Definición de un cubo de basura rotatorio para el reciclaje

Trabajo de Fin de Grado

Grado de Ingeniería Industrial en Tecnologías Industriales

Definición de un cubo de basura rotatorio para el

reciclaje

MEMORIA

Autora: Candela Mena Director: Joaquín Fernández

Convocatoria: Septiembre 2020

Escuela Técnica Superior De Ingeniería Industrial de Barcelona

Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 2


Resumen

El objetivo de este proyecto es el de contribuir a la resolución de la problemática que sufren

los habitantes de las áreas urbanas, como es la carencia de espacio en las vivencias unida

al deseo de realizar un correcto reciclaje de los residuos domésticos. Ya que más de la

mitad de la población vive en viviendas de menos de 80m2, tienen que aprovechar al

máximo el espacio disponible. Por este motivo, este proyecto consta de un estudio del

desarrollo de un cubo de basura de reciclaje rotatorio para minimizar el espacio de

almacenaje de los residuos domésticos.

Para llegar a un modelo de propuesta, primero se realiza un estudio previo sobre los

residuos sólidos urbanos y el reciclaje en España, así como las medidas de las bolsas de

basura existentes en el mercado.

Por otro lado, se analiza el estado del arte de forma completa, se exponen productos ya

existen y se evalúan qué aspectos se podrían mejorar para aplicarlos al modelo a

desarrollar.

A continuación, se parte de un modelo de referencia, la ‘Smart Bin’, donde se evalúa sus

puntos fuertes y limitaciones para, posteriormente, diseñar un modelo que cumpla con todas

las necesidades reales del mercado.

Con estos análisis, se marcan las directrices del proyecto para dar paso a las siguientes

etapas de diseño: estudio formal de diseño con varias propuestas para ser comparadas, la

elección del modelo propuesto para resolver la problemática y elección de los materiales y

procesos de fabricación que se podrían usar.

Finalmente, una vez acabada la solución final, se he llevado a cabo un estudio para ver su

viabilidad económica. Obteniendo así, un producto real con posibilidades de comercializar y

utilizar a partir de lo que se explica en este proyecto.


Sumario

RESUMEN ____________________________________________________ 3

1. GLOSARIO _______________________________________________ 7

2. PREFACIO ________________________________________________ 8

2.1. Origen del proyecto ........................................................................................... 8

2.2. Motivación .......................................................................................................... 8

2.3. Requerimientos previos..................................................................................... 8

3. INTRODUCCIÓN __________________________________________ 11

3.1. Objetivos del proyecto ..................................................................................... 11

3.2. Limitaciones del proyecto ................................................................................ 11

3.3. Plan de trabajo ................................................................................................. 12

4. ESTUDIO PREVIO _________________________________________ 13

4.1. Introducción al reciclaje ................................................................................... 13

4.1.1. Separación de residuos ...................................................................................... 13

4.1.2. Datos de reciclaje en España ............................................................................. 14

4.1.3. Bolsas de basura ................................................................................................. 15

4.1.4. Filtros antiolores .................................................................................................. 16

4.2. Soluciones existentes ...................................................................................... 17

4.3. Análisis del usuario .......................................................................................... 22

5. ESPECIFICACIONES INICIALES _____________________________ 25

5.1. Diseño inicial .................................................................................................... 25

5.2. Modificaciones propuestas.............................................................................. 27

6. ESTUDIO FORMAL ________________________________________ 30

6.1. Propuesta de alternativas ............................................................................... 30

6.1.1. Alternativa 1 ......................................................................................................... 30

6.1.2. Alternativa 2 ......................................................................................................... 33

6.1.3. Alternativa 3 ......................................................................................................... 37

6.2. Comparativa de propuestas ............................................................................ 41

7. MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACIÓN _______________ 48

7.1. Selección del material y proceso de fabricación para la estructura exterior 49

7.1.1. Estudio de materiales .......................................................................................... 49

7.1.2. Proceso de fabricación ........................................................................................ 52


7.2. Selección de material y proceso de fabricación para los contenedores de

reciclaje ............................................................................................................ 54

7.3. Selección de material y proceso de fabricación para la plataforma rotatoria55

7.4. Selección de material y proceso de fabricación para los accesorios ........... 56

8. PROPUESTA DEFINITIVA __________________________________ 60

9. PLANIFICACIÓN Y ESTUDIO ECONÓMICO ___________________ 63

9.1. Ingeniería previa .............................................................................................. 63

9.1.1. Planificación ......................................................................................................... 63

9.1.2. Estudio económico .............................................................................................. 63

9.2. Producción ....................................................................................................... 64

9.2.1. Planificación ......................................................................................................... 64

9.2.2. Estudio económico .............................................................................................. 65

10. FUTURO PROYECTO ______________________________________ 76

10.1. Presentación del proyecto como idea ............................................................ 76

10.2. Características del producto ........................................................................... 77

CONCLUSIONES _____________________________________________ 81

BIBLIOGRAFÍA _______________________________________________ 82

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA _____________________________ 84

ANEXO ________________________ ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.


1. Glosario

Compost – humus obtenido artificialmente por descomposición bioquímica en caliente de

residuos orgánicos.1

Economía circular – modelo de producción y consumo que implica compartir, alquilar,

reutilizar, reparar, renovar y reciclar materiales y productos existentes todas las veces que

sea posible para crear un valor añadido. De esta forma, el ciclo de vida de los productos se

extiende. 2

Residuos Urbanos o residuos Sólidos Urbanos (RSU) – residuos generados en los

domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no

tengan la calificación de peligrosos y que por su naturaleza o composición puedan

asimilarse a los producidos en los anteriores lugares o actividades.3

Internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés) –es un sistema de dispositivos de

computación interrelacionados, máquinas mecánicas y digitales, objetos, animales o

personas que tienen identificadores únicos y la capacidad de transferir datos a través de una

red, sin requerir de interacciones humano a humano o humano a computadora.4

1 Diccionario de la Real Academia Española de las Lenguas. https://dle.rae.es/compost

2 Parlamento Europeo. https://www.europarl.europa.eu/news/es/headlines/economy/

20151201STO05603/economia-circular-definicion-importancia-y-beneficios

3 Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos (BOE de 22 de abril de 1998).

https://www.boe.es/eli/es/l/1998/04/21/10

4 SearchDataCenter. https://searchdatacenter.techtarget.com/es/definicion/Internet-de-las-cosas-IoT

http://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2016/573899/EPRS_BRI%282016%29573899_EN.pdf


2. Prefacio

2.1. Origen del proyecto

Este proyecto nace como continuación de la idea del producto ‘Smart Bin’ [1], realizado por

los alumnos de la ETSEIB Ernest Gassó, Marc Macía e Iñaki Rández. La ‘Smart Bin’

consiste en un cubo de basura de reciclaje rotatorio que busca el mayor aprovechamiento

del espacio.

Hoy en día, la creciente concienciación de la importancia del reciclaje en casa como una de

las soluciones a la contaminación y al calentamiento global está impulsando a que cada año

más familias reciclen en sus hogares. Sin embargo, hay una baja diversidad de posibles

cubos de basura domésticos diseñados para el reciclaje, y, la mayoría de ellos, ocupan un

espacio que generalmente no se dispone. En concreto, son los habitantes de grandes

ciudades quienes sufren la frustración de querer reciclar sus residuos, pero no poder hacerlo

correctamente. Esto es debido a que no disponen del espacio suficiente en sus pequeños

apartamentos que les permita tener cinco basuras diferentes: papel y cartón, plástico y

metal, vidrio, orgánico, y desechos generales.

Debido a esta clara necesidad de un producto que permita reciclar sin ocupar mucho

espacio se crea la idea de un cubo de reciclaje rotatorio.

2.2. Motivación

Hay dos motivaciones fundamentales para realizar este proyecto.

La primera motivación es poder explorar el ámbito de la ingeniería de diseño. Es decir, de la

voluntad de potenciar la creatividad para diseñar y mejorar un producto ya existente, que en

este caso es un cubo de basura. Introduciendo, a su vez, la parte técnica que conlleva el

estudio de un producto.

La segunda motivación, viene de la voluntad de experimentar todas las etapas de la

realización de un proyecto real. Partiendo de una idea inicial y realizando todo el proceso

necesario, se llegará a un producto final listo para fabricar y lanzar al mercado.

2.3. Requerimientos previos

Para el desarrollo de este proyecto se han impuesto unos requerimientos propuestos o bien

por el autor del proyecto o bien por el tutor del trabajo.

Uno de los principales requerimientos propuestos por el tutor del trabajo ha sido hacer el


estudio de un producto completo. Este trabajo deberá proporcionar un prediseño del

producto a la espera de que se valide la propuesta desde un punto de vista mecánico.

Otro requerimiento, esta vez impuesto por la autora de este proyecto, es crear un trabajo

que exponga la información necesaria para que cualquier persona sea capaz de materializar

el producto con esta información.


3. Introducción

3.1. Objetivos del proyecto

Este proyecto contiene una presentación del producto escogido con las especificaciones

que se ponen como necesidades iniciales del proyecto a optimizar. Se va a realizar un

análisis de las alternativas que se van planteando y descartando para finalmente aportar una

descripción detallada de la solución final.

El objetivo principal de este proyecto es el siguiente:

1. Definir los componentes y el funcionamiento de una papelera de reciclaje basada en

la propuesta ‘Smart Bin’.

Además, se establecen los siguientes objetivos secundarios:

1. Definir una propuesta para la optimización de los espacios de carga en función de su

uso que maximice la capacidad total de almacenaje.

2. Definir una propuesta que maximice la separación de los residuos domésticos

3. Definir una propuesta para el sistema de selección de la parte del cubo a utilizar.

4. Definir un diseño ergonómico, asequible y estético.

5. Definir un diseño que minimice el número de accesorios añadidos.

6. Establecer un sistema de absorción de olores.

7. Establecer las principales líneas para su producción.

3.2. Limitaciones del proyecto

En este proyecto no se han tenido en cuenta las siguientes ideas:

1. El estudio y diseño del producto será todo virtual, no se realizará ninguna maqueta

física del modelo.

2. No se hará una validación mecánica de la propuesta.

3. No se realizará un estudio de posibles adaptaciones según el inmobiliario de la

cocina y su disposición. Tampoco posibles adaptaciones a oficinas o aulas de

estudio.


4. Se seleccionará un único material del que se hará su estudio, aunque exista la

posibilidad de materiales alternativos para la fabricación del producto.

5. Algunos costes, como por ejemplo los de logística y márquetin, se plantearan como

presupuesto previsto, con el objetivo de obtener valores para el PVD.

6. No se realizará un plan de empresa.

3.3. Plan de trabajo

A continuación, se expone un diagrama de flujo con el proceso que se ha llevado a cabo

para el desarrollo de este proyecto.

Fig. 3.1: Diagrama de flujo


4. ESTUDIO PREVIO

4.1. Introducción al reciclaje

Se define reciclar a la acción de “someter materiales usados o desperdicios a un proceso de

transformación o aprovechamiento para que puedan ser nuevamente utilizados” 5.

El reciclaje es una herramienta útil y eficiente para reducir la cantidad de desechos que

generamos, y, es una manera más respetuosa para el medio ambiente de obtener materias

primas útiles en la fabricación de multitud de productos [2].

4.1.1. Separación de residuos

Actualmente en España, se encuentran accesibles a toda la población seis contenedores

distintos de reciclaje [3]:

1. Contenedor amarillo: en este contenedor, solo deben ir envases de plástico, latas

y briks.

2. Contenedor azul: Papel y cartón.

3. Contenedor verde: Vidrio y cristal.

4. Contenedor marrón o naranja: es el contenedor orgánico, se encuentra todo aquel

residuo útil para hacer compost.

5. Contenedor gris: se encuentra todos aquellos residuos que no se reciclan, pero

tampoco pueden usarse para hacer compost.

6. Punto limpio: son lugares donde se recogen todos aquellos residuos que no

entran en la categoría de ninguno de los contenedores anteriores o que se tratan

de residuos peligrosos si se arrojasen a contenedores convencionales. Pueden

ser electrodomésticos, aceite usado, baterías, móviles, bombillas, ropa, calzado,

etc.

5 Oxford Languages Definiciones https://www.lexico.com/es/definicion/reciclar


Fig. 4.1: Representación visual de los cinco tipos de contenedores de reciclaje6

4.1.2. Datos de reciclaje en España

Separar los residuos para reciclar es un hábito cada vez más asentado en la ciudadanía,

pues se entiende que es una acción necesaria para ayudar al medio ambiente en busca de

una economía más circular. Concretamente en España, cada año aumenta el porcentaje de

kilogramos de basura que se recicla por ciudadano al año. Según Ecoembes [4], la tasa de

reciclaje de envases domésticos alcanzó un 78,8% en el año 2018, es decir, un 12,3% más

en el contenedor amarillo y un 12,4% más en el contenedor azul respecto al año anterior. En

total se reciclaron 1.453.123 toneladas de envases domésticos.

En la siguiente tabla se muestra el porcentaje de peso que se genera de cada tipo de

residuo frente a la cantidad total de residuos sólidos urbanos totales, y el porcentaje del

volumen que ocupan frente al total.

Tipo de residuos Porcentaje peso sobre

residuos totales

Porcentaje volumen en el

cubo de basura doméstico

Materia orgánica 37 % 10 %

Plástico 13 % 30 %

Papel y cartón 19 % 20 %

Vidrio 7 % 30 %

Otros 24 % 10 %

Fig. 4.2: Proporción de peso y volumen según el tipo de residuo urbano generado.

En esta tabla se puede observar que la cantidad de cada tipo de residuos que se generan

respecto al total no corresponde al volumen que ocupa en el cubo de basura doméstico.

Esto puede ser a causa de que los envases de plástico y cartón no son muy densos, frente

a los residuos orgánicos, por ejemplo.

Por otro lado, los datos del informe «Estudio de Hábitos de Reciclaje de los españoles» de

6 Contenur https://www.contenur.com/noticias/actualidad/sabes-que-residuo-va-en-cada-contenedor/


2019 elaborado por el Instituto Apolda para Ecoembes [4] expone que los divorciados son

los que más reciclan (88,7%), seguidos de los casados (81,5%), las personas con pareja

estable (80,2%) y los viudos (76,5%). El dossier también revela que las mujeres están un

poco más comprometidas con el medioambiente que los hombres (el 79,9% asegura

separar los residuos en casa frente al 79,7% de los varones).

En cuestión de edad, al contrario de lo que podría pensarse, un 73,8% de los más jóvenes

(entre 16 y 24 años) afirma hacerlo, frente al 82% de los adultos comprendidos en la franja

de 35 a 54 años.

