Diseño de una trituradora de plásticos polietileno para pequeñas pymes del sector del reciclaje

Resumen

Actualmente se consume gran cantidad de materiales plásticos para beneficio del ser humano. Esta elevada producción lleva consigo el cómo reutilizar o reciclar los productos desechados. Un ejemplo muy singular es el consumo de bebidas; la mayoría de las personas consume una cantidad considerable de bebidas contenidas en envases de plástico.

Estos residuos plásticos provocan pérdidas económicas de US$13 mil millones (cerca de 9.600 millones de euros) al ser arrojados al mar en el mundo, cada vez más amenazado por los "micro plásticos", advirtió hoy un informe del Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). Que se publicó en Nairobi con motivo de la primera reunión de la Asamblea de Naciones Unidas para el Medioambiente. Sin embargo, los patrones de consumo y la creciente población mundial. No hará sino aumentar el consumo de plásticos, por lo que el informe de la ONU apela a empresas, instituciones y consumidores a reducir su uso y a controlar.

En los últimos 25 años en el Perú, los materiales termoplásticos y el PVC de procedencia industrial y de post-consumo han sido reciclados. Al no existir en el Perú una planta petroquímica y una falta de verdadero control del medio ambiente, se ha permitido que surjan 500 compañías dedicadas al proceso del reciclaje plástico cuyo interés tiene más propósitos económicos que de carácter ambientalista. De estas 500 compañías, el 75% se dedican al molido de plásticos y el otro 25% utilizan ésta materia prima para la fabricación de productos finales como son: baldes, galonearas, tuberías, calzado, etc. De otro lado éstas 500 empresas pueden ser vistas como un número excesivo para el Perú, pero su producción es reducida y extremadamente ineficiente debido al uso de equipo antiguo, al excesivo personal, al no tener procesos continuos y limitada capacidad económica financiera. Actualmente la Sociedad Nacional de Industrias no tiene a ninguna de éstas empresas afiliadas esto se debe a la dificultad de poder obtener de ellas, alguna información real y que pueda ser comprobada. El reporte de aduanas del 97 para poder determinar aproximadamente la cantidad de materiales plásticos que estarían siendo reciclados en el Perú.

Lo que se pretende básica con este proyecto es una forma de aprovechar el desperdicio de botellas de plástico. Rayándolas y dándole uso a las hojuelas obtenidas.Se ha pensado en que éste rayador trabajara mediante una transmisión de cadenas y engranes para accionar la máquina, es decir, el mismo usuario podrá como si estuviera en una bicicleta estática hacer girarlos engranes que transmiten el movimiento hacia dos eje que giran en sentidos contrarios, en los cuales, están montadas unas cuchillas para llevar acabo el rayado del plástico.

Figura 1. procesos de reutilización del plástico PET-

Fuente: www.asipla.c

Para el efecto de llevar la materia prima hacia las cuchillas, se aprovechará el campo gravitatorio, que al mismo tiempo será el encargado de ir sacando el producto e irlo recolectándolo para su siguiente paso en el proceso para el aprovechamiento del plástico.

Figura 2. Máquina picadora de plásticos PET.

Fuente: www.chimeneascosta.es

Introducción

El desarrollo industrial y los avances tecnológicos ha surgido un mayor uso de los recursos naturales y trayendo consigo la mayor contaminación de residuos plásticos estos residuos al no ser tratados adecuadamente afectan al medio ambiente ya que estos son utilizados en muchas aplicaciones de la vida moderna estos desechos. Son difíciles de degradarse fácilmente y esto conduce a grandes problemas de contaminación ambiental del entorno, con respecto a los materiales como los metales o papeles. Ya que los plásticos tienen como única ventaja a su fácil producción o proceso, su apariencia, su calidad y su peso muy ligero. Ya que estos materiales, al término de su vida útil y una de las formas de aprovechar los residuos plásticos es mediante el reciclaje mecánico.

Productos que se pueden elaborar a partir de plástico reciclado y realizar una propuesta técnica y económica para el proceso de reciclaje mecánico llegando a la elaboración de scraps, producto a partir del cual se pueden elaborar una serie de artículos plásticos para muchas aplicaciones. Ya que esta actividad que puede ser aprovechada de distintas formas ya sean de forma mecánica.

Estos plásticos perteneces a los polímeros sintéticos obtenidos de los hidrocarburos derivados del petróleo. Este polímero es un compuesto que consiste en moléculas de cadenas largas cada una de estas moléculas e cadenas largas cada una de estas moléculas se encuentra entrelazada entre sí que se repiten. y tienen altos pesos moleculares, son ligeros, resistentes a la corrosión y al ataque microbiológico, impermeables y de bajo costo, por lo que son útiles en aplicaciones diversas como la agricultura, fabricación de autopartes, equipos electrónicos, prótesis médicas y artículos de uso cotidiano; sin embargo, una proporción significativa de los plásticos fabricados se emplean en envases y embalajes.

Por ello el presente trabajo pretende introducir el reciclaje de plásticos como una actividad formal que contribuya a la gestión de los residuos sólidos urbanos y el desarrollo sostenible del distrito de san de Lurigancho por tener una gran intensidad territorial y una gran cantidad de población.

