Diseño de una trituradora de recipientes plásticos

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTASANTANDERNDER Ingeniería mecánica

Ingeniería mecánica

 DISEÑO DE

 DISEÑO DE TRITURADORA DE RECIPIENTES PLASTICOSTRITURADORA DE RECIPIENTES PLASTICOS

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AR!A CAILA VES"A CAAC#O AR!A CAILA VES"A CAAC#O ARLON $ELIPE

ARLON $ELIPE ARCINIE"AS PAC#EARCINIE"AS PAC#ECOCO

$ec%a& $ec%a& '(

'( de )*niode )*nio de+ ',-.de+ ',-.

TA/LA DE CONTENIDO TA/LA DE CONTENIDO

-- PPrroocceesso do de de diissee0o0o -1-

-1- Estr*cEstr*ct*racit*raci2n2n

-1--1-1-1- IdeIdentinti3ic3icaciaci2n 2n de+ de+ pro4pro4+em+emaa -1

-1-1-1'' CoContnte5e5ttoo

-1--1-1616 /7s/7s8*ed8*eda 9 ma 9 maneane:o d:o de ine in3or3ormacmaci2ni2n -1

-1-1-16161-- á8á8*i*inanas trs triit*t*raradodoraras1s1 -1

-1-1-16161'' á8á8*i*inanas s ccororttadadororasas11 -1

-1-1-1616166 á8á8*i*inanas s dde e momo+i+inono11

-1--1-1;1; Re8Re8*eri*erimiemientontos 9 s 9 restrestriccriccioniones1es1 -1

-1--11;1;1-- RRee88**eerriimmiieentntooss --11--11;;11'' LLiimmiittaacciioonneess11

-1--1-1.1. $or$orm*+m*+aciaci2n d2n de ese especpeci3ii3icaccacionioneses -1'

-1' Dise0o concDise0o concept*a+ept*a+ -1

-1'1'1-- "e"eneneracraci2i2n dn de ie idedeasas -1

-1'1'1'' SeSe+e+eccccii2n2n --11''1166 //oocceettosos -1

-1'1'1;; PrProop*p*esestata -1

-1'1'1;1;1-- AnAná+á+isisis is de de +a +a prpropop*e*eststaa -16

-16 Dise0o pre+Dise0o pre+iminar iminar  -1

-16161-- $a$actctoreores de s de coconsnsideideraracici2n2n -1;

-1;1- Cá+c*+os Ingenieri+es

-1;1-1- Proceso ingenieri+ -1;1' Est*dio de materia+es

-1;16 Re+aci2n entre +as dimensiones 9 materia+es de+ prod*cto1 -1;1; Procesos de man*3act*ra -1;1;1- C+asi3icaci2n -1;1. P+anos de deta++e -1;1< Va+oraci2n de costos -1;1( $a4ricaci2n ' Re3erencias Conc+*siones TA/LA DE $I"URAS1 $ig1 - Prop*esta de dise0o1

$ig1 ' Cic+o de =ida idea+ de+ p+ástico1 $ig1 6 C+asi3icaci2n de +os p+ásticos1 $ig1 ; Proceso de recic+ado mecánico1 $ig1 . Trit*radora de marti++os1

$ig1 < Trit*radora de c*c%i++as1 $ig1 ( á8*ina cortadora rotati=a1 $ig1 > o+ino de marti++os1

$ig1 ? o+ino de disco1 $ig1 -, o+ino de c*c%i++os1 $ig1 -- Re8*erimientos1

seño Preliminar

1 Proceso de diseño.

Fig. 1 Propuesta de proceso de Diseño, Por: Autores 1.1 Estructuración.

