Proyecto de Una Trituradora de Pet

Universidad Tecnológica Nacional CATEDRA:

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Optimización del Diseño Mecánico

MAQUINA TRII TUR TR TURAD ADO ORA PAR PARA A RECI CL AD ADO O DE PL PLAS ASTI TIC CO

Materia: Optimización Optimización del Diseño Mecánico

Profesores: Ing. Caffaratti Ing. Scilipotti Alumnos: Funes, Carlos Alejandro Giacoletti, Martin Rossa, Eduardo Agustin

Leg: 44381 Leg: 41111 Leg: 37191

FUNES, Carlos Alejandro GIACOLETI, Martin Cátedra: Optimización del Diseño Mecánico

ROSSA, Eduardo Agustín Página 1 de 29


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I NTR TRO ODUC UCC CI ON Y OBJ OBJ ETI ETIVO VO RECONOCIMIENTO DE LA NECESIDAD

Nuestro proyecto surge debido a la necesidad de una empresa de Jujuy “Reciclados del Norte” que se dedica al reciclado de Materiales. Como bien se sabe Jujuy es una provincia (como la mayoría de las provincias de nuestro país) que no tiene una política de reciclado de materiales, ni tampoco una recolección selectiva de los mismos. La empresa mencionada actualmente se dedica al desmenuzado y reciclado de papel y cartón, pero piensa ampliar sus procesos comenzando a realizar primeramente la desmenuzacion o triturado triturad o de plástico para enviar a centros de Reciclados en otras otra s provincias, pero no descartando la posibilidad de realizar todo el proceso de Reciclado en la provincia en un futuro distante. di stante. Uno de los inconvenientes a los cuales debe enfrentarse la empresa es el estar alejada de los centros donde se realizan la compra del material triturado. Tampoco se cuenta con empresas privadas o públicas que lleven l leven a cabo la tarea de acopiar envases en vases plásticos plás ticos para venderlos vender los a centros centr os de reciclado como existen en otras provincias (Santa Fe, Mendoza, Entre Ríos, San Juan, San Luis y Buenos Aires) aunque se encuentran en proyecto el poder realizarlo. La empresa mencionada se dedicara al triturado de materiales plásticos y el acopio del material ya triturado en conteiners determinados para tal fin. De este modo podría ser una de las encargadas de abastecer de materia prima a toda una gama de empresas dedicadas al reciclado del plástico que se encuentran encuent ran en la zona norte de nuestro nu estro País. El contacto con lo empresa lo realizamos a través del Ing. Francisco Oliva, que actualmente se dedica al reciclado de papel. El fue el encargado de realizar los trámites para la investigación de una maquina a desarrollarse en nuestro país, como así también fue quien se encargo de llevar a cabo la caracterización de los requisitos de la misma. Lo que se plantea con esta propuesta es la necesidad de reciclar los envases en desuso constituidos con plásticos PET y darle un nuevo aprovechamiento a estos residuos, utilizándolos como materia prima para la elaboración de nuevos productos. Esta necesidad surge debido a la gran cantidad de residuos PET que se generan en los centros poblacionales y a la gran contaminación ambiental que esto genera y a los años necesarios para su degradación (entre 100 y 1000 años) que causan un daño irreparable para nuestro ecosistema. El PET es un derivado del petróleo y al reciclarlo reducimos el uso de éste recurso no renovable pero también apuntamos a la reducción del volumen de los vertederos controlados, ya que el PET ocupa el 60% del volumen de basura de los mismos, y con esto aumentamos considerablemente su vida útil.




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PLANTEO DE ESPECIFICACIONES Clasificación de las especificaciones Variables de entrada:    

Botellas PET con tapa, etiqueta (papel o PEAD). Tamaño mínimo de envase: 500 cm3. Tamaño máximo de envase: 3000 cm3. Posibilidad de recibir botellas aplastadas.

Variables de salida:  

Obtención de hojuelas o flakes de ½” o menor. Las hojuelas pueden contener impurezas de otros plásticos y papel.

Planteo y Analisis de Datos         

Producción horaria: 450 kg/hr. Tiempo máximo de ciclo por botella: 3 segundos Dimensiones máximas 1500x1500x2000mm (axpxh). Obtención de hojuelas de ½” o menos. Capacidad de almacenamiento mínimo: de 90 lts. Tamaño mínimo de envase: 500 cm3. Tamaño máximo de envase: 3000 cm3. Emisión sonora máxima 70 db. Autolimpiante.

