INSTUTUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

TESISFABRICACION Y CARACTERIZACION DEBOTELLAS (20.5 GRS) PARA BEBIDASCARBONATADAS UTILIZANDO MATERIALRECICLADO 10%, 25% Y MATERIALVIRGEN.

PARA OBTENER EL

Título de

Ingeniero en Robótica Industrial Ingeniero Mecánico

Jorge Villegas Delgado Joel Gregorio García Osnaya

José Luis Rodríguez García

Asesor:

Ing. Marco Antonio Cárdenas Martínez

Ing. Dagoberto García Alvarado

Marzo de 2015

 

Dedicatorias Joel Gregorio García Osnaya

Le agradezco a Dios por haberme acompañado y guiado a lo largo de mi carrera, por ser mi fortaleza en los momentos de debilidad y por brindarme una vida llena de aprendizajes, experiencias y sobre todo de felicidad.

A mis padres Dora Osnaya y Gabriel García les agradezco el gran ejemplo que han dado en todo momento, por enseñarme el camino de la vida y por afrontar conmigo mis triunfos y fracasos. Gracias por que en cada segundo de mis esfuerzos estuvieron cerca, recordándome que creen en mí y de lo que soy capaz. Expreso a ustedes mi más grande agradecimiento porque sin su apoyo hubiera sido imposible culminar mi profesión. Le doy gracias al Señor por permitirme tenerlos a mi lado.

A mis hermanas Linda Ivonne Garcia y Dora Gabriela Garcia por brindarme en todo momento su amor, apoyo y confianza, deseo enormemente poder seguir contando con ustedes en cada etapa de mi vida, pues son parte fundamental de mi familia.

A mi abuelita Blanca Núñez que aunque ya no se encuentre entre nosotros, siempre estará presente en mí corazón y que desde el cielo me sigue queriendo.

A toda mi familia por ser una fuente de apoyo constante e incondicional en todo momento. Le doy gracias a Dios por tener una familia tan especial.

A ti amor Norma Rocha, por ser alguien especial en mi vida; por demostrarme en todo momento y día adía que puedo contar contigo, por la confianza y el amor que a diario depositas en mí que me da la fuerza para seguir adelante y recordar que tenemos una meta que cumplir para ser una gran familia como la que son nuestras familias .Te amo osa

A mis asesores de tesis porque me supieron guiar en todo momento, ayudándome a seguir adelante y no darme por vencido gracias ingenieros.

A mis compañeros de tesis por todo el esmero y sacrificio que tuvimos siempre; en donde nunca se perdió el objetivo principal de alcanzar y terminar con éxito la tesis.

Y por último deseo dedicar este momento tan importante; a mí mismo, por no dejarme vencer y tener la fuerza para alcanzar mis metas.

Jorge Villegas Delgado

A Dios:

Esta tesis se la dedico a mi Dios por quien supo guiarme por el buen camino alejándome y ayudándome en el malo, por darme fuerzas para seguir adelante y no rendirme en los problemas que se me presentaban, enseñándome a encarar las adversidades sin perder nunca la dignidad ni desfallecer en el intento.

A mis padres Jorge Villegas Ramírez y Gabriela Delgado Reyes:

Para mis padres por su apoyo, consejos, compresión, amor y ayuda en los momentos difíciles,gracias por apoyarme con los recursos necesarios para estudiar. Me han dado lo que soy como persona, mis valores, mis principios, mi carácter, mi empeño, mi perseverancia y mi coraje para conseguir mis objetivos.

A mis Hermanos Santiago y Gabriela Villegas Delgado:

Gracias por estar conmigo y por brindarme de su apoyo siempre, los quiero mucho.

A mi Esposa Emma Godínez e Hijos Jorge Luis y Liz Evelin Villegas Godínez:

Gracias por su paciencia y comprensión hoy hemos alcanzado un triunfo más porque todos somos uno y mis logros son de Ustedes.

Gracias a Ustedes Soy lo que Soy

José Luis Rodríguez García

A Jehová Dios por derramar sus bendiciones sobre mi

y llenarme de su fuerza para vencer todos

los obstáculos desde el principio de mi vida.

A mis Padres Antonio y A. Guillermina con todo mi cariño

y mi amor, por todo el esfuerzo y sacrificio

que me brindaron mediante su apoyo incondicional y la confianza en cada

momento de mi vida y sobre todo en mis estudios

universitarios

A mis hermanos: Isela, Sixto, Félix, Julián, Lourdes, Víctor y Javier

que siempre me dieron el apoyo y el animó para concluir

mis estudios.

A mi gran Amigo Abimael Rueda Hernández que bajo su ejemplo

me motivo a concluir mis estudios y ser mejor profesionalmente.

A mis profesores que en este andar por la vida, influyeron con sus lecciones y experiencias en formarme como una persona de bien y preparada para los retos

que pone la vida, a todos y cada uno de ellos les dedico cada una de estas páginas de mi tesis.