1.1.1 Identificación del problema

Sería di3íci+ imaginar e+ m*ndo moderno sin e+ p+ástico1 E+ c*a+ es *n materia+ ind*stria+ *ti+i@ado en m*c%as ap+icaciones en +a =ida diaria

Formulación de Especifcaciones

moderna desde artíc*+os para e+ %ogar %asta en so3isticados instr*mentos cientí3icos 9 mBdicos1

 Act*a+mente se *ti+i@a gran cantidad de materia+es p+ásticos a+rededor  de+ m*ndo para 4ene3icio de+ ser %*mano1 De4ido a +a e+e=ada prod*cci2n de estos se genera *n pro4+ema e+ c*a+ consiste en c2mo re*ti+i@ar o recic+ar +os prod*ctos p+ásticos desec%ados1

Dos e:emp+os c+aros 8*e e=idencia +a pro4+emática con e+ p+ástico son& • E+ primero es m*9 senci++o es e+ cons*mo de 4e4idas +a

ma9oría de +as personas cons*me *na cantidad considera4+e de 4e4idas contenidas en en=ases de p+ástico com7nmente en p+ástico Po+ieti+eno de Tere3ta+ato PET 9 8*e desp*Bs de %a4er c*mp+ido con s* o4:eti=o estos en=ases son desec%ados cada en=ase de p+ástico tarda apro5imadamente .,, a0os en desintegrarse1

• E+ seg*ndo e:emp+o se e=idencia en e+ ar editerráneo en este =ia:an a+rededor de 6 mi++ones de tone+adas de 4as*ra 9 e+ >,F es p+ástico esto p*ede ++egar a3ectar e+ sistema de drena:e pro=ocando taponamiento de+ sistema 8*e 3aci+ita in*ndaciones en +a temporada de ++*=ias1

"enera+i@ando +a pro4+emática de+ p+ástico PET es 8*e s* prod*cci2n es m*9 e+e=ada 9 e+ recic+a:e o re*ti+i@aci2n de+ mismo a ni=e+ m*ndia+ se podría considerar demasiado 4a:a1

 A*n8*e +os desec%os p+ásticos no se degradan 3áci+mente 9 cond*cen a pro4+emas de contaminaci2n en s* entorno con respecto a otros materia+es 9 s* =o+*men presenta *na des=enta:a para ser recic+ado1 Con e+ paso de+ tiempo +a mo+ienda de +os materia+es p+ásticos %a sido considerada m*9 importante para e+ recic+ado es por e++o 8*e se %a decidido tra4a:ar en Bsta área proponiendo e+ dise0o de *na trit*radora 8*e tendrá +a capacidad de trit*rar gran cantidad de PET dependiendo de +as %oras de tra4a:o :*nto con +a sim*+aci2n de s* 3*ncionamiento para 8*e p*eda ser *sado a ni=e+ ind*stria+ +os 4ene3icios de Bste e8*ipo son e+ de red*cir +a cantidad de resid*o 8*e se ac*m*+a en +as recic+adoras de n*estra ci*dad red*ciendo así +os =o+7menes de+ mismo 9a 8*e +os materia+es p+ásticos no tienen *n peso e+e=ado pero si oc*pan *n =o+*men considera4+e1

1.1.2 Contexto

La trit*radora de recipientes p+ásticos es *n sistema mecánico 8*e

está dise0ado para ser ad8*irido por microempresas dedicadas a+ recic+a:e de materia+es p+ásticos recipientes en +a ci*dad de /*caramanga Santander Co+om4ia conocida como +a Ci*dad de +os Par8*es 3*e 3*ndada e+ '' de Diciem4re de -<'' en +as estri4aciones nororienta+es de +a cordi++era de +os Andes por e+ espa0o+ AndrBs Páe@

Manejo de In  Aclara Reuerimientos ! Restr

de Sotoma9or 9 ig*e+ de Tr*:i++o 8*e repe+ieron con s*s +anceros a +os indios g*anes primeros %a4itantes 8*e adora4an a+ so+ 9 c*+ti=a4an +a tierra re=estidos de po4re@a1

