CARACTERIZACIÓN COMPARATIVA DEL MATERIAL …
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CARACTERIZACIÓN COMPARATIVA DEL MATERIAL POLIESTIRÉNICO- MOE, PARA EL DISEÑO DE UNA LÍNEA DE PRODUCTOS ECOLÓGICOS Y SUPERFICIES DE EXTERIOR SANTIAGO PEÑUELA VERGARA UNIVERSIDAD DE BOGOTA JORGE TADEO LOZANO FACULTAD DE ARTE Y DISEÑO PROGRAMA DISEÑO INDUSTRIAL BOGOTÁ D.C. 12 de enero de 2021
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CARACTERIZACIÓN COMPARATIVA DEL MATERIAL POLIESTIRÉNICO- MOE, PARA EL DISEÑO DE UNA LÍNEA DE PRODUCTOS ECOLÓGICOS
Y SUPERFICIES DE EXTERIOR
SANTIAGO PEÑUELA VERGARA
UNIVERSIDAD DE BOGOTA JORGE TADEO LOZANO
FACULTAD DE ARTE Y DISEÑO
PROGRAMA DISEÑO
INDUSTRIAL
BOGOTÁ D.C.
12 de enero de 2021
CARACTERIZACIÓN COMPARATIVA DEL MATERIAL POLIESTIRÉNICO- MOE, PARA EL DISEÑO DE UNA LÍNEA DE PRODUCTOS ECOLÓGICOS Y SUPERFICIES DE EXTERIOR
SANTIAGO PEÑUELA VERGARA
Asesores: Jean Rene Riveros Rodríguez
Oscar Ballesteros Todd Bruce Allen Hartley
UNIVERSIDAD DE BOGOTA JORGE TADEO LOZANO
FACULTAD DE ARTE Y DISEÑO
PROGRAMA DISEÑO
INDUSTRIAL
BOGOTÁ D.C.
12 de enero de 2021
Notas de Aceptación
Los honorables asesores y jurados que hacen parte del Comité de Grado en el cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, firman en constancia de aprobación del trabajo de grado presentado en Bogotá D.C, a los doce (12) días del mes de enero de 2021.
JEAN RENE RIVEROS RODRÍGUEZ Asesor
OSCAR BALLESTEROS Asesor
TODD BRUCE ALLEN HARTLEY Asesor
MDE. ESP. JEAN RENE RIVEROS
Jurado
ABEL EDUARDO RODRÍGUEZ
Jurado
LEONARDO VÁSQUEZ MIRANDA
Jurado
Dedicatoria
A Dios por permitir llegar hasta este proceso, a mis padres, familia y las
personas que creen en mi trabajo y están cada día de mi vida impulsando a
dar pasos que me permitan crecer como ser humano y profesional.
Agradecimientos
Agradezco desde mi corazón a mis Padres, Familia, Docentes, a quienes me
apoyaron de alguna forma en mi proceso de estudio, de investigación y me
orientaron para tener un resultado exitoso y favorable para culminar con este
proyecto que ofrece una oportunidad para avanzar en mi nivel académico y
permite abrir nuevos espacios de conocimiento para mi futuro.
RESUMEN
El uso del poliestireno expandido se ha extendido en todos los sectores
económicos de la población, tiene uso en los empaques para proteger
dispositivos, empaques para restaurantes, estructuras livianas, aislantes de
ruido en la construcción, resistente al comportamiento de clima y bajo diversos
fenómenos, por ello se valora la resistencia y el desempeño en el
recubrimiento de morteros, baldosas, paneles para oficinas y residencias de
interés social. Sin embargo; se encuentra que su disposición final causa gran
daño y contamina en mayor grado los rellenos sanitarios, los ríos, mares y
sitios donde se están albergando los desechos humanos por falta de espacio,
Por lo anterior, el proyecto presenta una opción de uso para que este material
se combine y sea transformado en un 100% a material ecológico que asegure
un mejor y mayor tratamiento en su disposición final, que tenga opciones de
reutilización y que su nivel de degradación sea amigable con el medio
ambiente, por ello se presenta el MOE, como material elástico y de alta
resistencia en reemplazo del icopor, para suplir las necesidades de
empaques, estructuras para pisos, baldosas, adoquines y láminas para
superficies con diseños y formas adecuadas a los espacios interiores y
exteriores.
TABLA DE CONTENIDO
............................................................................................................................................................ 1
RESUMEN ........................................................................................................................................ 6
TABLA DE CONTENIDO ....................................................................................................................... 7
TABLA DE ILUSTRACIONES .................................................................................................................. 9 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 12
CAPITULO 1: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................................. 15
ARBOL DE PROBLEMAS ..................................................................................................................... 17 OBJETIVO GENERAL .......................................................................................................................... 18 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................... 18 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................................. 19
CAPITULO DOS: MARCO TEORICO ................................................................................................... 20
CAPITULO III: METODOLOGIA APLICADA .......................................................................................... 23
PRUEBA DE FUERZA: ......................................................................................................................... 24 PRUEBA DE ABRASIÓN ...................................................................................................................... 24 PRUEBAS DE RESISTENCIA MECÁNICA .............................................................................................. 25 MAQUINARIA.................................................................................................................................... 26 PROCESO DE PRODUCCIÓN .............................................................................................................. 27
CAPITULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ......................................................... 30
ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE PROPIEDADES DE DUREZA. .............................................................. 30 MATRIZ DOFA ................................................................................................................................... 33 ANALISIS DE CICLO DE VIDA DEL PRODUCTO .................................................................................... 34 MATRIZ DE EVALUACIÓN .................................................................................................................. 36 ANALISIS DE ENTREVISTAS ................................................................................................................ 38 RESULTADOS DE LA VERIFICACIÓN DE TESTEO ................................................................................. 39 OBSERVACIONES .............................................................................................................................. 39 PERFIL DEL USUARIO / CONSUMIDOR .............................................................................................. 42 ALTERNATIVAS DE USO DEL MATERIAL MOE .................................................................................... 43 ESTADO DEL ARTE ............................................................................................................................. 45 IDENTIDAD DEL MATERIAL................................................................................................................ 48 REQUERIMIENTOS Y PARAMETROS .................................................................................................. 48 MÉTODO DE ANÁLISIS....................................................................................................................... 50 PLANTEAMIENTO DE LA HIPÓTESIS .................................................................................................. 50 MOLDES Y RECOLECCIÓN .................................................................................................................. 52 EXPLORACIÓN DE CORTE Y LIJADO ................................................................................................... 55 PRUEBA PILOTO ................................................................................................................................ 56 MATERIAL MOE COLOR .................................................................................................................... 59 DESARROLLO DE DISEÑO .................................................................................................................. 60 CONCEPTOS ...................................................................................................................................... 61 REQUERIMIENTOS ............................................................................................................................ 61 LÍMITES Y ALCANCES ......................................................................................................................... 62 DETERMINANTES Y VARIABLES ......................................................................................................... 62 ARGUMENTOS .................................................................................................................................. 62 INSIGHTS ........................................................................................................................................... 63 SECUENCIA: ...................................................................................................................................... 63 CODISEÑO ......................................................................................................................................... 64 ADHESIVOS ....................................................................................................................................... 65
PROPUESTAS..................................................................................................................................... 67
EMPAQUES ....................................................................................................................................... 68 PROPUESTA 2 VISUALIZACIÓN 3D ALCANCES. .................................................................. 69
PROPUESTA 3 ................................................................................................................................... 70
PROPUESTA FINAL ............................................................................................................................ 71
VENTAJAS DE LA CERÁMICA MARMOLIZADA PLÁSTICA ................................................................... 72
OBSERVACIONES FINALES ................................................................................................................. 73
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.............................................................................................................. 74