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INDICE GENERAL

Capitulo 1Estado del arte 1

1.1 Estudios previos 21.2 Plásticos 211.3 Reciclado en México 281.4 Método de separación más utilizados en la industria 331.5 Método de triturado 351.6 Innovación en el proyecto 40

Capitulo 2

Proceso de fabricación 412.1 Recibo de materiales 422.2 Almacenamiento de resina 452.3 Molido 482.4 Mezclado de resina 522.5 Secado 572.6 Proceso de inyección (inyección y homogenización) 612.7 Embalaje de preforma 662.8 Soplado 692.9 Paletizado 92

Capitulo 3

Experimentación 1023.1 Medición 1033.2 Preparación de muestras 1093.3 Ensayo de compresión 115

ii

Capitulo 4Análisis de resultados 1164.1 Material 1174.1.1 PET 10% 1174.1.2 PET 25% 1174.1.3 PET virgen 1174.2.1 Grafica de la carga vertical a la compresión 118

Conclusiones 119

Bibliografía 120

iii

INDICE DE IMÁGENES

1 Distribución de los diferentes polímeros en una botella. 2

2 Ciclo de la separación que puede ser implementado a una nuevatecnología.

4

3 Separación de PET/PP por medio de diferencias de densidad entreagua sola y plástico.

7

4 Diagrama de flujo de un equipo de separación de polímeros. 11

5 Comportamiento de cargas eléctricas de algunos polímeros. 14

6 Separación Electrostática. 15

7 Máquina que utiliza sensores infrarrojos para la separación de plásticos. 16

8 Vista lateral de una máquina de separación por centrifugación. 18

9 Diagrama de fuerzas de centrifugación. 19

10 Meros: Cloruro de Polivinilo, Polietileno y Poliestireno. 25

11 Estructuras:(a) Lineal o bifuncional. (Esquemática de polietileno). (b) Polifuncional

26

12 Cadenas moleculares:(a) Polietileno, (b) Cloruro de Polivinilo, (c) Tereftalato.

27

13 Residuos sólidos en vertederos de basura. 29

14 El reciclado de los materiales creados por el hombre y una nuevamentalidad pro-activa basada en la educación de ingeniería ambientalayudarán en la preservación de nuestro planeta.

32

15 Proceso de reciclaje. 33

16 Molino de altas revoluciones. 36

17 Trituradores de bajas revoluciones. 38

18 Desgarradores. 39

iv

19 Ferro-tolva. 43

20 Auto-tolva. 44

21 Silos. 47

22 Volteador de preforma. 50

23 Molino de preforma. 50

24 Caída del Material Molido. 51

25 Mezclador de resina. 54

26 Dosificador de material mezclado. 55

27 Tolva de material mezclado. 56

28 Secador de resina. 58

29 Figura de funciones del secador de resina. 60

30 Caja y contenedor de preforma. 68

31 Proceso de soplado. 69

32 Proceso de carga de preforma a cargador de sopladora. 71

33 Horno de sopladora. 73

34 Proceso de calentamiento de la preforma en sopladora. 74

35 Meza y brazo de transferencia. 75

36 Rueda de transferencia. 76

37 Brazo de trasferencia. 77

38 Unidad Porta-Molde. 78

39 Bloqueador de porta molde. 79

40 Proceso de compensación. 80

41 Proceso de desbloqueo. 81

42 Proceso de abertura. 82

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43 Conjunto soporte fondo de molde. 83

44 Cilindro de tobera. 84

45 Electroválvulas. 85

46 Proceso de corrida. 86

47 Proceso de estirado. 87

48 Diagrama de ciclo. 89

49 Rueda de salida de botellas. 90

50 Pulverizador. 91

51 Paletizador de botella. 93

52 Secuencia de formación de camas. 94

53 Colocación de entrepaño. 95

54 Emplayado de pallet. 96

55 Representacion del reciclado en México. 97

56 Proceso de reciclado. 98

57 Simbolo de Numero de reciclado. 99

58 Impulsemos el reciclado. 100

59 Proceso de fabricacion y reciclado. 101

60 Prueba de Compresión a la Carga Vertical. 105

61 Grafico de Prueba de Compresión a la Carga Vertical. 106

62 Prueba Resistencia al impacto. 107

63 Pruebas de tensión por agrietamiento (Stres cracing) 108

64 Colocación de la Botella en la máquina de Prueba de Compresión conmaterial PET Virgen al 100%.

109

65 Prueba de Compresión de Botella con material PET Virgen al 100%. 110

vi

66 Colocación de la Botella en la máquina de Prueba de Compresión conmaterial PET al 90% y Reciclado al 10%.

110

67 Prueba de Compresión de Botella con material PET al 90% y Recicladoal 10%.

111

68 Colocación de la Botella en la máquina de Prueba de Compresión conmaterial PET al 75% y Reciclado al 25%.

112

69 Prueba de Compresión de Botella con material PET al 75% y Recicladoal 25%.

113

70 Colocación de la Preforma en la máquina de Prueba de Compresión conmaterial PET.

113

73 Colocación de la Preforma Virgen y Reciclado en la máquina de Pruebade Compresión.

114

vii

INDICE DE TABLAS

1 Los seis principales plásticos utilizados actualmente en el mundo. 5

2 Los plásticos presentaron degradaciones térmicas. 12

3 Los siete símbolos de reciclado de termoplásticos. 22

4 Aplicaciones de los Termoestables. 23

5 Resultados de Pruebas Mecánicas. 117

6 Resultados de pruebas de Compresión. 117

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CAPÍTULO 1ESTADO DEL ARTE

(ANTECEDENTES)

Introducción. En este capítulo se presenta unabreve reseña histórica sobre la evolución delproceso de reciclado de los principales plásticosutilizados actualmente. También se presentanalgunos de los estudios y trabajos que existensobre la separación de polímeros, tanto a nivellaboratorio como a nivel industrial. Se identifica lamanera más adecuada de lograr esta etapa delproceso de reciclado, además de encaminar eltema de la presente investigación a los objetivos ymetas planteadas.