Fig. 4.3: Porcentajes de la problación que recicla según el sexo, la edad y el estado civil.7

De acuerdo con las cifras de la Instituto Nacional de Estadística [5], la generación de

residuos sólidos urbanos de cada habitante español es de 1,3 kilogramos de basura al día.

Si el tamaño medio del hogar en España es de 2,5 personas [6], implica que cada día se

generen de media 3 kg de residuos por unidad doméstica.

4.1.3. Bolsas de basura

Se ha hecho una comparativa de las distintas medidas de las bolsas de basura que se

encuentran disponibles a la venta en supermercados. En la siguiente tabla se recoge una

serie de medidas estándar aproximadas para las bolsas de basura de varias capacidades:

VOLUMEN MEDIDAS

10 LITROS 45 x 45 cm




Fig. 4.4: Medidas estándar de las bolsas de basura

Adicionalmente, se pueden encontrar bolsas de basura de mayores capacidades como son

7 Ecoembes https://www.ecoembes.com/sites/default/files/cifras-reciclaje-2018.pdf

https://www.ecoembes.com/sites/default/files/cifras-reciclaje-2018.pdf


100L o 120L; sin embargo, se consideran que son demasiado grandes para su uso en

cubos de reciclaje.

4.1.4. Filtros antiolores

Uno de los sistemas que se utilizan para eliminar los malos olores de los contenedores de

residuos orgánicos es la incorporación de una membrana de carbón activo, capaz de

eliminar hasta el 95 % de los olores y reducir los costes de lavado de contenedores [7].

Fig. 4.5: Ilustración de filtros de carbón activo 8

Esta membrana consiste en un filtro antiolor reemplazable, con una duración entre 2 y 6

meses. Existen filtros de diferentes formas y dimensiones en el mercado:

Fabricante Dimensiones Vida útil Precio unitario

Joseph Joseph9 9,4 x 6,9 x 0,5 cm 4 meses 4,49 €

Simplehuman10 10,2 x 8,7 x 0,8 cm 6 semanas 3,49 €

All-Green11 13,7 x 7,5 x 0,4 cm 3 meses 2,49 €

Gejoy12 12 x 12 x 0,5 cm 2 – 3 meses 1,00 €

Fig. 4.6: Tabla con tamaño, duración y precio según el fabricante

8 Housewares solutions https://housewaressolutions.com/product/12-pcs-compost-bin-replacement-

filters-6-round-6-square/

9Joseph Joseph https://www.josephjoseph.com/products/replacement-

odourfilters?variant=31897378881608

10 Simplehuman https://www2.simplehuman.com/es/2-pack-odorsorb-filter-refills-natural-charcoal

11 All-green https://www.all-green.co.uk/compost-caddies/filters-and-accessories

12 Gejoy https://www.amazon.es/Gejoy-Compostador-Reemplazo-Activado-

Absorci%C3%B3n/dp/B07K9MN4QZ

https://housewaressolutions.com/product/12-pcs-compost-bin-replacement-filters-6-round-6-square/

https://housewaressolutions.com/product/12-pcs-compost-bin-replacement-filters-6-round-6-square/


4.2. Soluciones existentes

Se ha realizado una exhaustiva investigación sobre los productos que actualmente se

encuentran disponibles en el mercado y que presentan una funcionalidad o diseño similar a

las necesidades de este proyecto.

CUBO BASURA 1

Nombre del producto: EcoBinSpin+

Diseñador/Fabricante: Eco Bin Spin

Precio: 38,00€

Link: https://ecobinspin.com/

Material: cubos de plástico (PP, PA6, ABS),

tubo de aluminio y acero.

Dimensiones: altura 39,5 cm, diámetro 44

cm. Peso 2,1kg

Capacidad: 3 x 11,7L, Total 35,1L

CUBO BASURA 2

Nombre del producto: contenedores

KARDORNA y cubo KNODD

Diseñador/Fabricante: IKEA

Precio: 25€

Link: https://www.ikea.com/es/es/p/kardorna-

accesorio-clasificacion-residuos-40390219/

https://www.ikea.com/es/es/p/knodd-cubo-con-

tapa-blanco-60045656/

Material: contenedores de plástico de

polipropileno (mín. 20% reciclado). Tapa de

acero con revestimiento de poliéster en polvo,

tirador y gancho de acero galvanizado y

cuerpo del cubo de plástico de polietileno.


Dimensiones: contenedores: ancho 31 x alto

42 x fondo 18 cm. Peso 5 kg. Cubo: altura 51 x

diámetro 41 cm.

Capacidad: cubo de 40L, contenedores de 3 x

7L.

CUBO BASURA 3

Nombre del producto: Ovetto Recycle Bin

Diseñador/Fabricante: Soli Design

Precio: 150,00€

Link: http://www.soldidesign.com/ovetto-black-

white-multicolor.html

Material: ABS plástico (40-70% materiales

reciclados), cuerpo de GRP (glass reinforced

plastic).

Dimensiones: diámetro 45 x altura 84 cm.

Peso: 8kg

Capacidad: 25/30L por compartimento.

CUBO BASURA 4 – MECANISMO 1: SENSOR ABRE PUERTA

Nombre del producto: Cubo de basura con

sensor plata 50L

Diseñador/Fabricante: Tectake

Precio: 86,39€

Link: https://www.tectake.es/cubo-de-basura-

con-sensor-800082

Material: Acero inoxidable pulido.

Dimensiones: Alto (cerrado) 68 cm, diám.

36cm, peso 3,4 kg.


Capacidad: 50L

CUBO BASURA 5 – MECANISMO 2: PEDAL ABRE PUERTA

Nombre del producto: Cubo de basura de

24L

Diseñador/Fabricante: SONGMICS

Precio: 61,99€

Link: https://www.songmics.es/cubo-de-

basura-de-24-litros-ltb24l.html

Material: Acero inoxidable satinado, cubos

interiores de plástico y asas de transporte

LTB54NL

Dimensiones: 46,5 x 29,5 x 40,5 cm

Capacidad: 24L (3 x 8L)

CUBO BASURA 6 – FILTRAJE + COMPARTIMIENTOS VERTICALES

Nombre del producto: Totem Waste &

Recycling Bins

Diseñador/Fabricante: PearsonLloyd

Precio: 169,99€

Link: https://www.josephjoseph.com/en-

eu/totem-max-and-compact

Descripción: Cubo de basura con dos

compartimentos multiusos dispuestos

verticalmente para ahorrar espacio, un carrito

extraíble para desperdicios de alimentos y

control integrado de olores. Carrito de

desperdicios de comida extraíble. Viene con 1

filtro de olor incluido.

Dimensiones: altura (cerrado) 81,4 x ancho

39 x largo 36,6cm (altura abierto: 111,5cm).

Capacidad: 60L


CUBO BASURA 7 – IoT

Nombre del producto: Bin-e

Diseñador/Fabricante: Bin-e start-up

Descripción: Es un dispositivo IoT que

clasifica y comprime los reciclados

automáticamente.

Combina reconocimiento único de los

objetos basado en AI, el control de nivel de

llenado y el procesamiento de datos para

hacer la gestión de residuos

convenientemente y eficiente.

Fuente de alimentación eléctrica (AC) de

230V, con conexión WiFi e Internet LAN.

Dispone de una aplicación de móvil.

Link: http://www.bine.world/howitworks/

Dimensiones: 120 x 120 x 60 cm

Capacidad: sin comprimir 0.3m3, comprimidos

0.8m3.

Estos siete productos que actualmente se encuentran en el mercado tienen puntos fuertes y

débiles. Cada uno de los dispositivos expuestos presenta un diseño, mecanismo o accesorio

que lo diferencia. A continuación, se expone una tabla resumen de estos siete modelos:

Modelo Puntos fuertes Limitaciones

1

1) Práctico y económico.

2) Tamaño adecuado para caber dentro de un armario de cocina.

3) Uso de colores para la facilitación del reciclaje.

1) La sujeción de los cubos es un poco inestable.

2

1) Económico y ligero.


3) Mínimo 20% del material es polipropileno reciclado.

1) No hay sistema de sujeción de bolsa.

2) Las piezas se compran por separado.


3

1) Diseño innovador.

2) Apertura de los contenedores con pedal de mano.


1) No hay sistema de sujeción de bolsa.

2) Limitación de ubicación puesto que se necesita acceso 360º.

3) Precio elevado.

4

1) Dispone de aro de sujeción para la bolsa.

2) Apertura automática con sensor de movimiento.

3) Tapa extraíble.

4) Acabado superficial acero inoxidable.

1) No dispone de una separación de residuos.

2) Funciona con pilas.

5

1) Cada cubo es individual, pero se encuentra conjuntamente.

2) Pedal para abrir cada cubo.

3) Base de plástico para evitar dañar el suelo.

4) Acabado superficial acero inoxidable.

1) No dispone de mucha capacidad de residuos.

6

1) Diferentes capacidades según el tipo de residuos del contenedor.

2) Dos niveles verticales.

3) Cavidades extraíbles.

4) Sistema de filtraje.

1) Precio elevado

7

1) Clasificado inteligente en cuatro contenedores diferentes.

2) Comprime los reciclados automáticamente.

3) Control de nivel de llenado y procesamiento de datos.

1) Dimensiones muy elevadas.

2) Pensado para estaciones públicas como aeropuertos o centros comerciales, y oficinas.

3) Necesidad de corriente eléctrica.

Fig. 4.7: Tabla comparativa de los siete productos similares que se encuentran en el mercado

Se ha escogido los modelos 1, 2, 3 y 4 debido a su estructura similar al diseño de referencia

– forma cilíndrica. Por otro lado, los modelos 4, 5 y 6 destacan por sus mecanismos de

apertura: sensor de movimiento o pedal. Y, por último, el modelo 7 combina la nueva

tecnología de Inteligencia artificial con implementada en un objeto cotidiano, lo que le

convierte en un dispositivo de Internet de las cosas, o dispositivo IoT.

Estos valores diferenciales servirán para considerarlos como posibles modificaciones que se

realicen al modelo inicial de referencia.

En general, estos diferentes cubos de basura presentados incluyen una separación de

compartimentos – a excepción del modelo 4 - para la realización de un reciclaje más


efectivo. Sin embargo, la gran mayoría hacen simplemente una separación en tres.

Por otro lado, el único que presenta un filtro de olor es el modelo 6. El resto de los

dispositivos exponen que el material del que están fabricados los contenedores evita la

propagación de olores al estar cerrados con la tapa.

Se puede concluir que hay una escasa diversidad de modelos de cubos de reciclaje

considerados ‘Smart’. Actualmente, este tipo de dispositivos se encuentran disponibles para

espacios industriales (grandes fábricas), oficinas, aeropuertos y centros comerciales como

es el modelo 7, pero todavía no se ha visto para hogares.

De forma resumida, como muestra la búsqueda del estado de arte, hay una gran variedad

de productos para el hogar disponibles en el mercado, pero aprovechando sus cualidades y

considerando sus limitaciones, se podrá desarrollar producto que resuelva la problemática

inicial del usuario con las características deseadas.

4.3. Análisis del usuario

Este producto está dirigido principalmente a todo individuo interesado en el cuidado del

medio ambiente con iniciativa a reciclar sus residuos generados. Para el análisis del usuario

se han tenido tres factures en cuenta: zona de residencia, espacio doméstico habitable y el

rango de edad.

Zona de residencia:

Este dispositivo está pensado para aquella población que habita en residencias donde la

optimización del espacio es primordial. En concreto, se focaliza en los habitantes que viven

en zonas urbanas, que corresponde al 80,7 % de la población española, y de los cuales,

aproximadamente el 65 % habitan en viviendas de apartamentos [8].

Fig. 4.8: Diagrama de las zonas de residencia en España


Espacio doméstico:

De acuerdo con los datos obtenidos del Instituto Nacional de Estadística [9],

aproximadamente el 60 % de la población habita en hogares de menos de 90 m2. Además,

casi el 30 % de la población vive en viviendas de entre 75 y 90 m2 (Fig. 4.7). Es por ello por

lo que este producto se enfoca para aquellos que viven en apartamentos pequeños - menor

a 90 m2 - o que disponen de espacio limitado en la cocina - lugar ideal donde se ubicaría el

cubo.

Fig. 4.9: Proporción de hogares, según tipo de hogar y superficie útil de la vivienda13

Rango de edad:

Por último, se hace un análisis sobre el rango de edad del usuario. Este factor está

directamente relacionado con la situación económica que implica un determinado rango de

edad.

Primero, se descarta toda aquella población joven, como son los estudiantes, debido a que

el precio del cubo de reciclaje sería un poco elevado. Aunque estén muy concienciados y

motivados con el reciclaje doméstico -el 73,8% de los jóvenes reciclan-, buscan soluciones

más económicas que se ajusten mejor a su presupuesto.

13 El Diario https://www.eldiario.es/economia/espana-encerrada-viviendas-poblacion-

alarma_1_1013247.html


Por lo tanto, esto nos deja con un target comprendido entre 25 y 54 años puesto que serán

quienes prefieran hacer una mejor inversión en el mobiliario de su hogar. Son un 82 % de

esta población que afirma reciclar en sus hogares.

En conclusión, el siguiente diagrama muestra el usuario al que está dirigido el cubo de

reciclaje rotatorio:

Fig. 4.10: Usuario del producto según los factores a tener en cuenta

Sin embargo, cabe destacar que el uso del cubo de reciclaje no se restringirá

exclusivamente a aquella población que habita en pequeñas viviendas urbanas, sino que

cualquier usuario puede obtener este producto para cualquier lugar doméstico o espacios de

trabajo, como son chalés, oficinas y despachos.


5. Especificaciones iniciales

5.1. Diseño inicial

La Smart Bin consiste en un cubo de basura de reciclaje giratorio

(Fig. 5.1). El cuerpo de la estructura consta de cuatro secciones

iguales para la separación de residuos domésticos distinguidas en

colores diferentes para facilitar el reciclaje. Además, dispone de

dos pequeñas cavidades en la parte posterior: la izquierda es un

compartimento para guardar las bolsas de basura, y la derecha es

un compartimento pensado para la compresión de latas.

A continuación, se presentará cada pieza por separado:

Plataforma rotatoria Estructura exterior

Diámetro: 55 cm

Altura: 105 cm

Plataforma que sujeta

los contenedores que

almacena la basura.

Tiene tres ruedas de

apoyo que permite que

la estructura rote.

Diámetro: 30 cm

Altura: 110 cm

Caparazón externo de

la plataforma externa,

contenedores, basura

y compartimentos.

Contenedores Cubiertas

Fig. 5.1: Smart Bin


Radio: 22cm

Altura: 103cm

Volumen: 51,4L

Cuatro contenedores

que contengan la

basura. Pueden ser

extraídos de la

plataforma rotatoria y

ordenados en

cualquier posición.

