UNIVERSIDAD UNIVER SIDAD PRIVADA PRIVADA DEL VALLE VALLE FACULT FACULTAD DE TECNOLOGÍA TECNOLOGÍ A CARRERA DE INGENIERÍA EN PETRÓLEO, GAS Y ENERGÍAS
ELABORACION DE PISOS BALDOSAS A PARTIR DE CAUCHO RECICLADO Y ADHESIVO DE POLIURETANO MEDIANTE REACCION DE ENTRECRUZAMIENTO.
INTEGRANTES: GAMES PINTO GONZALO HEREDIA VARGAS VARGAS ALBER ALBE R
Cochaa!a " Bo#$%$a 2014.
INDIC
&. '. (. *.
INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN...... ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .......................... ........................& .....& PLANTEAMIEN PLANTEAMIENTO TO DEL PROBLEMA... PROBLEMA.......... ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ...........' ....' )USTIFICACÍON )USTIFICACÍON...... ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. ................ ..................' .........' OB)ETIVOS. OB)ETIVOS........ ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............( ......( *.&. OB)ETIVO OB)ETIVO GENERAL..... GENERAL............ ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. ................( .........( *.'. OB)ETIVOS OB)ETIVOS ESPECÍFICOS.. ESPECÍFICOS........ ............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. ................ ..........( .( +. MARCO TEÓRICO.... TEÓRICO........... ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. ................... .......................( ...........( +.&. POLÍMEROS. POLÍMEROS........ .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ................* ..........* +.'. CLASIFICACI CLASIFICACION ON DE POLIEMROS.... POLIEMROS.......... ............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ..............* .......* +.'.&. POLIMEROS POLIMEROS ELASTOMER ELASTOMEROS..... OS............ .............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. .............+ .......+ +.'.'. +.'.'. POLIME POLIMEROS ROS TERMOP TERMOPLAS LASTIC TICOS. OS.... ...... ....... ....... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ....... ........+ ....+ +.'.(. +.'.(. POLIME POLIMEROS ROS TERMOE TERMOEST STAB ABLES LES... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ....... ....... ........ .......... ......... .... +.'.*. EL NEUMAT NEUMATICO... ICO......... ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .......................+.'.+. +.'.+. POLÍME POLÍMEROS ROS ENTREC ENTRECRUZ RUZADO ADOS... S...... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ....... ......... .......... .......... ......... ..... . +.'.. +.'.. LA PROBLE PROBLEM/T M/TICA ICA DE LOS LOS RESI RESIDUO DUOS S NEUMA NEUMAT TICOS ICOS CON CON EL MEDIO AMBIENTE..................................................................................................&& +.'.-. +.'.-. PROCES PROCESO O DE RECIC RECICLA) LA)E E DE NEUMA NEUMATI TICO. CO..... ....... ....... ....... ........ .......... .......... .......... .......&( ..&( 5.2.7.1. 5.2.7.1. CARACTERÍST CARACTERÍSTICAS ICAS TÉCNICO TÉCNICO – ECONÓ ECONÓMICAS... MICAS.......... .............. ....................14 .............14 5.2.7.2. 5.2.7.2. COMPOSICIÓN COMPOSICIÓN DEL SISTEMA SISTEMA........ .............. ............. .............. .............. ............................ .........................15 ....15 5.2.7.3. 5.2.7.3. DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN CICLO CICLO TRABAJO... TRABAJO.......... .............. ............. ................ ................................ .......................15 .15
+.'.0. +.'.0. +.'.. +.'..
LAS BALDO BALDOSAS SAS DE CAUCH CAUCHO O TRITUR TRITURADO ADO.... ....... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ......... ........&...&PROCES PROCESO O DE FA FABRICACIO BRICACION N DE BALD BALDOSA OSAS... S....... ......... ......... ......... .......... .......... .........&....&-
5.2.9.1. 5.2.9.1. TRITURACIÓN TRITURACIÓN....... .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. ............... .............................. ..........................17 ....17 5.2.9.2. 5.2.9.2. MOLDEADO MOLDEADO Y PRENSADO......... PRENSADO............... ............. .............. .............. ............. ............................ .........................18 ...18
+.'.&1. USOS Y APLICACION APLICACIONES ES DE LAS BALDOSAS.... BALDOSAS................. ................................&0 ...................&0 5.2.1.1. CARACTERÍSTICAS M!S DESTACABLES................................ DESTACABLES................................ .........19 ......... 19
. CALCULOS.... CALCULOS.......... ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ................. ............................& .................& .&.