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1.1 ESTUDIOS PREVIOS

Los principales problemas que se presentan durante el proceso del reciclado deplásticos, se presentan en el momento de la separación y la purificación de losmismos, ya sea porque todos los desechos plásticos que integran el envase seencuentran mezclados o por los mismos componentes de varias botellas en unlote de “Basura”.

Por ejemplo, en una simple botella o refresco se pueden encontrar seisdiferentes tipos de polímeros, como:

1) Polietileno Tereftalato (PET). Representa un 68.7% de la botella.2) Polietileno de Alta Densidad (HDPE). Representa un 24.4% de la botella.3) Polipropileno (PP). Representa un 3.6% de la botella.4) Una capa de PP para la etiqueta. Representa un 2.4% de la botella.5) Un Copolímero de Etileno – Vinilacetato (EVA). Es utilizado como adhesivo.

Representa entre un 0.6% y un 0.7% del peso de la botella.6) Un copolímero de Butadieno/Estireno. Se utiliza como empaque de las

tapas. Representa un 0.2% de la botella.

La siguiente figura muestra donde se encuentran ubicados los diferentespolímeros de una botella de refresco.

Figura 1.- Distribución de los diferentes polímeros en una botella.

PPHDPE

PP

HDPE

PET

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Durante la etapa de recolección de los plásticos post consumo todas las botellasde refresco se revuelven con otras de PVC y éstas a su vez contaminan a todaslas botellas de PET con detergentes, aceites, otros adhesivos y jabonesprincipalmente. Por tal razón es necesario lavar a todos los plásticos antes deiniciar un proceso de reciclado de éstos, también, es necesario encontrar unsistema de separación que sea eficiente y amigable con el entorno. Actualmentesólo se usan técnicas de separación como flotación y separación por medio de lagravedad. Una técnica bastante atractiva es por medio de burbujas “froth flotation”,las cuales hacen flotar a las partículas de los plásticos en una solución acuosa.

Ciertos estudios revelan que es posible separar al PET del PVC (contandoestos dos plásticos con la misma densidad y que no hayan sido utilizados para sufunción; en otras palabras que estén nuevos) por medio del burbujeo. En unestado inicial ambos plásticos se adhieren a las burbujas generadas por elagitador del contenedor, por lo tanto, los dos polímeros son arrastrados a la partesuperior del recipiente y por lo tanto ambos plásticos permanecen revueltos. Unaforma de lograr que el PET y el PVC se separen, es sometiendo las partículas aun fuerte tratamiento alcalino (por medio de hidróxido de sodio), el cual logra hacerque el PET presente un comportamiento hidrofóbico (repelente de agua), mientrasque el PVC permanece en el estado hidrofílico (le atrae el agua), obteniendo ungrado de pureza en los materiales recuperados de un 95 al 100%.

Estos comportamientos lograrán que al PET no se le adhieran burbujas yque al PVC sí. Entonces es como se logra la separación de ambos plásticos. Sinembargo, una botella sucia no se comporta de la misma manera que una reciénsalida de la industria generadora de plásticos, ya que esta se encuentracontaminada por todos los agentes descritos anteriormente. Por tal razón esnecesario realizar un estudio a las botellas que se encuentran en la basura, ya queson éstas las que se deben reciclar continuamente en la industria.

Las botellas sucias de PVC han sido lavadas con un detergente no iónicopara remover las etiquetas de la marca de la botella y aceites que permanezcanen éstas. A su vez estas deben ser enjuagadas y secadas varias veces y conayuda de tijeras se generan hojuelas semejantes al tamaño de los granos de PET.

Una vez que los plásticos han sido acondicionados al tamaño de pruebaóptimo, el siguiente paso es someterlos al tratamiento alcalino, para lo cual seutiliza una máquina Denver. Esta máquina está equipada con tres aspas montadasal eje con una inclinación de 45° y gira a 800 rpm. El experimento se realizó en unrecipiente de dos litros y utilizando una cantidad de 300 a 500 gr., de la mezcal delos plásticos representando de un 35 a un 45% del peso del sistema.

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Posteriormente se agrega el hidróxido de sodio y se somete el sistema atemperatura controlada entre 70 y 85 °C.

Cabe mencionar que se utiliza agua deonizada en el tratamiento. Estetratamiento debe ser hecho durante un periodo de 30 minutos para obtenermejores resultados en cuanto a la flotación de las partículas. El tiempo que semaneja para la separación idónea de los plásticos es de 8 minutos, considerandoque es suficiente para recuperar de un 95 al 100% de ambos plásticos.