CRONOGRAMA ................................................................................................................................. 77
FICHA TÉCNICA ................................................................................................................................. 77
CONCLUSIONES ................................................................................................................................ 78
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS......................................................................................................... 78
TABLA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1: Problemática ………………………………………………………………………………………………………………16 Ilustración 2: Material ………………………………………………………………………………………………………………………16 Ilustración 3: Contaminación en rellenos…………………………………………………………………………….……………17 Ilustración 4: Árbol de problema……………………………………………………………………………………………….………17 Ilustración 5: Máquinas de medición ……………………………………………………………………………………...…….…18 Ilustración 6: Prueba de inicio…………………………………………………………………………………………………….….…24 Ilustración 7: Resultado de prueba…………………………………………………………………………………………..………25 Ilustración 8: Corbatín ASTM D6 8 D …………………………………………………………………………………………………25 Ilustración 9: Corbatín MOE con excesos………………………………………..………………………………………………...26 Ilustración 10: Corbatín MOE terminados ………………………………………………………………………..………………26 Ilustración 11: Troquelado de corbatín ……………………………………………………………………………………..……..26 Ilustración 12: Maquina AG-IS SHIMADZU…………………………………………………………………………………..……27 Ilustración 13: 3D Prensa Mecánica………………………………………………………………………………………………..…27 Ilustración 14: Máquinas Cadena de Producción ...……………………………………………………………………..……30 Ilustración 15: ciclo de vida el producto ………….………………………………………………………………………….……35 Ilustración 16: Catálogo de color ………………..…………………………………………………………………………….…….39 Ilustración 17: Estado del Arte……………………………………………………………………………..………….……….…..…48 Ilustración 18: Moldes, icopor materiales ……………………………………………………………..…….…………...…….54 Ilustración 19: Troqueles y moldes……………………………………………………………………………………….….………55 lustración 20: Molde Metálico ……………………………………………………………………………….……………….……...55 Ilustración 21: Proceso de Moldeo ………………………………………………………………………….……………….……...56 Ilustración 22: Experimentación de corte y lijado …………………………………………………………………….………57 Ilustración 23: Material Cortado y lijado …………………………………………………………………………………………57 Ilustración 24: Vaso MOE, molde metálico ……………………………………………………………………………..………58 Ilustración 25: Llavero Bosque MOE……………………………………………………………………………………….………58 Ilustración 26: Estoperol MOE …………………………………………………………………………………………………...……58 Ilustración 27: Material sin cortar MOE…………………………………………...………………………………………..……59 Ilustración 28: Olor Material procesado MOE…………………………………………………………………………….……59 Ilustración 29: Material MOE Color ……………………………………………………………….………………………….…...59 Ilustración 30: Textura MOE ………………………………………………………….………………………………………….……59 Ilustración 31: Prueba Láser, troquel, catálogo de color ………………….………………….………….………………62 Ilustración 32 Bocetación, teselados básicos. …………………………………………………….………………..………...65 Ilustración 33: Adhesivos usados…………………………………………………….………………….………………………....66 Ilustración 34: Material Marmolizado plásticos con adhesivos. ……………………………………………….….…67 Ilustración 35 Propuesta de teselado. …………………………………………………………………………………………….68 Ilustración 36: Visualización 3D Pieza…….………………………………………………………….…………………………..68 Ilustración 37: Visualización 3D Plástico . ………………………………………………………….…….…………….……….68 Ilustración 38: Empaque caja ………………………………………………………………………………….………….………...68 Ilustración 39: Pisos Marmolizados finalizados. ………………………………..…………………….……….…………..69 Ilustración 40: Empaque Caja 36 Un ………………………………………………………………………..………………….…69 Ilustración 41: Empaque Suncho ……………………..…………………………………………………...…….…..…….….….70 Ilustración 42: Visualización 3D productos MOE. ……………………………….…………………….….…………………71 Ilustración 43: Propuesta Modular ………………………….…………………………………………………..……….…….….72 Ilustración 44: Propuesta material marmolizado plástico textura.…………………………….…..……………...72 I lustración 45: Producto final marmolizados plástico………………………………………………………..……………73 I lustración 46: Ventajas cerámica marmolizados plástica………………………………………………..…………...73
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Remplazo de maderas ….………………….…………………………………………....30
Tabla 2. Remplazo de polímeros ……………..………………………………………….……….30
Tabla 3. Comparación de usos ……………………………………………………………………31
Tabla 4. Matriz de evolución …………………………………….………………………….……..36
Tabla 5. Resultados entrevista ……………………………………………………………..…..…38
Tabla 6. Esquema insight ……………………………………………...…………………………..40
Tabla 7.Determinantes, requerimientos y parámetros ………………………………………….49
Tabla 8. Icopor y peso……………………………………………………….………………….…..53
LISTA DE GRAFICAS Gráfica 1. Comparación Polimeros ….………………….………………………………………....29
Gráfica 2. Comparación Maderas ….………………….…………………………………………...29
Gráfica 3. Análisis Estratégia DOFA. ….………………….……………………………………....32
Gráfica 4. Ciclo de vida de Producto ..….………………….……………….……………………..34
Gráfica 5. Esquema Insight…… ….………………….…………………….……………………....40
Gráfica 6. Alternativas y soluciones.………………….…………………………………………....43
INTRODUCCIÓN
El proyecto de investigación busca minimizar el impacto ambiental que tiene
el poliestireno expandido en la ciudad de Bogotá; estudio que tiene como
base el trabajo de investigación de Santiago Fajardo Ramírezi; Ingeniero
Ambiental; quien presentó su tesis para el primer semestre del año 2015,
documento que desarrolla el proceso y un producto de reciclaje innovador a
partir del poliestireno expandido. El presente estudio tiene como base el
producto llamado MOE como sustituto ecológico (Fajardo 2015).
La finalidad de desarrollar productos provenientes del MOE; llamado
comercialmente icopor reciclado; es disminuir notablemente la
contaminación ocasionada por el mismo; debido el alto consumo de producto
elaborados con Icopor, lo que trae consigo características de volumen e
inflamabilidad y por su destinación final, en muchas ocasionan un impacto
negativo muy algo en el medio ambiente.
La vida marina es una de las formas de vida más afectadas por el icopor
debido a una de sus características, entre las cuales está la difícil
desintegración. Es tanto el tiempo que permanece este material sobre la
superficie marina que las pequeñas partículas en la que se desprende y es
ingerida por peces ocasionado en el ser una inminente mortandad que afecta
notablemente el ecosistema. Por otro lado, incluso tratándose de escenarios
sin la presencia de un ecosistema natural la afectación de este material por
su volumen se puede ver reflejado en la ocupación de espacios que pueden
ser aprovechados de cualquier otra forma; es el caso del Relleno Sanitario
Doña Juana en la ciudad de Bogotá, relleno en el cual se ha incrementado
la contaminación a niveles inimaginables debido a la difícil descomposición
del material.
Por otro lado, el uso cotidiano de este material, el cual hace parte de nuestro
diario vivir, y es usado en la mayoría de casos para aislar el sonido o la
protección a electrodomésticos, empaques de comida, entre otros. Por ello,
se tiene en cuenta para este proyecto que a partir de la cotidianidad con que
se usa, se aproveche este factor de uso, para que ayude a disminuir la
contaminación, buscando que tenga un gran impacto en el comercio debido
a su manejó 100% reciclado, que los bajos costos permitan sea accequible
y adicionalmente, se genere conciencia en todas las personas sobre el
segundo uso de este material.
En segundo lugar; en la experiencia de formación como profesional Tadeista
se observó la problemática en cuanto uso de los recursos o infraestructura
en ocasiones muy limitada; ya que la institución le provee a los estudiantes
superficies y bases elaboradas con MDF, tríplex, materia prima que se utiliza
para la formación, construcción, conocimiento de máquinas, técnicas y
manipulación de herramientas donde es esencial tener material para la
construcción del estudiante. Por ello se incluye el material MOE, el cual
pertenece a la familia de los polímeros dándole propiedades para su
presentación laminar en superficies. Su composición lo hace reutilizable
hasta 6 veces formando una cadena o sistema de reutilización y uso.
Otro problema que se presenta en Bogotá; es la disposición del Icopor en
tiempo y espacio en el relleno sanitario de Doña Juana; es por ello que se
busca que dicho material sea una oportunidad de reciclaje, el cual permite a
partir del diseño ser transformado en un nuevo material y que su ciclo de
vida sea auto aprovechable logrando su remplazó; buscando proteger el
medio ambiente y los recursos naturales. (Peña, 2013).
Es así, como encontramos que el reciclaje del poliestireno expandido
(icopor) en la ciudad de Bogotá se encuentra poco reglamentado; debido a
que las técnicas actuales no son efectivas. A la fecha se han desarrollado
tres (3) investigaciones y un (1) desarrollo tecnológico. Se destacan entre
estos que para el año 2003, la Universidad Nacional desarrollo un adhesivo
a partir del craqueo del petróleo transformando los gases y líquidos livianos,
Otro trabajo de investigación en la Universidad Jorge Tadeo, realizado por
la facultad de Ingeniería Química y publicado en la revista internacional
Waste and Biommas Valorization, liderado por la docente Alis Pataquiva;
donde se expone como se transforma el poliestireno expandido con aceite
usado de cocina, comprimiéndose ambos materiales, luego se caracterizó
químicamente, pero no se desarrolló una metodología de producción en
estas investigaciones. La tecnología actual donde se produce poliestireno
reciclado para producir reglas, este desarrollo fue adquirido por la Fundación
Verde Natura.
Por último; la investigación ó idea de negocio FACOR, sobre la cual se basa
este trabajo propone el desarrollo de un material por medio de un proceso
de termólisis (rompimiento de los enlaces por el calor) donde se utiliza un
solvente vegetal, de aproximadamente 200°C.
Es importante destacar los usos que se dan al material procesado ya que ha
sido probado en la producción de estoperoles, llaveros, artículos de
escritorios sin los ensayos. El MOE un nuevo material que logra por medio
de la comprobación; pruebas mecánicas, ataques químicos, térmica,
eléctrica y flotabilidad (Askeland, 2013). El impacto ambiental generado por
las industrias como lo es la tala de árboles y la minería a cielo abierto. Ayudar
al medio ambiente por medio de soluciones ecológicas, buscando
aprovechamiento de materia que es pobremente reciclada en Colombia y
Bogotá (Junca, 2014).