Pequeña: R96,5mm

Grande: R303mm

Una tapa grande que

cubre los contenedores

y la plataforma. Dos

tapas pequeñas que

cubren el dispositivo

de extrusión y la

cavidad de

almacenamiento de

bolsas de basura.

Ruedas y apoyos Bisagras

Interior: R10mm

Exterior: R30mm

Ruedas y uniones. Se

disponen de tres

ubicados a 120º de

cada uno. Se deslizan

en una guía circular fija

en la base interior de la

estructura externa.

Radio: 5,5mm

Longitud: 120mm

Cuatro bisagras que

permiten abrir y cerrar

las cubiertas

libremente. Dos se

usan para la tapa

grande y una para

cada una de las tapas

pequeñas.

Dispositivo de compresión

Radio inferior: 40mm

Consta de dos partes.

La lata se inserta en la

parte inferior (con una

base de altura

ajustable) y la parte

superior se usa para

aplicar la fuerza de

compresión.

Fig. 5.2: Tabla con todos los componentes de la Smart Bin

El mecanismo de giro que utiliza este dispositivo consiste en una guía circular por la que

deslizan las tres ruedas descritas anteriormente, sirviendo, a su vez, como punto de apoyo

de la plataforma rotativa. Por lo tanto, esta plataforma gira de manera manual.


Puntos fuertes Limitaciones

1. Cuatro contenedores de

reciclaje.

2. Diferenciación por colores.

3. Gran capacidad de almacenaje

de residuos

4. Cavidad para el almacenaje de

bolsas de basura

5. Diseño sencillo

1. No optimiza la ocupación del

espacio. Dimensiones muy

elevadas.

2. Contenedores muy profundos,

no existen bolsas de basura

para esas dimensiones.

3. Giro manual no muy práctico.

4. Tapa no extraíble.

5. Contenedores interiores no

extraíbles.

6. No hay personalización del

tamaño de los contenedores,

todos tienen la misma

capacidad.

7. No dispone de filtros antiolor

8. No hay sistema de sujeción de

las bolsas.

Fig. 5.3: Tabla donde se expone los puntos fuertes y limitaciones de la Smart Bin

A partir de sus limitaciones y puntos fuertes (Fig. 5.3), se hará un estudio posibles cambios y

modificaciones que se pueden aplicar para lograr un producto más completo que sea capaz

de resolver la problemática expuesta cumpliendo con los objetivos iniciales.

5.2. Modificaciones propuestas

A partir de las observaciones anteriores, se ha llegado a una proposición de modificaciones

y añadidos al modelo inicial que se pueden implementar como mejora en la estructura y el

funcionamiento.

A continuación, se exponen las propuestas para la estructura y para el funcionamiento:


Estructura

Distintas capacidades según el tipo de residuo que se vierte

en cada contenedor.

Incorporar una puerta lateral o tapa extraíble para poder

acceder a los contenedores interiores

Sistema de sujeción de bolsas de basura

Dos niveles de compartimentos verticales

Usar material reciclado

Funcionamiento

Mecanismo para rotar (rotación manual, rotación con pedal,

rotación eléctrica o rotación inteligente)

Mecanismo de apertura de las tapas (manual, con un

pedal, con botones, con una pantalla táctil o sensor de

movimiento)

Sistema de absorción de olores

Compresión de envases de reciclaje

(IoT) Conexión WiFi o LAN

(IoT) Control de llenado

(IoT) Aplicación móvil

Fig. 5.4: Tabla con posibles modificaciones aplicables al modelo inicial

Estas son las posibles modificaciones en cuanto a la estructura y al funcionamiento que se

pueden aplicar al modelo de referencia. Sin embargo, no todas serán llevadas a cabo en la

propuesta de alternativas de diseño. Por lo tanto, se descartará toda aquella modificación en

el funcionamiento que implique la necesidad de fuente de corriente pues reduciría las

opciones de ubicación del producto en el apartamento o espacio que se desee poner.

Además, también se descarta las opciones que necesiten baterías puesto que obligaría a

resolver un sistema alternativo de funcionamiento del cubo de basura para los casos en los

que se queda sin fuente de alimentación.

Esto implica que no se contemplará las siguientes opciones:

• La rotación de la plataforma a través de un motor eléctrico o rotación inteligente.

• La apertura de la tapa con un sensor de movimiento o botones.


• Cualquier implementación que lo convierta en un dispositivo IoT (conexión WiFi,

control de llenado, aplicación móvil y compresión de reciclaje inteligente).

Los cambios para la obtención de un dispositivo inteligente serán de interés como un

sistema de seguimiento para mejorar la eficacia del sistema global de reciclaje.

Especialmente, se trata de una tecnología más aplicable a contenedores de reciclaje para

oficinas tecnológicas o zonas públicas de aquellas ciudades que buscan convertirse en

‘Smart cities’, éstas últimas estarían financiadas totalmente por organismos públicos.

No obstante, dado que esta tecnología se irá desarrollando e incorporando cada vez más en

la sociedad, se planteará al final del trabajo un futuro proyecto para cubos de reciclaje

domésticos pensados para aquellos usuarios que vivan en casas inteligentes o busquen las

tecnologías más innovadoras para sus hogares.

Por último, cabe destacar que el producto que se desarrolla a continuación no incluirá los

filtros de olores ni el aparato de compresión de latas, pero sí compartimentos pensados para

estos aparatos. No obstante, el usuario puede obtenerlos de forma separada.


6. ESTUDIO FORMAL

6.1. Propuesta de alternativas

A continuación, se presentarán una serie de diferentes modelos resultante de

modificaciones aplicadas al diseño inicial. Cada alternativa será descrita y evaluada

detalladamente para llegar, finalmente, a una propuesta final de diseño.

6.1.1. Alternativa 1

La primera propuesta de diseño se basa en la simplicidad y reducción del volumen que

ocupa en el espacio. Se ha realizado sencillos cambios al modelo inicial para un cubo de

basura que mejore la eficiencia del reciclaje.

Se parte de la misma estructura: un cubo de basura de sección semicircular-cuadrada con

una plataforma giratoria que sostiene a los diferentes contenedores de reciclaje y dos

compartimentos, uno en la esquina superior derecha para almacenar las bolsas de basura, y

otro en la esquina superior izquierda donde se encuentra el dispositivo de extrusión de latas.

Sin embargo, se han aplicado una serie de modificaciones que facilitarán el uso del producto

al usuario.

Fig. 6.1.1: Visualización alternativa 1 con sus componentes

Tapa extraíble

Compartimento de

bolsas de basura

Compartimento de

extrusión de latas

Plataforma

Contenedores

de reciclaje

Mango de giro

manual

Guía de giro y

ruedas


Contenedor Residuo Capacidad Bolsas de basura

útiles

Amarillo Plástico, briks y

latas

28dm3 30 L

Azul Papel y cartón 17,5 dm3 20 L

Rojo Residuos

orgánicos

12,6dm3 10 o 20 L

Gris Restos generales 12,6dm3 10 o 20 L

Fig. 6.1.2: Tabla con los tipos de contenedores que dispone la alternativa 1, sus capacidades y el

tamaño de la bolsa de basura adecuado

En la tabla anterior (Fig. 6.1.2) se expone los cuatro contenedores de reciclaje que dispone

este cubo de basura, y sus capacidades de almacenaje según el tipo de residuo para

optimizar el reciclaje. Se descarta, en esta primera propuesta, la opción de un quinto

contenedor para vidrio, puesto que implicaría unas mayores dimensiones del modelo y, por

consiguiente, una mayor ocupación de volumen en el espacio. Además, los residuos

domésticos de vidrio suponen solo un 8%14 del total, un porcentaje menor al de los

contenedores escogidos.

Fig. 6.1.3: Visualización de la distribución de espacio para los contenedores según el residuo

El diseño de la parte superior de los contenedores y la plataforma rotatoria permite que la

bolsa de basura se sujete con mayor facilidad. La bolsa que almacena la basura quedaría

sujetada entre los bordes superiores de los contenedores y el aro superior de la plataforma,

como se muestra en la Fig. 6.1.4.

14 Dato cogido del apartado 4.1.2 – Reciclaje en España


Fig. 6.1.4: Método de sujeción de bolsas

Estos contenedores serán fácilmente extraíbles gracias a la incorporación de una tapa

superior (Fig. 6.1.4). Esta tapa permitirá no solo la extracción de los contenedores de basura

sino bloqueará a su vez el posible olor que desprenden los residuos contenidos en el cubo.

Está diseñada para que solo se saque cuando se necesite extraer la basura de su interior o

limpiar los contenedores; además, añade unos centímetros de margen para evitar cualquier

obstrucción de giro por parte de la basura contenida en el interior.

Fig. 6.1.5: Visualización de la tapa superior extraíble

Para tirar un residuo, se hace uso de la tapa semicircular con una obertura de 180º que

permite visualizar más de un contenedor a su vez, evitando así la necesidad de girar la

plataforma muy a menudo. También consta de otras dos tapas más pequeñas para cada

uno de los compartimentos descritos anteriormente.

Por otro lado, se ha utilizado el mismo mecanismo de giro para la plataforma con un sistema

de ruedas y guía circular. En la superficie inferior de la estructura externa se encuentra una

guía circular que dirige la trayectoria de giro de la plataforma rotatoria debido a tres ruedas,

que, a su vez, hacen de soporte de esta. Además, se ha añadido un tubo cilíndrico vertical

con un mango en el extremo superior como objetivo de facilitar el giro de la plataforma

cuando se desea seleccionar el contenedor de reciclaje para desechar el residuo (ver Fig.

6.1.5).

Tapa semicircular

con agujero de 180º


Fig. 6.1.6: Imagen derecha de las guías y ruedas que giran la plataforma, imagen izquierda tubo con

un mango con el que se gira la plataforma

En conclusión, esta primera propuesta ha conseguido una mayor eficiencia de reciclaje

mediante la personalización de la capacidad de cada contenedor según el tipo de residuo

que almacena, además de facilitar la extracción de los contenedores con la incorporación de

una tapa superior. El filtraje de olor se conseguirá con los materiales utilizados para la

fabricación de la tapa superior, y el sistema de sujeción de bolsas se consigue con el mismo

diseño de la plataforma rotatoria y los contenedores. Sin embargo, tanto el mecanismo de

rotación como el de apertura de las tapas será manual.


La segunda propuesta de diseño consiste en la alteración de la estructura en la que está

dividida la basura con el objetivo de añadir un quinto contenedor de reciclaje destinado para

los envases de vidrio que corresponden al contenedor verde. Esta modificación optimizará la

eficiencia del reciclaje doméstico.

Visualmente, se mantiene la estructura de sección semicircular-cuadrada con una

plataforma giratoria que sostiene los contenedores de reciclaje y los dos compartimentos

dedicados al almacenamiento de las bolsas de basura y aparato de extrusión. Sin embargo,

se le ha añadido un segundo nivel vertical inferior con el objetivo de optimizar el espacio

para así poder incorporar el quinto contenedor de reciclaje.


Fig. 6.2.1: Visualización alternativa 2

Este nuevo diseño dispone, por lo tanto, de la separación de cinco distintos tipos de

residuos. La distribución se ha asignado de tal manera que maximice su uso para un

reciclaje doméstico más cómodo y eficaz. En la siguiente tabla se expone los distintos

contenedores disponibles en este modelo, los residuos que almacenan, sus capacidades, el

tamaño las bolsas de basuras que se deberían utilizar y el nivel en el que se encuentran:


útiles

Nivel


latas

32 dm3 30 o 50 L Plataforma

Azul Papel y cartón

19 dm3 20 L Cajón inferior

Rojo Residuos

orgánicos

15 dm3 20 L Plataforma

Gris Restos generales

15 dm3 20 L Plataforma

Verde Envases de vidrio

y cristal

27 dm3 30 L Cajón inferior



Los contenedores azul y verde se encuentran en el nivel inferior pues son los residuos que

menos se utilizan diariamente. Además, los envases de vidrio son pesados, por lo que

Tapa extraíble

Compartimento de

bolsas de basura

Compartimento de

extrusión de latas

Plataforma Contenedores

de reciclaje

Mango de giro

manual

Guía de giro y

ruedas Cajón inferior

extraíble

Compartimento de

filtros antiolor


obtendrán un mayor soporte si se encuentran en el cajón.

Fig. 6.2.3: distribución de los contenedores

En cuanto al sistema de rotación, se ha mantenido el mismo que se ha utilizado en la

alternativa 1 (Fig. 6.2.4). Sin embargo, el mango que se utiliza para girar la plataforma

giratoria dispondrá de patrón de colores que indica la posición en la que se encuentran los

contenedores en su interior. Esto servirá para poder seleccionar el contenedor deseado al

girarlo sin necesidad de abrir la tapa.

Fig. 6.2.4: Componentes del sistema de giro: guía circular, plataforma y ruedas

Además, se ha modificado el diseño de la plataforma, los contenedores en vez de ser

sujetados por un aro como sucede en la primera propuesta, serán encajados en la parte

inferior de la plataforma, obteniendo el máximo aprovechamiento del espacio. Además, los

contenedores son fácilmente extraíbles para limpiarlos o vaciarlos; los que se encuentran en

el cajón inferior basta con abrir el cajón completamente para sacarlos, y los que se

encuentran en la plataforma giratoria se extraen sacando completamente la tapa superior

(ver Fig. 6.2.5).


Fig. 6.2.5: Visualización del encaje y la extracción de los contenedores de reciclaje

Al haber sido modificada la plataforma, se ha diseñado un nuevo sistema de sujeción de

bolsas mediante un perfil en L incorporado en cada contenedor de reciclaje que se

encuentra en la parte superior (amarillo, rojo y gris). Además, se ha ajustado la altura de los

contenedores a las medidas estándar de las bolsas de basura. Para los contenedores

restantes, vidrio y cartón, la geometría de estos servirá para que las bolsas de basura

queden bien fijadas.

Fig. 6.2.6: Visualización de los ganchos para sujetar las bolsas de basura

Otra de las novedades de este diseño es un espacio que se encuentra en la tapa superior

dedicado especialmente a filtros antiolor. Este compartimento dispone de unos agujeros en

la base que permiten pasar el olor para que sea absorbido por el filtro que está en su interior

(ver Fig. 6.2.7). Aunque el material que se seleccionará para la fabricación del producto sea

capaz de filtrar los olores, esta incorporación los eliminará por completo. Este ha sido el

único cambio de diseño de la tapa superior; en cuanto a su funcionalidad, no ha variado.