Definición del Proceso El proceso por el cual, partiendo de envases de PET, llegamos a obtener hojuelas, es el de trituración. Para ello planteamos que el diseño tenga: Sistema de carga Sistema de trituración. Sistema de descarga. Sistema de almacenamiento si fuese posible.    




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ANALISIS ECONOMI CO Parámetros de Comercialización El peso de cada envase descartable es de 25 o 75 gramos, aproximadamente, según sea de 500 cm3 o 2000 cm3 respectivamente. Los envases post consumo de PET se comercializan de dos formas principalmente: En forma de fardos: cuyas dimensiones ronda los 153x130x85cm. El peso de cada fardo varía entre 200 y 600 kg. según la eficiencia del prensado. 

Valor del PET enfardado: $ 1,25 kg. Valor por envase: envase de 500 cm3 ……….. $ 0,031 envase de 2000 cm3 ……......$ 0,093 

En forma de flakes o escamas: El precio del material en ésta presentación es mayor debido a que por su morfología, es más económica su manipulación y por otro lado, se evita el primer paso de triturado en la planta de reciclaje. Es decir, el material posee cierto “valor agregado”.

Valor del PET en escamas: $ 3,3 kg. Valor por envase: envase de 500 cm3 ……….. $ 0,057 envase de 2000 cm3 ……......$ 0,172

Factor Económico Como ya mencionamos, el PET es un material caracterizado por su gran ligereza. Posee una densidad de 1,34 g/cm3 y las dimensiones de los fardos en los que usualmente se lo manipula son 153x130x85cm aproximadamente. El peso de cada fardo varía entre 200 y 600 kg. Estos datos nos permiten realizar un pequeño cálculo estimativo, donde encontramos que la densidad de un fardo, considerando el caso de mayor eficiencia de prensado, sería 0,35 g/cm3 . Observando éste valor, podemos darnos cuenta que manipular el material de esta manera no resulta muy conveniente.  

PET enfardado $ 1,25 kg. PET en escamas $ 3,3 kg.

El valor aproximado de una botella procesada de 2 litros es de $0,17 y de una botella de 500 cm3 $0.06. En Argentina, las plantas de reciclado utilizan el proceso mecánico de recuperación. En dicho proceso, las secuencias de operaciones van de un triturado, pasando por un lavado, hasta la separación, por flotación, de las hojuelas de PET del resto de los materiales (papel, PP, PEAD, etc.). Dicho esto y analizando las tarifas del material en las distintas presentaciones, concluimos en que la manera más rentable de comercializar el PET es en escamas o flakes, ya que no solo se economiza




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en el transporte, sino que también se le agrega valor al producto, realizando previamente, la primer etapa del proceso de reciclaje en el mismo lugar donde se acopia.

Suponiendo que se procesen en promedio 500 botellas por día ($85 x las 500 botellas), durante un año (365 dias), se obtendría un rédito de $31.025. Estimando un costo operativo del 23%, equivalente a $7135,75, se obtiene como ganancia $23889,25 anuales. Si pretendemos amortizar la inversión en tres años de servicio, bajo el régimen planteado, el costo del equipo no debería superar los $70000.




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DISEÑO Y CALCULO DE COMPONENTES PRINCIPALES Como se menciono anteriormente, la forma en que se va a producir la trituración de las botellas de plástico, va a ser por medio del desgarramiento de las mismas, por lo cual se deberá diseñar una herramienta de corte que pueda satisfacer considerablemente la necesidad. Haciendo consideración de la información recabada, se procede a detallar algunos parámetros, que nos llevaron a la elección del diseño de la herramienta de corte. Caracteristicas del material a triturar 3

Peso de cada envase: 25 o 75 gramos (según sea de 500 cm o 2000 cm 3 Densidad de 1,34 g/cm 

3)