CAPITULO 1: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La problemática abarca una situación global de contaminación por el uso de
icopor en los diferentes ecosistemas; ya que las industrias atacan el
ecosistema con fines lucrativos, con o sin permisos, muchos generando
daño a la tierra, mares y demás; sin poder subsanar como lo es la minería,
la deforestación, la extracción petrolera. Véase ilustración 1. Otra gran
industria que se crea a partir de materias vírgenes sale de las maderas, las
cerámicas, el petróleo convertidos en el mobiliario, autos, casas, edificios,
plásticos, resinas, pegantes, todos estos son material que nos acompaña y
que proviene de un ser vivo que monetizaron, al cual le otorgan un costo por
sus propiedades y características. Los cuales son cortando, extraídos,
sacando la materia prima, se descomponen, se mezclan para su
presentación comercial y dependiendo del poder adquisitivo se pueden
acceder las maderas, plásticos, cerámicas (ladrillos, bloques), los cuales su
vez son seccionados y se consumen desde los más baratos como son los
aglomerados, lo más costoso es el material sin cambios virgen en su forma.
Ilustración 1: Problemática
Las industrias producen sin tener control del ciclo final o de desecho de sus
productos; por ello estos se encuentran en cualquier lugar desperdicios ya
Ilustración 2 : Materiales 1
sean los paquetes, bolsas plásticas, vasos desechables de icopor o plástico,
cartón, desperdicios de obras, madera, mobiliario, botellas e icopor de todo
los tamaños y colores, terminar como un desecho o residuo en calles,
avenidas, acuíferos, mares entre otros.
La industria no se ha hecho responsable y no se han establecidos
estándares mínimos para reducir el impacto ambiental que causan los
desechos de madera, plásticos y cerámicas. Una Noticia del TIEMPO de
noviembre 05 de 2016, en Colombia informó que cada año por la
deforestación clandestina, se pierden unas 48.000 hectáreas de bosques un
poco más del área de Bogotá. Zonas que hacen parte de los apartados
bosques del pacifico y amazonas.
El énfasis de este proyecto de investigación es disminuir la problemática de
la disposición final del icopor o poliestireno; por su difícil degradación y por
su afectación directa a los ecosistemas de vida. Su volumen y su
degradación al realizarse en minúsculas esferas son un problema en rellenos
sanitarios, calles y mares.
Ilustración 3: Contaminación en rellenos
ARBOL DE PROBLEMAS
Maquinaria y
tecnología
insuficiente
Causas
El material no es
biodegradable
Recolección es
costosa
Persistente en el
ambiente Depreciación del
espacio publico
Efecto
s
No hay un producto que
satisfaga el reciclaje del
icopor en Bogotá y Colombia
Afecta la vida
marina
Taponamiento
de alcantarillado
El uso del icopor
por su bajo precio
es demandado por
la industria
Voluminoso
Incremento en
relleno sanitario No es rentable para
los recicladores
Flotabilida
d
Inflamable
Ilustración 4: Árbol de Problemas
Siendo este un problema que genera dificultades de tipo social, ambiental y
económico, se deben gestionar varios aspectos que permitan un cambio
positivo no sólo en la industria, sino también en el consumo responsable y el
cuidado al medio ambiente necesario en los objetivos de desarrollo
sostenible que establece la política pública desde el Gobierno Nacional; es
por ello que se establecen los siguientes objetivos:
OBJETIVO GENERAL
Analizar material Oligoestirenico – MOE, a partir de sus características de
dureza y elasticidad, para crear productos que permitan ser útiles y menos
contaminantes que el icopor.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Identificar las propiedades mecánicas y físicas del material mediante
la aplicación de pruebas especifica.
2. Evaluar la capacidad del material para soportar procesos técnicos en
su proceso de manufactura.
3. Identificar las oportunidades y posibles aplicaciones según las
características del material.
4. Determinar los requerimientos y procesos de manufactura y
producción adecuados para el producto.
JUSTIFICACIÓN
El presente proyecto surge de analizar el alcance industrial que tiene el
poliestireno expandido, el cual es caracterizado por sus múltiples usos y la
funcionalidad que presenta para el uso con productos ecológicos y
superficies externas, da la posibilidad de innovar y generar un Proyecto
que, asociado al trabajo del Campo, permite realizar diseños, que tengan
una mayor y mejor estructura. Igualmente, explorar desde la textura
sensorial e industrialmente este material como puede llegar a convertirse
en un material 100% ecológico.
Durante el proceso de investigación y de exploración el material
demuestra su utilidad, las fortalezas y debilidades lo que favorece que se
enfatice en el desarrollo de un nuevo producto.
Así mismo; permite la disminución de la contaminación ambiental en virtud
del material que lo compone y la facilidad para acceder a este insumo por
su bajo costo y su amplio uso en el ámbito industrial. Es notable el
incremento de contaminación producida por el Icopor; si se tiene en cuenta
que este material es bastante tóxico, ya que la mezcla de aire, estireno y
fuego haciendo más difícil su degradación y por su volumen causa
dificultad para almacenarlo. Por lo anterior se busca disminuir el impacto y
proponer un reciclaje y separación para darle una transformación en
materia nueva, que permita renovar la economía, movilizar otras materias
primas y nuevos productos que aseguren una mejor disposición y uso de
la nueva propuesta de material MOE.
CAPITULO DOS: MARCO TEORICO
La importancia del marco teórico dentro del proyecto, permite hacer un
recorrido de los artículos de investigación publicados sobre el poliestireno
MOE, y sobre las características propias del material, usos y demás
información necesaria para sustentar por qué se hace necesario darle un
enfoque diferente al uso y la disposición final del producto resultante para
garantizar la reducción del daño ecológico por la existencia de productos
creados a base de icopor. Para ello también se tendrán en cuenta las
diferentes pruebas a fin de mostrar la caracterización del material MOE
desde el diseño industrial identificando el comportamiento, funcionalidad,
uso y forma desde el análisis del material.
En las investigaciones publicadas se encuentra que el desarrollo de
productos con MOE, proveniente del icopor reciclado, tiene como finalidad
disminuir este residuo altamente contaminante e inflamable y voluminoso;
derivado del consumo de productos que tienen elementos de poliestireno y
que se utiliza como aislante de golpes para electrodoméstico, en
construcción de viviendas, como aislamiento térmico, en cielos rasos y en
empaques de comida (Isopor, 2014).
Una característica que afecta la vida marina es la flotabilidad del material, el
cual logra desintegrarse en partículas pequeñas, que se dispersan
rápidamente en el ambiente, presentando interés en los peces el cual es
ingerido, generando un riesgo en la vida marina (BBC, 2015). Para el estudio
de caso, en la ciudad de Bogotá, se evidencio que el problema ambiental
surge cuando dichos residuos son recolectados y debido a su difícil
descomposición genera más contaminación y aumenta el volumen en el
Relleno Sanitario Doña Juana (UAESP, 2011).
Extracción de datos de interés de la tesis de referencia.
El MOE es un producto de una investigación previa de ingeniería ambiental
y mecánica, sobre la cual se apoya esta investigación, teniendo en cuenta
que se debe soportar económicamente el producto, se trata de dar solución
a un problema en la sociedad, por la fabricación y desarrollo de productos
con dicho material, que perjudica gravemente los ecosistemas. Es así que
se toma la Investigación de Fajardo, investigación que recaba información
sobre la dureza, la densidad y otros datos útiles en la comparación con los
materiales actuales.
La revista UAEM redalyc.org revista cubana de química; se publica un
artículo sobre el poliestireno y pino realizado por Solis Jara, Lisperguer
Muñoz, Arencibia Silva; documento que incluye la harina de madera al
icopor, para poder entender comportamientos en esta investigación que, a
mayor harina de madera, menor elasticidad tiene la mezcla aplicando un
método de experimentación en porcentajes de 10% y 20 % de harina de
madera (Revista Cubana de Química 2005).
De otra parte, la Fundación Verde Nature cuenta con una tesis desarrollada
por la Universidad de Manizales; la cual se encarga de hacer reglas y postes
de poliestireno expandido por medio de temperatura; la cual logra disminuir
el tamaño, la cantidad estándar es de 20 vasos de icopor dando la iniciativa
con este problema ambiental en reducir este desecho en artículos ayudando
al medio ambiente (Peña.2013). Otra investigación realizada por Ana Sofía
Figueroa, Elsa Beatriz; de la Universidad de La Salle en el 2009.
Además; Fonseca, Fredy Alberto Reyes de la Universidad Javeriana de
Ingeniería, realizan investigación a partir de la mezcla de dos materiales
reciclados las llantas y el icopor con asfalto encontrando que los vasos de
icopor utilizados mejoran la elasticidad la llanta molida le proporciona
susceptibilidad térmica, resistencia la fatiga, la inflamabilidad y resistencia a
los solventes en cantidades de 1% de icopor y 14% de llanta. Apoyando a
la reducción de residuos contaminantes.
Un aporte más realizado por el artista norteamericano Daniel Arsha, quien crea
esculturas y contenedores de flujo de personas modifica techos y muros
creando ilusiones con poliestireno expandido. Además tiene una técnica en la
cual mezcla de elementos que, fundidos en diversos materiales, puede
producir réplicas de esculturas perfectas a escala de esculturas originales, un
proceso que comparte cualidades formales con la fundición con cera,
pigmentos naturales, cenizas volcánicas, calcita azul, selenita, cuarzo y cuarzo
rosa. A partir de eso, las erosiones individuales se cincelan en las superficies.