Fig. 6.2.7: Compartimento para filtros antiolor

En conclusión, esta segunda propuesta ha conseguido que con un volumen de ocupación

en el espacio similar al de la alternativa anterior, se consiga una mayor eficiencia de reciclaje

modificando la distribución interna de los contenedores de residuos y el espacio dedicado a

estos. Además, se ha conseguido mejorar el sistema de absorción de los olores gracias a la

utilización de filtros antiolores.


En la tercera y última propuesta de diseño se ha optado por cambiar el mecanismo de

rotación de la plataforma, en vez de ser un giro manual, se tratará de un giro a través de un

pedal. Este cambio tiene como objetivo facilitar el uso del producto, pues cuando el usuario

va a depositar el contenido en su interior ya lleva las manos ocupadas con los objetos que

desea tirar. Por lo tanto, se ha querido reducir las acciones manuales que tenga que realizar

el usuario mediante la incorporación de un pedal como método de rotación de la plataforma.

Se ha mantenido la estructura exterior semicircular-cuadrada, la plataforma circular giratoria

que sirve como soporte, y los dos compartimentos dedicados uno para el almacenamiento

de las bolsas de basura y el otro para guardar el extrusor de latas.


Fig. 6.3.1: Visualización alternativa 3

El mecanismo de giro consiste en un pedal que hace de palanca, una biela, una manivela y

dos engranajes con ejes perpendiculares (ver Fig. 6.3.2 y 6.3.3). Con el pie se presiona el

pedal, esta rotación provoca un giro de la manivela a través de la biela; el giro de la

manivela provoca que gire a su vez el engranaje vertical, también llamado piñón, pues

comparten eje de giro. Debido a la relación de diámetros entre los engranajes y su

disposición, cuando el piñón da una vuelta completa -lo que equivale a presionar el pedal

una vez- provoca la rotación del engranaje, y, por lo tanto, la rotación de la plataforma,

consiguiendo un giro de 90º. Gracias a este mecanismo, se podrá acceder a cualquier

contenedor de reciclaje deseado con la simple acción de presionar el pedal.

Fig. 6.3.2: Ampliación del mecanismo de giro, vista isométrica

La plataforma seguirá necesitando una guía circular que sirve como director de la trayectoria

de giro y tres ruedas posicionadas a 120º cada una que, a su vez, hacen de soporte de esta.

Tapa extraíble

Compartimento de

bolsas de basura

Compartimento de

extrusión de latas

Plataforma

Contenedores

de reciclaje

Guía de giro y

ruedas

Compartimento de

filtros antiolor

Pedal y engranajes


Fig. 6.3.3: Ampliación del mecanismo de giro vista lateral

Por lo que se refiere a la distribución de espacio dedicado a cada contenedor de reciclaje, la

siguiente tabla muestra los residuos y las capacidades para almacenarlos que dispone cada

contenedor del modelo:


útiles


latas

32,8 dm3 30 o 50 L

Azul Papel y cartón 17,3 dm3 20 L

Rojo Residuos

orgánicos

14,8 dm3 20 L

Gris Restos generales 14,8 dm3 20 L



En cuanto al diseño de la plataforma, es similar al de la segunda alternativa. Rechaza la

posibilidad de que vuelquen los contenedores de reciclaje y protege a su vez los engranajes

del sistema de rotación (ver Fig. 6.3.5).

Fig. 6.3.5: Diseño de la plataforma y distribución de los contenedores de reciclaje

Este diseño busca maximizar el espacio dedicado a almacenar la basura. Cada cubo de

reciclaje es encajado en el hueco asignado, que servirá además como soporte del peso


ejercido por los residuos que contiene cada uno. Cada contenedor está diseñado para que

sea fácil de extraer, tanto para vaciarlo como para limpiar el elemento.

En cuanto a la sujeción de las bolsas, se ha incluido unos perfiles en L en la parte superior

de cada contenedor. Las bolsas de basura serán sujetadas por esos ganchos sin que

lleguen a romperse. Además, se ha ajustado la altura de los contenedores a las medidas

estándar de las bolsas de basura. A continuación, se muestra el diseño de uno de los

contenedores de reciclaje:

Fig. 6.3.6: Diseño del contenedor de cartón y papel y ampliación de los ganchos con perfil en L para

sujetar las bolsas de basura

En cuanto a la tapa superior, el diseño es muy similar a los descritos en los apartados

anteriores. Hay un compartimento de uso exclusivo para los filtros anti-olores para obtener la

máxima absorción de los olores que desprenden los residuos en el interior. Este filtro podrá

ser cambiado una vez haya acabado su vida útil recomendada.

Fig. 6.3.7: Vista alzado de la tapa extraíble

En conclusión, este nuevo diseño busca innovar el mecanismo de giro con el objetivo de

facilitar al usuario el reciclaje de residuos y mejorar su experiencia. Además, se ha optado

por un diseño sujeción de las bolsas y de los contenedores en la plataforma que permite el

mejor aprovechamiento de espacio.

Tapa acceso a

contenedores

de reciclaje

Compartimento de

bolsas de basura

Compartimento de

extrusión de latas

Compartimento de

filtros antiolor


6.2. Comparativa de propuestas

Una vez descritas las diferentes propuestas de diseño para el producto, se realiza un

análisis comparativo similar al hecho en el apartado del estado del arte, analizando los

puntos fuertes y limitaciones de cada uno de los diseños para así poder obtener una

propuesta definitiva que resuelva los objetivos de este proyecto.

En la siguiente tabla se muestra, de forma resumida, todas las características de las tres

propuestas de diseño y, de forma explicativa y concisa, se muestran las principales ventajas

e inconvenientes de cada uno de ellos. Las características que se tendrán en cuenta para la

decisión final son las dimensiones del diseño, el número de contenedores de reciclaje y la

capacidad que dispone cada uno de ellos, el mecanismo de rotación, si se dispone de un

compartimento para filtros antiolor, y el método de sujeción de las bolsas de basura.


Alternativa Dimensiones (alto x ancho x

profundo)

Número de contenedores

de reciclaje

Capacidad en cada contenedor (dm3) Sistema de giro Compartimento para filtros antiolores

(Si/No)

Método de sujeción de

bolsas Ventajas Vs Inconvenientes

amarillo azul rojo gris verde

1

71 x 50,7 x 50,7 cm

4

28 17,5 12,6 12,6 - Manual

No

Geometría

-Mecanismo de giro sencillo

-Solo tiene 4 contenedores de reciclaje

-No tiene compartimento para filtros antiolores

-Giro manual

-Poca capacidad de almacenaje frente al volumen que ocupa

Total 164,1dm3

Total 70,7 dm3

2

76,4 x 50,7 x 50,7 cm

5 32,2 19 15 15 27,3

Manual

Si

Gancho y geometría

-5 contenedores de reciclaje

-Dos niveles de almacenaje

-Gran capacidad de almacenaje

-Compartimento para filtros antiolor

-Gancho de sujeción de bolsas

-Mecanismo de giro sencillo


-Mayor ocupación de espacio

-Giro manual Total

175,31dm3 Total 108,5 dm3

3

66,3 x 50,7 x 50,7 cm

4

32,7 17,4 14,8 14,8 - Pedal

Si

Gancho

-Gran capacidad de almacenaje

-Compartimento para filtros antiolor

-Gancho de sujeción de bolsas

-Mecanismo de giro mediante un pedal

-Mayor apertura de la tapa grande

-Menor ocupación de espacio

-Estética

-4 contenedores de reciclaje

-Mecanismo de giro complejo

-No se ve la distribución de los contenedores con la

tapa cerrada

Total 152,14dm3

Total 79,8 dm3


Como se muestra en la tabla superior, el diseño exterior no varía mucho de una propuesta a

otra, pero cada uno tiene sus particularidades. El orden por el que están descritas las

alternativas ha sido el mismo por el que se han ido diseñando, esto quiere decir que las

mejoras útiles que se han añadido en un modelo se han aprovechado en el modelo

siguiente. Es por esto por lo que se escogerá la alternativa que cumpla con el mayor número

de especificaciones y requisitos iniciales, teniendo en cuenta los procesos de fabricación

que cada alternativa requiere.

El primer modelo que se descarta es la propuesta 1 puesto que es el posee una mayor

cantidad de limitaciones en comparación con las ventajas. El diseño de la estructura no

maximiza el aprovechamiento del espacio, pues se pierde mucho espacio de

almacenamiento de residuos en comparación con los otros modelos. Esto es claramente

visible cuando se compara el volumen total de almacenaje frente al volumen total que ocupa

el diseño.

Además, no se cumple con el objetivo de una mayor absorción de olores generado ya que

este primer modelo deja esa acción para los materiales de los que se fabricaría. Todas estas

limitaciones hacen que se rechace la primera alternativa, es una propuesta de diseño

mejorable.

A continuación, se hace una comparativa entre los dos modelos restantes – la alternativa 2 y

alternativa 3-, para llegar a la elección de un modelo del que continuará el desarrollo de su

estudio.

Una de las diferencias que presentan es la distribución de los contenedores de reciclaje y

las capacidades de almacenamiento que disponen.

La propuesta 2 da un concepto de distribución basado en el producto 6 del estado del arte -

dos niveles-. Una de las claras ventajas que posee este modelo es que permite la

separación de los residuos en cinco contenedores, es la única alternativa expuesta que da la

posibilidad de depositar envases de vidrio. Debido al diseño de la estructura, la relación

entre el espacio ocupado y la capacidad total destinada para el almacenamiento de los

residuos es la mayor de las tres propuestas, aproximadamente el 62% del volumen que

ocupa el producto es espacio útil para el reciclaje.

La propuesta 3, en cambio, dispone de cuatro contenedores y de un solo nivel, con un 53%

de capacidad de almacenaje del volumen total del producto -casi un 10% menor que el

anterior. Sin embargo, el modelo tiene 10 cm menos de altura que la alternativa 2, lo que se

consigue reducir la ocupación del espacio.

Otra de las diferencias que presentan estos dos modelos es el mecanismo de giro. El

sistema de giro de la alternativa 2 consiste en rotar el mango con la mano; es sencillo, de


fácil uso, pero podría ser una limitación para el usuario pues se requiere una mano para

realizar el giro. No obstante, al ser un diseño sencillo facilitará los procesos de fabricación.

La propuesta 3 tiene un mecanismo de giro que se acciona con un pedal, al presionar el

pedal, la plataforma gira 90º. Es un mecanismo más complejo, más ergonómico, pero solo

se puede observar la distribución interior de los contenedores con la tapa abierta ya que se

utilizarán materiales opacos. Por lo que si se desea utilizar el contenedor azul, por ejemplo,

sería necesario abrir la tapa y presionar el pedal hasta que se pueda acceder a ese

contenedor. El mecanismo precisa de unos engranajes con dimensiones específicas para

conseguir rotar la plataforma con el pedal. Es un mecanismo complejo que dificultaría los

procesos de fabricación, además de aumentar el coste final del producto.

Por otro lado, ambos consiguen el objetivo de minimizar los olores desprendidos por los

residuos añadiendo un compartimento especial para filtro antiolores, además de que el

material del que estaría fabricado ayudaría a la eliminación completa.

Por lo tanto, las dos alternativas presentan diferentes puntos fuertes y limitaciones, sin

embargo, la segunda propuesta satisface mejor los objetivos que busca este proyecto como

se muestra en la tabla siguiente:

Objetivo Alternativa 2 Alternativa 3

Máximo número de contenedores de

reciclaje

Máxima capacidad de almacenaje respecto

al volumen total

Absorción de olores

Optimización de la ocupación en el espacio

Minimizar número de accesorios añadidos

Procesos de fabricación sencillos

Fig. 6.4.1: Tabla resumen comparativa del cumplimiento de los objetivos del producto de la alternativa

2 y 3

Por todas las ventajas respecto a las otras propuestas, se escogerá la alternativa 2 como

modelo a desarrollar. Así pues, se estudiarán que materiales y procesos de fabricación se

emplearán para poder llevar a cabo un concepto de diseño como este. Se analizará la

propuesta final de diseño una vez estudiados los materiales, se hará un análisis de posibles

proveedores de estos materiales y de posibles empresas que puedan llevar a cabo la


fabricación del producto. Además, se hará estudio económico del presupuesto del

dispositivo y, finalmente, se comparará la propuesta de diseño final con los dispositivos que

se encuentran ahora en el mercado.


7. Materiales y procesos de fabricación

En esta sección se tratará de estudiar la selección de materiales para la construcción del

producto de estudio de este proyecto, así como los procesos de fabricación y conformación

de las diferentes piezas que componen el elemento final.

Una de las razones por las que se ha escogido la segunda alternativa es debido a que los

procesos de fabricación del mecanismo de giro son más sencillos, y, por lo tanto, más

económicos. Esto facilitará el montaje del modelo final.

Los procesos de fabricación que se llevarán a cabo para la construcción total del cubo de

basura de reciclaje serán procesos productivos industriales. Se clasificará cada elemento

básico de diseño según su función, forma y material para seleccionar el proceso de

fabricación más adecuado.

En general, el estudio de la selección de los materiales y los procesos de construcción de

cada pieza que compone el dispositivo buscará la optimización de los costes totales,

además de las siguientes características:

● Materiales accesibles, fáciles de encontrar.

● Ligeros y resistentes, capaz de aguantar el peso de los residuos.

● Económico.

● Reciclable y que siga manteniendo sus propiedades.

● Capaz de absorber el olor que desprenden los residuos.

● Acabado atractivo.

● Duraderos.

A estas características se le deberá de añadir una serie de requerimientos específicos de

cada uno de los elementos de diseño que compondrá el aparato, y que el material escogido

deberá de cumplir.


7.1. Selección del material y proceso de fabricación para la

estructura exterior

7.1.1. Estudio de materiales

La carcasa exterior, junto con la tapa superior y el cajón del nivel inferior, son los elementos

del cubo de reciclaje que se encargan de recubrir toda la basura vertida en su interior. La

importancia de un acabado superficial sofisticado y atractivo es un factor clave de la

selección del material. Además, se busca un material resistente y capaz de absorber el olor

producido por los residuos que se encuentran en su interior.

Fig. 7.1.1: Los tres elementos de estudio de esta sección; (de izquierda a derecha) cajón inferior,

carcasa exterior y tapa superior

Por otro lado, interesa que se optimice el peso total del producto, siendo lo suficientemente

ligero como para poder mover el elemento final si se desea, y lo suficientemente pesado

como para que sea capaz de girar y soportar todo el peso con firmeza sin llegar a volcar.

Por lo tanto, se buscarán materiales con una densidad medianamente baja.

También se considera como factor el coste por kilogramo del material escogido, se buscará

reducir al máximo el precio por unidad de producto para poder lograr un producto final lo

más económico posible. Por lo tanto, se establece una media de 2 €/kg de material.