Disco triturador o herramienta de corte

Para ser conservativos y prevenir posibles roturas por errores de clasificación o descuidos, suponemos las condiciones más desfavorables que serían procesar un envase retornable de 2 litros de capacidad y 95 gramos de masa. Consideramos la masa del recipiente concentrada en una barra maciza de manera de tener un cilindro de sección uniforme de 16 mm de diámetro. Utilizamos el criterio de cálculo de potencia de fresado cilíndrico en función del volumen de viruta. N  Ks  Z Z : Volumen de material eliminado por unidad de tiempo Z  area  velocidad

Ks : Tensión de desgarramiento. En el cálculo la consideramos 80% de la tensión de rotura del material.

  d

2

area 

4





 

Velocidad  9 m

16 mm 2 4

min

 201,06 mm 2  2,0106 10 4 m2

 0,15 m seg 

Siendo




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  3,015105 m  Z  area  velocidad  2,0106 104 m2  0,15m seg seg    

 

Ks  0.8  55 N

mm

2

 44 N

mm

2

3

 44 10 6 N

m2

Tendriamos entonces

N  Ks  Z  44 106 N

3   1326,6W   1,326 KW   3,015105 m seg   m 2

En el fresado se considera un rendimiento aproximado del 80% (η = 0.8) Na 

N 

 1,65 KW 

Una vez obtenido los valores de la potencia de fresado, determinamos la fuerzas que intervienen.

Cálculo de Fuerza F1 Es la fuerza principal de corte que es tangente a la trayectoria que describe la periferia del diente de la fresa.

De donde finalmente nos quedaría la herramienta de la siguiente forma




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Pc 

K ´ s  Sz  p `Va

60  75 1000 1.36

 KW 

Va = avance de la mesa en mm/min Vc 1000   D

Va = Sz . Z . n (rpm) = Sz . Z .

50mm / min1000

Va = 0.15 mm/dte . 6 dte . Pc 

  50mm

2 315 Kg / mm  36 ,5mm  5mm 143 ,24m / min

60  75 1000 1.36

Pc = 2,7 KW

Potencia de Accionamiento:

En el fresado se concidera un rendimiento aproximado del 80% (η = 0.8)

Pa 

Pc

 3,2 KW



Consideraremos en el diseño el corte por medio del desgarramiento, que se lograra mediante la acción de un tren de fresas que actuaran girando sobre ejes. Se considerara a su vez la acción de 2 trenes de fresas actuando simultáneamente.




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Tendriamos entonces algo similar a lo que se muestra a continuación.

Eje Principal Cada una de las herramientas de corte o fresas, deberán estar alojada en un eje, de manera que se le permita realizar el corte, con respecto a la otra fresa. Por lo cual se calculara el eje del mismo, considerando que debe transmitir un momento torsor dado y que además considere el momento flector producido por el peso de las fresas. M 



W

P  L  ma x



M ma x W



4 4   D 32

  D

4  P  L   D

3

 D  3

4  P  L    adm

2  adm



D  3

 f

n



128 kg / mm 2 1,3

 98,462 kg / mm 2

4  3997kg  500mm   98,462kg / mm

2

 29,56mm




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Mf ma x 



 adm

w

q  l 2

8 Mf ma x w

bh 2

6

 c arg a  w

h

l

8

Mf ma x  adm

6w b



 390kg  

130cm

8 6337.5kg .cm

1400kg / cm

6  4.526cm3 6.4cm

2

 6337.5kg .cm

 4.526cm3

 2.06cm

Habiendo considerado estos elementos, se procedió al diseño del eje, considerando ciertos aspectos Se considero que pueda desmontarse fácilmente, para recambio de herramientas Se considero que el posicionamiento de las fresas se realice de forma sencilla y simple, por lo cual se prefirió realizar un eje que ya este incluido un sistema que no use chavetas. Al emplearse fresas individuales consideramos que se debe emplear un sistema especial para transmitir el momento torsor.  



Considerando estos aspectos, fue que se decidió realizar un eje partido, unido con un manchon a través de tornillos.




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Para lograr la transmisión de potencia se eligio el empleo de sistema de engranajes, con lo cual se lograba el giro de los trenes de fresas y el empleo de un solo motor para el accionamiento de los ejes en lugar de un motor por cada uno de los ejes de fresas, lográndose asi un sistema sincronizado y económico. Ademas de considerar la transmisión de potencia, se considero que el régimen de giro para efectuar el corte de las botellas de plástico es relativamente bajo (menor a 250 rpm) con lo cual se considero el empleo de rodamientos para la transmisión suave de los ejes.