En estos experimentos se encontró que un plastificador puede ayudar alproceso de flotación de las hojuelas en cuestión. Un plastificador es aquel quelogra hacer más blando a un plástico sin llegar a fundirlo. Otro de los factores quese estudian es el ángulo de contacto entre los plásticos y el agua o solución queentra en contacto con ellos. Para logar una medición de este ángulo, se colocauna gota del líquido sobre la superficie del plástico y se mide el ángulo formadopor la cúpula de la gota por medio de un goniómetro NRL.

En conclusión, el efecto de flotación de la separación de los polímeros estáen función de los siguientes parámetros: tiempo del tratamiento, la temperatura, laconcentración de hidróxido de sodio, las revoluciones de agitación, el ángulo decontacto, el plastificador que se utiliza, el pH del agua utilizada, el tamaño de lahojuela y la pureza de esta. Si no se tiene el control adecuado de todos estosfactores la separación de los polímeros no podrá darse y el problema seguirálatente.

La tecnología óptima debería cumplir con el siguiente diagrama de flujopara una buena optimización del separado de los plásticos por medio deltratamiento alcalino.

Figura 2.- Ciclo de la separación que puede ser implementado a una nueva tecnología.

Mezcla PET/PVCReducción detamaño a ½ plg.

TratamientoAlcalino 5-9wt%NaOH 20-45min., 50-55°C

Enjuagado ycernido

Acondicionamientocon el plastificador70-80°C

Flotación conburbujeo en un pHde 6-9, 70-70°C

PET hundido

PET flotado

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Por su cercanía geográfica y comercial México y Estados Unidos de América,comparten la misma problemática de contaminación por uso de polímeros. Losmismos plásticos que se utilizan en EUA para el consumo diario, son los mismosque afectan a nuestro país en cuestión de basura. La industria del reciclado deplásticos comenzó alrededor de 1990, sin embargo, el reciclaje sólo cubría el 1%de todos los desperdicios en aquel entonces. Hoy día se han detectado los seistipos de plásticos más utilizados no sólo en Estados Unidos de América sinotambién en México y demás países industrializados. Estos plásticos son: elPolietileno Tereftalato (PET), Polietileno de Alta Densidad (HDPE), Polietileno debaja densidad (LDPE), Cloruro de Polivinilo (PVC), Poliestireno (PS) y elPolipropileno (PP), una característica de todos estos plásticos es que pueden serfundidos o derretidos y reprocesados sin sufrir grandes cambios en su estructurainterna.

La siguiente tabla muestra los tipos de productos de plástico que se utilizandiariamente en el hogar y en la industria, de los cuales seis son los másrelevantes.

Polímero Utilización en el mercado Ejemplos

PET Para empacar y productosde consumo

Botellas de refresco u otrasbebidas, recipientes de comiday medicina, rayos x y películasfotográficas.

HDPE Para empacar Botellas de leche y detergente,y películas de cinta gruesa.

LDPE Para empacar Bolsas, papel plastificado ycables

PVC Para empacar y materialde construcción

Botellas de aceite de cocina, dedetergente, y coberturas enparedes y pisos

PS Para empacarPlatos, vasos y cubiertosdesechables y cartones dehuevo.

PP Para empacar, utensilios yrecipientes.

Botellas de mermeladas, deyogurt, tubos de margarina yutensilios para oficina ymáquinas.

Tabla 1. Los seis principales plásticos utilizados actualmente en el mundo.

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El reciclado de plásticos no implica la separación de todos los productosmencionados mediante un único dispositivo. Primero se debe realizar laseparación de dos plásticos, siendo los más problemáticos el PVC y el PET, yaque ambos cuentan con propiedades físico – químicas muy semejantes. Tal es elcaso de la densidad y el efecto que se genera en ellos por la tensión superficial deun líquido o el ángulo que se forma al colocar una gota de agua en la superficie dedichos polímeros. También se debe tomar mucho en cuenta que no es lo mismotratar de separar a un plástico que no ha sido utilizado (es decir, que está nuevo),a una serie de plásticos obtenidos de la basura y que ha sido expuestos adiferentes agentes contaminantes y probablemente a cambios en sus estructurasmoleculares.

Dependiendo de los requerimientos de la industria del reciclado es como seaplican diversas formas de separación de los desechos plásticos. Un ejemplo de lapurificación de plásticos involucra la separación de PET y PP, en donde el PET esel cuerpo de la botella y el PP es la tapa de las mismas botellas de refresco.Utilizando la Teoría de Flotación por Densidades (TFD), es como se logra separaa estos dos plásticos, teniendo en cuenta que el agua tiene una densidad de 1g/cm3 respectivamente. Los cuerpos que sean más ligeros que el agua, flotarán enella y los que cuenten con más masa por unidad de volumen se hundirán en ellíquido. La siguiente figura muestra la manera en que se logra la separación deambos plásticos por medio de una tina de acero por agregar la mezcla depolímeros (PET y PP) en la pequeña cavidad que se muestra antes de lapendiente de la tina. Cuando el agua que circula entra en contacto con losplásticos, arrastra inmediatamente al PET por debajo de la placa divisoria y unapendiente de seis grados de inclinación respecto al plano ayuda a que laspartículas de plástico se asienten más rápido en el fondo de la tina, mientras queel PP ha sido retenido por la placa de recuperación.