Arsham es mejor conocido por transformar visualmente objetos prefabricados
del último medio siglo en artefactos que se erosionan sutilmente, en elementos
que actúan como contenedores de memoria: una computadora Apple original,
un teléfono de Mickey Mouse o cámaras Leica.
CAPITULO III: METODOLOGIA APLICADA
El proyecto de estudio presenta una metodología de investigación aplicada
y se realiza una descripción general de las características y proceso del
material objeto de estudio, las mediciones y cálculos requeridos para darle
aplicabilidad a los productos que se requieren desarrollar a partir del
poliestireno expandido con fines industriales que reduzcan la contaminación
en su disposición final o de desecho. Todas las investigaciones de mercado
que favorezcan el consumo masivo de productos plásticos tendrán variables
que permitan pronosticar el comportamiento de consumo y uso de empaques
plásticos, por su parte este proyecto tiene como fin abordar un problema
específico, el cual sirve para generar conocimiento que pueda ser puesto en
práctica a fin de impulsar un proceso industrial que comercialice material con
características mejoradas y permita reducir drásticamente la contaminación
del medio ambiente en la ciudad de Bogotá y que pueda ser replicado a
corto plazo en todo el país.
En las consultas realizadas encontramos clasificadas algunas pruebas de
laboratorio, así:
Extrapolación de Las Unidades de la Dureza del Material (De Newtons a PSI)
En las fuentes de información actual los datos de los materiales a comparar
están dados en psi (Lb/ft2 = libra por pulgada cuadrada). Teniendo en cuenta
los resultados de la dureza a la fractura dados en N (Newton) extrapolarlos
a psi por medio de la relación del área de cada ensayo realizada en la tesis
de fajardo. Con ello se logra identificar los materiales remplazables.
PRUEBA DE FUERZA:
Ilustración 5: Máquina de medición 1
PRUEBA DE ABRASIÓN
EL material fue sometido a 1.500 vueltas (60minutos) con 10 bolas de acero.
Este mismo ensayo con concreto es de 500 vueltas 8 bolas. (El resultado fue
polvo).
Ilustración 6: Inicio de prueba 1
Ilustración 7: Resultados de prueba 1
La prueba de fuerza permitió
obtener la dureza del material:
500 Newton
El MOE puede aguantar la intemperie y el maltrato directo por impacto
demostrando la capacidad de resistencia al impacto.
PRUEBAS DE RESISTENCIA MECÁNICA
El material por medio de la norma ASTM permitirá saber la resistencia
mecánica del material demostrado en comportamiento elástico. Fue
necesario diseñar el molde por medio del troquelado (Ilustración 8) para los
corbatines que la maquina necesita procesar el material en la forma de
(Ilustración 6) corbatín, aplicando fuerza (Ilustración 8) y determinado la
elasticidad y fractura.
Ilustración 8: Corbatín ASTM D6 8 D 1medidas en milímetros
Ilustración 10: Corbatín MOE Terminados
Ilustración 9: Corbatín MOE con exceso
MAQUINARIA
Laboratorio de polímeros de la Universidad Nacional de Colombia, y en el
Taller de máquinas de la Universidad Jorge Tadeo Lozano, existe un
prototipo de prensa mecánica desarrollada para llevar a cabo el proyecto.
Ilustración 11: Troquelado de corbatin Ilustración 12: Máquina AG-IS
SHIMADZU
Ilustración 13: 3D Prensa Mecánica
PROCESO DE PRODUCCIÓN
Durante el proceso de producción a nivel industrial la prospectiva se establece
por medio de máquinas especializadas que procesan icopor y mezclas
plásticas para llevar las mejores condiciones y procesamiento de cada área,
el icopor para hacer material MOE para esta investigación fue recolectado,
triturado, procesado, mezclado, prensado y acabados fue realizado desde
cero. De forma bípeda con dos operadores, Santiago Fajardo encargado de la
manipulación exacta del material MOE y Santiago Peñuela diseñador
encargado del análisis del proceso para ayudar y perfilar un material 100%
virgen a nivel industrial y manufactura; la modificación y adición fueron claves
para poder llegar a un producto funcional desde el diseño industrial formando
diferentes productos del mismo material.
Se establece un orden proceso así:
1. Recolección: En este primer proceso se reúne el material para
comenzar con el reciclaje del icopor.
2. Triturado: El segundo paso se reduce el tamaño del icopor para
poder ser procesado por la extrusora.
3. Extrusión: Este paso es la mezcla del material con un aditivo vegetal
para formar el material llamado MOE, la mezcla sale caliente y amorfo
(sin forma).
4. Prensado y troquelado: En este punto el material es prensado por
más de 2 toneladas para sacar el aire interior del material
acompañado de un molde troquelado para darle forma al material.
5. Corte: En este paso se le quitan las rebabas o sobre excesos al molde
prensado Ilustración 20.
6. Lijado y acabados: en este proceso se le quitan puntas y bordes
peligrosos, excesos del corte se suavizan superficies y bordes.
7. Empaque: el material es empacado en cajas
8. Almacenamiento: en este punto se dispone al embalaje y
almacenamiento en bodega apilando el material.
Ilustración 14: Máquinas Cadena Producción
CAPITULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Para este capítulo el proyecto se inicia a recabar datos para analizarlos y
definir los aspectos que favorecen la producción de la materia MOE, que se
requiere para reemplazar el icopor (poliestireno expandido) en el sector
industrial, y que como resultado asegure la reducción de los agentes
contaminantes en el medio ambiente y todos los ecosistemas que actualmente
están afectados por el consumo y uso indiscriminado de dicho material.
ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE PROPIEDADES DE DUREZA.
El material MOE en resistencia de la compresión longitudinal (psi) se
tomaron datos de la referencia para los materiales como madera y
polímeros donde se analizará por cada material la compresión
longitudinal, debido a la similitud con el ensayo de dureza del MOE
7209 psi.
Grafica 1: Comparación Polímeros Grafica 2: Comparación Maderas
En la Gráfica 1; se muestra los datos de presión comparados con la
resistencia MOE, donde se muestran los polímeros más comercializados a
nivel mundial. Como se puede observar en la tabla de polímeros el más fuerte
es el PVC y el menor duro el polietileno.
POLIMEROS RESISTENCIA ATENCIÒN (psi)
Polietileno LD 3000
Polietileno HD 5000
MOE 7209
Tabla 1: Remplazo de polímeros
En la gráfica anterior Gráficas 2; se muestran los datos de presión
comparados con la resistencia del MOE, donde se muestran las maderas más
comercializadas nivel mundial. Como se puede observar en la tabla la madera
más fuerte es el roble y a la menos dura el Olmo.
MADERAS AL 12% DE
HUMEDAD
RESISTENCIA ATENCIÓN
(PSI)
Olmo 5520
Roble 6200
Cedro 6002
Abeto 4460
Pino 4800
Picea 5610
MOE 7209
Tabla 2: Remplazo maderas
Se realizó una tabla comparativa donde se extraerán los materiales dentro de
la familia de Las maderas, aglomerados y demás genéricos, con el objetivo de
determinar que materiales tienen mayor afinidad con la resistencia a la
fractura.
En esta tabla se logra incluir las características básicas de las maderas y su
uso aplicación comercial como mesas, muebles, repisas, laminas, perfilaría.
Tabla 3: Comparación De Usos
Esta tabla nos permite entender que clase de maderas se pueden reemplazar,
lo que abre un abanico de posibilidades para el proceso de fabricación de
mobiliario y también para la sustitución de maderas, que permitan un mejor
desempeño y durabilidad.
MATRIZ DOFA
Otra herramienta que nos permite analiza y dar información que sea útil a la
presente investigación, es la construcción de la matriz DOFA, el resultado de
esta matriz es bastante significativo, teniendo en cuenta que se analizan en su
contexto los factores internos (Debilidades y Fortalezas) y factores externos
(Oportunidades y Amenazas que ofrece el uso del material Oligestirenico
MOE.
Gráfica 3: Análisis Estrategia DOFA
ANALISIS DE CICLO DE VIDA DEL PRODUCTO
Actual mente el ciclo de vida de un producto para entrar en el mercado debe
cumplir con un proceso y su primera entrada es la llegada al mercado. En el
control de las etapas por las que el producto debe pasar de principio a fin;
es un ciclo en el cual se debe hacer un seguimiento, para determinar la clase
de residuo que se genera y si este es o no peligroso en su disposición final
o si por medio del reciclaje se constituye un material aprovechable y que
reduzca los niveles de contaminación. Para este proyecto el estudio del
material MOE permite finalizar el ciclo de vida del icopor ya que este residuo
no lo tenía.