CALCULO DE RODAMIENTOS

Se emplearan rodamientos, pero se calculara primeramente considerando la carga distribuida sobre 4 rodamientos. Para analizar este tema consideraremos la carga producida en las reacciones siendo estas RA y RB. Utilizaremos Rodamientos SKF Solo consideraremos que actuara una fuerza Radial. La carga axial la consideraremos nula. El material del rodamiento es un SAE 52100 La fuerza radial con la que se calcula es con las fuerzas RA o RB, la cual estará repartida en 4 rodamientos, por lo que la fuerza radial empleada para el calculo es

     

Como consideramos que solo existe carga radial Pura tendríamos entonces




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Para calcular el Valor de C consideraremos

                 √     o

Considerando el caso de un Rodamiento de Rodillos tendríamos

 √        

Vamos al manual de S.K.F a la sección de Rodamientos de Rodillos y nos situamos en aquellos rodamientos que cumplan con nuestras características:

D

30 [mm]

D

90[mm]

Y escogemos un rodamiento que cumpla con un “C” como el calculado. Obtenemos el rodamiento NJ - 406 cuyos valores son:

C

60500[N]

Co

53000 [N]

Realizamos proceso de cálculo de verificación de la duración en horas




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  ()

Siendo:

Ln: Durabilidad expresada en número de vueltas o ciclos Ln10: 1 millón de ciclos

Llegando a que:

  ()               

Es decir que nuestro rodamiento hay que cambiarlo cada 10 años de uso aproximadamente. Finalmente los datos del rodamiento serian:

Tipo de rodamiento

Rodamientos de rodillos cilíndricos, de una hilera

o

Clasificación comercial

NJ 406

Masa [kg]

0,77

Velocidad nominal [rev./min.]

Con Grasa

9000

Con Aceite

11000

D [mm]

90

d [mm]

30

Ancho [mm]

23

C [kg] capacidad de carga dinámica

60500

C0 [kg] capacidad de carga estática

53000

Considerando el caso de un Rodamiento Rigido de Bolas tendríamos




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 √        

Vamos al manual de S.K.F a la sección de Rodamientos Rigidos de Bolas y nos situamos en aquellos rodamientos que cumplan con nuestras características:

D

30 [mm]

D

90[mm]

Y escogemos un rodamiento que cumpla con un “C” como el calculado. Obtenemos el rodamiento 6406 cuyos valores son:

C

43600[N]

Co

23600 [N]

Realizamos proceso de cálculo de verificación de la duración en horas

  ()

Siendo:

Ln: Durabilidad expresada en número de vueltas o ciclos Ln10: 1 millón de ciclos

Llegando a que:

  ()   

            FUNES, Carlos Alejandro GIACOLETI, Martin Cátedra: Optimización del Diseño Mecánico



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Es decir que nuestro rodamiento hay que cambiarlo cada 2 años de uso aproximadamente.

Finalmente los datos del rodamiento serian: Tipo de rodamiento

Rodamientos rígidos de bolas, de una hilera

Clasificación comercial

6406

Masa [kg]

0,64

Velocidad nominal [rev./min.]

Con Grasa

11000

Con Aceite

18000

D [mm]

90

d [mm]

30

Ancho [mm]

23

C [kg] capacidad de carga dinámica

43600

C0 [kg] capacidad de carga estática

23600

Habiendo realizado los cálculos para los 2 tipos de rodamientos posibles a emplearse, se puede notar que el rodamiento de rodillos, tiene una mejor capacidad de carga y su durabilidad es superior en similares condiciones al Rodamiento rigido de Bolas. Por lo cual se va a optar por el uso de Rodamientos de Rodillos.




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Habiendo realizado todas estas consideraciones quedo el siguiente sistema




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CODIFICACION FABRICADAS

DE

PIEZAS

El código estará formado por grupos de caracteres siguiendo una estructura de árbol en la que se distinguen: Conjunto principal, subconjuntos y componentes. De esta manera resulta un código numérico de digitos.