Además, se quiere reducir al máximo la huella ecológica que produce la fabricación de este

producto, es por ello por lo que se buscará un material que además sea reciclable, lo que

permitirá fabricar piezas a partir de la mezcla del mismo material natural y reciclado, como

utiliza el modelo 2 del apartado de soluciones existentes.

En cuanto a las características mecánicas, se tendrá que tratar de un material tenaz y rígido,

sobre todo en lo que se refiere a la base, pues debe de ser capaz de aguantar las fuerzas

ejercidas por el peso sin deformarse ni romperse. Se establece que el peso máximo que

debe de aguantar la estructura debido a los residuos almacenados en su interior y la


estructura interna sea de 16,25 kg15. En cuanto a las características térmicas, buscamos un

material con una baja conductividad térmica, es decir, un material aislante que sea capaz de

absorber los olores desprendidos.

Por lo general, se pueden distinguir dos grandes familias de materiales que se usan en los

cubos de basura disponibles actualmente en el mercado: los metales y los plásticos [10].

El plástico es un material comúnmente utilizado debido a su resistencia a los cambios de

temperatura y a los productos químicos. Principalmente los cubos de basura que se usan en

los hogares y lugares de trabajo son fabricados con tres tipos de plásticos [11]: el

polipropileno (PP), polietileno de alta densidad (HDPE) y el polietileno de baja densidad

(LDPE). Ocasionalmente se usa el acrilonitrilo butadieno estireno, también conocido como

ABS (cubo de basura nº 3 de las soluciones existentes en el mercado), en la fabricación de

cubos de reciclaje domésticos. Todos estos termoplásticos son reciclables.

Por otro lado, en la familia de los metales, se encuentra el acero inoxidable cuyas

características y acabado superficial hace que sea el metal más común que se usa para la

estructura exterior de la mayoría de los cubos de basura metálicos domésticos ya que

asegura que no se deteriore al contacto con determinados tipos de residuos.

A continuación, se expone una tabla comparativa con diferentes materiales frecuentemente

utilizados en cubos de basura domésticos que podrían ser aptos para la estructura exterior

del diseño. Los factores para comparar son los siguientes: densidad (kg/dm3), precio (€/Kg),

reciclabilidad y la conductividad térmica (W/mK).

Material Densidad (g/cm3)

Precio (€/kg) Reciclable Conductividad térmica a 23C

Acero inoxidable 7,85 1,5-2,5 Si 16,3

PP 0,9 0,916 Si 0,1-0,22

HDPE 0,95 0,98 Si 0,45-0,52

LDPE 0,92 0,93 Si 0,33

15 2,5 pers/hogar x 1,3kg basura/día pers x 3 días de almacenaje + 6,5kg estructura interna = 16,25kg

16 Plastic Portal https://www.plasticportal.eu/en/polymer-prices/lm/14/


ABS 1,05 1,54 Si 0,35

Fig. 7.1.2: Comparativa de cinco posibles materiales en función de la densidad, precio por kilogramo,

reciclabilidad y conductividad térmica a 23ºC

Como se puede observar en la tabla, todos los materiales termoplásticos cumplen con la

mayoría de las características requeridas del material a utilizar:

✓ Son materiales accesibles.

✓ Ligeros y resistentes: baja densidad y alta resistencia química y térmica.

✓ Económicos: precio por kilo mucho menos que el acero inoxidable.

✓ Reciclables: fáciles de procesar, al fundirse se pueden volver a utilizar en otras

aplicaciones.

✓ Absorben los olores: son buenos aislantes.

Sin embargo, para la elección del correcto plástico, se compara las aplicaciones concretas

de cada uno en lo que se refiere a su uso como contenedor:

● El polietileno de baja densidad (LDPE) se utiliza generalmente para contenedores de

basura de gran capacidad (150 - 250 L) por su dureza y resistencia al agua, al clima

y a los impactos [11].

● El polietileno de alta densidad (HDPE), sin embargo, se utiliza para fabricar

contenedores de basura exteriores de lados rígidos debido a su resistencia a la

radiación ultravioleta [11].

● El ABS se usa para contenedores pequeños, sin embargo, se descarta esta opción

pues es un plástico cuya elaboración y procesamiento es más complejo, lo que hace

que sea más costoso y denso [12].

● El PP se utiliza en productos de uso diario, especialmente, para botes de basura de

interior. Es el menos costoso de los plásticos, también el más rígido, con menor

densidad y ligeramente más duradero que el HDPE y el LDPE [11].

No obstante, dentro de este grupo de termoplásticos destaca el polipropileno (PP), además

de por su menor densidad y bajo coste, también por su resistencia al uso, a las cargas y su

facilidad de moldear y colorear.

Sin embargo, en la estructura exterior del diseño no solo se busca un material ligero y


resistente con bajo coste, sino que también se busca un acabado de la pieza de calidad y

atractivo, que puede que se consiga de manera más adecuada si se usa un acero

inoxidable.

En conclusión, se usará el PP y el acero inoxidable para la fabricación de la estructura

exterior del producto logrando así las características que se buscaban de esta parte del

diseño. El diseño tendrá una apariencia exterior similar al cubo de basura nº5 de las

soluciones existentes en el mercado:

1. Se usará el acero inoxidable satinado de espesor 0,3 mm para recubrir la carcasa y

la cara exterior del cajón inferior logrando un acabado sofisticado uniforme,

resistente a las huellas y manchas, resistente a la corrosión, robusto y de larga vida.

2. El polipropileno se utilizará como material que dará la forma a la estructura interna, el

cajón, la base y las tapas superiores. En concreto, se fabricarán las piezas con PP

reciclado mixto, un 20% será PP reciclado frente a un 80% de PP natural.

El peso total de la estructura exterior será aproximadamente de 10,85 kg teniendo en cuenta

las densidades mostradas en la figura 7.1.2 y el volumen de cada componente evaluado en

esta sección.

7.1.2. Proceso de fabricación

Una vez hecha la selección de los materiales que se vayan a utilizar, se procede a la

descripción de los procesos de fabricación de los elementos. Se utilizará un proceso de

moldeo por inyección compacto en aquellas piezas hechas de polipropileno y un corte con

láser para la chapa de acero inoxidable pulido que recubre la carcasa exterior y cajón

inferior.

Para los componentes que usan material termoplástico, se descarta la opción de fabricarlos

con impresoras 3D pues se tratan de estructuras con dimensiones muy elevadas, lo que

supone un tiempo de producción demasiado largo en comparación con el fabricado por

inyección en molde.

El moldeo por inyección de plásticos consiste en la fundición de los gránulos de polímeros

termoplásticos que se inyectan a presión en la cavidad de un molde, que rellenan y

solidifican para crear la pieza final [13]. Este proceso de fabricación permite realizar piezas

iguales usando un mismo molde, lo que permitirá una producción más eficaz y uniforme.

Cabe destacar que se trata de un proceso de elevado coste si el objetivo es la producción

de un número de piezas bajo. No obstante, si se desea la producción en serie de una

elevada cantidad de unidades, este coste se verá amortizado.


Fig. 7.1.3: Máquina de inyección por moldeo de termoplásticos17

La lámina de acero inoxidable de 0,3 mm será del tipo AISI 304, pues se trata de un acero

inoxidable usado comúnmente en la industria de alimentos y bebidas [14], y se puede

encontrar en cualquier cocina.

Para ahorrar tiempo y costes, se utilizará una única lámina para la estructura exterior

completa que será cortada con láser para obtener la geometría deseada para el cajón y para

la carcasa.

Fig. 7.1.4: Corte con láser de la lámina de acero inoxidable

La lámina tendrá una de las caras satinadas que corresponde a la que dará hacia el exterior.

A la otra cara se le deberá de aplicar el pegamento para recubrir la superficie de la pieza de

polipropileno. Al ser una lámina muy fina, esta se adapta y moldea fácilmente a la forma de

la estructura interna fabricada con polipropileno. Por lo tanto, no se necesita el uso de otras

máquinas como la curvadora y la plegadora.

17 Fadiplast - ¿Qué es la inyección de plástico? https://fadiplast.com/inyeccion-de-plastico/


7.2. Selección de material y proceso de fabricación para los

contenedores de reciclaje

Los contenedores de reciclaje interesan que sean ligeros y resistentes, ya que tendrán que

aguantar el peso de la basura que se vierte. Tan importante, será la capacidad de absorción

de olores y la resistencia química a aceites y productos de limpieza.

En general, un habitante genera 1,3 kg de basura al día, sin embargo, el esfuerzo que el

material de cada contenedor deberá de soportar dependerá del contenido de residuos que

se vierta en él y la capacidad que tenga cada uno. No obstante, se pondrá como peso

máximo unos 4,3 kg18 por contenedor de media, por lo que los materiales que se tratarán en

este estudio no presentan una deformación elástica significativa, y, por consiguiente,

plástica.

Como se muestra en el diseño, se buscará un material que se encuentre disponible en

diferentes colores para hacer así una diferenciación de la basura que van en cada

contenedor y obtener un reciclaje más eficiente.

Fig. 7.2.1: Contenedores de reciclaje de orgánico (rojo) y papel y cartón (azul)

Teniendo en cuenta los materiales descritos en la tabla 7.1.2 de la sección anterior, se

descarta el uso de metales debido a su alta densidad y precio por kilo, una mejor opción

será un material termoplástico. Habiendo descrito anteriormente los distintos tipos de

plásticos posibles para la fabricación de estas piezas, se utilizará el polipropileno (PP) como

el material más adecuado para los elementos a tratar en este apartado. Se trata del material

menos denso, menos costoso y mayor facilidad de moldeo dentro de los termoplásticos,

especialmente utilizado para este tipo de piezas domésticas debido a sus propiedades ya

descritas. Además, se encuentra disponible en una amplia variedad de colores (Fig. 7.2.2),

dentro de los cuales se encuentra los necesarios para este diseño.

18 1,3 kg/día pers x 0,44 orgánica x 2,5 pers/hogar x 3 días almacenaje = 4,29 kg


Fig. 7.2.2: Polipropileno de distintos colores

El proceso de fabricación será el mismo ya descrito, moldeo por inyección. En este proceso

se fusionará el material natural con el reciclado junto con los colorantes o aditivos para luego

forzarlos bajo presión dentro de un molde. Cada uno de los cubos de reciclaje dispondrá de

un propio molde debido a que tienen medidas diferentes. Es un fácil proceso que acabará

con una pieza final con baja densidad, alto brillo y rigidez, resistencia térmica y química.

Cabe destacar que no se ha escogido la impresión 3D como proceso de fabricación por los

mismos motivos que en el apartado anterior.

7.3. Selección de material y proceso de fabricación para la

plataforma rotatoria

La plataforma rotatoria es el esqueleto que hará de soporte

de tres de los cubos de reciclaje. Básicamente se compone

de un disco inferior con tres agujeros perforados para

atornillar las ruedas, tres láminas rectas y una circular que

sirven de sujeción y separación los contenedores de

plástico, orgánico y general, y un tubo vertical que equivale

al eje de giro (ver Fig. 7.3.1).

Para este elemento del diseño, se buscará un material ligero y rígido, capaz de sostener

cada cubo y con su contenido, y que sea fácil soldar las piezas para conseguir la estructura

completa. Además, deberá de ser fácilmente perforable para la realización de los agujeros

necesarios para atornillar las ruedas que permitirán el giro de la plataforma.

Siguiendo la misma lógica de la sección anterior, se reduce la selección de materiales a solo

los termoplásticos por todas las buenas propiedades que ofrecen. Se descarta tanto el

polietileno de alta densidad como el polietileno de baja densidad pues son materiales mucho

más flexibles frente al PP. Este último es mucho más rígido y duro, menos denso y costoso.

Fig. 7.3.1: Estructura de la plataforma


Por lo tanto, se escogerá el polipropileno como material para fabricar la plataforma, se

minimizará al máximo el peso total del diseño, uno de los objetivos del proyecto.

Una posible opción del fabricado del elemento a tratar es separarlo en piezas más sencillas

y posteriormente soldarlas. Esto lleva a que cada pieza tenga distintos procesos de

conformado. Mediante un proceso de extrusión se obtiene el tubo que hace de eje de

rotación. El proceso de extrusión es un proceso similar al moldeo por inyección, consiste en

hacer pasar el material termoplástico a través de un conducto por el cual se va calentando

hasta ser forzado por un orificio con la sección de forma deseada [15]. El tubo se soldará

posteriormente con láminas del espesor deseado que han sido previamente cortadas con

láser de la forma correspondiente (disco, cilindro o rectangular).

Otro proceso posible sería fabricar el conjunto inferior del elemento mediante moldeo por

inyección, y posteriormente soldar un tubo de polipropileno de las medidas deseadas.

obteniendo una única pieza sin necesidad de uniones posteriores.

Una vez obtenida la pieza, se realizará un taladrado de la superficie inferior con el objetivo

de obtener los tres agujeros que se precisan para atornillar las ruedas.

7.4. Selección de material y proceso de fabricación para los

accesorios

Se entiende como accesorios a aquellas piezas que sirven de unión de los elementos

descritos, como pueden ser tornillos o bisagras, y aquellas piezas necesarias para el

mecanismo de giro de la plataforma, como son las ruedas, la guía circular y el mango.

1. Bisagras: Se utilizarán bisagras para permitir la apertura de las tres tapas superiores

dan acceso a los distintos compartimentos: el compartimento de almacenaje de las

bolsas de basura -tapa A-, el compartimento del extrusor de latas - tapa B-, y el

orificio para verter los residuos en el cubo de reciclaje deseado -tapa C-.

Los materiales de fabricación utilizados para las bisagras se concentran en los dos

mismos grupos: plásticos y metales [16]. Sin embargo, con el objetivo de minimizar

los costes y reducir la cantidad de material necesario, se ha decidido incorporar al

diseño de cada tapa unas bisagras de tipo libro (ver fig. 7.4.1 y 7.4.2) [18], por lo que

el material seleccionado será el polipropileno.

Por otro lado, se utilizarán varillas de acero de 0,5 mm de diámetro para la conexión

de las bisagras.


Fig. 7.4.1: Bisagra tipo libro (tapa A izquierda y tapa C derecha)

Fig. 7.4.2: Incorporación de bisagras al diseño de la tapa A

2. Ruedas: En este modelo se precisan de tres ruedas idénticas que serán las

encargadas de hacer posible el giro de la plataforma, y harán de soporte del peso

que provocan los residuos almacenados en los contenedores amarillo, rojo y gris.

Por lo tanto, se busca un material con las siguientes propiedades:

• Gran resistencia a la corrosión y al desgaste.

• Alta resistencia a la rodadura y al ruido de movimiento, para que el giro de la

plataforma sea firme.