/*caramanga se reconoce como *na ci*dad de 4a:o desemp+eo 9 s* po4+aci2n +a4oriosa 9 emprendedora1 La po4+aci2n tota+ de esta ci*dad pro9ectada por e+ DANE a ',-' es de .'<1,.< %a4itantes e8*i=a+ente a+ --F de+ tota+ de +a po4+aci2n naciona+ de +os c*a+es .-?16>; ?>(F %a4itan en e+ casco *r4ano 9 <<(' -6F =i=en en +a @ona r*ra+

Lo c*a+ e=idencia 8*e +a cantidad de desec%os p+ásticos en +a ci*dad es compara4+emente a+ta1 Si se s*pone 8*e diariamente cada indi=id*o %ace *so de *n recipiente p+ástico 9 +o desec%a se %a4+a de más de .,,1,,, recipientes desec%ados apro5imadamente d*rante *n día 9 e+ =o+*men 8*e oc*pan estos es demasiado grande Por estas ra@ones se desea imp+ementar este sistema mecánico trit*radora de recipientes p+ásticos 3acti4+e para +as microempresas recic+adoras *4icadas en +a ci*dad de /*caramanga Santander Co+om4ia1

1.1.3 Búsqueda  mane!o de información

Los p+ásticos son s*stancias orgánicas 3ormadas por macromo+Bc*+as ++amadas po+ímeros1 Estos po+ímeros son grandes agr*paciones de mon2meros *nidos mediante *n proceso 8*ímico ++amado po+imeri@aci2n1 Los p+ásticos proporcionan *na serie de propiedades 8*e no p*eden +ograrse con otros materia+es por e:emp+o& co+or 4a:a densidad 4*en ais+ante e+Bctrico 9 resistencia a +a degradaci2n am4ienta+ 9 4io+2gica1 Carecen de *n p*nto de e4*++ici2n son e+ásticos 9

Identifcación del Proble

3+e5i4+es permiten ser mo+deados 9 adaptarse a di3erentes 3ormas 9 ap+icaciones1

Fig 2: propuesta por ministerio de ambiente vivienda y desarrollo territorial – FOA!. Los di3erentes tipos de p+ásticos se identi3ican con *n n7mero de+ - a+ ( *4icado en e+ interior de+ c+ásico signo de+ recic+ado triang*+o de 3+ec%as de seg*imiento ta+ como se p*ede e=idenciar en +a sig*iente ta4+a1

Fig. " #lasi$icaci%n de los pl&sticos, por '&scone( Orti( A.P )2*1"+.

E+ tere3ta+ato de po+ieti+eno po+itere3ta+ato de eti+eno po+ieti+entere3ta+ato o po+ieti+eno tere3ta+ato más conocido por  s*s sig+as en ing+Bs PET polyetylene tereptalate es *n tipo de p+ástico m*9 *sado en en=ases de 4e4idas 9 te5ti+es1

Las propiedades de+ PET son +as sig*ientes& • /*ena resistencia 8*ímica 9 tBrmica1 •  A+ta resistencia a+ desgaste 9 corrosi2n1 • /*en coe3iciente de des+i@amiento1

• /*ena 4arrera a+ CO' acepta4+e 4arrera a+ O' 9 a +a %*medad1

•  A+ta transparencia admite cargas de co+orantes1

•  Apro4ado para s* *so en prod*ctos 8*e de4an estar en contacto con prod*ctos a+imentarios1

La tBcnica más *ti+i@ada en +a act*a+idad para e+ PET es e+ recic+ado mecánico consiste en +a mo+ienda separaci2n 9 +a=ado de en=ases1 Las escamas res*+tantes d*rante este proceso se p*eden destinar de 3orma directa sin necesidad de =o+=er %acer pe++ets en +a 3a4ricaci2n de prod*ctos por in9ecci2n o e5tr*si2n1

Fig. - Proceso de reciclado mec&nico.

En +a sig*iente operaci2n dentro de+ proceso de recic+ado se *ti+i@an trit*radoras para di=idir en partes más pe8*e0as e+ p+ástico estos =arían dependiendo de+ =o+*men de+ procesado de+ materia+ genera+mente c*entan con dos c*c%i++as o rodi++os para+e+os con c*c%i++as a3i+adas 9a sean en 3orma =ertica+ * %ori@onta+1 E5isten =arios tipos de má8*inas trit*radoras1

1.1.3.1 "aquinas trituradoras.