Modelo de codificación para piezas fabricadas:

X . XX . XX . XX . XX 1

2

3

4

5

Descripción:

1- Representa la designación del equipo. Esta compuesto por un numero 2- Indica el conjunto principal de cada parte funcional. Esta compuesto por dos números. 3- Este campo esta compuesto por dos números, que indican subconjuntos que componen cada conjunto principal. 4- Los últimos dos números son representativos de cada pieza que integra el subconjunto.

Las referencias para cada grupo de digitos son las descriptas a continuación:

1- Maquina trituradora de plástico 2- La cantidad de conjuntos principales depende de la cantidad de partes funcionales que posea el equipo. Se les asigna una serie progresiva: 01, 02, 03, …. Etc. 3- La cantidad de subconjuntos depende de la cantidad de partes funcionales que posea el equipo. Se les asigna una serie progresiva: 01, 02, 03, …. Etc. 4- Los últimos dos digitos: indican la pieza del subconjunto, aunque solo algunas piezas llegan a usar estos digitos.




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Codificacion de la Maquina trituradora de Plastico 1- Equipo:

1.0 - Maquina Trituradora de Plastico

2- Conjuntos Principales:

1.01 – Estructura Principal 1.02 – Ensamblaje Tren Completo 1.03 – Conjunto Rejilla 1.04 – Conjunto Placas 1.05 – Conjunto Tolva de Carga 1.06 – Conjunto Tolva de Descarga

3- Subconjuntos 1.02.02 – Ensamblaje Derecho 1.02.03 – Ensamblaje Izquierdo

1.02.02.03 – Tren de Fresas




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ANEXOS




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INVESTIGACION El PET, cuyo nombre técnico es Polietileno de Tereftalato, fue patentado como un polímero para fibra por J. R. Whinfield y J. T. Dickinson en 1941. Catorce años más tarde, en 1955 comenzó la producción comercial de fibra de poliéster. Desde entonces hasta hoy en día, la fabricación del PET ha presentado un continuo desarrollo tecnológico, logrando un alto nivel de calidad y una diversificación en sus empleos. A partir de 1976 se emplea en la fabricación de envases ligeros, transparentes y resistentes, principalmente para bebidas, los cuales al principio eran botellas gruesas y rígidas, pero hoy en día, sin perder sus excelentes propiedades como envase, son mucho más ligeros. 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. Presenta una demanda creciente en todo el mundo, lo cual se aprecia, por ejemplo, en los 450 millones de toneladas de PET empleados anualmente en Europa, casi 300 toneladas son utilizadas en envases. Su empleo actual es muy diverso; como envase, quizás el uso más conocido, se emplea en bebidas carbónicas, aceite, aguas minerales, zumos, tés 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, blisters, films "HighTech", 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, en resumen, es un plástico de alta calidad que se identifica con el número uno, o las siglas PET, o "PETE" en inglés, rodeado por tres flechas en el fondo de los envases fabricados con este material, según sistema de identificación SPI.

Como algunos de los aspectos positivos que encontramos para el uso de este material, principalmente empleado en envases de productos destinados a la venta, podemos destacar:      

 

Actúa como barrera para los gases, como el CO2 , la humedad y el O2 Es transparente y cristalino, aunque admite algunos colorantes Es Irrompible Es Liviana Es Impermeable No es tóxica, cualidad necesaria para este tipo de productos que están al alcance del público en general (Aprobado para su uso en productos que deban estar en contacto con productos alimentarios) Inerte (al contenido) Resistencia esfuerzos permanentes y al desgaste, ya que presenta alta rigidez y dureza






   

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Alta resistencia química y buenas propiedades térmicas, posee una gran indeformabilidad al calor Totalmente reciclable Superficie barnizable Estabilidad a la intemperie Alta resistencia al plegado y baja absorción de humedad que lo hacen muy adecuado para la fabricación de fibras

Fabricación del PET

La fabricación de estos envases se consigue en un proceso de inyección-estirado-soplado que parte de la resina de PET. El PET se fabrica a partir de dos materias primas derivadas del petróleo: etileno y paraxileno. Los derivados respectivos de cada compuesto son los siguientes: Acido tereftálico: Se elabora a partir del paraxileno. Monoetilénglicol: Es el reactivo limitante en la reacción de esterificación para la producción de poliéster, que se obtiene a partir del óxido de etileno. Los derivados de estos compuestos 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 Estos pequeños cilindros o chips una vez secos se funden e inyectan a presión en máquinas de cavidades múltiples de las que salen las preformas, recipientes similares a tubos de ensayo pero con rosca para un tapón. Estas son sometidas a un proceso de calentamiento controlado y gradual y a un moldeado donde son estirados por medio de una varilla hasta el tamaño definitivo del envase. Por último son "soplados" inflados con aire a presión limpio hasta que toman la forma del molde.  