EL MOE es un material que su composición y proceso lo hace ser reciclado
hasta 7 veces permitiendo la reutilización del material 100% ecológico. El
material MOE es el primer material que propone ser recolectado en canecas
especializadas permitiendo el control del material icopor y MOE a
continuación se visualizara el ciclo del producto:
Ilustración 15: Ciclo de vida producto
Al entrar un material nuevo con la intención de disminuir el impacto
ambiental de las industrias que degradan y abusan del ecosistema
natural; sin subsanar el daño ocasionado en la contaminación de ríos,
mares, y demás ecosistemas; es importante analizar el ciclo de vida de
los productos como una solución para determinar la sustitución de
materiales que cumplan las mismas características de la madera
cerámica y plásticos; por eso los objetivos de sostenibilidad ODS,
plantea una industria ecológica que para el futuro, debe depender de la
innovación de materiales y procesos autóctonos y a costos accesibles.
Unos de los usos en pisos y en mobiliario, apartir de estos materiales
incluir el uso de láminas industriales y adicionalmente incluir los
electrodomésticos o autopartes es la prospectiva del material MOE. La
introducción de un piso ecológico al mercado al comienzo será lenta
mientras se da un reconocimiento en el mercado y redes sociales, el
crecimiento es gradual, la madurez o duración del material es de hasta
10 años, los limitantes son el abuso a la intemperie, o el declive puede
ser por cambios del producto por uno nuevo por rotura o deterioro de la
forma
Gráfico 4: ciclo de vida del producto
MATRIZ DE EVALUACIÓN
A continuación, se muestra la viabilidad del producto con una
proyección desde el diseño de producto, el análisis con el MOE
otorgándole importancia a las características, teniendo en cuenta las
limitaciones para la producción del material. El primer criterio es saber
que material es para seguir con el criterio de sustituir con el MOE, el
segundo criterio es el proceso industrial del material, el tercero es la
instalación, el cuarto es potencial de mercado el cual se enfoca; con el
objetivo de introducir un producto 100% ecológico sustituto, que sea
competitivo y finalmente que sea viable en cuanto al uso del material
MOE como materia prima para los productos. En está matriz se realiza
una calificación de 1 a 5 siendo uno el más bajo y cinco el más alto.
PRODUCTO MATERIAL PRODUCCIÓN
INDUSTRIAL
INSTALACIÓN POTENCIA
EN EL
MERCADO
VIABLE
CAMINOS Cemento,
cerámica 4.0
Molde por presión 4.0 4.5 4.0 5.0
SENDEROS
EXTERIORES
Cemento
plástico 4.5
Molde por
compresión 4.0
Inyección
4.5 4.0 5.0
PISOS
INTERIOR
Cerámica
madera 4.5
Molde por presión
Corte por maquina
4.0
4.5 5.0 5.0
TEJADOS cerámica
Plástico 4.5
Molde por presión 4.5
Extrusión
Inyección
4.5 4.0 5.0
PAREDES Cerámica
plástico 4.5
Molde por presión 4.0
Extrusión
4.0 4.0 5.0
MOBILIARIO Madera
Plástico 4.5
Inyección extracción
4.5 4.0 5.0
INODOROS O
ESCUSADO
cerámica 4.5
metálicos
Molde por presión 4.0 4.5 4.0 5.0
OBJETOS
VIALES
Plástico 4.5 Inyección 4.0 4.5 4.0 5.0
AUTOPARTES Plástico Inyección roto moldeo 4.5 3.5 4.0
Tabla 4 (Matriz evaluación de productos)
Fibras 3.5
Ricinas y fibras
termo formado
SUPERFICIES
LAMINARES
Metal
Madera 4.5
Molde por
compresión 4.5
3.0 4.0 4.0
SILLAS Madera metal 4.0 Corte industrial
moldes 3.5
3.0 4.0 4.0
MESONES DE
COCINA
Mármol 4.0 3.5 4.0 4.0 4.0
ANALISIS DE ENTREVISTAS
En el marco del desarrollo del proyecto se consideró importante la
recolección de opiniones, las cuales se definieron bajo el instrumento de
entrevista, aplicada a un grupo de personas con una perspectiva diferente a
la de un diseñador de producto.
En primer lugar, se hizo un testeo con el material, para lograr que se
familiarizarán con el mismo; y luego se procedió a indagar a cada
entrevistado, acerca de su impresión inicial, observar si lo asemejaba a algún
otro material que ya conocía y donde consideraba se le podía dar mejor uso;
estas respuestas permiten explorar nuevas posibilidades de producto. Lo
que permitió que pudieran imaginar, para involucrando aquí conceptos
técnicos del diseño como la percepción según el olor y/o la apariencia. Las
entrevistas se realizaron en forma física con cada una de las personas, a las
cuales se les desplegó un catálogo que contaba con dos secciones:
De olor (línea azul) y de Color (línea roja).
Ilustración 16: Catálogo de color
RESULTADOS DE LA VERIFICACIÓN DE TESTEO
ENTREVISTADOS APARIENCIA PERCEPCION IMAGINARIO O VISTO
Diseñador gráfico -Plastilina -Juguetes -Rompecabezas
-Juguetes infantiles
Diseñador Industrial -Plástico -Mármol
-Fichas - Plano seriado
-Auto partes
Psicóloga -Piedra -Plastilina
-Piso -Juguetes
Ingeniero
plástico -Esquineros -E Boquines
Ingeniero ambiental -Mármol -Baños -Rejillas
-Cerámica
Arquitecto -Ecopak -Cielos rasos -Rejillas
-Mobiliario
Diseñador industrial
Abogada -Plástico -Puerta -Armario
-Mobiliario
Tabla 5: Resultados entrevistas
La recolección de estos datos hizo posible visualizar un campo de acción
más amplio de lo que se llegó a pensar inicialmente; esto por cuanto permitió
que las alternativas de uso del material fueran más variadas, más diversas.
OBSERVACIONES
Las entrevistas fueron encuentros informales en donde se encaminó la
conversación para responder las siguientes interrogantes:
a) ¿a qué se le parece el material?
b) ¿Qué tipo de uso se lo imagina?
c) ¿Conoce los productos de materiales reciclados? ¿Qué opinión tiene
sobre ellos?
d) ¿El reciclaje de icopor permite solucionar una problemática ambiental?
e) ¿En qué actividades sé lo imagina?
f) ¿Qué dificultades tienen al remplazar materiales naturales por uno
reciclado que cumpla las mismas características de cerámicas y
maderas?
Los procesos de entrevistas y observación se realizaron en la universidad
Jorge Tadeo Lozano donde están estudiantes y profesores una comunidad
tadeista que me permitió indagar, preguntar y analizar el material desde
varios puntos de vista industrial permitiendo perfilar el material MOE por los
siguientes ítems. Estas se realizaron los días 1 y 4 de febrero de 2020; donde
se dividieron sus actividades en los siguientes ítems:
Reciclaje
Dureza
Colores
Diseño
Apolar
Dentro de las 20 personas que se entrevistaron se encontraron varios
insights que fueron un patrón repetido a lo largo de las entrevistas donde a
nivel sensorial y visual se referían al material como un plástico, mármol o
cerámica.
a) Los insights que dieron como resultado las entrevistas como
oportunidad de diseño textualmente fueron:
b) No hay ningún producto del reciclaje del icopor y la trasformación del
material le atribuirá un valor agregado controlando el olor.
c) La segunda vida del icopor es el área de construcción eco sostenible
o Bio Construcción
d) La problemática del icopor por su degradación de más de 100 años
se convierte en una materia prima con una vida útil de más de 50
años, en un objetó con responsabilidad
e) No hay ninguna empresa controladora residuo del icopor.
Permitiendo disponer de la materia prima permitiendo el
aprovechamiento por medio del diseño y sus alcances del material
controlar la por medio de productos funcionales su recolección
Estos insights definen una problemática en cuanto al reciclaje del icopor y
trasformación del material ya que en el trascurso de la experimentación y
prototipado al material se le manejo el olor y textura, lo que dio para
profundizar en la actividad de la persona que reciclan el icopor, el cómo
esperaría reducir este residuo solucionaría una problemática ambiental. Por
medio de adoquines de MOE, factores alrededor de la actividad cotidiana de
un piso ecológicos hay estos compartimientos a nivel de precio,
mantenimiento, resistente al moho, estable a rayos UV y apolar.
Gráfico 5: Esquema insight
En este proyecto dio a conocer las necesidades del producto, fue más
valioso encontrar un patrón repetido dentro de los diseñadores; revisando el
potencial ya que esto permite una solución a una problemática ambiental con
solución desde el diseño, y tener en cuenta aspectos como:
1. Percepción del usuario
2. Composición del material
3. Diseño del producto
PERFIL DEL USUARIO / CONSUMIDOR
Con base en el libro “Fundamentos Marketing Kotler” se logró perfilar al
posible usuario y destinatario final del producto; teniendo en cuenta un
modelo de comportamiento que incluye criterios desde el ámbito cultural,
social, personal, psicológico y uno de más amplio espectro comercial y
objetivo cultural como lo es el ámbito industrial. En la siguiente imagen de
forma infográfica se mostrará, en resumen, los ítems más importantes de los
capítulos del 1 a 6 que expone este libro.
Tipo de persona: Personas entre los 20 y 60 años, que sean profesionales
en ingeniería civil, arquitectos, administradores, con énfasis en la gestión de
proyectos de construcción. Personas que estén interesadas en remodelar su
hogar, su finca. En este caso identificamos como intermediario clave a los
maestros de obras ya que ellos son los que escogen los materiales cuando
los contratan en la remodelación de obras.