• Capacidad de carga capaz de soportar el peso de los residuos. Se estima

que, de media, cada contenedor tiene 4 kg de residuos almacenados como

máximo, lo que hace que las tres ruedas tengan que ser capaces de soportar

aproximadamente 15,2 kg19 en total.

Las ruedas que se emplearían son similares a la Fig. 7.4.3. Consta de dos tornillos,

un soporte y el núcleo de la rueda. El tornillo superior será el empleado para unir la

19 4,3 kg/basura contenedor x 3 contenedores + 2,23 kg contenedores = 15,13 kg


rueda a la plataforma giratoria. Se escogerá el acero inoxidable de calidad A2 como

material que se usará para los tornillos [18].

Fig. 7.4.3: Visualización del conjunto completo de la rueda

Los materiales más comunes que se utilizan para las ruedas son el poliuretano, el

polipropileno y la poliamida, en concreto el nylon [19]. Estos tres materiales cumplen

todas las propiedades requeridas, sin embargo, para este diseño se buscan unas

ruedas de aproximadamente 30 mm de diámetro con una capacidad de carga baja y

ligeras. Por lo tanto, se recomienda escoger un material plástico, como es el

polipropileno que son capaces de soportar una carga entre 20 y 30 kg cada una.

3. Guía: La guía consiste en la pieza que dirige el recorrido de las ruedas.

Fig. 7.4.4: Imagen de la guía (izquierda) y corte de sección (derecha)

Se selecciona un material plástico para la fabricación de la guía por sus

características que presentan:

• buen comportamiento ante el desgaste y rodadura

• bajo coeficiente de rozamiento

• elevada resistencia a la abrasión en condiciones de funcionamiento seco.

• buena resistencia a la corrosión

Tornillos

Núcleo rueda

Soporte


• Ligeros

• generar baja fricción y calor

Teniendo en cuenta el objetivo de minimizar los costes finales del producto, se ha

decidido seguir utilizando el mismo material que se ha seleccionado a lo largo de

este apartado: el polipropileno. Con esto, se consigue mejores precios por parte de

los proveedores en la cantidad de material que se utiliza para fabricar el producto, al

necesitar prácticamente dos materiales distintos, acero inoxidable y polipropileno,

cuanta más cantidad de material que se compran, menor el precio por kilogramo,

además se ahorra en costes de transporte pues se compraría el PP a un único

proveedor.

4. Mango: consiste en una pieza que se enrosca en la parte superior de la plataforma y

se utiliza para girarla según el contenedor de reciclaje se desea utilizar.

Fig. 7.4.5: Mango para girar la plataforma

Se trata de una pieza de dimensiones pequeñas que se puede fabricar mediante la

fundición aditiva. Se ha descartado, igualmente, la impresión 3D pues significaría un

coste añadido a la maquinaria de mecanizado necesario e implicaría aumentar el

tiempo de producción total. Por lo tanto, se escogerá PP como material y moldeo por

inyección como proceso de fabricación. Utilizar el mismo material que en las otras

piezas optimizaría los costes de la materia prima. Además, la cara superior será

pintada con los colores de los contenedores de reciclaje para conocer la disposición

interior de estos sin necesidad de abrir la tapa.


8. Propuesta definitiva

Una vez hecha la comparativa de alternativas y haber escogido la segunda propuesta como

modelo, se ha realizado un estudio de forma exhaustiva de los materiales con los que se

podría fabricar el producto. A continuación, se presentará la propuesta definitiva de diseño.

El cubo de reciclaje se trata de un producto doméstico que incluso se podría categorizar

dentro del grupo de muebles para el hogar. Es por ello por lo que se busca una estética y

ergonomía tanto exterior como en la estructura interior. Por lo tanto, se propondrán una serie

de versiones del mismo producto, pero con colores diferentes personalizables. Este tipo de

personalización se podría dar tanto en el color de los contenedores de reciclaje interiores

como en color del material utilizado para recubrir la superficie exterior del cuerpo del cubo.

Como resultado, se obtendría un producto acorde a los gustos del usuario y complementario

con el entorno doméstico.

Dicho esto, cabe aclarar que esta propuesta ‘definitiva’ se trata de un modelo a seguir. Las

versiones que se presentan son una muestra del proceso a seguir si se quiere comercializar

este tipo de producto. Cada una de las versiones reunirá un acabado estético idóneo para

diferentes compradores.

Se empezará por la presentación del diseño original. El cuerpo del cubo estará fabricado de

acero inoxidable satinado de color gris en su exterior y de polipropileno negro en su interior.

Toda la estructura interior será de polipropileno negro a excepción de los contenedores de

reciclaje, que cada uno será fabricado de un determinado color según el tipo de residuos

que se vierten en él. Esta diferenciación por colores aumentará la eficiencia del reciclaje

doméstico, haciéndolo más intuitivo.

Fig. 8.1: Cubo de basura de acero inoxidable gris con contenedores de reciclaje por colores


Fig. 8.2: Imágenes laterales del cubo de basura de acero inoxidable gris

Otra opción de acabado superficial diferente disponible sería utilizar acero inoxidable

satinado negro, con el interior de polipropileno negro y los contenedores de reciclaje de un

mismo color. Que los contenedores de reciclaje sean de un mismo color posibilita al usuario

a adaptar la capacidad que proporciona cada contenedor según los residuos que este

genere. Este modelo está pensado para aquellos que buscan un producto con una estética

más moderna y minimalista.

Fig. 8.3: Imágenes del diseño de acero inoxidable negro con contenedores de reciclaje de un único

color


La última presentación de modelo sería una alternativa de este cubo de reciclaje ‘low cost’,

especialmente para los usuarios que buscan un producto efectivo, pero también más

económico. Para ello, la estructura exterior sería fabricada únicamente de polipropileno sin

recubrimiento con una lámina de acero inoxidable. Se conseguiría un producto con menor

costes de material, puesto que el PP es más económico que el acero inoxidable (Figura

7.1.2); sin embargo, tendrá un acabado de menor calidad. Además, reduciría el peso total

del producto.

Fig. 8.4: Imágenes del diseño de polipropileno gris con contenedores de reciclaje por colores


9. Planificación y Estudio Económico

9.1. Ingeniería previa

La ingeniería previa corresponde a todo el trabajo que se ha tenido que llevar a cabo para el

desarrollo del proyecto de fin de grado por parte del ingeniero.

9.1.1. Planificación

A continuación, se muestra un diagrama de Gantt con la planificación que se ha seguido

para el desarrollo completo del proyecto, empezando con la elección del tema hasta llegar a

la redacción completa de la memoria:

Fig. 9.1.1: Diagrama de Gantt de la planificación de la ingeniería previa

9.1.2. Estudio económico

Para el cálculo de los costes correspondientes a la ingeniería previa del proyecto, se hará un

estudio económico desde el punto de vista de ingeniero del proyecto.

Se trata de un proyecto de fin de grado que equivale a 12 ECTS, en el que cada crédito

corresponde a 25h de trabajo. Este trabajo, como se puede observar en la Fig. 9.1.1, dura

aproximadamente un cuatrimestre, lo que correspondería unas 300h para la realización

completa del proyecto.


Además, el asesor o director del proyecto se estima que dedica unas 30h/cuatrimestre en el

total al trabajo.

Precio hora (€/h) Tiempo trabajado (h) Coste (€)

Ingeniero de proyecto 45,00 €/h 300 h 13.500,00 €

Asesor de proyecto 80,00 €/h 30 h 2.400,00 €

Coste total del proyecto - - 15.900,00 €

Fig. 9.1.2: Tabla resumen de los costes correspondientes a la ingeniería previa

Por lo tanto, se estima que los costes de ingeniería previa suponen un total de 15.900 €.

9.2. Producción

9.2.1. Planificación

En cuanto al proceso de producción, se ha realizado una planificación que estima la

duración de dicho proceso desde la creación del diseño hasta la venta completa del primer

lote producido.

Cabe destacar que el tiempo estimado en realizar cada etapa del proceso puede variar

según diferentes factores como puede ser la cantidad de mejoras en el diseño funcional o la

cantidad de productos producidos por lote.

A continuación, se presenta un diagrama de Gantt con dicha planificación:


Fig. 9.2.1: Diagrama de Gantt de la planificación del proceso de producción

9.2.2. Estudio económico

En este apartado, se realizará los cálculos de los costes de proceso de producción

completo. Se hará un estudio detallado de los gastos en concepto de salarios de ingenieros

y director de proyecto, el coste de la materia prima, el mecanizado, transporte y almacenaje

según la cantidad de unidades producidas.

Costes de Ingeniería

Primero, se ha hecho una tabla de los gastos que componen la realización de este proyecto.

Esto varía si el proyecto es realizado de manera autónoma dirigido por el proyectista ajeno a

una empresa, o, en caso contrario, si está llevado a cabo por ingenieros y director que

trabajan para la empresa. Por lo tanto, el salario del ingeniero, asesor y director serán

diferentes si se trata de un caso u otro. Para calcular el sueldo bruto anual de estos, se

tendrá que multiplicar el precio/hora por las horas anuales trabajadas.


Coste bruto anual (€/año) Precio hora (€/h)

Ingeniero empresa 35.000,00 €/año 20,83 €/h

Ingeniero proyecto 54.000,00 €/año 60,00 €/h

Asesor y director empresa 50.000,00 €/año 29,76 €/h

Asesor y director proyecto 9.000,00 €/año 100,00 €/h

Fig. 9.2.2: Tabla con el coste bruto anual y precio por hora del ingeniero y asesor/director del proyecto

y empresa.

Desde el punto de vista de la empresa, se considera que se trata de un ingeniero que

trabaja a jornada completa, por lo que se estima que al año trabaja 1680 horas20.

Desde el punto de vista del ingeniero del proyecto, se tendrá de referencia las horas

destinadas al trabajo de fin de grado. Se trata de un proyecto que equivale a 12 ECTS, en el

que cada crédito corresponde a 25h de trabajo. Este trabajo dura aproximadamente un

cuatrimestre, lo que daría unas 300h/cuatrimestre. Por lo tanto, únicamente para este

proyecto, se necesitarán 900 horas anuales por parte del ingeniero. Además, el asesor o

director del proyecto se estima que dedica unas 30h/cuatrimestre en el total al trabajo, lo

que serían un total de 90h/año.

Coste de materiales

En la segunda parte del análisis del presupuesto, se calcula el precio que costaría la materia

prima necesaria para la fabricación de diferentes cantidades de unidades por lote. A

continuación, se expone en una tabla detallada las partes que componen el cubo de basura

de reciclaje, con las medidas, los materiales, proveedores y precios estándares.

20 40 h/semana x 42 semanas/año = 1680 h/año


Pieza Medidas Proveedor Precio unitario

Precio

Tapas superiores

Polipropileno negro

Varillas de acero para las bisagras

2,024 kg

568 mm x diám. 2,5 mm

20% de PP reciclado por Krishna International 21

80% de PP virgen por Guangdong Luhua New Material Technology Co., Ltd.22

Graupner23

2,79 €/kg

2,09 €/kg

1,42 €/m

4,51 €

1,42 €

Carcasa exterior y cajón inferior

Lámina de acero 0,3 mm de grosor

Polipropileno negro

Aprox.: 0,3 x 700 x 1.790

mm

5,877 kg

GoodFellow24

20% de PP reciclado por Krishna International

80% de PP virgen por Guangdong Luhua New Material Technology Co., Ltd.

32,00 €/ud

2,79 €/kg

2,09 €/kg

32,00 €

13,11 €

Contenedores de reciclaje

Polipropileno azul

Polipropileno verde

Polipropileno amarillo

Polipropileno rojo

Polipropileno gris claro

1,02 kg

1,21 kg

1,00 kg

0,613 kg

0,613 kg

20% de PP reciclado por Krishna International


2,79 €/kg

2,09 €/kg

2,27 €

2,70 €

2,23 €

1,37 €

1,37 €

Plataforma giratoria

Rueda

3 unidades

Zhongshan Xinjin Metal Products Co., Ltd25

0,20 €/ud

0,60 €

21 Krishna International https://scrapo.com/p/15025/pp-recycled-granules

22 Guangdong Luhua New Material Technology Co., Ltd

https://foshanluhua.en.alibaba.com/?spm=a2700.md_es_ES.cordpanyb.2.2609447a6b8sZb

23 Graupner https://rc-innovations.es/brand/graupner

24 GoodFellow http://www.goodfellow.com

25 Zhongshan Xinjin Hardware Products Co., Ltd. https://spanish.alibaba.com/product-detail/1-5-inch-

38mm-thread-stem-pp-plastic-caster-wheels-

2026347136.html?spm=a2700.galleryofferlist.0.0.33d7356dwxMwKy&s=p


Polipropileno negro 2,925 kg 20% de PP reciclado por Krishna International


2,79 €/kg

2,09 €/kg

6,52 €

Total 68,10 €

Fig. 9.2.3: Tabla con piezas, medidas, proveedores y precios para una unidad

La tapa superior consiste en la tapa extraíble, las dos tapas pequeñas simétricas, la tapa del

compartimento de los filtros y la tapa grande que da acceso a los contenedores de reciclaje.

Todas estas piezas se fabrican del mismo material y color -polipropileno negro- y la cantidad

necesaria sería de unos 2,024 kg en total. Además, se incluyen las varillas de acero

necesarias para las bisagras; como el proveedor vende varillas de 1 metro de largo, se

deberá de comprar la barra entera, aunque solo se necesite un poco más de medio metro.

En cuanto a la carcasa exterior y cajón inferior, ambas piezas están compuestas por una

lámina de acero inoxidable satinado de 0,3 mm de grosor que recubre la estructura

fabricada con polipropileno negro.

Para los contenedores de reciclaje, se necesitan diferentes cantidades de materia prima de

diferentes colores según el tipo de residuo que se vierta en cada cubo, como se muestra en

la tabla 9.2.3.

Por último, la plataforma giratoria consta de la estructura que sirve de soporte para los

contenedores de reciclaje, la guía circular por donde se desplazan las ruedas, el mango y

tres ruedas que permiten el giro. Estas tres primeras piezas están fabricadas con el mismo

material y se necesitará un total de casi 3 kg de polipropileno negro.

En cuanto las ruedas, tienen un precio de 0,20 € la unidad y como cada diseño necesita

tres, eso dará un total de 0,60 € el pack. Cabe destacar que en el precio viene incluido los

tornillos y el soporte de las ruedas.

En total, se necesitará para un solo producto 10,83 kg de PP negro, 1,02 kg de PP azul,

1,21 kg de PP verde, 1,00 kg de PP amarillo, 0,613 kg de PP rojo y 0,613 kg de PP verde,

tres ruedas, una varilla de acero de 0,57 m y una lámina de acero inoxidable satinado con

las dimensiones ya especificadas en la tabla 9.2.3.