CALCULO DEL PROCESO PRODUCTIVO ......................................................&
-. DESARROLLO DESARROLLO E2PERIMENT E2PERIMENTAL AL........ ............... .............. ............. ............. .............. .............. ............... ........................'1 ................'1 0. CONCLUSIONE CONCLUSIONES...... S............ ............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. .............. .............................. ............................'' ......'' . BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA....... ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. ............................ ..............................'* .........'*
1
&. INTRODUCCIÓN. La fuerte demanda de neumáticos, derivada del constante incremento del parque automotor en Bolivia, que a dado lu!ar a la aparici"n de un !rave pro#lema como sumatoria de determinados desequili#rios medioam#ientales como la contaminaci"n atmosf$rica, ruidos % la producci"n de residuos. &l principal pro#lema que e'iste para el recicla(e de los neumáticos usados es la dispersi"n !eo!ráfica en la !eneraci"n de estos residuos, los mismos que presentan serias dificultades en el proceso de reco!ida pero so#re todo en el tema econ"mico. )demás, se presentan una serie de pro#lemas de almacenamiento, por el !ran volumen que ocupan % por ser un producto altamente inflama#le capa* de producir nu#es to'icas en caso de incendio que se unen a los pro#lemas financieros. &n la actualidad en Bolivia las llantas de autom"viles son desecadas en forma continua, lo cual supone una dificultad para acerlas desaparecer, si una llanta no es convenientemente reciclada provoca contaminaci"n am#iental %a que estas se convierten en cunas para la proliferaci"n de roedores e insectos !eneradores de enfermedades, as+ mismo las posi#ilidades de incendio % la #a(a #iode!rada#ilidad representa un peli!ro. in em#ar!o, e'isten empresas al rededor del mundo que an decido tomar parte de esta pro#lemática, % con el uso de la tecnolo!+a % la innovaci"n, an podido compro#ar que es posi#le el recicla(e de estos residuos % que además, es facti#le su utili*aci"n en m-ltiples presentaciones, aplicaciones, un sinn-mero de usos, con resultados mu% favora#les en todos los casos.
2
Las losetas o #aldosas de cauco reciclado, son productos en los cuales apro'imadamente el 0 / de sus componentes son caucos %a utili*ados en neumáticos, que se trituran % se seleccionan para su posterior uso % el otro 10/ son resinas % pi!mentos. Las caracter+sticas del producto, lo acen adecuado para su uso como pavimentos de se!uridad en parques infantiles, para pavimentos antica+das, suelo antifati!a, etc. La utili*aci"n de llantas usadas como materia prima para la producci"n de !ranulado % esta a su ve* como materia prima para la fa#ricaci"n de #aldosas es reconocida por su $'ito en diferentes pa+ses del mundo.
'. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. &n vista del crecimiento inminente del parque automotor tanto en la ciudad de Coca#am#a como en todo el pa+s % de los residuos como las llantas en desuso % otros que este sector proporciona, mismos que suponen un !ran pro#lema am#iental, %a que al ser materiales altamente duraderos, voluminosos % poco de!rada#les, se allan ocupando espacios considera#les, además de servir de nido de roedores e insectos !eneradores de enfermedades. or todo lo e'presado, d+a a d+a se ace más ur!ente pro%ectar ideas capaces de eliminar o miti!ar dicos pro#lemas a la #revedad posi#le. or otra parte la poca se!uridad que #rindan los pisos tradicionales, ocupados por el sector de la construcci"n, crean la necesidad de productos alternos con caracter+sticas como dura#ilidad, se!uridad, econom+a % porque no tomar en cuenta la salud del medio am#iente.
(. )USTIFICACÍON. &l simple eco de a#lar de recicla(e % reutili*aci"n respalda el pro%ecto en cierta manera considerando las #ondades de dar valor a!re!ado a materiales en desuso, todo esto en cuanto a (ustificaci"n se refiere, sin em#ar!o olvidar el mencionar que ace falta motivar a la investi!aci"n en !eneral a partir de documentos ela#orados anteriormente que demuestren a trav$s de ensa%os % prue#as e'perimentales reali*adas, la posi#ilidad de solucionar pro#lemáticas actuales de !ran inter$s com-n, como las e'puestas en el planteamiento del pro#lema del presente informe.
3
)demás, ca#e rescatar que a partir de estudios más profundos es posi#le interpolar los resultados % conclusiones a escalas industriales, como lo visto %a en la ciudad de Coca#am#a as+ como tam#i$n en otros pa+ses, con el o#(etivo de masificar la oferta, crear un producto alternativo de ma%or se!uridad % posteriormente aminorar el costo del producto.
*. OB)ETIVOS. Los o#(etivos !eneral % espec+ficos que respaldan el pro%ecto se plantearon como si!ue. 4.1.