Se *ti+i@an genera+mente para r*pt*ra de materia+es d*ros 9 de grandes dimensiones tiene como principio de 3*ncionamiento +a compresi2n +enta ci@a++amiento impacto 9 atrici2n1

E5iste +a trit*radora de marti++os s* 3*ncionamiento es simi+ar a+ mo+ino de marti++os e5cepto en *na =ariante en e+ dise0o por +o

genera+ +os marti++os no pi=otan en e+ e:e porta marti++os +o 8*e proporciona *na ma9or 3*er@a a+ impacto en +a peri3eria de +a cámara de trit*raci2n1

Fig.  /rituradora de martillos, por: 0niversidad politcnica de 'alencia.

La trit*radora de c*c%i++as s* 3*ncionamiento es simi+ar a+ mo+ino de c*c%i++as e+ n7mero de c*c%i++as es =aria4+e de - a ', dependiendo de +a ap+icaci2n1

Fig.  /rituradora de cucillas, por: P34#5!4#A. 1.1.3.2 "aquinas cortadoras.

E5isten +as ma8*inas cortadoras rotati=as +as c*a+es se caracteri@an por poseer *na cámara de corte amp+ia +a misma 8*e se enc*entra atra=esada por *n e:e 8*e porta c*c%i++as +as 8*e se enc*entran distri4*idas *ni3ormemente en toda s* +ongit*d 9 p*eden disponerse perpendic*+ar a+ e:e o tener *n pe8*e0o áng*+o de inc+inaci2n1

Fig. 6 !&7uina cortadora rotativa, por '&scone( Orti( A.P )2*1"+.

1.1.3.3 "#quinas de molinos.

Son má8*inas *ti+i@adas para red*cir e+ =o+*men promedio de +as partíc*+as por medios mecánicos %asta e+ tama0o deseado1

E5isten mo+inos de marti++os +os c*a+es consisten en *na serie de 4arras de +i4re mo=imiento o marti++os +os c*a+es están s*:etos a *nos pi=otes 9 Bstos a *n e:e rotatorio

Fig. 8 !olino de martillos, por: '&scone( Orti( A.P )2*1"+. Los mo+inos de disco se caracteri@an por8*e poseen *no o dos discos 8*e contienen *na %i+era de dientes concBntricos 8*e tra4a:an a a+tas =e+ocidades1

Fig. 9 !olinos de disco, por: '&scone( Orti( A.P )2*1"+.

G +os mo+inos de c*c%i++a son parecidos a +os mo+inos de marti++os en este caso a+ e:e se +e p*ede co+ocar =arios tipos de c*c%i++as en s* parte in3erior se enc*entra *n tami@ e+ c*a+ es e+ encargado de contro+ar e+ tama0o de +as partíc*+as1

Fig. 1* !olinos de cucillas, por: '&scone( Orti( A.P )2*1"+ Teniendo en c*enta +a in3ormaci2n anterior %a9 8*e ac+arar 8*e +a trit*radora de recipientes p+ásticos 8*e se piensa dise0ar está en3ocada principa+mente a pe8*e0as 9 medianas empresas 8*e no tengan e+ capita+ monetario de ad8*irir *na gran ma8*inaria con especi3icaciones de +*:o1 /*sca 8*e +os emprendedores o empresarios d*e0os de estas Hrecic+adoras p*edan optimi@ar e+ proceso de recic+ado de recipientes p+ásticos estas empresas a di3erencia de +as grandes empresas no m*e=en camiones diarios de materia+ recic+a4+e estas pe8*e0as 9 medianas empresas tienen *n sistema e+ c*a+ +es permite %acer *n en=i2 de cami2n a partir de *n peso por ende no mane:an *n gran capita+ econ2mico1 Se %ace Bsta ac+araci2n para 8*e a+ momento de *na toma de decisiones más ade+ante se piense en +a renta4i+idad so4re como dise0ar +a trit*radora de ac*erdo a toda +a in3ormaci2n anterior 9a sa4emos e+ conte5to en e+ c*a+ +a trit*radora de recipientes p+ásticos de4e desen=o+=erse 9 así con=ertir e+ p+ástico en n*e=os prod*ctos de *so com7n1

1.1.$ %equerimientos  limitaciones.