Cultural: que tengan en su ADN el interés por el medio ambiente, que estén
interesados en los productos ecológicos y sustentables, personas que se
preocupen por su salud y alimentación sana, que les intrigue los productos
innovadores y amigables con el planeta.
Perfil mayorista (homocentro)
Perfil mayorista reporte de sostenibilidad
ALTERNATIVAS DE USO DEL MATERIAL MOE
El manejo que hasta el momento nos ha permitido tener el MOE para el diseño
y la producción de determinados elementos que se podrían ofertar en el
mercado ha sido de un amplio espectro en consideración a su clasificación
como material ecológico.
Es decir, que, en un estudio más específico y subjetivo en cuanto a la
utilización del material, con relación a la opinión del público que desconocía su
origen y procedencia, se han llegado a considerar las siguientes alternativas
como un buen inicio para su uso y sobre todo pensando en que satisfaga la
necesidad que consumidor.
Gráfico 7 (alternativas y solución)
Remplazo de
materiales
Desarrollar productos innovadores con el material oligoestirenico
MOE que respondan el mercado ecológico.
Alternativas del
material MOE
Superficies
ecológicas
Mimetizadas
Escultura
Impresión 3d
Material de
construcción
para acabados
y estructura
Llaveros
personalizados
Superficies Flotables
Escultura
Protección e Impacto Material Extruido
Material inyectado
Superficies
Laminares
Conos Viales
Escultura
Cercas
Escultura
Pisos
Escultura
ESTADO DEL ARTE
Dentro del mercado no existen el MOE como material reciclado porque previa
a esta investigación se introducirá en la cadena de materiales reciclados y
expandir, masificar, e industrializar la materia prima reciclada de alta calidad
en presentaciones laminar y perfiles más el desarrollo de las posibles
aplicaciones del material. En el mercado la industria de reciclaje está iniciando
el proceso, se encontraron empresas como MADERAS PLASTICAS, Véase
(Foto a) que por medio del proceso de inyección hacen perfilaría del residuo
de botellas plásticas entregando al mercado listones, postes tablas, perfiles
usados en cercas, mobiliario urbano, paredes y casas. El modelo industrial del
reciclaje se maneja con extrusoras la empresa CONCEPTOS PLÁSTICOS,
Véase (Foto b) los cuales fabrican un bloque tipo ensamble (lego) que por
medio de este módulo desarrollan superficies para viviendas de interés social
y colegios o salones de clases acompañado de la comunidad de recicladores
mejorando sus ingresos.
El campo de materiales reciclados como lo es el banco urbano construido a
partir de perfiles de plástico reciclado (foto c). TAMOC tableros rígidos
fabricados a partir de moqueta (alfombrado) (foto d). El ECOboard o está
hecho con agro fibras de residuos agrícolas puede ser usada como sustituto
de MDF, OSB (foto e).IKOPORTEX (foto f). Es la primera empresa que recicla
el icopor se encarga de reutilizar el material para hacer nuevo icopor para el
área de construcción, paredes aislantes cielos rasos. VERDE NATURA (foto
g).
es la segunda empresa que se encarga del reciclaje del icopor y su recolección
procesando el material y convirtiéndolo en reglas de 30 cm de icopor
procesado. El WPC es un material a base de tubos reciclado de pvc .
(a) MADERAS PLASTICAS
(b) CONCEPTOS PLÁSTICOS
(c) TAMOC
- Fabricacion con maquina estrusora.
- Perfileria ,corte y union.
- Colores primarios
Reciclaje de plastico botallas y paquetes .
- Fabricacion con maquina estrusora.
- Perfileria ,corte y ensamble
- Color negro
- Fabricacion con maquina estrusora caucho.
- Lamians y perfileria resiclada
- Colores negro y variable.
- modulo
- Enencaje tipo lego.
- Reciclaje de tetrapak
- Reciclaje de paquetes y botellas.
(d)
e) ECOboard
(f)
KIPORTEX
(g)
VERDE NATURE
(h)
- Color variado
- Fabricado por molde por presion.
- Sustituto de mdf
- Reciclaje del icopo
- Fabricado por molde y
aditivo
- Fundicion
- Fabricado por Inyeccion
- Postes
- Sercas
- liviano
- boluminoso
- consumo de aire
- Reciclaje de icopor nyeccion
- venta de recinas
- Fabricado extrusion
- Pisos cudrados y de perfil
- Reciclaje de tapetes.
- Superficiens laminares
- Duresa
- Reciclajede tubos pvc
Ilustración 17: Estado de arte
IDENTIDAD DEL MATERIAL
El material HOLIGOESTIRENICO no tenía nombre comercial por lo que ese
tuvo que preguntar a expertos para tener la opinión comercial. las empresas
que participaron fueron: CEMEX, IVESA,CAMACOL personal en el área de
marketing y ventas ,también punto de vista de arquitectos encontrando que
sirve para alivianar cargas muertas en construcción y permitiendo indagar
sobre el nombre y conocer las diferentes posibilidades para el nombre
comercial como: fritopor, porcelanato marmolizado, moe, en esta actividad
fue presente 20 personas entre sus profesiones Arquitecto, comerciales,
ingeniero, constructoras, diseñadores, canal comercializado.
REQUERIMIENTOS Y PARAMETROS
A continuación, se enunciarán las determinantes, requerimientos y parámetros
para desarrollar el producto tanto a nivel de uso como a nivel de la empresa
COFRES S.A.
DETERMINANTES REQUERIMIENTOS PARÁMETROS
El material es resistente a las
condiciones ambientes.
El material utilizado debe
· Dimensión del tamaño
o grosor de l a pieza.
· ISO 10545
-prueba de abrasión
El producto debe ser resistente
y duradero
debe tener una resistencia a la
abrasión e impactó.
· -A nivel formal se reforzará la
resistencia y calidad por medio
de presión superior a una
tonelada.
iso 10545/4 determinación del
módulo de rotura y resistencia
a la rotura.
ISO 10545/Determinación de
la resistencia al impacto
mediante la medición del
coeficiente de restitución.
Dimensiones del material La superficie debe ser nivelada
para poder intervenir el piso.
Mayor a un centímetro de grosor
ISO 10545/2 Determinación
de dimensiones y calidad
superficial.
El material es apolar
Fácil limpiado
Fácil limpieza de manchas y
líquidos
· ISO 472, plásticos -
vocabulario
·
ISO 10545/3 determinación
de absorción de agua.
porosidad aparente. aparente
· densidad relativa y densidad
a granel
Acabados
Brillante y mate
· Maquinaria de carpintería
· Pulidora
· Pistola de calor
· ISO 10545 Determinación
de resistencia a la abrasión
profunda. azulejos sin
esmaltar.
Adhesivos
MODULARIDAD
Uso de adhesivos
comerciales.
· Hotmelts
· En base solventes
· En base agua
· De contacto
· De dispersión
· Plastisoles
· De presión (PSA)
· De poliacrilatos
·
Mulo de encaje vertical o
horizontal
iso 554, atmósferas
estándar para
acondicionamiento y / o
ensayo. especificaciones.
iso 9142, adhesivos: guía
para la selección de
condiciones estándar de
envejecimiento en
laboratorio para probar
juntas unidas.
iso 15605, adhesivos -
muestreo
en 1067, adhesivos.
examen y preparación de
muestras para ensayos.
ISO 15605, Adhesivos -
Muestreo
EN 1067, Adhesivos.
Examen y preparación de
muestras para ensayos.
la superficie debe estar
nivelada
Tabla 7 (Determinantes Requerimientos y parámetros).
MÉTODO DE ANÁLISIS
Grafica 8: Método de análisis
PLANTEAMIENTO DE LA HIPÓTESIS
En la búsqueda de soluciones que den respuesta al problema de
contaminación ambiental, al manejo adecuado de residuos sólidos de gran
volumen, y que se eduque a la comunidad para que contribuyan a la reducción
de los altos niveles de contaminación y se concienticen de su responsabilidad
con el ECO-SISTEMA, se hace necesario desarrollar alternativas que incluyan
la creación de productos ecológicos que puedan ser transformados y
reutilizados de mejor manera, por ello se dan gran importancia al poliestireno
expandido; dándole una segunda vida mediante diseños de superficies
flotantes , minimizando y sustituyendo el uso de materiales como: madera,
cerámica o polímeros. Teniendo en cuenta que el material posee
características sensoriales similares, para ello se propone el trabajo con la
institución Jorge Tadeo Lozano, en el área de proveer una materia prima que
sea en láminas o perfiles del material Normalizado plástico (MOE), de forma
que el diseñador industria, pueda utilizar para materializar ideas
tridimensionales. Una vez se logre la concientización de la Comunidad en el
manejo adecuado de residuos sólidos y reciclaje, en cuanto a su clasificación
y disposición final, para obtener un material limpio para procesarlo, presentarlo
laminado, permitiendo el manejo del diseñador al cortar, pegar, unir y
ensamblar.