OB)ETIVO GENERAL. &ncontrar procedimientos e'perimentales adecuados para la ela#oraci"n de pisos #aldosas a partir de cauco triturado % adesivo de poliuretano mediante reacci"n de entrecru*amiento.
4.2.
OB)ETIVOS ESPECÍFICOS.
•
)nálisis de las propiedades ori!inales de la materia prima e insumos.
•
eciclar % reutili*ar material en desuso de carácter contaminante, dándole valor a!re!ado % diversas aplicaciones.
•
&studio e'perimental de la relaci"n de entrecru*amiento entre macrocadenas del cauco triturado % el adesivo de poliuretano.
•
Identificar solventes apropiados para la disoluci"n del adesivo de poliuretano % cauco triturado, mediante ensa%os en la#oratorio.
•
&ncontrar proporciones renta#les entre la cantidad de adesivo de poliuretano utili*ado % la cantidad de cauco triturado.
•
eali*ar un análisis de costos del proceso productivo de pisos #aldosas.
4
+. MARCO TEÓRICO. &l presente marco te"rico ace referencia a todo lo relacionado con el cauco.
3.1.
POLÍMEROS.
n pol+mero es un compuesto qu+mico en el que las mol$culas están formadas por cadenas lar!as en las que se repite una unidad #ásica 5a esta unidad #ásica se llama mon"mero6. Cada pol+mero tiene unas propiedades determinadas. Conociendo las propiedades requeridas de un material para un uso en particular, puede esco!erse un pol+mero u otro, incluso puede dise7arse la s+ntesis en la#oratorio de un nuevo pol+mero #uscando dicas propiedades espec+ficas. 3.2.
CLASIFICACION DE POLIEMROS.
&n funci"n de la repetici"n o variedad de los mon"meros, los pol+meros se clasifican en a6 #6
Ho!o3o#4!56o: 8ormados a partir de un solo tipo de mon"mero.
5
c6
H5756o3o#4!56o: 8ormados por dos o más mon"meros distintos. Cuando están formados solo por dos tipos de mon"meros, reci#en el nom#re de copol+mero.
d6
6
&stas unidades repetitivas pueden distri#uirse de distinta manera a lo lar!o de la cadena del pol+mero
• • •
A# a8a6: )BB)B))B)... A#7569aa: )B)B)B... E9 #o;<5: ))BBB))BBB...
3.2.1. POLIMEROS ELASTOMEROS.
9 materias
estructuradas con cadenas macromoleculares elásticas, caucos sint$ticos.
ustancias naturales o sint$ticas dotadas de !ran elasticidad, con una estructura reticulada, a #ase de macromol$culas lar!as % filiformes unidas entre s+, con una propiedad sin!ular la de su e'pansi#ilidad reversi#le. 9 sea las macromol$culas tienen una disposici"n de arrollamiento, que permite estirarse cuando se le aplica una fuer*a de tracci"n que cuando cesa reco#ra su forma inicial. e presenta en dos modalidades o(as de coá!ulos o#tenidos por proceso de olimeri*aci"n, o en láte', formado por una suspensi"n coloidal en un medio acuoso. Los principales elast"meros
son de
#utadieno:estireno,
neopreno,
polisulfuros,
%pal"n,
siliconas,
poliuretanos, fluorados, poliisoprenos, poli#utadieno. 3.2.2. POLIMEROS TERMOPLASTICOS.
n termoplástico es un plástico que, a temperaturas relativamente altas, se vuelve deforma#le o fle'i#le, se derrite cuando se calienta % se endurece en un estado de transici"n v+trea cuando se enfr+a lo suficiente. La ma%or parte de los termoplásticos son pol+meros de alto peso molecular , los cuales poseen cadenas asociadas por medio de fuer*as de ;an der
fuertes interacciones
dipolo:dipolo % enlace
de
idr"!eno,
o
incluso
anillos aromáticos apilados 5 poliestireno6. Los pol+meros termoplásticos difieren de los pol+meros termoesta#les o termofi(os en que despu$s de calentarse % moldearse pueden recalentarse % formar otros o#(etos.
7
us propiedades f+sicas cam#ian !radualmente si se funden % se moldean varias veces 5istorial t$rmico6, !eneralmente disminu%endo estas propiedades al de#ilitar los enlaces. Los más
usados
son
el poliestireno 56,
el polietileno 5&6,
el polipropileno 56,
el polimetilmetacrilato 5>>)6,
el policloruro
el poli#utileno 5B6, de
vinilo 5;C6,
el politereftalato de etileno 5&?6, el tefl"n 5o politetrafluoroetileno, ?8&6 % el nailon 5un tipo de poliamida6. e diferencian de los termoesta#les o termofi(os 5#aquelita, !oma vulcani*ada6 en que $stos -ltimos no funden al elevarlos a altas temperaturas, sino que se queman, siendo imposi#le volver a moldearlos. >ucos de los termoplásticos conocidos pueden ser resultado de la suma de varios pol+meros, como es el caso del vinilo, que es una me*cla de polietileno % polipropileno. 3.2.@. POLIMEROS TERMOESTABLES.