Gracias a este proceso, las moléculas se acomodan en forma de red, orientándose en dos direcciones; longitudinal y paralela al eje del envase, propiedad denominada biorientación la cual aporta la elevada resistencia mecánica del envase.




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En términos químicos, el camino más simple para la obtención del PET es la reacción directa (esterificación) del ácido tereftálico con el etilenglicol formando un “monómero” (bis-Bhidroxietil tereftalato) el cual se somete a una poli condensación 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 poli condensación 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.

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.




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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.

Considerando todo lo antes expuesto se puede afirmar que el PET es un material que acepta perfectamente su reciclado. Hace apenas diez o quince años, existían muy pocos recuperadores de PET, obteniendo una producción muy pequeña, pero hoy en dia, con las políticas de medio ambiente que se están adoptando en todo el mundo, es necesario el reciclado de todos los materiales que puedan cumplir ese ciclo. Clasificación de los plásticos

Los plásticos se clasifican según sea su comportamiento con la variación de la temperatura y los disolventes. Así se clasifican en TERMOESTABLES y TERMOPLASTICOS Termoestables: Son los plásticos que no reblandecen ni fluyen por mucho que se aumente la temperatura, por tanto sufren modificaciones irreversibles por el calor y no pueden fundirse de nuevo. Son duros y frágiles. Termoplásticos Son plásticos que cuando son sometidos a calor se reblandecen y fluyen por tanto son moldeables por el calor cuantas veces se quiera sin que sufran alteración química irreversible. Al enfriarse vuelve a ser sólido. Tienen estructuras lineales o poco ramificadas. Son flexibles y resistentes. Son más fáciles de reciclar. 






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A continuación se muestra como se clasifican los termoplásticos (que son los que nos interesa) y la simbología con que se los puede encontrar según el sistema internacional

Tipos de Reciclado

El reciclaje es la transformación de las formas y presentaciones habituales de los objetos de cartón, papel, lata, vidrio, algunos plásticos y residuos orgánicos, en materias primas que la industria de manufactura puede utilizar de nuevo. La intención del reciclado en este proyecto se refiere a la reutilización de partes de artículos que en su conjunto han llegado al término de su vida útil, pero que admiten un uso adicional para alguno de sus componentes o elementos, en nuestro caso al uso del Plástico, más específicamente al PET. El Ciclo de vida del PET se muestra en el siguiente diagrama




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Habiendo abordado el tema del ciclo de vida del PET, podemos comenzar a hablar del proceso de reciclado de los envases de PET. Este procedimiento se consigue por dos métodos; el químico y el mecánico, a los que hay que sumar la posibilidad de su recuperación energética. 

El reciclado 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 granea; se seca, se incrementa su viscosidad y se cristaliza, quedando apta para su transformación en nuevos elementos de PET.




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El reciclado químico: Consiste en separar los componentes químicos o monómeros que forman el plástico. Se trata, por tanto, de invertir las etapas que se siguieron para crearlo o «despolimerizar» las moléculas de plástico. Entre los diferentes métodos que se utilizan están la metanólisis, la pirólisis, la hidrogenación o la aplicación de disolventes. Se llevan a cabo a escala industrial. Básicamente, en ambos, tras procesos mecánicos de limpieza y lavado, el PET se deshace o despolimeriza; se separan las moléculas que lo componen para, posteriormente, ser empleadas de nuevo en la fabricación de PET.