Para +a e+a4oraci2n de+ sistema mecánico trit*radora de recipientes p+ásticos primeramente se necesitan +os re8*erimientos de+ *s*ario +os c*a+es de4en ser trad*cidos en re8*erimientos tBcnicos en cada 3ase de+ dise0o seg*ido se rea+i@a *na e=a+*aci2n de +a incidencia de cada *na de +as características tBcnicas en +a satis3acci2n de +as necesidades de+ *s*ario para 3ina+mente se+eccionar +as más apropiadas 8*e predominaran en e+ dise0o1

1.1.$.1 %equerimientos.

De ac*erdo a +os re8*erimientos de+ *s*ario +a má8*ina de4erá c*mp+ir con +o sig*iente&

1.1.$.2 &imitaciones'

Un sistema mecánico trit*radora de recipientes p+ásticos posee parámetros 8*e de4en ser c*mp+idos o4+igatoriamente para tener  sa+=edad de con3+ictos +ega+es a contin*aci2n se presentan a+g*nas restricciones&1

• La trit*radora de4e ser +o s*3icientemente seg*ra 9 3áci+ de operar1

• "aranti@ar *n contin*o 3*ncionamiento sin interr*pci2n a+g*na por 3a++a mecánica1

• De4e tener *na =ida 7ti+ considera4+emente +arga para e=itar e+ cam4io consec*ti=o de pie@as por desgaste1

• Costo sin de3inir 

• En c*anto a+ aspecto +ega+ am4ienta+ se de4e estar 4a:o +a +e9 genera+ am4ienta+ de Co+om4ia +e9 ?? de -??6 Por +a c*a+ se crea e+ inisterio de+ edio Am4iente se reordena e+ Sector  P74+ico encargado de +a gesti2n 9 conser=aci2n de+ medio am4iente 9 +os rec*rsos nat*ra+es reno=a4+es se organi@a e+ Sistema Naciona+ Am4ienta+ SINA 9 se dictan otras disposiciones1

De ac*erdo con e+ decreto ',;- se reg+amenta +as +icencias am4ienta+es considerando&

J*e e+ artíc*+o 'K de +a Le9 ?? de -??6 en concordancia con e+ Decreto Le9 6.(, de ',-- disp*so +a creaci2n de+ inisterio de+ edio Am4iente %o9 inisterio de Am4iente 9 Desarro++o Sosteni4+e como organismo rector de +a gesti2n de+ medio am4iente 9 de +os rec*rsos nat*ra+es reno=a4+es encargado entre otras cosas de de3inir +as reg*+aciones a +as 8*e se s*:etarán +a conser=aci2n protecci2n mane:o *so 9 apro=ec%amiento de +os rec*rsos nat*ra+es reno=a4+es 9 e+ medio am4iente de +a Naci2n a 3in de aseg*rar e+ desarro++o sosteni4+e1

Uno de +os +ineamientos más importantes 8*e se de4e seg*ir  se descri4e en e+ sig*iente artíc*+o&

Concepto 9 a+cance de +a +icencia am4ienta+1 La +icencia am4ienta+ es +a a*tori@aci2n 8*e otorga +a a*toridad am4ienta+ competente para +a e:ec*ci2n de *n pro9ecto o4ra o acti=idad 8*e de ac*erdo con +a +e9 9 +os reg+amentos p*eda prod*cir  deterioro gra=e a +os rec*rsos nat*ra+es reno=a4+esMo a+ medio am4iente o introd*cir modi3icaciones considera4+es o notorias a+ paisa:e +a c*a+ s*:eta a+ 4ene3iciario de esta a+ c*mp+imiento de +os re8*isitos tBrminos condiciones 9 o4+igaciones 8*e +a misma esta4+e@ca en re+aci2n con +a pre=enci2n mitigaci2n correcci2n compensaci2n 9 mane:o de +os e3ectos am4ienta+es de+ pro9ecto o4ra o acti=idad a*tori@ada1