) los plásticos termoesta#les tam#i$n se les llama resinas, % su estructura es una malla fuertemente unida en todas direcciones. &sto si!nifica que los plásticos termoesta#les siempre son r+!idos, % el calor no les funde, sino que los car#oni*a. La fa#ricaci"n con ellos consiste en me*clar una sustancia #ase con un catali*ador que provoca la reacci"n. ) esta reacci"n se le llama curado de la resina, % despu$s de producirse, la forma con que quede la me*cla es inaltera#le. nos los parámetros caracter+sticos de los materiales termoesta#les es el punto de !elificaci"n o punto de !el, el cual se refiere al momento en el que el material pasa de una manera irreversi#le de un estado l+quido:viscoso a un estado s"lido durante el proceso de curado o reticulado, una ve* se a traspasado dico punto de !elificaci"n el material de(a de fluir % no puede ser moldeado o procesado de nuevo. no de los aspectos ne!ativos que presentan los materiales termoesta#les es su nula capacidad de recicla(e dado a que una ve* an solificado o curado es imposi#le volver a una fase l+quida del material, los materiales termoesta#les tienen la propiedad de no fundirse o deformarse en presencia de temperatura o calor, antes pasarán a un estado !aseoso que a un estado l+quido.
8
3.2.4. EL NEUMATICO.
)ntes de centrarnos en la pro#lemática del residuo, o#(eto de esta investi!aci"n, que no es otro que el neumático usado, va%amos al ori!en para conocer el producto departida el neumático. n neumático es #ásicamente un elemento que permite a un ve+culo despla*arse en forma suave a trav$s de superficies lisas. Consiste en una cu#ierta principalmente de cauco que contiene aire el cual soporta al ve+culo % su car!a. u invenci"n se de#e al norteamericano Carles Aood%ear qui$n descu#ri", accidentalmente en 10, el proceso de vulcani*aci"n, con el que se da al cauco la resistencia % solide* necesaria para fa#ricarlo.
F$=<6a 9> &: D$a=6a!a 5 <9 95
Ta#a &. Co!3o@$c$9 ca6ac7564@7$ca@ 5 #o@ $565975@ 7$3o@ 5 95
N5
9
F<5975: R<56 Ma9<ac756@ A@@oc$a7$o9. )unque suelen variar se!-n el tipo de neumáticos % el pa+s de fa#ricaci"n, los diferentes elementos qu+micos que componen un neumático se muestran en la ta#la I.2.(unto a sus porcenta(es respectivos
Ta#a '. A9?#$@$@ ;<4!$co 5# 95
F<5975: Co!<@7$#5@ a#7569a7$%o@, Ho#56a9 &-.
10
&l neumático ocupa un destacado primer lu!ar entre todos los art+culos de !oma % se compone ma%oritariamente de cauco, aunque llevan otros aditivos en diferentes porcenta(es.
Ta#a (. Co!3o@$c$9 a36o$!aa 5 <9 95
3.2.3. POLÍMEROS ENTRECRU"ADOS
&n la polimeri*aci"n de adici"n el rompimiento del enlace covalente en un mon"mero posi#ilita el acoplamiento de dos mon"meros. &n las reacciones de condensaci"n los mon"meros tienen !rupos terminales reactivos que solo posi#ilitan el acoplamiento de otros dos mon"meros. Cuando en un proceso de polimeri*aci"n intervienen mon"meros con funcionalidad 2, es decir, cada mon"mero reacciona -nicamente con otros dos mon"meros, la mol$cula resultante será lineal o a lo sumo presentará ramificaciones. )unque la cantidad de ramificaciones tiene una !ran influencia en la variaci"n de las propiedades de los pol+meros lineales, lo que am#os tipos de pol+meros 5lineales % ramificados6 tienen en com-n es que al calentarse se funden % dico proceso es reversi#le, por lo cual se denominan termoplásticos. Cuando en la reacci"n intervienen mon"meros con funcionalidad ma%or que 2, la mol$cula resultante tendrá una estructura entrecru*ada o de red.