Contando que únicamente se compra material para un producto, se obtiene un precio

unitario del material de 68,10 €. Este precio es elevado debido a que se emplearía para la

construcción de un solo prototipo. Los costes de la materia prima se verán reducidos en

cuanto se comience a fabricar mayores cantidades de unidades por lote (ver Fig. 9.2.4).


Unidades Precio Unidades Precio Unidades Precio Unidades Precio

1,00 10.000 50.000 100.000

lamina acero (m) 1,79 32,00 € 17.900,00 13.680,00 € 89.500,00 68.400,00 € 179.000,00 136.800,00 €

PP negro (kg) 10,83 24,14 € 108.260,00 106.311,32 € 541.300,00 416.801,00 € 1.082.600,00 604.090,80 €

PP verde (kg) 1,21 2,70 € 12.100,00 11.882,20 € 60.500,00 46.585,00 € 121.000,00 67.518,00 €

PP rojo (kg) 0,61 1,37 € 6.130,00 6.019,66 € 30.650,00 23.600,50 € 61.300,00 34.205,40 €

PP gris (kg) 0,61 1,37 € 6.130,00 6.019,66 € 30.650,00 23.600,50 € 61.300,00 34.205,40 €

PP azul (kg) 1,02 2,27 € 10.200,00 10.016,40 € 51.000,00 39.270,00 € 102.000,00 56.916,00 €

PP amarillo (kg) 1,00 2,23 € 10.000,00 9.820,00 € 50.000,00 38.500,00 € 100.000,00 55.800,00 €

Ruedas (uds) 3,00 0,60 € 30.000,00 6.000,00 € 150.000,00 27.000,00 € 300.000,00 45.000,00 €

Varilla de acero (m) 0,568 1,42 € 5.680,00 71.000,00 € 28.400,00 298.200,00 € 56.800,00 482.800,00 €

Total 68,10 € 240.749,24 € 981.957,00 € 1.517.335,60 € Precio unitario 68,10 € 24,07 € 19,64 € 15,17 €

Fig. 9.2.4: Tabla con los precios desglosados y el precio unitario para 1 unidad, 10.000, 50.000 y 100.000 unidades.


Costes de mecanizado

El mecanizado consiste en moldeo por inyección para los elementos fabricados con

polipropileno y corte con láser de la chapa de acero inoxidable.

El moldeo por inyección es un proceso de producción con elevado coste pues requiere un

molde específico para cada pieza distinta. Esto implica que para este diseño se necesiten 16

moldes diferentes. Por lo tanto, si se busca fabricar una única unidad o cantidades

pequeñas de lote, el precio se elevaría drásticamente.

Sin embargo, si el propósito que tiene la empresa o el autónomo de este proyecto es crear

un producto pensado para comercializarse a gran escala, y, por lo tanto, producir grandes

cantidades de unidades, la mejor opción sería hacer una inversión en la maquinaria

necesaria. A continuación, se muestra del coste de la inversión inicial en la maquinaria:

cantidad Precio unitario Precio

Moldes

1. tapa superior 5 7.500,00 €/ud 37.500,00 €

2. contenedores de reciclaje 4 7.500,00 €/ud 30.000,00 €

3. Mango 1 6.500,00 €/ud 6.500,00 €

4. Plataforma 2 7.500,00 €/ud 15.000,00 €

5. Guía 1 6.500,00 €/ud 6.500,00 €

6. Cajón inferior 1 6.500,00 €/ud 6.500,00 €

7. Estructura exterior 2 9.000,00 €/ud 18.000,00 €

Máquina inyección

1. Capacidad pequeña 2 7.500,00 €/ud 15.000,00 €

2. Capacidad mediana 4 20.000,00 €/ud 80.000,00 €

3. Capacidad grande 2 50.000,00 €/ud 100.000,00 €

Total 315.000,00 €

Fig. 9.2.5: Tabla resumen de la inversión inicial en la maquinaria

Cada pieza requerirá la fabricación de un molde específico. Para obtener un molde correcto,

es preciso realizar un diseño previo, una primera fabricación, testar el primer molde,

rediseñar el molde con las correcciones necesarias y, por último, fabricar el molde definitivo.

Es un proceso largo y costoso, por lo que implica un coste elevado. Cada molde tendrá un

precio distinto según la complejidad de la geometría y tamaño.

Además, se requerirán máquinas de diferentes tamaños para fabricar piezas de distintas

dimensiones y cantidad de material que requieren.


Para la chapa de acero inoxidable, su mecanizado consistirá en el corte láser para obtener

la lámina del cajón y la del cuerpo del cubo. Inicialmente, la fabricación de una unidad

saldría a 15 €, sin embargo, al igual que los costes de la materia prima, el coste total de

mecanizado se reducirá cuando aumente la producción.

1 10.000 50.000 100.000

Inyección 315.000,00 € 315.000,00 € 315.000,00 € 315.000,00 €

Corte con laser 15,00 € 120.000,00 € 700.000,00 € 1.350.000,00 €

Total 315.015,00 € 435.000,00 € 1.015.000,00 € 1.665.000,00 €

Precio unitario 315.015,00 €/ud 43,50 €/ud 20,30 €/ud 16,65 €/ud

Fig. 9.2.6: Tabla de precios totales y unitarios del proceso de mecanizado para 1 unidad, 10.000,

50.000 y 100.000 unidades

Coste de almacenaje y transporte

En la tercera parte del estudio económico se calcula el precio que costaría el almacenaje y

transporte del producto que se fabrica en función de las unidades por lote que se produce.

Se evaluará para lotes de 1 unidad, 10.000 unidades, 50.000 y 100.000 unidades

En cuanto al precio de almacenaje, se basa en el volumen total que ocupa el producto,

aproximadamente 0,17 m3. Los costes de almacenaje de una única unidad se pueden

considerar nulos, ya que se podría tener en domicilio de un particular dando uso de su

función. Actualmente, el precio de alquiler mensual por m2 en Barcelona se estima de unos

17,45 €. Sin embargo, para un lote mayor será necesario alquilar un almacén o nave

industrial para poder almacenar todos estos productos. Se hace el cálculo del precio unitario

para cada lote teniendo en cuenta el precio por volumen; este valor irá disminuyendo a

medida que aumente la cantidad de productos de producción, y, por consiguiente, el espacio

usado.

En cuanto al precio de transporte, también hay que tener en cuenta los m3 que ocupa

individualmente cada cubo de reciclaje. Debido a las medidas y peso del producto, se

requeriría alquilar un camión para el traslado de la fábrica al almacén o a las tiendas de

venta. El precio diario para alquilar un camión es de unos 150 €, precio que puede variar

según la cantidad de kilómetros recorridos y días alquilados.

Cada camión de capacidad de 50 m3 tendrá un espacio disponible para transportar 294

productos, lo que implicaría realizar tantos trayectos como sean necesarios para transportar

el lote de productos completo. Por lo tanto, el precio unitario de transporte varía según la

cantidad de unidades del lote que se quiera transportar.

Para transportar una única unidad, se descarta alquilar un camión. Se podría transportar en


el coche de un particular de la empresa o autónomo del proyecto, lo que supone que el

coste del transporte sea solo la gasolina gastada.

La siguiente tabla resumen recoge todos los costes de material, mecanizado, almacenaje y

transporte descritos anteriormente, para 1 unidad, 10.000, 50.000 y 100.000 unidades.

1 10.000 50.000 100.000

ALMACENAJE

Volumen (m3) 0,17 m3 1.700 m3 8.500 m3 17.000 m3

Precio total 2,97 €/mes 12.000 €/mes 45.305 €/mes 50.168 €/mes

Precio unitario 17,45 €/m3 7,06 €/m3 5,33 €/m3 2,95 €/m3

TRANSPORTE26

Desplazamientos (n) 1 35 171 341

Precio total 5,50 € 2.223,01 € 9.232,29 € 16.818,12 €

Precio unitario 5,50 €/n 63,52 €/n 53,99 €/n 49,32 €/n

Fig. 9.2.7: Tabla precios de almacenaje y transporte para 1, 10.000, 50.000 y 100.000 unidades.

Presupuesto total del proyecto

Todos estos gastos quedan resumidos en las siguientes tablas (Fig. 9.2.8 y 9.2.9), donde se

muestra el presupuesto total del proyecto. La primera tabla corresponde al presupuesto que

supondría llevar a cabo el proyecto como autónomo, ofreciendo los servicios a un tercero; la

segunda, corresponde al presupuesto que supondría si fuese una empresa quien llevase a

cabo el proyecto.

PROYECTO Concepto Proveedor Unidades Precio unitario Total

Ingeniería Dirección Director 30 h 100,00 €/h 3.000,00 €

Análisis Ingeniero 80 h 60,00 €/h 4.800,00 €

Diseño Ingeniero 150 h 60,00 €/h 9.000,00 €

Desarrollo Ingeniero 120 h 60,00 €/h 7.200,00 €

Total 380 h 24.000,00 €

26 Furgonetas Demetrio https://furgonetasdemetrio.com/3-nuestros-vehiculos


Producción Materia prima Varios 1 68,10 €/ud 68,10 €

Mecanizado prototipo

Varios 1 315.015,00 €/ud 315.015,00 €

Logística Transporte Particular 1 5,5 €/n 5,5 €

Almacenaje Particular 1 17,45 €/m3 2,97 €

Total 339.091,57 €

Fig. 9.2.8: Presupuesto proyecto

EMPRESA Concepto Proveedor Unidades Precio unitario Total

Ingeniería Dirección Director 30 h 29,76 €/h 892,80 €

Análisis Ingeniero 80 h 20,83 €/h 1666,40 €

Diseño Ingeniero 150 h 20,83 €/h 3124,50 €

Desarrollo Ingeniero 120 h 20,83 €/h 2499,60 €

Total 380 h 8183,30 €

Producción Materia prima Varios 1 68,10 €/ud 68,10 €

Mecanizado prototipo

Varios 1 315.015,00 €/ud 315.015,00 €

Logística Transporte Empresa 1 5,5 €/n 5,5 €

Almacenaje Empresa 1 17,45 €/m3 2,97 €

Total 323.274,87 €

Fig. 9.2.9: Presupuesto empresa


Cálculo del PVD y PVP

Una vez conocido el presupuesto del proyecto, se procede a la última parte del análisis que

consiste en establecer el PVD (precio de venta al distribuidor) y PVP (precio de venta al

público). Para el cálculo de estos precios, no solo se tiene en cuenta la producción, logística

y administración del producto, sino también hay que añadir los costes de las infraestructuras

y marketing. El margen comercial que se impondrá sobre el coste de producción del cubo de

reciclaje para comercializarlo será del 50%, tanto para calcular el precio de venta al

distribuidor como el precio de venta al público.

Los costes en infraestructuras corresponden al alquiler de la zona de trabajo necesaria para

llevar a cabo este proyecto, puesto que el alquiler del almacén o nave espacial ya se tiene

en cuenta en la parte de logística. Suponiendo que este proyecto requiere un máximo de 3

personas, se busca un pequeño despacho de 550 €/mes, lo que resultaría un coste fijo

anual de 6600 €. Este precio no varía con la cantidad de unidades por lote, pues se trata de

un coste fijo mensual.

Se enfocará el márquetin del producto a través de anuncios en Google AdWorks y en

páginas web relacionadas con el reciclaje, sostenibilidad, muebles domésticos, etc. Al

tratarse de un producto con una vida útil larga, no será necesaria una gran cantidad de

publicidad.

Cabe destacar que los precios de administración, infraestructuras, marketing y margen

comercial serán significativamente bajos en la producción de un único prototipo, puesto que

no se fabricaría con el objetivo de comercializarlo.

Unidades 1 10.000 50.000 100.000

Producción 315.083,10 € 670.349,24 € 1.996.957,00 € 3.182.335,60 €

Logística 4,47 € 38.223,01 € 235.757,29 € 418.162,12 €

Administración 100,00 € 125.000,00 € 375.000,00 € 525.000,00 €

Infraestructuras 0,00 € 6.600,00 € 6.600,00 € 6.600,00 €

Márquetin 0 € 60.000,00 € 100.000,00 € 150.000,00 €

Margen 157.593,79 € 450.086,13 € 1.357.157,15 € 2.141.048,86 €

TOTAL 472.781,36 € 1.350.258,38 € 4.071.471,44 € 6.423.146,58 €

PVD unitario 472.781,36 € 135,03 € 81,43 € 64,23 €

Figura 9.2.10: PVD para lotes de 1, 10.000, 50.000, 100.000 unidades


Unidades 1 10.000 50.000 100.000

PVD unitario 472.781,36 € 135,03 € 81,43 € 64,23 €

Margen comercial 236.390,68 € 67,51 € 40,71 € 32,12 €

PVP unitario 709.172,03 € 202,54 € 122,14 € 96,35 €

Figura 9.2.11: PVP para lotes de 1, 10.000, 50.000, 100.000 unidades

El precio de venta al distribuidor y al público se basa en el modelo propuesto. Se ha

buscado los mejores materiales que se adecuan a la utilidad y los objetivos que se buscan

de este producto. Se trata únicamente de un modelo del que se puede basar el proyecto, sin

embargo, tanto el diseño como los materiales y los proveedores escogidos pueden variar, lo

que implica un diferente precio final.


10. Futuro proyecto

10.1. Presentación del proyecto como idea

Este proyecto nace para dar solución a una problemática existente: el deseo de la población

de hacer un correcto reciclaje doméstico ante un escaso espacio en sus hogares disponible

para realizarlo. Debido a la clara necesidad de un nuevo producto en el mercado que

tuviese la capacidad de hacer una correcta separación de residuos posibles ocupando el

menor espacio posible, se creó la idea de un cubo de reciclaje rotatorio, que acabó en una

propuesta de diseño lista para comercializarse.

A lo largo de este proyecto se ha contemplado la idea de diseñar un cubo de reciclaje

inteligente debido a la escasa diversidad que existe en el mercado, un ejemplo sería el

producto nº7 descrito en el apartado de soluciones existentes. Este cubo de basura ‘Smart’

realiza un clasificado inteligente de los residuos, tiene conexión a Internet y un sistema de

compresión de los reciclados automático, pero no está pensado para hogares. Sin embargo,

la gran limitación que conlleva realizar un cubo de basura rotatorio inteligente es la

necesidad de una fuente de alimentación eléctrica, sea una batería o una toma de corriente

eléctrica, como es un enchufe.

Por esa razón, se ha descartado la implementación de cualquier añadido que necesite una

fuente eléctrica en el diseño. Es por ello por lo que no se ha presentado una alternativa de

diseño con un mecanismo de giro con un motor.

