionales, el par de corte disponible es mayor cuanto menor sea la velocidad de rotación de los ejes. Esta característica permite trabajar con un nivel bajo de absorción de energía eléctrica y un menor nivel de ruido (inferior a 60 decibelios).

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ANEXO V CONTROL DE MOTORES DE CD El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, principalmente mediante el movimiento rotativo. En la actualidad existen nuevas aplicaciones con motores eléctricos que no producen movimiento rotatorio, sino que con algunas modificaciones, ejercen tracción sobre un riel. Estos motores se conocen como motores lineales. Esta máquina de corriente continua es una de las más versátiles en la industria. Su fácil control de posición, par y velocidad la han convertido en una de las mejores opciones en aplicaciones de control y automatización de procesos. Pero con la llegada de la electrónica han caído en desuso pues los motores de corriente alterna del tipo asíncrono, pueden ser controlados de igual forma a precios más asequibles para el consumidor medio de la industria. A pesar de esto el uso de motores de corriente continua sigue y se usan en aplicaciones de trenes o tranvías La principal característica del motor de corriente continua es la posibilidad de regular la velocidad desde vacío a plena carga. Una máquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes, un estator que da soporte mecánico al aparato y tiene un hueco en el centro generalmente de forma cilíndrica. En el estator además se encuentran los polos, los cuales pueden estar devanados sobre la periferia del estator, o pueden estar de forma saliente. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado. Principio de funcionamiento Según la segunda Ley de Laplace, un conductor por el que pasa una corriente eléctrica que causa un campo magnético a su alrededor tiende a ser expulsado si se le quiere introducir dentro de otro campo magnético.

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F: Fuerza en Newtons I: Intensidad que recorre el conductor en Amperios l: Longitud del conductor en metros B: Inducción en Teslas Fuerza contraelectromotriz inducida en un motor Es la tensión que se crea en los conductores de un motor como consecuencia del corte de las líneas de fuerza, es el efecto generador. La polaridad de la tensión en los generadores es inversa a la aplicada en bornes del motor. Las fuertes puntas de corriente de un motor en el arranque son debidas a que con máquina parada no hay fuerza contraelectromotriz y el bobinado se comporta como una resistencia pura. en la que: E: Fuerza contraelectromotriz en voltios (V) P: Número de pares de polos n: Número de conductores φ: flujo en webers (Wb) N: Velocidad en revoluciones por minuto (rpm) a: número de pares de ramas en paralelo. Número de escobillas Las escobillas deben poner en cortocircuito todas las bobinas situadas en la zona neutra. Si la máquina tiene dos polos, tenemos también dos zonas neutras En consecuencia, el número total de escobillas ha de ser igual al número de polos de la máquina. En cuanto a su posición, será coincidente con las líneas neutras de los polos. Sentido de giro El sentido de giro de un motor de corriente continua depende del sentido relativo de las corrientes circulantes por los devanados inductor e inducido. La inversión del sentido de giro del motor de corriente continua se consigue invirtiendo el sentido del campo magnético o de la corriente del inducido. Si se permuta la polaridad en ambos bobinados, el eje del motor gira en el mismo sentido.

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Los cambios de polaridad de los bobinados, tanto en el inductor como en el inducido se realizarán en la caja de bornas de la máquina. Reversibilidad Los motores y los generadores de corriente continua están constituidos esencialmente por los mismos elementos, diferenciándose únicamente en la forma de utilización. Por reversibilidad entre el motor y el generador se entiende que si se hace girar al rotor, se produce en el devanado inducido una fuerza electromotriz capaz de transformarse en energía en el circuito de carga. En cambio, si se aplica una tensión continua al devanado inducido del generador a través del colector de delgas, el comportamiento de la máquina ahora es de motor, capaz de transformar la fuerza contraelectromotriz en energía mecánica. En ambos casos el inducido está sometido a la acción del campo inductor principal. CONTROL DE GIRO DE UN MOTOR DE CD Control por el conexionado de diodos o transistores (DRIVERS). Se utilizan esquemas de puente en H, algunas veces mediante circuitos integrados para el control de motores bipolares y unipolares. Algunos ejemplos de esquemas. MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA. Para los motores de corriente continua se clasifican los métodos de controlar la potencia de los motores de c.c. en cuatro grupos: i. Rectificación controlada por silicio. ii. Conmutación electrónica. iii. Modulación de anchura por pulsos (PWM). iv. Modulación de la frecuencia de pulsos (PFM). Rectificación controlada por silicio. Si la potencia a regular es grande se utiliza el tiristor. Cuando se polariza directamente el tiristor (positivo al ánodo y negativo al cátodo) el diodo se hace conductor cuando la puerta recibe un impulso positivo de tensión. Se utilizan puentes de Graetz con un tiristor en cada rama.

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Conmutación electrónica. Si la potencia a regular es pequeña se regula el tiempo y el sentido de la corriente por las bobinas del motor mediante transistores de potencia y circuitos integrados. Las configuraciones básicas son el Puente en H y el Puente en T. El Puente en H usa 4 transistores de potencia y una sola fuente de alimentación. Funcionan los transistores dos a dos bloqueados o conduciendo. Si una de las parejas conduce la otra está cortada. Regulando el tiempo de conducción o bloqueo se varía la velocidad y regulando la pareja que conduce se regula el sentido de la intensidad. El Puente en T usa dos transistores de potencia y dos fuentes de alimentación. Modulación de anchura por pulsos (PWM). Este método se basa en aplicar la potencia al motor mediante impulsos de amplitud variable, cuanta mayor duración tengan los pulsos en los que se aplica la alimentación, mayor potencia recibirá el motor. El generador de los impulsos que controla los conmutadores que alimentan al motor produce impulsos a la misma frecuencia pero con una anchura variable de la parte positiva para acomodarse la carga y ala velocidad requerida. Modulación de la frecuencia de pulsos (PFM). En lugar de variar la anchura de los pulsos manteniendo la frecuencia, en este método se mantiene la anchura de los impulsos pero se varía la frecuencia de los mismos, con lo que se obtiene unos resultados semejantes. La anchura de pulso no varía, pero si la frecuencia con la que se produce.

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ETAPA DE CONTROL • Una vez que se tomaron las especificaciones de voltaje y corriente del motor se buscó el Driver que se nos adecuara mas a nuestras necesidades, eligiendo el LB1640N, del cual se nuestra a continuación su hoja de especificaciones y diagrama de conexiones

137


138


•

Alimentación de nuestro de control. Las baterías que plantean ocupar deben estar contenidas dentro del diseño y es construida a base de Plomo/Ácido porque como necesitamos un consumo continúa de corriente y a la vez de voltaje estas son ideales para este tipo de diseños y son fáciles de recargarse.

A continuación se muestra la batería empleada, así como sus características de operación:

Características de la Batería 12V, 7AH/20HR

139


En la siguiente figura se muestra el diagrama de conexiones del de control.

+Vcc Batería LB1640N 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

M1

Input A Sw1

Input B Sw2

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Diseño tablilla de circuito impreso

-

+

Se tiene diseñado el circuito de control para una tablilla fenólica con dimensiones de 10x15 cm. de una sola cara recubierta de Cu. La distribución de nuestro de control en una de las partes laterales de nuestra estructura, aclarando que la parte de alimentación se encontrará en la parte inferior del compactador de PET.

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