11
3o#4!56o 59765c6<8ao. &n un pol+mero entrecru*ado las cadenas están qu+micamente unidas, lo cual ace que estos materiales sean esta#les t$rmicamente 5termoesta#les o termofi(os6 no flu%en al ser calentados, % posean propiedades similares a las de los caucos. a% diferentes maneras de producir el entrecru*amiento de las cadenas. ara el polietileno, la manera más sencilla es irradiar el material fundido con radiaci"n ioni*ante, como ra%os # o !. na ve* el material a sido entrecru*ado su forma queda definida, solamente puede ser deformado calentándolo % someti$ndolo a esfuer*os que lo o#li!uen a tomar una forma deseada, la cual puede ser sostenida enfriándolo a una temperatura lo suficientemente #a(a= pero si el material es calentado de nuevo retornará a la forma que ten+a cuando se produ(o el entrecru*amiento. or lo anterior, los termoesta#les no se re#landecen ante un aumento de temperatura % la estructura molecular se de!rada, o se quema, cuando se lle!a a un nivel de temperatura l+mite para el material. n e(emplo de pol+mero entrecru*ado sucede al reaccionar estireno 5funcionalidad 26, denomin$moslo mon"mero )
)
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Con divinil #enceno 5funcionalidad 46, denomin$moslo mon"mero B
B &l pol+mero resultante será formado por reacciones de adici"n. Consistirá de cadenas de poliestireno 5)6 unidas por un !rupo de entrecru*amiento divinil #enceno 5B6
3.2.. LA PROBLEM!TICA DE LOS RESIDUOS NEUMATICOS CON EL MEDIO AMBIENTE.
La poca conciencia del ser umano, la falta de una pol+tica am#iental eficiente, la poca capacidad innovativa, el verti!inoso crecimiento del parque automotri*, entre otros, an derivado en una contaminaci"n irracional de nuestro planeta. Los neumáticos son uno de los residuos que tienen un alto impacto en el medioam#iente son de !ran tama7o, no se descomponen, son ideales como nido de roedores e insectos, son potenciales focos de incendios con la consecuente contaminaci"n no s"lo del suelo sino tam#i$n del aire % además las sustancias de las que están fa#ricados, penetran el suelo % contaminan las napas su#terráneas de a!ua. ?al ve*, recuperar neumáticos dif+cilmente determine una !anancia financiera para quien lo a!a. in em#ar!o, se de#en considerar los #eneficios am#ientales, sociales % sanitarios que trae apare(ado para las ciudades % su !ente, ra*"n por la cual se (ustifica ampliamente que este proceso de recuperaci"n sea encarado a la #revedad.
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Las cifras son dif+ciles de dimensionar, s"lo en &stados nidos a% unos tres #illones acumulados, en )lemania unas @0 mil toneladas, suma % si!ue, en Bolivia es dif+cil de sa#er, porque la !ran ma%or+a están #otados a la orilla de caminos, en sitios eria*os o en vertederos clandestinos. Cada ve* es ma%or la preocupaci"n por preservar el medio am#iente, lo cual es l"!ico si consideramos los desastres ecol"!icos que emos vivido en los -ltimos tiempos. &ste incremento de la sensi#ili*aci"n social se a visto refle(ado en el pro!resivo aumento de los requisitos medioam#ientales e'i!idos a las empresas. No es fácil conocer las o#li!aciones le!ales que le aplican a una empresa % si nos referimos espec+ficamente a los requisitos medioam#ientales la dificultad se multiplica. )s+, cuando #uscamos normativa so#re al!-n aspecto medioam#iental determinado, nos encontramos con una le!islaci"n parcialmente dero!ada, modificada por otra normativa que a la ve* esta modificada, o simplemente no e'iste re!la al!una. Nuestro !o#ierno posee la facultad de fi(ar disposiciones espec+ficas, relativas a la producci"n % !esti"n de diferentes tipos de residuos, entre ellos los neumáticos en desuso, que por su peculiaridad, requieren de una normativa de desarrollo espec+fica cu%a finalidad sea prevenir la incidencia am#iental de estos residuos. or lo tanto, se de#e incorporar a este ordenamiento la responsa#ilidad del productor, que es una de las fi!uras más relevantes dentro de esta pro#lemática. 9#li!aciones e'i!i#les en cuanto al productor por la puesta en el mercado de productos !eneradores de residuo. Dicas o#li!aciones afectar+an tanto al propio producto como al residuo. &s decir, considerar limitaciones a las actividades que puedan ocasionar da7o al medio am#iente. or lo tanto, el o#(etivo que se persi!ue es proponer al!unas consideraciones que, se espera, sean -tiles para esta#lecer una normativa que determine la o#li!aci"n de ela#orar planes empresariales de prevenci"n donde se permita identificar cuáles son los mecanismos de prolon!aci"n de la vida -til de los neumáticos % que facilite su reutili*aci"n % reciclado al final de su vida -til. Del mismo modo, de#e o#li!ar a los productores a acerse car!o de la !esti"n de residuos derivados de sus productos.