No obstante, ante el creciente porcentaje de la población involucrada en la conservación del

medio ambiente, unido a las nuevas tecnologías que se van adoptando por la sociedad crea

una gran oportunidad de mercado para nuevos productos tecnológicos. Entre ellos se podría

encontrar los cubos de reciclaje inteligentes, que podrían llegar a ser igual de necesario que

cualquier electrodoméstico que se encuentra en la cocina de cualquier hogar.

Dicho esto, diseñar un cubo de basura de reciclaje rotatorio ‘smart’ es una idea que se podrá

desarrollar en un futuro cercano. El producto adoptará la tecnología IoT capaz de conectarse

con otros dispositivos inteligentes del hogar, así como con el smartphone a través de una

aplicación móvil.


10.2. Características del producto

A continuación, se describe una serie de características que podrán ser implementadas al

diseño como objetivo de facilitar el reciclaje doméstico obteniendo como resultado una

mayor eficiencia.

Este producto se podrá considerar elemento necesario en cualquier cocina, por lo que se

habilitará una fuente de alimentación eléctrica de 230V para su funcionamiento. Esto

permitirá incorporar al diseño los siguientes elementos:

● Conexión a Internet

● Motor eléctrico como mecanismo de giro.

● Apertura de la tapa con sensor de movimiento.

● Mecanismo de compresión de reciclados.

● Sensor de nivel de llenado.

● App móvil.

● Otros.

Conexión a Internet:

Para la conexión a Internet se necesita un controlador lógico programable. Es una

computadora que consta de una placa base sobre la que se monta un microprocesador, un

chip gráfico y una memoria RAM27. Este dispositivo será capaz de conectarse a la red WiFi

así como procesar los datos que se obtengan del cubo de basura.

Mecanismo de giro:

Para el mecanismo de rotación de la plataforma se opta por un motor que convierte la

energía eléctrica en energía mecánica de rotación. Es un mecanismo de giro similar a la

tercera alternativa descrita en el apartado 6. Mediante la presión de un pedal, se enciende el

motor se encenderá provocando que la plataforma rote en sentido horario, una vez soltado

el pedal, se apaga el motor, y por tanto se detiene el giro.

27 Industrial Shields https://www.industrialshields.com/es_ES/industrial-plc-wifi-based-on-arduino-

automation-solutions


Se recomiendo un sistema de giro con un pedal en vez de con un botón, pues se entiende

que el usuario cuando va a utilizar el producto se encuentra con las manos ocupadas

sujetando los residuos que vaya a tirar. Por lo tanto, se quiere reducir las acciones

manuales.

Otra opción sería un sistema de un giro inteligente. La idea consiste en que el usuario

deposita el residuo que desea tirar dentro del cubo, a través del uso de inteligencia artificial,

se reconoce que tipo de residuo es, y, por último, el motor se enciende para hacer girar a la

plataforma hasta llegar al contenedor de reciclaje al que pertenece. Esta propuesta requiere

una tecnología más sofisticada y una base de datos que permita reconocer cada residuo

según sus posibles formas, tamaño, etc.

Sensor de movimiento:

En la tapa que da el acceso para verter los residuos a reciclar, se le incorporará un detector

de movimiento. Consiste en un sistema de encendido y apagado que detecta el movimiento

en un área determinada, por lo tanto, cuando pasas la mano por encima del sensor, este se

encenderá causando la apertura de la tapa [20].

Compresión de reciclados:

Esta característica consiste en comprimir los envases de plástico y de cartón y papel para

una mayor optimización del espacio. Por lo tanto, la capacidad de los contenedores de

plástico y cartón tendrán se duplica al comprimir estos residuos.

Sensor de llenado:

Este producto busca una mayor eficiencia en el reciclaje doméstico, por lo que saber cuando

es el mejor momento para vaciar el cubo y tirar la basura ayuda a optimizar su uso. Por ello

se propone la incorporación de un sensor que permite avisar al usuario cuando uno de los

contenedores de reciclaje se encuentra un 90% lleno28. El sensor estará conectado al

microprocesador donde se almacena, procesa y envía la información a la aplicación móvil

del usuario.

App móvil:

Se plantea la creación de una aplicación móvil exclusiva para el usuario. El usuario podrá

acceder a los datos analizados y enviados desde el producto como es la cantidad de

residuos generados al día o el nivel de llenado de cada contenedor. A través de esta

aplicación el usuario podrá recibir advertencias si hay algún malfuncionamiento en el

28 IoTsens https://iotsens.com/sensores/sensor-residuos/


producto. Además, habrá una sección de ayuda por si el usuario necesita consultar en qué

contenedor pertenece cierto residuo. También ofrece ubicaciones de los puntos limpios más

próximos a la zona si se necesita reciclar ciertos objetos como pilas, ropa,

electrodomésticos, etc.

Por otro lado, hay que tener en cuenta la privacidad y protección de datos del usuario. Se

utilizará una base de datos descentralizada, es decir, los datos recogidos por el cubo de

reciclaje serán exclusivos del propietario del producto. Sin embargo, si el usuario acepta,

estos datos podrían ser compartidos, de manera anónima, a las localidades para poder

tener porcentajes de reciclaje que la población que reside, así como optimizar los horarios

de recogida de basura en cada municipio.

Si el usuario dispone de más productos inteligentes del hogar, estos todos podrían

conectarse almacenando todos los datos en una base de datos conjunta. Por lo tanto,

electrodomésticos como la nevera estaría conectada con el cubo de basura, donde podrían

compartir datos adquiridos, compararlos y analizarlos para mejorar la generación de

residuos y el reciclaje doméstico.

Otros:

1. Una pequeña pantalla donde se indique diferentes datos como pueden ser niveles

de llenado de los contenedores de reciclaje, alertas para cambios del filtro antiolores,

averías internas, etc. Es decir, todo aquello que también sería visible en la aplicación

móvil.

2. Posibilidad de personalizar la capacidad de almacenaje de residuos según la

necesidad de cada usuario. Es decir, si el usuario genera una mayor cantidad de

vidrio, pero en cambio no vierte tanta cantidad de cartón o papel, se puede ajustar la

distribución de los contenedores para una mayor eficiencia.

Aquí pot anar el títol del vostre TFG/TFM Pàg. 81

Conclusiones

Con todos los estudios realizados, se ha obtenido una solución final a la problemática

expuesta que ha sido capaz de cumplir los siguientes objetivos propuestos:

✓ Minimizar el volumen de ocupación.

✓ Optimización de los espacios de carga en función de su uso

✓ Maximizar la capacidad total de almacenaje.

✓ Diseño ergonómico, asequible y estético

✓ Minimizar los costes.

✓ Elección de materiales óptimos.

✓ Minimizar el número de accesorios añadidos.

✓ Maximizar la cantidad de contenedores de reciclaje doméstico.

✓ Minimizar olores de los residuos.

✓ Establecer las principales líneas para su producción.

El resultado de este estudio es el inicio de un futuro producto a comercializar. En este

proyecto se ha marcado el plan de actuación desde el principio del trabajo hasta que se

lleva a cabo la fabricación y logística del producto a gran escala.

Sin embargo, no es un proyecto para comercializar acabado, simplemente se ha establecido

las bases del desarrollo de un modelo de producto que son susceptibles a cambios.

Además, faltaría un estudio exhaustivo sobre las posibilidades de mercado y empresa,

realizar un prototipo a escala real para comprobar su funcionalidad y posibles

modificaciones de diseño que requieran.

Por otro lado, se lleva a cabo el estudio de un producto que pretende ayudar a reducir la

contaminación en el medio ambiente partiendo desde los hogares de la población. Se

creando un producto que ayuda e incita a un mayor reciclaje de los residuos domésticos de

manera correcta y eficiente.

Finalmente, se considera que la realización de este trabajo ha sido una oportunidad para la

autora para llevar a cabo cada paso de la realización de un proyecto de diseño de

ingeniería, aplicando los conocimientos adquiridos durante el grado.

Aquí pot anar el títol del vostre TFG/TFM Pág. 82

Bibliografía

[1] Smart Bin. Disponible en el fichero SmarBin.zip

[2] Juste, I. (2020, 12 mayo). Cómo reciclar la basura en casa. Disponible en

https://www.ecologiaverde.com/como-reciclar-la-basura-en-casa-1569.html

[3] Ecoembes. (2020, 6 julio). Dudas del reciclaje: contenedores de reciclaje.

Disponible en https://ecoembesdudasreciclaje.es/contenedores-de-reciclaje/

[4] Ecoembes. (2019, 11 abril). Las cifras del reciclaje de 2018. Disponible en

https://www.ecoembes.com/sites/default/files /cifras-reciclaje-2018.pdf

[5] Instituto Nacional de Estadística (2019). España en cifras 2019. Disponible en:

https://www.ine.es/prodyser/espa_cifras/2019/

[6] Instituto Nacional de Estadística. (2020, 2 abril). Encuesta continua de hogares de

2019. Disponible en:

https://www.ine.es/dyngs/INEbase/es/operacion.htm?c=Estadistica_C&cid=1254736

176952&menu=ultiDatos&idp=1254735572981

[7] Alquienvas group. Tapas anti-olor – Tapas y filtros. Disponible en:

http://www.alquienvas.com/ficha_productos16.asp?id=504&item=36

[8] Fernando Moliní y Miguel Salgado. Superficie artificial y viviendas unifamiliares en

España, dentro del debate entre ciudad compacta y dispersa. Boletín de la

Asociación de Geógrafos Españoles N.º 54, 2010, págs. 125-147. Departamento

de Geografía, Universidad Autónoma de Madrid. Disponible en

http://age.ieg.csic.es/boletin/54/06%20AGE%2054.pdf

[9] Instituto Nacional de Estadística. (2019). Número de hogares según tamaño de

hogar y superficie útil de la vivienda. Disponible en:

https://www.ine.es/jaxi/Datos.htm?path=/t20/p274/serie/prov/p01/l0/&file=01006.px#!t

abs-tabla

[10] Hosteleria10. Cubos de basura y contenedores de residuos. Disponible en

https://hosteleria10.com/cocina/cubos/

[11] eHow. (2018, 19 diciembre). De qué tipo de plástico están hechos los

contenedores de residuos. Disponible en https://www.ehowenespanol.com/de-

que-tipo-de-plastico-estan-hechos-los-contenedores-de-residuos_13175056/

[12] Textos Científicos (2006, 5 febrero). Usos y aplicaciones del ABS. Disponible en:

https://www.textoscientificos.com/polimeros/abs/aplicaciones

[13] Protolabs. Moldeo por inyección de plásticos. Recuperado de

https://www.protolabs.es/servicios/moldeo-por-inyeccion/moldeo-por-inyeccion-de-

plasticos/


[14] Carvi. Tipos de acero y usos. Disponible en

https://www.grupocarvi.com/es/noticias

[15] M. (2011, 12 marzo). Extrusión de materiales plásticos. Disponible en

https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/03/extrusion-de-materiales-

plasticos.html

[16] Wikipedia. (2019, 29 octubre). Bisagra. Disponible en

https://es.wikipedia.org/wiki/Bisagra

[17] Brico-todo. Tipos de bisagras. Disponible en http://www.bricotodo.com/bisagras.htm

[18] IBAITOR. (2010, 1 marzo). Información Técnica Aceros Inoxidables. Disponible en

https://www.ibaitor.com/docs/IBAITOR-informacion-tecnica-aceros-inoxidables.pdf

[19] Suministros Industriales del Tajo, S.A. Ruedas para diversas cargas. Disponible

en http://www.catalogo.sitasa.com/familias/ruedas/01_1.pdf

[20] Eléctrica Observatorio. (2019, 6 junio). Aplicaciones más frecuentes de los

sensores de movimiento. Disponible en

https://distribuidoresdematerialelectrico.com/blog/articles/aplicaciones-mas-

frecuentes-de-los-sensores-de-movimiento


Bibliografía complementaria

[21] PARTAMENTO EUROPEO. (2018, 10 abril). Economía circular: definición,

importancia y beneficios. Disponible en

https://www.europarl.europa.eu/news/es/headlines/economy/

20151201STO05603/economia-circular-definicion-importancia-y-beneficios

[22] Ecoembes. (2018, 17 mayo). Presentación de resultados del reciclaje de 2017.

Disponible en https://www.ecoembes.com/sites/default/files/reciclaje-en-datos-

2017.pdf

[23] Autocompostaje Leon, V.T.L.E. (2017, 23 febrero). ¿Cuánta materia orgánica

generamos en nuestras casas? [blog]. Disponible en

https://autocompostajeleon.wordpress.com/2017/02/19/residuos-organicos-que-

generamos-en-casa/

[24] Soriano, D. (2017, 22 abril). La ‘colmena’ española: por qué somos el país con

más pisos de Europa [blog]. Disponible en https://www.libremercado.com/2017-

04-22/la-colmena-espanola-por-que-somos-el-pais-con-mas-pisos-de-europa-

1276597431/

[25] El Diario. (2020, 1 julio). La España encerrada: así son las viviendas en las que el

país sobrelleva la cuarentena. Disponible en

https://www.eldiario.es/economia/espana-encerrada-viviendas-poblacion-

alarma_1_1013247.html

[26] RexiPlast S.A. http://rexiplast.com.ar/polietileno-alta-densidad/?done=done&pf=#

0d34d5170b

[27] PlastiSax. (2018, 18 julio). Cómo usar Polietileno o Polipropileno. Disponible en

https://plastisax.com/cuando-usar-polietileno-hdpe-ldpe-polipropileno-pp/

[28] Distoc mediterráneo S.L. (2017, 10 octubre). Contenedores de basura, Materiales

de fabricación. Disponible en https://www.distoc.es/b2c/noticia/1/90/contenedores-

de-basura-cuales-son-los-mejores-

[29] S. (2016, 29 junio). Contenedores de plástico, cómo identificar el tipo de plástico

[blog]. Disponible en https://botesdebasura.com.mx/contenedores-de-plastico-

como-identificar-el-tipo-de-plastico/

[30] Mexplímeros. Guía de inyección de polipropileno. Disponible en

https://www.mexpolimeros.com/gu%C3%ADa%20de%20inyecci%C3%B3n%20de

%20polipropileno.html

[31] Asociación Estatal de Representantes de Alumnos de Ingenierías de ámbito

Industrial. (2019, 26 marzo). ¿Cómo se elabora el acero? Disponible en

https://aerraaiti.es/inoxidable


[32] Ensinger. (2019). Plásticos para aplicaciones con rozamiento, desgaste y

cojinetes. Disponible en https://www.ensingerplastics.com/es-

es/semielaborados/seleccion-de-materiales-plasticos/desgaste-por-rozamiento

Definición de un cubo de basura rotatorio para el reciclaje

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