Comparando ambos reciclados, el reciclado mecánico es menos costoso, pero obtiene un producto final de menor calidad para un mercado más reducido con un mayor volumen de rechazos. Este reciclado se facilita con el empleo de envases de PET transparente, ya que sin pigmentos tiene mayor valor y mayor variedad de usos en el mercado, evitando los envases multicapa, así como los recubrimientos de otros materiales, que reducen la reciclabilidad del PET, aumentando el empleo de tapones de polipropileno o polietileno de alta densidad y evitando los de aluminio o PVC que pueden contaminar grandes cantidades de PET, así como la inclusión de etiquetas fácilmente FUNES, Carlos Alejandro GIACOLETI, Martin Cátedra: Optimización del Diseño Mecánico



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desprendibles en el proceso de lavado del reciclador, evitando sistemas de impresión serigráfica que provocan que el PET reciclado y granulado tenga color, disminuyendo sus posibilidades de uso, mercados y precio, así como las etiquetas metalizadas o con pigmentos de metales pesados que contaminan el producto final. A modo de nota de aporte se agrega a continuación el proceso de recuperación energética que se menciono anteriormente. Muchos plásticos pueden arder y servir de combustible. El plástico usado se lleva a una incineradora para ser quemado, obteniéndose energía calorífica que puede utilizarse en los hogares o en la industria, o bien para obtener electricidad. A modo de ejemplo: 1 kg de polipropileno aporta en su combustión casi tres veces más energía calorífica que 1 kg de madera de leña; 1 kg de PET aporta igual energía que 1 kg de carbón; o 1 kg de polietileno genera igual energía que 1 kg de gasóleo. Pero, al tratarse de un proceso de combustión, se genera CO2 que es expulsado a la atmósfera y contribuye al efecto invernadero, así como otros compuestos gaseosos que pueden resultar tóxicos. Por ello, este proceso debe ir acompañado de controles y medidas de seguridad que eviten estos efectos dañinos.

Requisitos y consideraciones previas al triturado

Nosotros consideramos en este proyecto al Reciclado Mecánico como mejor opción, debido a su bajo costo. El primer paso y uno de los pasos fundamentales es el Acopio del material a triturar. Para ello es conveniente realizar un sistema de acopio o respetar algunas de las siguientes premisas en cuanto a las partes del envase: a) La tapa, el arillo de seguridad y su empaque (liner o sello): Se recomienda que el arillo de seguridad se desprenda del cuello del envase y el empaque de la tapa (liner) se quede en la tapa a la hora de abrir el envase. También es mejor si la tapa, el arillo de seguridad y el liner sean de: Polipropileno (PP) Polietileno de alta densidad (HDPE) Estos materiales son preferibles al aluminio y a otros materiales. El PVC no es recomendable porque una pequeña cantidad de PVC puede contaminar grandes  




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cantidades de PET dispuesto para su reciclado por su diferente temperatura de fusión o ablandamiento.

b) Las etiquetas: Es preferible usar etiquetas de alguno de los siguientes materiales: Polipropileno (PP)  Polietileno orientado (OPP)  Polietileno de alta, media o baja densidad (HDPE, MDPE, LDPE)  Papel  Las etiquetas metalizadas dificultan el reciclado de cualquier plástico, pues al contener metales lo contaminan. Las etiquetas deben poder desprenderse en el proceso de lavado del reciclador, por lo que es importante seleccionar un adhesivo conveniente y evaluar las etiquetas termoajustables o a presión. Los sistemas de impresión serigráfica provocan que el PET reciclado y granulado tenga color, disminuyendo sus posibilidades de uso, mercados y precio. Se recomienda evitar pigmentos de metales pesados.

c) El color: La botella de PET transparente sin pigmentos tiene mejor valor y mayor variedad de usos; sin embargo, con una separación adecuada, el PET pigmentado tendrá ciertos usos. Las multicapas o recubrimientos: Las capas que no son de PET en los envases multicapa, así como los recubrimientos de otros materiales, reducen la reciclabilidad del PET. Es necesario separar esta clase de envases de los de PET simple. d) Las bandas de seguridad (mangas) y sellos: Estos son generalmente incluidos en el diseño del producto envasado en PET, cuando se consideran necesarios, pero contaminan el PET para reciclar si no son removidos del envase desde la selección y separación del mismo. Se recomienda NO USAR PVC para fabricar estos elementos.




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e) El diseño: Actualmente, los diseñadores tienen la oportunidad y la responsabilidad de entender el ciclo de vida y el impacto de los productos de PET. Por ello, la base de un buen diseño de envases es que sea lo más adecuado para su propósito, integrando lo más conveniente para el consumidor y asegurando una segunda vida útil.



Proyecto de Una Trituradora de Pet

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