14
Las o#li!aciones acia los productores pueden reali*arse directamente, mediante convenios de cola#oraci"n, o por medio de la or!ani*aci"n de sistemas propios de !esti"n. La normativa de#e esta#lecer además, las operaciones de almacenamiento % requisitos t$cnicos de las instalaciones. Eunto con ello se de#e esta#lecer la proi#ici"n de depositar estos residuos en vertederos. ) los efectos de fomentar una ma%or % me(or concienciaci"n ciudadana en materia de prevenci"n de residuos %, concretamente, de los neumáticos en desuso, se de#e esta#lecer la o#li!aci"n de especificar en las facturas de venta de los neumáticos nuevos la repercusi"n en su precio final de los costes de !esti"n del residuo a que den lu!ar esos neumáticos cuando se conviertan en neumáticos en desuso. or -ltimo, se de#e contar con la cola#oraci"n de las diferentes instituciones que ten!an relaci"n con el medio am#iente a fin de !aranti*ar el cumplimiento de esta normativa. e trata, con ello, de disponer de datos fia#les para, entre otros fines, ela#orar, revisar, e(ecutar % reali*ar el se!uimiento del plan de recicla(e de neumáticos, as+ como verificar el !rado de cumplimiento de sus o#(etivos ecol"!icos. e #usca una normativa que ten!a por o#(eto prevenir la !eneraci"n de neumáticos en desuso, esta#lecer el r$!imen (ur+dico de su producci"n % !esti"n, % fomentar, por este orden, su reducci"n, reutili*aci"n, reciclado % otras formas de valori*aci"n, con la finalidad de prote!er el medio am#iente. 3.2.F. PROCESO DE RECICLAJE DE NEUMATICO.
&l sistema propuesto tiene la capacidad de procesar 2,000 G!H de neumáticos. &l anual estimado es apro'imadamente F,000 toneladas que presumen una media de @,300oras de tra#a(o efectivo. La cantidad de !oma o#tenida es un F0/ a 0/ del peso total de material de los neumáticos procesados 5con tra*as de fi#ras especiales6. &l @0/ a 20/restante se componen del acero que forman la camisa o cintur"n del neumático. &ste lleva una m+nima presencia de !oma % es totalmente reutili*a#le en el campo del ierro % )cero.
•
&l área cu#ierta para la instalaci"n de la planta es de apro'imadamente 2,000 m2.
15
•
&l sistema entero puede ser mane(ado por 4 operadores por turno.
•
La potencia total instalada cercana a 200 . Necesidades de mantenimiento m+nimas. e reduce a máquinas trituradoras
•
5afiladoHcam#io cucillas % discos refinadores6.
Figura n°2: Esquema de una planta de reciclaje de neumáticos. CARACTERÍSTICAS TÉCNICO – ECONÓMICAS.
3.2.F.1.
&l concepto t$cnico de la planta se #asa en el si!uiente plan
• •
• • •
istemas mecánicos de transformaci"n dise7ados para operaci"n limpia. 9peraci"n de proceso un solo paso para ase!urar confia#ilidad % #a(o consumo de ener!+a. Limita la necesidad de mantenimiento de #a(o nivel. )dapta#le al entorno para evitar ser una fuente de contaminaci"n. )uto contenido para satisfacer las necesidades del espacio.
Figura n° 3: Acopio de neumáticos
Ba(o estos criterios, la planta cumple con las si!uientes caracter+sticas
16
• • • • •
• •
"lida &structura >etálica. 8ondo de la planta rotatorio para mantenimiento % limpie*a. )usencia de poluci"n residual. educida necesidad de mantenimiento ordinario. so limitado de tra#a(o a las caras afiladas en las máquinas de corte % a los discos trituradores de refinaci"n. Consumo #a(o de ener!+a limitado a 0.@3 J.H!. ?oda la maquinaria ocupa un área de 00 m2 apro'imadamente. COMPOSICIÓN DEL SISTEMA.
3.2.F.2.
eis secciones, en cuanto a calidad, cantidad % se!uridad, +nte!ramente controlado por un sistema computari*ado.
a c 5
ecci"n de triturado ecci"n de !ranulado ecci"n de ulveri*ado ecci"n de desmetali*ado ecci"n compuesta de aireado % redes vi#ratorias intercam#ia#les ecci"n de empacado.
&l sistema a#arca por otra parte, una serie de #andas transportadoras para conectarlos pasos continuos, 5car!ado, drenado % recirculado6, % un sistema de filtraci"n por aire. 3.2.F.@.