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Figura 3.- Separación de PET/PP por medio de diferencias de densidad entre agua sola y plástico

Este método de separación es simple y económico, sin embargo, como se ha vistoanteriormente una botella cuenta por lo menos con seis diferentes tipos deplástico, lo cual hace pensar que antes de este proceso de separación entre elPET y el PP tuvo que haber existido otra etapa de separación por mediomecánicos o químicos para poder obtener una mezcla de sólo dos polímeros.Aunque esto siempre dependerá de las necesidades particulares de la industriadel reciclado, que en ocasiones favorecen al diseño de equipo al reducir lasvariables que afectan al sistema. Por otra parte la industria actual necesita que laseparación de polímeros sea rápida, eficaz y que además de todo pueda separarmás de dos plásticos.

De manera general, resulta ser que de las toneladas producidas de PETsólo el 10% es reciclado tanto en México como en demás países industrializados.Se dice que se podría reciclar un 50% más de todos los desperdicios que seencuentran en los basureros. Sin embargo, para que una botella de PET puedaser reciclada es necesario que ésta cumpla con cinco criterios. El primero es larecolección de las botellas. El lugar de procedencia es la segunda parte que hayque tener en cuenta, en ocasiones la contaminación hace imposible el reciclado debotellas o plásticos. El tercer paso del reciclado es el reprocesado de losmateriales obtenidos y por último se realizan nuevos productos de plástico a partirde la materia prima.

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En muchos casos, los desperdicios plásticos están compuestosprincipalmente por cuatro tipos: polietileno tereftalato (PET), cloruro de polivinilo(PVC), polietileno (PE) y polipropileno (PP), y en la industria del reciclado lospolímeros que más son reprocesados son el PET, el HDPE, el PP y el PVC, todosestos productos reprocesados dan lugar a materia prima que es utilizada paramoldes, materiales para la construcción componentes de cortado.

Uno de los métodos más baratos y simples para la separación de polímeroses por medio de flotación, la cual comenzó a investigarse a principios del siglo XX,se puede decir que esta aplicación enfocada hacia la separación de losdesperdicios plásticos es relativamente nueva.

El proceso de flotación involucra a los tres estados de la materia: líquido,sólido y gaseoso, en donde el líquido es el medio en el que flotarán los cuerpos(en este caso plásticos). Los sólidos son las partículas que se desea que floten yel gas es el aditivo extra que permitirá que los sólidos floten en el medio acuoso ode la solución pertinente. Muchas empresas se enfrentan a la tarea de separarPET de PVC y existen diversos métodos para lograr una eficiente separación.Anteriormente se habló sobre tratamientos alcalinos durante ciertos periodos detiempo para que el PET no se le adhirieran las burbujas generadas en el sistema.Existe otro medio el cual permite lograr el mismo efecto, para ello es necesarioemplear un agente humectante sobre las partículas de plástico en cuestión.

Dichas pruebas realizadas con el humectante requirieron utilizar otrotamaño de partícula, que en este caso el rango recomendado es de 3.36 a 1.70mm. Además se ha utilizado PVC negro obtenido de tuberías de desecho y PETtraslucido obtenido de botellas de refresco. El agente humectante utilizado es elsultanato de lignina de calcio “calcium lignin sultanate”, a una concentración de300 mg/l.

A diferencia de los experimentos anteriores que se realizaban en unagitador (Máquina de Denver), el recipiente que contiene a los plásticos junto conel humectante es un recipiente cualquiera. Por ejemplo, una probeta delaboratorio, que en este caso ha sido utilizada una de 1,000 mm., de altura y undiámetro de 100mm., el tamaño de la columna mejora la selección de laflotabilidad de las partículas.

Una de las partes que se debe tener control y que diversos estudios omanejan, es el pH, el cual debe ser controlado por medio de HCl o NaOH, seutiliza un agente de flotación, que en este caso es el aceite de pino y el MIBC(“Methyl Isobutyl Carbinol”) para generar burbujas con un diámetro de 0.3 mm.,aproximadamente por medio de una rendija. Estos agentes permiten que las

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burbujas duren más tiempo dentro del medio líquido y facilitan a la flotación de losplásticos, como todo tratamiento tiene efectos inmediatos y a la larga, el tiempodebe ser una variable que se debe tener en cuenta. Los experimentos de este tipose realizaron en periodo de 2 horas, 1 hora, 30 minutos y 10 minutos, siendo el demejor resultado 1 hora.