Durante el periodo académico se ha observado falta de disposición de recurso
para comprar madera, por sus precios a veces muy elevados; entretanto que
los aglomerados son la opción económica de las madera comercialmente, no
hay materiales que brinden las mismas características que un aglomerado con
menor precio el MOE, el cual puede ser reciclado hasta 6 veces dándole un
valor agregado; ya que como material se puede recuperar con un proceso de
fundición o unir para una nueva lamina o perfil, el cual comienza en un sistema
como toda partícula del desecho de material MOE y puede ser devuelto a la
fábrica FACOR encargada del material y su presentación comercial. el recurso
madera es mal aprovechado y malgastado por estudiantes que no les interesa,
(Ejemplo: una lámina de MDF de 50 x 50 cm el ahorro del material en una
lámina con una figura de 10 x 10 cm es del 90% el aprovechamiento es el
ideal ), en la mayoría de casos los estudiantes utilizan la lámina centrando la
figura en la mitad; atravesando la lámina de borde a borde con una caladora
o sinfín desechando su parte sobrante, Siendo la madera un recurso natural
directo que merece ser aprovechado al 100%.
MOLDES Y RECOLECCIÓN
Molde 4
Molde 5
Molde 6
Molde 8
1 cm
10,5 cm
8,5 cm 75 g 85 g
41 cm
6,5 cm
10 cm
2,255 kg
75 g
5,5 cm
5,5 cm 5,5 cm
1 cm
Ilustración 18: Moldes, icopor, material
Molde Gramos y kilogramos
Peso total
1 320 1 445kg
2 975 1 1,390 kg
3 1,400 1
4 75 19 1,425
5 2,255 1
6 75 15
7
8
Tabla 8: icopor y peso
Ilustración 19: Troqueles y moldes
Ilustración 20: Molde metálico
La recolección se focalizó en el sector del Barrio el Salitre en el segundo sector
sobre la avenida la Esperanza, hasta la Fiscalía, incluyendo la Avenida 68; al
este con un Barrio Residencial, de la Ciudad de Bogotá, sector que permite
recolectar icopor de embalaje de electrodomésticos como neveras, televisores
etc. La recuperación del icopor permite solucionar el problema de su ciclo de
vida. Los pasos para el manejar los moldes son primero el montaje segundo
se somete a presión tercero enfriamiento cuarto desmolde o desmontaje del
molde estos pasos son principales para la elaboración del producto.
Montaje de material Prensado Desmolde Enfriado
EXPLORACIÓN DE CORTE Y LIJADO
El material fue tratado a nivel masivo y laminado por medio de herramientas
como es el corte con segueta, lijado desde la lija más suave la más gruesa, se
taladró y perforo para saber si actúa como la madera mostrando buenos
resultados en la perforación. A nivel industrial se probó corte por sinfín y lijado
o desbastado con pulidora y maquinaria de lijado de banda respondiendo con
cortes limpios y llenado de lija por su composición plástica.
Ilustración 21: Proceso de moldeo
PRUEBA PILOTO
El material ha sido experimentado en su estado de maleabilidad por medio de
moldes de vaciado para la elaboración del llavero con el logo de la Universidad del
Bosque (Imagen 24) utilizado en la tesis de Santiago Fajardo, quién también se
experimentó por molde de presión prueba realizada con vasos metálicos de
diferente tamaño vertiendo el material en el vaso más grande y por medio de presión
del pequeño se forma o copia la forma de los vasos (Imagen 23) .
Ilustración 22: Experimentación de corte y lijado
Ilustración 23: Material cortado y lijado
Se mimetizó un estoperol vial por medio de una copia al vacío de yeso
permitiendo que el material copie su forma el resultado fue sometido a
pruebas con carros y camiones de basura demostrando que no se deformo
ni presento ruptura. (registró fotográfico 2017)
La segunda fase de experimentación se prenso el material por medio
de un gato hidráulico de más de 3 toneladas. Sele adiciono a la mescla
olor y color y textura por medio de pigmentos, aditivos y superficies la
técnica de troquelado para esta fase experimental presentó buenos
resultados como moldes.
Ilustración 24: Vaso MOE, molde metálico Ilustración 25: Llavero Bosque MOE
Ilustración 26: Estoperol MOE
Ilustración 28: Olor material procesado MOE
El color permitió ver el material de distintos colores con aspecto similar
al mármol esto potencializa su aspecto visual y comercial dándole un
valor agregado al material, posterior a 17 pruebas de color y olor se
sometió a forcejeo para ruptura en los primeros se rompió por tener
menor presión en el procesó varias presiones se privaron en centrando
la ideal.
- Coco x 1
- Sándalo x1
- Maracuyá x1
- Limón x1
- Sándalo, menta x1
- Manta x1
- Coco x 2 Las variaciones de color se presentaron debido al color natural del aditivo de olor
Ilustración 27: Material sin cortar MOE
MATERIAL MOE COLOR
Ilustración 29: Material MOE color
Por otro lado, probar con diversas texturas, el material mimetiza muy bien
desde la madera, yeso y metal. En el 2017 la experimentación fue en
troquelado en el 2020 todo fue en moldes de metal cortados en plasma y
diseñados desde ceros, la limitación de moldes, no fue un limitante sino una
puerta a buscar y entender de moldes. La tecnología nos permite desarrollar
ideas tangibles por medio de corte laser y visualización 3d se desarrolló los
dos tipos de encajes de una pieza (imagen 19) y dos piezas (imagen 25).
El consumo del reciclaje del icopor es de 80% y 20% de aditivo
Las texturas se probaron con diferentes superficies como lo es un alija
gruesa y texturas de goma como lo son los pre moldes de suelas de zapatos.
Ilustración 30: Texturas MOE
DESARROLLO DE DISEÑO
El MOE es un material familiar de los polímeros por su composición de
poliestireno expandido y un aditivo vegetal dándole su nueva apariencia
marmolizado, plastificada sus características de fácil manipulación en estado
vítreo permite ser moldeado o extruido. el molde es sometido a presión de 2 a
8 toneladas al endurecerse sus características de dureza y resistencia a
impactó son notorias a mayor de 1cm en superficies y a menor de 1 cm sin
presión es fácil la ruptura. La apariencia se puede manipular desde su color,
olor y textura por medio de aditivos, superficies y moldes. Con la
experimentación de los moldes 1, 2, 3, 4, 5 se entendió el comportamiento del
material en dimensiones más grandes y pequeñas, cuadradas, circulares. El
MOE en el molde 5 por su gran formato se percibe su dureza, pero al mismo
tiempo es frágil a la ruptura esto se presentó en el molde 2. Teniendo un grosor
similar al momento de cortar la pieza se partió por la mitad separación de faces
el molde 3 por su figura circular presenta mayor unión y el acabado no es
controlado. El molde 4 fue el adecuado para poder experimentar olores,
texturas y color y determinar la medida más apropiada. Pará desarrollar pisos
flotantes partiendo de teselados o módulos.
Pensar: Definición de proceso industrial es por moldo por compresión y figuras
geométricas en moldes. La extrusión es la técnica apropiada para la
producción en masa unificando el triturado, mesclado. Como primera fase y
sin recursos de maquinaria se desarrolló caseramente logrando hacer material
laminar y macizos.
Probar: Se probó el lijado obteniendo superficies lisas. presento llenado de
lija por su composición serosa y grumosa. El lijado por piedra es ideal para
desbastar y crear forma, Se sometió acorte por maquina sinfín y por segueta
el resultado es un corte limpio y sin desborona miento, las sierras no
presentan deformación o calentamiento en la lámina. La perforación es limpia
y exacta.
Ilustración 31: Prueba láser, troquel y catálogo de color
El desarrollo de producto parte de dicha investigación para poder determinar
su espesor y calidad en cuanto al material y por parte del diseño un producto
ecológico marmolizado plástico que mimetiza objetos. El primer paso son las
superficies laminares o flotantes.
CONCEPTOS
-Amorfia
-Dirección
-Repetición
-Composición
-Dureza
-Unión
-Ensamble
REQUERIMIENTOS
-uso
-Forma
-Estructura
-Seguridad
-Mantenimiento
-Percepción
-Dureza
LÍMITES Y ALCANCES
Limites
área de construcción, deportes de impactó
Alcances
A nivel institucional, industrial, urbano, construcción
DETERMINANTES Y VARIABLES
Determinantes
-mayor de 1 cm soporta abuso a fractura
-No consumo humano.
-uso en exterior.
Variables
-Clima
ARGUMENTOS
Reutilización: transformar un residuo y darle una nueva vida útil.
Estética: Aprovechando la amorfia y la naturalidad.
Menos energía: no necesita de tanta agua, minimiza gasto energético.
Reducción en fuente: Control del residuo, tabulación
INSIGHTS
Usuarios ecológicos
Espacios urbanos
SECUENCIA:
recursos estratégicos
-Trabajo de campo
CODISEÑO
En el momento de la formulación del proyecto y de analizar la producción fue
clave determinar, sí se podía realizar sin maquinaria industrial y sin moldes
costosos. Tomando la acción de moldeo por compresión análogo con gato
de bus y troquelado, las superficies laminares para pisos de exterior son el
nicho de mercado comenzando defender lo que es un producto 100%
amigable con el medio ambiente y con la responsabilidad de un material con
un círculo de vida completo duradero, duro y personalizado.
