EXTRUCTURA DE MUESTREO PARA POLIMEROS RECICLADOS EN EL
AMBITO LABORAL
JOSÉ GUILLERMO SOLER CASTRO
P5B
PROYECTO INTEGRADOR
V SEMESTRE
ESCUELA TECNOLÓGICA INSTITUTO TÉCNICO CENTRAL
INGENIERIA EN PROCESOS DE MANUFACTURA
BOGOTA D.C.
2021
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Proyecto Integrador: Extrusora de Muestreo para Polímeros Reciclados en el Ámbito Laboral, Apuntes de Dinámica
El proyecto integrador de quinto semestre de la carrera de Ingeniería en Procesos de Manufactura, desarrollado en la Escuela Tecnológica Instituto Técnico Central de Bogotá D.C. El objetivo es crear una extrusora de muestreo para polímeros reciclados, incluyendo el uso de una tina de enfriamiento por inmersión para mejorar el proceso y obtener muestras de materiales como el polipropileno. El documento incluye una introducción, resumen, abstract, índice de figuras y secciones detalladas sobre el proceso de extrusión, el polipropileno y su uso, mejoras del proceso y la metodología del proyecto.
Qué aprenderás
- ¿Qué es el objetivo del proyecto integrador presentado en el documento?
- ¿Qué tipo de enfriamiento se utiliza en el proyecto y por qué?
- ¿Cómo se utiliza la extrusora para obtener muestras de polímeros reciclados?
- ¿Qué mejoras se implementan en el proceso de extrusión?
- ¿Cómo se procesa el polipropileno en el proyecto?
Tipo: Apuntes
2020/2021
1 / 40
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EXTRUCTURA DE MUESTREO PARA POLIMEROS RECICLADOS EN EL
AMBITO LABORAL
JOSÉ GUILLERMO SOLER CASTRO
P5B
PROYECTO INTEGRADOR
V SEMESTRE
ESCUELA TECNOLÓGICA INSTITUTO TÉCNICO CENTRAL
INGENIERIA EN PROCESOS DE MANUFACTURA
BOGOTA D.C.
I
Dedicatoria Dedicamos este trabajo a familiares y amigos ya que gracias a su apoyo y comprensión hemos podido dedicar tiempo para el desarrollo de este proyecto integrador al comprometer tiempo de calidad con cada uno de ellos.
III
Resumen Evidenciando la importancia de los plásticos a nivel mundial para la fabricación de diferentes piezas de plástico y sabiendo que es estos materiales son un gran contaminante, encontramos que con la extrusora se pueden volver a reutilizar los plásticos, especialmente los provenientes del polipropileno para volver a generar nuevas piezas. Sabemos que la contaminación, en la gran mayoría de casos, se debe al desconocimiento que se tiene en la reutilización, por eso con la extrusora a nivel laboratorio e industrial se podrán realizar muestreos de polipropileno, tratando de llegar a un color deseado y poder transmitir una fórmula y un procedimiento para que las grandes industrias puedan elaborar nuevamente las piezas con el material reciclado y una fórmula establecida. La finalidad del trabajo es poder darle una alternativa de tono a las grandes industrias para que transformen el polipropileno reciclado en nuevas piezas. Uno de los otros enfoques que tiene este proyecto, se centra principalmente incentivar y concientizar a las grandes industrial sobre el cuidado al ambiente y evitar generar más plástico que contaminan nuestro planeta y reutilizar los desechos ya obtenidos.
IV
Abstract Evidence of the importance of plastics worldwide for the manufacture of different plastic parts and knowing that these materials are a great pollutant, we find that with the extruder plastics can be reused, especially those from polypropylene to re-generate new part. We know that contamination, in the vast majority of cases, is due to ignorance about reuse, that is why with the extruder at laboratory and industrial level polypropylene samples can be carried out, trying to reach a desired color and be able to transmit a formula and a procedure so that large industries can make parts again with recycled material and an established formula. The purpose of the work is to be able to give an alternative of tone to the big industries so that they transform the recycled polypropylene into new pieces. One of the other approaches that this project has, is mainly focused on encouraging and raising awareness in large industrial companies about caring for the environment and avoiding generating more plastic that pollutes our planet and reusing the waste already obtained.
VI
Índice de figuras Ilustración 1Tina de enfriamiento por inmersión............................................................... 16 Ilustración 2 Especificaciones motor................................................................................. 39 Ilustración 1Tina de enfriamiento por inmersión............................................................... 16 Ilustración 2 Especificaciones motor................................................................................. 39
1. Introducción El desperdicio de materiales en la industria es a gran escala y por ende hay que mitigarlos para que los costos que generan sean reducidos, por ello, el presente proyecto tiene como fin establecer las causas del incremento de desperdicio de materia prima que tiene una empresa que se dedica al troquelado de vasos de papel y mitigar este desperdicio utilizando el método de las “5S”. Entre las posibles causas se identificó que la empresa no cuenta con buenas prácticas de manufactura (BPM), hay una capacitación insuficiente del personal en todas las áreas del proceso, los controles de calidad son inadecuados, no hay una verificación de la materia prima empleada en el proceso y los programas de mantenimiento son deficientes. A través del estudio pretende proponer una solución empleando el método de las “5S” para así optimizar la planeación que ya está establecida en la empresa. Para esto se utilizarán metodologías de investigación para realizar un estudio sistemático y aplicar procedimientos y técnicas de manera ordenada, describiendo el problema ya mencionado.