Como muestra Los límites del distrito son los siguientes:

Norte : Distrito San Antonio

Sur : Distrito del Agustino

Este : Distrito San Antonio

Oeste: Distrito del Rímac, Independencia y Comas.

Figura 3. Límites del distrito sjl

Fuente: Programa De Segregación En La Fuente Y Recolección Selectiva De Residuos Sólidos Domiciliarios En El Distrito De San Juan De Lurigancho.

Figura 4. cuadro de población SJL

Fuente: INEI

Asimismo, son objetivos del presente trabajo diagnosticar la situación actual del reciclaje de plásticos del distrito de san juan de Lurigancho y brindar información acerca de las técnicas de reciclaje de plásticos en las diferentes etapas de este proceso, dar a conocer algunas alternativas de productos que se pueden elaborar a partir de plástico reciclado y realizar una propuesta técnica y económica para el proceso de reciclaje mecánico llegando a la elaboración de scraps, producto a partir del cual se pueden elaborar una serie de artículos plásticos para muchas aplicaciones.

El presente proyecto se realizara en 4 puntos importantes para la construcción de la máquina trituradora o picadora de plásticos PET.

SCRAP y Botella de plástico PET

Figura 5. Scrap o pequeños fragmentos del PET.

Fuente: http://www.pinterest.com/

Capítulo 1.

Descripción sobre los plásticos, clasificación y características aplicaciones de los termoplásticos de uso más general

Se dedica una sección a los plásticos biodegradables, objeto de investigación en los últimos años, su aplicación y disposición final; se analiza la industria plástica en el Perú, importación de los principales insumos, exportación de artículos plásticos, precios y expectativas de este subsector de la industria manufacturera en nuestro país.

La tabla siguiente muestra los diversos tipos de materiales y sus precios respectivos que forman parte del proceso dinámico de compra y venta de productos reciclables.

Precio del mercado de reciclaje

Fuente : Estudio de caracterización de residuos sólidos inorgánicos Re aprovechables

Figura 6. Clasificación de los polímeros Fuente: www.pharmacy.arizona.edu

Capítulo 2.

Reciclaje en sí

Nos introduce al tema de reciclaje en sí; da una visión del marco legal del reciclaje a nivel mundial, nacional y local. Se presenta los plásticos más comúnmente reciclados y sus aplicaciones. Da a conocer las etapas de reciclaje y las técnicas utilizadas en cada una de ellas. Trata el reciclaje químico, alternativa para la gestión de residuos plásticos en países desarrollados.

Se recoge información acerca de los cambios en las propiedades de densidad e índice de fluencia de los plásticos después de ser reciclados y su influencia en otras propiedades. Asimismo, se presenta información acerca de cómo se lleva a cabo el proceso del reciclaje mecánico en el Perú, volúmenes de comercialización, importación y exportación de desechos plásticos, precios en el mercado nacional e internacional.

Figura 7. Plásticos Más Comúnmente reciclados y sus aplicaciones

Fuente: www.asipla.c

Capítulo 3.

Diagnóstico de la situación

se presenta un diagnóstico de la situación del reciclaje de plásticos en el distrito de san juan de Lurigancho; brinda información acerca de los volúmenes de generación de residuos sólidos, producción per cápita, composición física, volúmenes de recuperación estimados. Se da a conocer las distintas etapas del proceso de reciclaje de plásticos que se llevan a cabo en san juan de Lurigancho e información de precios y comercialización de los residuos plásticos.

Fuente: Asipla, 201 Proyectado Plastics Europea.

Por qué Actualmente el distrito de San Juan de Lurigancho recoge, transporta y dispone en el relleno sanitario aprox. 670.47 toneladas por día de residuos sólidos; sin embargo, es propia aun la costumbre de algunas municipalidades evitar el pago por servicio a los rellenos sanitarios respectivos y en su lugar emplear como destino final de residuos algunos botaderos a cielo abierto.

Figura 8. Botaderos al cielo abierto Fuente: http://peruresiduos.blogspot.com

Figura 9. procesos del reciclaje de plasticos PET

Fuente: pedagogiaenlatierra.blogspot.com

Capitulo 4.

Datos técnico económicos

se presentan datos técnico económicos de tres opciones para el reciclaje mecánico de plásticos en san juan de lurigancho , a nivel de pequeña empresa. Se hace un análisis económico para la realizacion del proyecto mecanico tomando como referencias maquinas picadoras electronicas ,maquinas importadas convencionales y las nacionales . ya que muchas de las pequeñas empresas no estan con la posibilidad de adquirir una .

Se dara pie a la realizacion del producto nacional. Con la finalidad de ser competitivos en el reciclaje y molienda de los plasticos e incentivar a la industrializacion , y es lo que pretende tambien este proyecto mecanico

Por otra parte por medio del reciclaje mecanico podemos obtener otros materiales para aislamiento o para revestimiento de baja calidad, que son los forros o revestimiento de los cables eléctricos etc.