DESCRIPCIÓN CICLO TRABAJO.
&l neumático va a trav$s de una cinta transportadora, es enviado a una tro*adora, de#ido a sus cucillas contra: rotantes, % de(ándolo en peda*os de apro'imadamente @00 mm.
F$=<6a 9>+: G6a9o@ 5 ca
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&ste material, cae en la cinta transportadora al si!uiente paso del proceso, con una acci"n análo!a a la anterior, reduce las dimensiones del material asta una medida de 30mm. &l material o#tenido, a trav$s de una #anda transportadora de cinta entra en una tercera máquina que con un sistema similar a las anteriores, reduce el cauco a 1 mm, destacando as+ la presencia de acero del interior de los neumáticos.
F$=<6a 9>: D$565975@ 7a!ao@ 5 =6a9o@. na #anda transportadora posterior, reco!e lo procesado para pasarlo de#a(o de un imán permanente, reco!iendo cualquier material ferroso presente, mientras que el cauco se lleva a trav$s de un transporte neumático % es colocado en los silos. &n este punto del ciclo, el cauco, %a sin presencia de acero, puede iniciar el proceso de refinaci"n. Los !ranos de !oma, a trav$s de un vertedor son enviados en la máquina depulveri*ado, la cual con la acci"n de em#ra!ue entre dos discos rotatorios en sentidos inversos, reduce el !rano a las dimensiones deseadas, a!re!ando o quitando discos se!-n se requiera. na ve* terminado el procesado del material es llevado mediante transporte neumático para su separaci"n % almacenado.
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3.2.. LAS BALDOSAS DE CAUC#O TRITURADO.
Las #aldosas de cauco reciclado son una alternativa nueva a los materiales tradicionales. ?ienen mucas venta(as estructurales que los acen una me(or opci"n para ciertos usos. ;ienen en una amplia variedad de colores % especificaciones. Lo me(or de todo es que son ecol"!icos, %a que están ecos con materiales de deseco. Las #aldosas de cauco recicladas son fa#ricadas con desecos de cauco triturado, del cual la fuente más a#undante son los neumáticos usados. Las #aldosas pueden variar en espesor desde mu% finas asta !ruesas de casi cuatro pul!adas 510 cm6 de alto. &l material puede ser mu% denso para proporcionar una superficie duradera, o muco menos denso para dar un efecto acolcado. )unque se fa#rican más com-nmente en forma cuadrada, al!unas #aldosas de cauco reciclado vienen para encastrar, para un armado e instalaci"n más fáciles.
Tabla 6. Propiedades de las baldosas de goma.
3.2.. PROCESO DE $ABRICACION DE BALDOSAS.
3.2..1.
TRITURACIÓN.
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Inicialmente las llantas de introducen en una maquina desfi#riladora las cual corta la llanta en partes, estas partes tienen un tama7o considera#le por lo que se pasan varias veces esta tener el tama7o adecuado, lue!o con a%uda de un imán se separa el metal, lue!o se procede a pasar los restos de cauco por un tami* que se encar!a de separar el cauco de otros componentes como la fi#ra de vidrio % el n%lon. &s un proceso puramente mecánico % por tanto los productos resultantes son de alta calidad limpios de todo tipo de impure*as, lo que facilita la utili*aci"n de estos materiales en nuevos procesos % aplicaciones. &ste concepto inclu%e la fra!mentaci"n del neumático en !ránulos6 % separaci"n de componentes 5acero % fi#ras6. La maquinaria necesaria para este proceso es comple(a % de alto costo, por lo que ese ace necesario o#tener el triturado por medio de empresas con la infraestructura adecuada para la trituraci"n mecánica. 3.2..2.
MOLDEADO Y PRENSADO.
&l molde donde se vierta el material con la resina o adesivo tendrá una !eometr+a que le permita enca(ar en las otras #aldosas dándoles un ma%or confinamiento % evitar que se desplacen unas con las otras. Con li!antes adecuados % con procesos de curado, se fa#ricaran productos moldeados por compresi"n. roducirán productos de !ran volumen % de #a(as prestaciones. e pueden colorear, aunque las propiedades de tracci"n % a#rasi"n son inferiores a los de los productos naturales, pero econ"micamente es venta(oso. ara la producci"n se de#erá pro#ar diferentes resinas o adesivos para esco!er la que me(or se adapte al cauco. &ste proceso requiere además de prensas que sometan el material a la compactaci"n requerida para un "ptimo funcionamiento. 3.2.10. USOS Y APLICACIONES DE LAS BALDOSAS.
20
‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ 3.2.10.1.