La +icencia am4ienta+ ++e=ará imp+ícitos todos +os permisos a*tori@aciones 9Mo concesiones para e+ *so apro=ec%amiento 9Mo a3ectaci2n de +os rec*rsos nat*ra+es reno=a4+es 8*e sean necesarios por e+ tiempo de =ida 7ti+ de+ pro9ecto o4ra o acti=idad1

E+ *so apro=ec%amiento 9Mo a3ectaci2n de +os rec*rsos nat*ra+es reno=a4+es de4erán ser c+aramente identi3icados en e+ respecti=o est*dio de impacto am4ienta+1

1.1.( )ormulación de especificaciones1

 A contin*aci2n se presentan a+g*nas especi3icaciones de+ sistema mecánico trit*radora de recipientes p+ásticos 8*e permiten considerar +a ca+idad 9 3*nciona4i+idad de este sistema&

• La dimensi2n de +a ma8*ina será +argo de -.m a -(m anc%o& ,1>m a -m a+to -6m a -.m1 E+ c*a+ es *n tama0o estándar 8*e permita ser *4icada 3áci+mente en *n espacio no m*9 amp+io1

• E+ sistema mecánico de4e satis3acer e+ marco +ega+ am4ienta+1

• Los mo+inos de4en ser 3a4ricados en acero ino5ida4+e para así e=itar e+ deterioro por corrosi2n1

• Tra4a:ar consec*ti=amente como mínimo > %oras diarias 8*e sería apro5imadamente e+ %orario de tra4a:o de+ operario1

• E+ mecanismo será imp*+sado por *n motor e+Bctrico 8*e permita e+ 3*ncionamiento contin*o antes mencionado1

• E+ dise0o de +a ma8*ina de4e prestar cierta comodidad a+ operario para así e=itar *n accidente +a4ora+1

• $áci+ ensam4+e 9 desensam4+e para 8*e e+ mantenimiento o cam4io de pie@as no se comp+e:o1

• Contar con *n pro=eedor de materia+es 9 pie@as 8*e garantice s* d*raci2n para dar+e con3ia4i+idad a+ empresario 8*e ad8*iera +a má8*ina trit*radora1

• Prod*cci2n de >,-.,g por %ora1

• Comp*esta por dos e:es de 3resa 9 *na c ri4a intercam4ia4+e 8*e determina e+ tama0o de+ materia+ trit*rado opciona+1

• Co+ocaci2n grad*a+ de +as 3resas para *na me:or toma 9 progresi2n de corte1

• $aci+idad de acceso a +os discos de trit*raci2n 9 de arrastre para 3aci+itar +as operaciones de mantenimiento1

2 %eferencias.

• edina "arcía )1E s131 Diseño de una trituradora para pl&stico Polietileno de /ere$talato )P/+. Doc*mento no p*4+icado1

• E/R1 OcBanos de p+ástico1 Rec*perado '' de oct*4re de+ ',-; en %ttps&MM19o*t*4e1comMatc%=Q6"/Ed4*i(AG

• iipedia ',-.1 Tere3ta+ato de po+ieti+eno1 Rec*perado '6 de )*nio de+ ',-. %ttps&MMes1iipedia1orgMiiMTere3ta+atodepo+ieti+eno

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• %ttp&MM1an+a1go=1coMdoc*mentosMNormati=aMDECRETOLICENCIASA /IENTALES1pd3 

• %ttp&MM1oas1orgMdsdM3idaM+asM+egis+ationMco+om4iaMco+om4ia???61pd3  • #ernande@ artines C1 Pinto a8*i+on E1S ',,(1 Diseño y monta;e de