La industria del plástico en el mundo aumenta en un 10% anual laproducción de los seis principales plásticos, es necesario incrementar el recicladode los plásticos de post – consumo, con el fin de reducir los combustibles fósilesque generan a los polímeros vírgenes, además de reducir enormemente lacontaminación del planeta. Los plásticos reciclados no pueden ser reutilizados enla industria alimenticia. Sin embargo, se utiliza el PET reciclado en la industria dela construcción, el reciclado de polímeros provoca que el precio de la materiaprima recuperada incremente su precio en un 30% aproximadamente. Por otraparte, la energía utilizada para el reprocesamiento de los polímeros es menor quepara la producción de materiales vírgenes; la técnica más utilizada es laseparación de los polímeros por medio de flotación, ya sea por diferencia dedensidades o por adherencia de burbujas a las partículas u hojuelas de plástico,siendo uno de los principales problemas de la industria del reciclado la separaciónentre PET/PVC. Como se ha mencionado anteriormente, ambos plásticos cuentancon propiedades muy similares. Para lograr una buena separación se hace que elPVC si retenga burbujas y el PET no lo haga, para ello se investigan diferentesdisoluciones que logren dicho efecto.

La separación mecánica de plásticos es la práctica más recomendable conrespecto a la de fundición, ya que los plásticos tienen diferentes puntos de fusión yal permanecer juntos, los polímeros se queman o contaminan al plástico que seintenta recuperar. Por ejemplo, las botellas de PET y PVC cuentan con tapas dePP y las temperaturas de fusión de estos plásticos son de: 260°C. 160°C y de105°C a 135°C, respectivamente. Por tal motivo la separación de los polímeros esde vital importancia para un óptimo reciclado. Otro de los métodos utilizados parala separación de polímeros es por medio de hidrociclones, los cuales sonempleados para separar partículas de plástico que cuenten con densidadesdistintas. Este método no puede ser empleado en materiales que cuenten conrangos de densidad muy parecidos, como ocurre en el caso del PET y PVC.

Existen otras técnicas que separan a las botellas completas y no a laspartículas, hojuelas o “pellets”. En dichos procesos se utilizan los rayos – X paradetectar a las botellas espectroscópicamente y son desviadas por mediosmecánicos hacia otros contenedores. No obstante, la maquinaria usada escostosa y el proceso no abarca todas las botellas del mercado.

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Otro de los métodos de separación se realiza con ayuda de la electricidadestática. Para ello se requieren hojuelas de tamaños de 3 a 7 mm. Estas partículasserán cargadas triboeléctricamente (frotadas), posteriormente son pasadas por unjuego de placas que están cargadas con un campo electrostático de 3 a 5 kV/cm.En dichas placas, las partículas que reaccionan a la carga establecida seránadheridas o desviadas hacia otro contenedor y las demás seguirán su caminooriginal. También es necesario tomar en cuenta la temperatura a la que se carganlas partículas, ya que de esta dependerá una buena separación. Se ha utilizado unrango de 70 a 100°C por un periodo de 5 minutos. Los resultados obtenidos poreste método logran un nivel de pureza del 95% tanto para el PVC como para elPET.

Además de los métodos de separación por flotación y de aquellos pordiferencia de densidades o propiedades electrostáticas, existen otros térmicos, loscuales también se enfrentan al problema de la separación de PVC/PETprincipalmente. En este tipo de procesos se lleva a la mezcla de plásticos hastauna temperatura en la que, en este caso, el PVC se reblandezca sin llegar afundirse totalmente. Una vez alcanzado este estado, el PVC se conglomera entresí, existiendo una clara separación entre PET y PVC. Posteriormente la mezcla sedeja enfriar y pasa a una etapa de cernido en donde el PET al no conglomerarse,sale fácilmente por el mallado y el PVC que ha adquirido un nuevo tamañopermanece del otro lado del mallado.

Ciertos estudios se han hecho analizando la presencia de plastificadores,los cuales son sustancias que reblandecen a los plásticos sumergidos en ellas conel fin de cambiar la densidad del polímero al expandir el volumen de la partícula encuestión. Este agente debe ser controlado con temperatura y a su vez debe serañadido a la mezcla de plásticos durante cierto periodo de tiempo, para queposteriormente la mezcla de plásticos se coloque dentro de una cámara deflotación. Aquí se utiliza nuevamente el burbujeo para hacer flotar a los cuerposdeseados. Este método sólo establece una condición respecto al tamaño de lapartícula de polímero. Es decir, todas las partículas menores a una pulgadapueden ser sometidas al tratamiento del plastificador para poder ser tratadasposteriormente. En este estudio se ha descubierto que en diferentes periodos deltratamiento, la densidad del PET desciende desde un valor de 1.312 g/cm3 y paralograr una mejor separación el tratamiento deber sobre pasar los 90 minutos parafacilitar la flotación en el medio acuoso.

Hasta ahora sólo se ha hablado de experimentos a nivel laboratorio que seenfocan a la separación de polímeros. Sin embargo, en la industria existendiversos equipos capaces de separar a los plásticos, la mayoría de estos equiposse basan en la separación por medio del burbujeo producido por un gas.

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El siguiente diagrama de flujo brinda una mejor idea de cómo es que se realiza laseparación de los polímeros en la industria.

Figura 4- Diagrama de flujo de un equipo de separación de polímeros.

De manera explicamos el diagrama de la siguiente manera. El alimentador demateria, (8) alimenta al triturador (10) y de ahí al contenedor (12) el cual esparcede manera racional un cernidor (14). Las partículas que sobrepasen el tamaño de0.3 pulgadas, serán regresadas al triturador por la línea 24, todo el polvo ypartículas demasiado pequeñas son enviadas al contenedor 18 para un futurotratamiento o para desperdicio.