Konas de ocio % (ue!o infantil. arques % (ardines. Cole!ios % !uarder+as. )ndenes % senderos peatonales r#ani*aciones privadas. Instalaciones deportivas. isos % paredes en esta#los % ca#alleri*as iscinas % parques acuáticos. CARACTERÍSTICAS M!S DESTACABLES.
•
)dapta#le a todo tipo de superficies, tanto naturales como artificiales. in necesidad de
•
nin!-n tipo de preparaci"n del terreno. u dise7o permite un sencillo monta(e % acoplamiento, prescindiendo del uso de
• • • • •
adesivos. roducto fle'i#le que evita cualquier tipo de lesi"n, amorti!uando los impactos. De c"moda limpie*a % !ran dura#ilidad. resenta una alta resistencia a la a#rasi"n. >aterial ecol"!ico. >aterial eciclado.
. CALCULOS. &n este apartado se ará el cálculo del costo del proceso productivo. .1.
1 2 3 % &
CALCULO DEL PROCESO PRODUCTIVO. Materia prima, herramientas e insumos roducto. !nidad de recio "#s$ medida Sikafex 221 (adhesivo de 0!37 "#$% 90 poliuretano &au'ho triturado 2 "#$% 2 olde 1 unidad 220 )istola para 'artu'hos 1 unidad 25 total 337
21
area.del .molde.
=
23cm
espesor .del . producto
=
2
1.3cm
cos to.total .del . producto
=
[ ]
@@F Bs
-. DESARROLLO E2PERIMENTAL. Construcci"n del molde contenedor del piso de #aldosa. elecci"n % preparaci"n de la materia prima, insumos % erramientas.
)desi"n % me*cla uniforme del cauco triturado con el poliuretano en porciones considera#les.
22
Compactaci"n de la me*cla en fresco, cada cierto tiempo.
)!re!ado de fi!uras % otros so#re la superficie de la #aldosa en estado fresco.
ecado al intemperie % #a(o som#ra del producto por un lapso de tiempo no inferior a 24 oras.
23
tili*ar erramientas adecuadas para la separaci"n del molde % la #aldosa, manteniendo su fi!ura de manera que no se !eneren da7os.
0. CONCLUSIONES.
•
De acuerdo con el análisis de las propiedades del cauco se pudo concluir que inicialmente $ste manten+a su fle'i#ilidad % elon!aci"n pese a estar triturado, en cuanto al poliuretano, en el que destacan su elevada viscosidad, densidad % #uena aderencia con el cauco.
P6o3$5a5@ !5c?9$ca@ 5# ca
Po#$<657a9o P6o3$5a5@ !5c?9$ca@
36o3$5a5@ ;<4!$ca@
on adesivos r+!idos
o#re resistencia a la radiaci"n ultravioleta e puede pintar
esistencia al esfuer*o normal 13 >pa &lon!aci"n má'ima so#re el 20 / )lta resistencia a la fati!a.
ueden a#sor#er aceites
24
•
e lo!r" reciclar los neumáticos o llantas que cumplieron con su primer uso, demostrando una alternativa para miti!ar la contaminaci"n producida por estos residuos, además de darle valor a!re!ado a los mismos, ela#orando as+ un producto reutili*a#le como lo son los
pisos #aldosas de cauco triturado % adesivo de
poliuretano.
•
De acuerdo a la teor+a descu#ierta por Carles Aood%ear del entrecru*amiento de macromol$culas, entre el cauco % el adesivo de poliuretano e'iste una #uena relaci"n de entrecru*amiento entre am#as macrocadenas, %a que e'perimentalmente se compro#" que el pol+mero final posee propiedades % caracter+sticas mecánicas e'celentes, las cuales se muestran l+neas arri#a.
caucho •
e icieron prue#as en tu#os de ensa%os con el fin de disolver el adesivo de poliuretano % adecuar la viscosidad % densidad del mismo al proceso de ela#oraci"n de las #aldosas, los cuales dieron los si!uientes resultados.
E9@ao 5 $@o#
No disuelto No disuelto No disuelto
25
•
&n vista de que el ensa%o de disoluci"n no arro(" resultados no favora#les, podemos concluir que la relaci"n "ptima entre cauco % adesivo de poliuretano es la
•
especificada en la fica t$cnica del producto. 1.@ G! H m2 en 1mm de espesor. &l análisis de costos del proceso productivo en la ela#oraci"n de pisos #aldosas, arro(o un costo total considerando materia prima, insumos % erramientas, de @@F BsM. Con las si!uientes dimensiones ‒ uperficie de la #aldosa 23 cm2M ‒ &spesor 1.3 cmM ‒ Cauco H )desivo de poliuretano 2G! H 0.@F G! = para 1.3 cmM de espesor.
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