Pero a pesar del tiempo, la molienda de los materiales plásticos ha sido considerada muy importante para el reciclado. Años atrás, la molienda de materiales plásticos no era una operación de alta .Tecnología pero hoy en día se han desarrollado equipos capaces de procesar grandes cantidades de material con gran eficacia.

Actualmente se han diseñado equipos que realizan en una sola etapa el lavado y triturado del plástico, pero es conveniente llevar a cabo los procesos de lavado y triturado de forma separada

Por Ejemplo, la empresa MACCAD desarrolló una trituradora con ciertas características para moler 275 kg/hr de plástico, la tolva está diseñada para eliminar el ruido que se ocasiona en la molienda.

Los molinos HULVIC hechos en México

Están diseñados para capacidades de 200-300 kg/hr y 300-500 kg/hr, con motores de 15 y 30 hp respectivamente; éstos molinos son del tipo rotor abierto lo cual permite moler las botellas de PET enteras sin necesidad de aplastarlas antes de alimentarlas a la trituradora.

Figura 10. Molinos hulvic

Fuente: Spanish.alibaba.com

Las cuales tienen como función triturar las botellas hasta convertirlas en hojuelas con dimensiones específicas, dichas cuchillas están unidas a unos porta cuchillas; los porta cuchillas Están unidos a un eje rotatorio por medio de Cuñas colocado sobre un par de chumaceras; en un extremo del eje está acoplado un volante de inercia, el cual tiene moderar las fluctuaciones de la velocidad a como función almacenar energía para la que gira el eje cuando se esté triturando el PET, y por el otro extremo del eje está unida una polea que es parte del sistema de transmisión de potencia

Molino automático triturador De plástico, con mayor capacidad de triturado de los plásticos .los cuales tienen un ordenador (plc) el sistema de control se enfoca en la sincronización de la compuerta en la tolva de salida, sensores y actuadores, con el sistema de control de peso programado.

Figura 11. Molino automático triturador De plástico PET.

Fuente: Spanish.alibaba.com

Molinos nacionales para el reciclado de plásticos PET

Tienen las mismas características mecánicas y la apariencia de los molinos para plásticos ya mencioanados los cuales son muy parecidos, no todos son iguales ya que la tolva y la configuración de la cámara de molienda los hacen muy diferentes.

Ya que un molino es una serie de componentes mecánicos y accesorios que en conjunto arrojan una determinada productividad, no basta con centrarse en el caballaje o configuración de la cámara de molienda. Las tolvas son componentes que deben considerarse para la selección de un molino ya que optimizan el uso de estos equipos, entre los principales factores que hay que considerar estás:

-Tipo y forma del material.- la cantidad de plástico

-la velocidad de giro del rotor-Trabajo en húmedo o en seco- Seguridad del operador

Figura 12. Componentes de la trituradora

Fuente: http://www.recimex.com.mx/

Conclusiones

Se puede concluir que el diseño propuesto desde el inicio de este trabajo fue satisfactoriamente bien

Realizado ya que cumple con los objetivos planteados,

Debido a los costos de equipos de trituración a la venta desarrollada se encuentran alrededor 12.000 soles cuya capacidad son de  60 – 80 Kg/Hora de producción aprox., la construcción del equipo es muy Factible, ya que requiere de una

Inversión muy baja de aproximadamente 7000 soles.

También se concluye que este equipo es muy eficiente ambientalmente, porque el proceso que se Lleva a cabo reducir los volúmenes utilizados por estos materiales en los en los rellenos sanitarios.

Glosario

PET: Polietileno es un tipo de materia prima plástica derivada del petróleo.

Chumaceras: Pieza de metal o madera con una muesca en que descansa y gira un eje de una maquinaria.

Relleno Sanitario: Son aquellos lugares donde se deposita finalmente la basura

PLC: Es un dispositivo electrónico que puede ser programado por el usuario y se utiliza en la industria para resolver problemas de secuencias

PNUMA: Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente.

Residuos: la basura es todo el material y producto no deseado considerado como desecho y que se necesita eliminar

Reciclaje: Es un proceso cuyo objetivo es convertir desechos en nuevos productos.

PVC: Es el derivado del plástico más versátil. Este se puede producir mediante cuatro procesos diferentes: Suspensión, emulsión, masa y solución

Referencias

Internet: Diseño de una trituradora para plástico (José Emmanuel Medina García, Claudia E. Saldaña Durán)

Internet: http://www.recimex.com.mx/

Internet: tesis (propuesta de reciclaje mecánico en la ciudad de Piura)

Internet: ministerio de trabajo y promoción del empleo (sector plástico)

Internet: propiedades de los plásticos (Aguajardo, Adrián .Molina, GARCIA)

Internet: Diseño y construcción de una máquina de torsión longitudinal (Raúl Sánchez carrillo)

Internet: Diario gestión

Internet: http//.revistadelconsumidor.gob.

Internet:http://www.recycleworks

Autor:

Juan Carlos, Gerundas Asto

Roger Luis, Tacza Duran

Jorge Raul, Raza Luque

Docente asesor:

Universidad Privada del Norte (UPN-LIMA), Escuela de Ingeniería Industria