Las cuatro torres clasificadoras que se aprecian en el diagrama reciben alas partículas dependiendo del tamaño de éstas, se puede decir que conforme seavance en el número de columnas más pequeña es la partícula. Estas torres estánllenas de agua y son alimentadas por la parte de abajo, el gas que genera lasburbujas es enviado desde el punto marcado en 30 hacia cada una de lascolumnas, las cuales cuentan con un plato o rejilla que seccionará al gas en eltamaño adecuado de burbuja que se adhiere a las partículas de plástico.Dependiendo de las densidades de los polímeros introducidos al sistema deseparación, unos saldrán por la parte de abajo y los demás por la parte de arriba.Aquellas partículas que salgan del mallado de la primera torre pasaninmediatamente a la segunda para ser tratadas nuevamente. Este equipo puedeser utilizado para separar diversos tipos de plásticos, sin embargo, sólo puederecibir dos polímeros a la vez; de manera que si existen tres diferentes tipos se

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genera una mezcla no deseada. Los plásticos separados ingresan finalmente a loscontenedores localizados en la parte superior de las columnas o reenviados haciael inicio del ciclo para una mayor separación o purificación.

Los estudios considerados en este trabajo manejan la idea de alterar alPVC en lugar del PET por medio de algún agente químico que cambie laspropiedades del polímero. Otro de los experimentos que se han realizado en estecampo de la separación de plásticos es por medio de la utilización de dióxido decarbono, este fluido compresible se agrega a la mezcla de hojuelas de PET/PVC ycon ayuda de temperatura, tiempo de tratamiento y presión controlada, se logra uncambio relativo en la densidad del PVC. Posteriormente, la mezcla de polímeroses sometida a un tratamiento de flotación, nuevamente por burbujeo para elevar ala superficie al PVC y que el PET permanezca sumergido en el agua. La siguientetabla muestra a detalle los resultados del experimento donde se aprecian lascondiciones óptimas del tratamiento por medio de CO2.

Experimento Presión(atm)

Temperatura°C

Tiempo dela prueba

(min)

% de PVCflotando

% de PETflotando

1 160 30 10 0 03 160 30 30 0 04 340 30 10 10 08 340 30 30 10 0

11 600 30 10 0 013 250 30 15 100 0

10A 340 80 120 100 5010B 340 80 30 100 5010C 340 80 15 100 1010D 1 80 30 0 0

9 250 90 20 100 1012 250 90 10 100 02 340 150 30 100* 505 160 150 30 100* 506 160 150 10 100* 507 340 150 10 100* 70

14 160 80 10 100 015 200 100 10 100 0

Tabla 2. Los plásticos presentaron degradaciones térmicas.

En la tabla presentada se puede observar que el mejor resultado es cuando elvalor del porcentaje es de 100 y 0 para el PVC y para el PET, respectivamente.Como se muestra, el resultado de la separación depende de la temperatura, la

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presión aplicada y el tiempo de tratamiento, coincidiendo con los demás artículosque consideran detenidamente el tiempo y la temperatura del tratamiento.

Como se ha mencionado anteriormente, muchos autores manejan la ideade hacer flotar al PVC y para lograrlo, utilizan agentes químicos que cambienexclusivamente la superficie del PVC para que a éste, no se le adhieran burbujas.Un nuevo experimento sugiere el uso del hidróxido de sodio, mejor conocido comososa cáustica. Además una sustancia llamada “NEODOL®” es utilizada para lograruna mayor efectividad en el tratamiento alcalino. La idea del tratamiento siguesiendo reducir el ángulo de contacto de la partícula de plástico con una gota deagua, logrando que el PET reduzca su ángulo por debajo de 5° y el PVCincremente su ángulo por arriba de los 55°. Esto significa que a mayor ángulo decontacto entre sólido y líquido, es más fácil hacer flotar a dicho cuerpo por mediodel burbujeo. El agitador que se utiliza en el experimento tiene una velocidadangular de 1,100 rpm., a diferencia del otro estudio que maneja 800 rpm. Estasrevoluciones son suficientes para disolver a la sosa e iniciar el tratamiento sobre lamezcla de plásticos. Durante 5 minutos se agita y permanece dos minutos más enreposo, posteriormente la mezcla es drenada y es ingresada a la máquina Denver,la cual es un agitador que distribuye un sistema de burbujas constante en unmedio acuoso, en donde el PVC flota y el PET se asienta en el fondo. Dichoexperimento utiliza cantidades semejantes de residuos plásticos, recuperando un97% de PET y un 93% de PVC, muy pocos procedimientos han obtenido un 100%de ambos materiales.