3. Objetivos. 3.1. General Desarrollar el proyecto integrador de quinto semestre llamado “Extrusora de muestreo para polímeros reciclados en el ámbito laboral” integrando los conocimientos en las asignaturas vistas para la implementación del mecanismo sinfín corona. Específicos Realizar un estudio del material del sinfín y la corona para que su tiempo de duración sea el máximo. Establecer las necesidades del cliente para abordarlos y expandir el negocio. Establecer la metodología para ofrecer una fórmula adecuada en un tiempo corto. Como mejoramiento para la extrusora, es poder acoplarle una tina de enfriamiento por inmersión, ya que con esta tina podríamos sacar muestra más grande y poder entregarles a los clientes muestra de una mayor longitud para que ellos también puedan hacer sus respectivos ensayos.
4. Marco teórico 4.1. Extrusión La extrusión es un proceso continuo, en el cual los productos acabados se obtienen forzando material fundido a través de una herramienta de conformación (hilera, cabezal de extrusión, orificio). El material utilizado en el proceso de extrusión se caracteriza por un alto nivel de viscosidad, y los productos se obtienen con una sección transversal de la forma deseada, como por ejemplo el plástico. La extrusión, en otras palabras, puede ser considerada como un complejo proceso físico-químico que tiene lugar bajo la influencia de fuerzas mecánicas, alta temperatura y humedad. Las materias primas procesadas se calientan por calor, que se libera durante el proceso de superar la fricción interna y la deformación del material, y también debido al calentamiento externo. Los parámetros variables del proceso de extrusión son la composición y la humedad del material que se está procesando, así como la presión, temperatura, intensidad y duración de la exposición a las materias primas. Los principales métodos de extrusión incluyen la formación en frío, el tratamiento térmico y el método de “extrusión en caliente” (moldeo). El método de extrusión, así como el moldeo por inyección de plásticos, pertenece a uno de los métodos más populares de fabricación de productos de plástico.
Buenas propiedades organolépticas, químicas, de resistencia y transparencia. 4.2. Polipropileno El Polipropileno es un termoplástico que es obtenido por la polimerización del propileno, subproducto gaseoso de la refinación del petróleo. Todo esto desarrollado en presencia de un catalizador, bajo un cuidadoso control de temperatura y presión. El Polipropileno se puede clasificar en tres tipos (homopolímero, copolímero rándom y copolímero de alto impacto), los cuales pueden ser modificados y adaptados para determinados usos. Características: Optima relación Costo / Beneficio. Versatilidad: compatible con la mayoría de las técnicas de procesamiento existentes y usado en diferentes aplicaciones comerciales, como, packaging, industria automotriz, textiles, menaje, medicina, tuberías, etc. Buena procesabilidad: es el material plástico de menor peso específico (0, g/cm3), lo que implica que se requiere de una menor cantidad para la obtención de un producto terminado. Barrera al vapor de agua: evita el traspaso de humedad, lo cual puede ser utilizado para la protección de diversos alimentos. Buenas propiedades organolépticas, químicas, de resistencia y transparencia. 4.2.1. Usos del polipropileno El Polipropileno es un verdadero protagonista en muchos de los productos que se encuentran en cada hogar y en diferentes industrias.
Versatilidad : El Polipropileno es compatible con la mayoría de las técnicas de procesamiento existentes, por eso es usado en diferentes aplicaciones comerciales, como packaging, productos automotrices, textiles, menaje, medicina, tuberías entre muchos otros. Transparencia : También posee una transparencia superior al resto de las poliolefinas, convirtiéndose en uno de los materiales más usados en envases y embalajes. Liviano : El polipropileno tiene un menor peso específico, por lo tanto, permite obtener piezas más livianas en sus aplicaciones. Reciclaje: No contiene cloro ni compuestos aromáticos que pueden afectar su valorización energética. 4.3. Mejoramiento del proceso 4.3.1. Enfriamiento Al momento de investigar sobre posibles mejoras para implementar en el proyecto, llegamos a la conclusión, que una mejora viable seria la incorporación de una tina de enfriamiento por inmersión. Esto es necesario ya que se debe remover el calor excedente que conserva el hilo del polímero resultante en el proceso de extrusión. La importancia de este proceso, radica en la estabilidad que adquiere el plástico para no deformarse al pasar por una unidad de empaque o enrollamiento, en donde el producto se pueda ver sometido a presiones que puedan producir alteraciones en la forma requerida.
Hasta el momento hemos decidido utilizar este tipo de diseño para nuestra tina de enfriamiento ya que a nuestro criterio es mas accesible para el proceso de empaque o distribución que vaya a tener el producto terminado.
5. Metodología Ilustración 1 Tina de enfriamiento por inmersión
5.1. Realización del proyecto integrador Se implementará el tornillo sinfin corona para hacer una reducción de velocidad en nuestro en una extrusora para polímeros reciclados, los planos se realizaron en el programa ………… todo el proyecto se hace de forma virtual. 5.2. Planos de la maquina