El modularidad es un principio base de los pisos identificando los pisos de
senderos, peatonales, veredas, plazas, aceras permitiría cambiar o
reemplazar estas superficies minimizando costos y daño ambiental los pisos
convencionales consumen el 70% de agua para su producción el material
marmolizado plástico no requiere de agua para sus productos. Los teselados
permiten entender cómo se puede distribuir de manera igualada en formatos
definidos con diversas variedades de formas, las teselados básicos son los
primeros diseños.
ADHESIVOS
En cuanto a seguridad se probaron diferentes adhesivos comerciales para
tener una buena adherencia tanto vertical como horizontal, para no tener
accidentes se probó sin textura y con textura en el lado de la cara del
adhesivo los resultados el texturizado tiene más adherencia los adhesivos
probados fueron pegacor, topex, mortero, cemento, adherentes cerámicos.
Los 9 paso principales para emparejar un terreno e instalar.
1. Limpiar la superficie de impurezas. 2. Nivelar en caso de desnivel. 3. Verificar o medir superficie o rea de trabajo. 4. Preparar mescla o adhesivo. 5. Aplicar en la superficie el adhesivo. 6. Colocar las piezas según su trama o diseño
elegido. 7. Con un martillo de goma, suavemente martillar
la pieza en el adhesivo. 8. Dejar secar el tiempo requerido en las
especificaciones de cada adhesivo. 9. Emboquille si es necesario.
Ilustración 32: Bosetación, teselados básicos
Ilustración 33: Adhesivos usados
Le gustaría una pieza que no se despegue en corto tiempo que sea de
fácil mantenimiento montaje y remplazo, en cuanto a robos el producto
es de fácil adquisición los adhesivos están en el mismo orden que la
imagen 27
Ilustración 34: Material marmolizado plástico con adhesivos
PROPUESTAS
Se desarrollaron diferentes teselados el diseño elegido es un módulo de una
pieza se diseñó el modelado 3d y planos para el molde. El troquelado se
preparó el MOE se aplicó y el proceso para obtener las piezas Ilustración
33 se usaron unos marcos de madera para mostrar como quedarían su
presentación final en el montaje.
En cuanto a su montaje el módulo permite diferentes diseños visuales
dependiendo su disposición en el espacio. Se desarrolló 2 figuras
geométricas como es el circulo y hexágono imagen 37 el resultado fueron 3
pisos marmolizado plásticos resultado de la segunda vida del poliestireno
expandido.
Ilustración 35: Propuesta con teselado Ilustración 36: Visualización 3D pieza
Ilustración 37: Visualización 3D plástico Ilustración 38: Propuesta material marmolizado
EMPAQUES
El empaque para esta primera fase fue una caja con sus logotipos de uso y
usabilidad su diseño se basó en la ficha de una pieza logrando contener 36
unidades que son 114cm x 94 cm.
El empaque cuenta con:
1. Logo empresa.
2. Icono lluvia uso exterior.
3. Icono de peligro al fuego.
4. Logo reciclaje.
5. Icono prohibido a pagar con agua.
6. Secuencia de instalación.
7. Logo de herramientas.
Ilustración 39: Pisos marmolizados finalizados MOE
Ilustración 40: Empaque caja de 36 Un
El empaque 2 se minimiza el cartón y la sujeción es por medio de suncho
plástico permitiendo ahorrar más costos
Ilustración 40: (Empaque con suncho) PROPUESTA 2 VISUALIZACIÓN 3D ALCANCES.
Se desarrolló por medio de modelado diferentes diseños posibles
como los es el adoquín, azulejos, encaje lateral y modular, En estas
propuestas se representan con presión de más de 3 toneladas
permitido garantizar un producto sin rupturas o deformaciones de
forma.
Adoquín
Ilustración 41: Empaque Suncho
Azulejo
Encaje lateral
Encaje
La pieza modular se realizó para la presentación comercial del producto para pisos de exterior de tráfico pesado.
PROPUESTA 3
Ilustración 42: Visualización 3D productos MOE
El prototipo se desarrolló por medio de moldes de metal un módulo que
encaja por sus cuatro lados permitiendo una sujeción mejor a los
convencionales disminuyendo la cantidad de adhesivo para su instalación,
teniendo en cuenta el proceso y las recomendaciones del mercado.
En cuanto a su parte interna y externa permiten modificar su textura las caras
utilizadas fueron liza, círculos invertidos y salidos, malla permitiendo una
buena adherencia para el adhesivo como para el contacto exterior con
zapatos o llantas de vehículos manejando el agarre de la superficie del piso
marmolizado plástico MOE.
PROPUESTA FINAL
Ilustración 43: Propuesta modular
Ilustración 44: Propuesta material marmolizado plástico textura
En relación a lo anterior era necesario un metro cuadrado del piso
marmolizado plástico para su aprobación con la cadena de
comercializadoras como lo es homocenter. Esto permitió ver el montaje que
es de fácil instalación y para las esquinas puede ser cortado con una segueta
de mano o con sierra preferible maquinas industriales para su mejor corte.
Con el espacio se procede a medir para poder cortar y que encajen las
esquinas. El piso es de tráfico alto lo que permite hacer una asociación en
peso equivalente a que una pieza marmolizado plástica puede aguantar 58
personas.
I
VENTAJAS DE LA CERÁMICA MARMOLIZADA PLÁSTICA
El residuo dura más de 100 años en su degradación esto permite que la cerámica marmolizada plastica tenga larga vida.
No pierde su color ya que la pigmentación está incorporada en la mezcla o material
Su poco peso es una ventaja comparada con superficies cerámicas o plásticas.
Su peso permite mayor carga, esto disminuye tiempo y montaje
Ilustración 45: Producto final marmolizado plástico
Ilustración 46: Ventajas cerámica marmolizada plástica
OBSERVACIONES FINALES
1. El material presenta una alta dureza. 2. -El material presenta una alta resistencia a la compresión. 3. -El material presenta mayor capacidad de manipulación en su
presentación laminar. 4. -La aplicación de altas presiones durante el proceso aumentan la
resistencia del material. 5. -El material puede ser manipulado con maquinaria o herramientas de uso
convencional. 6. -Las limitaciones industriales impidieron la experimentación con piezas de
gran tamaño. 7. -En piezas masivas el material no soporta la aplicación de procesos
técnicos sin ver comprometidas sus propiedades. 8. -En piezas de bajo grosor disminuye la resistencia del material. 9. -Las limitaciones en términos de recursos dificultan la producción del 10. piezas con formas complejas
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. Grado de aprovechamiento del residuo poliestireno expandido (EPS)
como alternativa de manejo del mimo.
2. Viabilidad y potencial del material ecológico MOE.
3. Desempeño de los procesos de comprobación donde se evidencia
la capacidad del material para soportar el uso de adhesivos y la aplicación
de procesos técnicos en su.
4. Análisis comparativo con otros materiales.
CRONOGRAMA
FECHAS ACTIVIDAD ACTIVIDAD ACTIVIDAD ACTIVIDAD ACTIVIDAD
FEBRERO MARZO 1 a 4 Semanas
Problemática Referentes ecológicos
Pruebas dureza Registro Problemática
MARZO ABRIL 4 a 8 Semanas
PROCESO INDUSTRIAL
Pruebas laminar y masivo
Pruebas ASTM Extracción en
fuentes Documento
Pruebas lijado, perforación,
pistola de calor Lluvia de ideas
ABRIL. MAYO 8 a 11 Semana
ACABADOS Recubrimientos
Pruebas adhesivas Perfil MOE
Características físicas polímeros, maderas
Documento Adhesivos
MAYO JUNIO 11 a 14 Semana
TOMA DE DECISIONES Bocetación
Nombre del Material Pruebas Piloto
Empaques
JUNIO A JULIO 14 a 16 Semana
Presentación Comercial Piso marmolizado plástico
FICHA TÉCNICA
PROPIEDADES MATERIALES
RECUPERADO
Propiedades físicas
Densidad (kg/m3 ) 713,5 – 748,2
Superficie Porosa
Comportamiento con el agua Apolar
Impacto
Dureza shore
56 – 63
Propiedades térmicas Retiene el calor
Temperatura transición vítrea (ºc) 60
Propiedades mecánicas
Módulo de elasticidad (MPA) 1390 – 1438
Esfuerzo Máximo (Mpa) 7,9
Propiedades de flujo
Viscosidad dinámica de fusión ( Pa.s)
11278 – 151, 6
CONCLUSIONES
Dadas las características del material y las limitaciones actuales para
experimentación a nivel industrial los productos más viables en las condiciones
de producción actuales son las superficies laminares como recubrimiento para
exteriores.
1. -Por cada unidad del producto se aprovechan 400g del residuo poliestireno
expandido.
2. -Se recomienda que la lámina tenga un grosor mínimo de un 1cm para
garantizar la resistencia del mismo.
3. -Aplicando presión durante la producción del material sus propiedades se
potencializan.
4. -La coloración y aromatización del material se logran de mejor manera al
aplicar pigmentos y esencias en si producción y no como acabados.
5. -El material permite ser moldeado para lograr texturas.
6. -El material permite ser pegado con diferentes adhesivos comerciales.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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