A continuación se presentan brevemente algunos tipos de separación depolímeros:

SEPARACIÓN POR TRIBOELECTRICIDAD

Anteriormente se ha manejado el concepto de separación de plásticos por mediode triboelectricidad, esta herramienta es más utilizada para la separación de otrostipos de plástico como son: policarbonato (PC), polipropileno (PP), poliestireno(PS), acetileno – butadieno – estireno (ABS), poliestireno de alto impacto (HIPS),cloruro de polivinilo (PVC), poliamida (PA), polietileno de alta densidad (HDPE),polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de baja densidad lineal (LLDPE),poliuretano (PUR), poliéster, óxido de polipenileno (PPO) y polibutileno tereftalato(PBT) y otros tantos. Todos estos plásticos son utilizados en la fabricación deequipos de telefonía, artículos del hogar, juguetes, equipo de cómputo, partes deautos, recipientes para aceites, estuches de discos, etc. Por otra parte, el método

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de separación con ayuda de cargas eléctricas estáticas permite dirigir a laspartículas de polímeros en sentidos diferentes para lograr una separación efectiva.

SEPARACIÓN ELÉCTRICA O ELECTROSTÁTICA

Existe un estudio que revela las propiedades eléctricas de los polímeros, descritopor Chen C. Ku y Raimond Liepins. “Electrical of Polymers” (1987).

Dicho análisis ha permitido obtener el siguiente rango que muestra laspropiedades de los plásticos en cuestión, indicando la carga que se genera encada uno de éstos.

Figura 5. Comportamiento de cargas eléctricas de algunos polímeros.

La gran diferencia de este estudio es que no involucran al PET en la mezcla deplásticos, ya que se enfrentan a la difícil tarea de separar nuevamente al PET delPVC. Como se aprecia en la figura anterior, ambos tienden a cargarse de lamisma manera (negativamente) y como ambos plásticos presentan propiedadesmuy parecidas, es difícil separarlos por este medio. Sin embargo, si la industriarequiere separar a todos los demás plásticos comerciales que se emplean en loshogares e industria, es bastante útil esta herramienta. La forma de operar elseparado por medio eléctrico se aprecia mejor en la siguiente figura.

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Figura 6. Separación Electrostática.

La idea general es que un alimentador que contiene a la mezcla de las partículasde plástico con un tamaño de entre 0.01 y 0.5 pulgadas, las cuales entran alequipo que las cargará eléctricamente, posteriormente las placas con diferentespolaridades atraerán a las partículas con la respectiva carga que las complemente(polos opuestos se atraen). En ocasiones no todas las partículas son atraídas porlos polos y pasan por en medio de los dos contenedores, los cuales a su vez sonregresadas al inicio del ciclo para ser tratadas nuevamente y así lograr suseparación.

La separación electrostática se basa en las propiedades triboeléctricas o delas propiedades de conductividad eléctrica de los polímeros. Separándolos pormedio de cargas eléctricas y polarizando a cada plástico, este es un método muycaro ya que la generación de la electricidad tiene un costo elevado, pero nogenera residuos de agua y además es muy sensible a las impurezas y a lahumectación de los plásticos.

En la actualidad, nuestro país es un gran consumidor de productos plásticosy materiales derivados del petróleo, teniendo así una gran cantidad dedesperdicios de este tipo, los cuales hasta el momento no ha sido posiblereciclarlos adecuadamente y no se cuenta con la tecnología para hacerlo, aexcepción de un método manual.

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De manera general, en esta etapa del trabajo de investigación seencontraron diversos estudios de la separación de plásticos, los cuales serán deutilidad para referencia.

SEPARACIÓN MECÁNICA O MANUAL

Se tienen diversas técnicas de separación de plásticos siendo una de las máspopulares hasta el momento la separación mecánica manual, la cual consiste enseleccionar los plásticos que se desean separar de forma manual involucrando auna gran cantidad de personas para realizar esta operación. Lo anterior resultacostoso y tedioso. La automatización se ha visto implicada en este ámbito y hansurgido nuevas tecnologías; una de las cuales es la que utiliza la compañía“National Recovery Technologies” que hace uso de sensores infrarrojos paradetectar el espectro que emiten los diferentes tipos de plásticos, siendo uno de losprincipales en su separación el PET. Dicho sistema ocupa además de lossensores infrarrojos, un set de algoritmos para que sea más rápida la separación yun mecanismo de aire el cual envía a cada plástico a su lugar.

Figura 7. Máquina que utiliza sensores infrarrojos para la separación de plásticos.

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SEPARACIÓN POR DIFERENCIA DE DENSIDAD

Otro de los sistemas de los que se tiene conocimiento, es el de separación pordensidad de plásticos como el PET y el HDPE. Este proceso se hace mediante lapropiedad de los plásticos para flotar o sedimentarse dependiendo del medioacuoso en el que se encuentren. Esto también sirve para separarlos por medio decentrifugación horizontal o vertical, además de ser un medio barato con respecto aotros.

Uno de los trabajos publicados en la literatura presenta una máquina queemplea este método para separar los plásticos por medio de centrifugaciónhorizontal, con la cual se logra la separación de los plásticos livianos de lospesados, además de que se obtienen con un grado de pureza muy alto.

Otro método que es uno de los mejores para este tipo de separación, es elde separación por medios densos y un tratamiento alcalino. Este se trata deutilizar un líquido denso para lograr con esto apartar los plásticos por medio deflotación. Después de esto se debe dar un tratamiento alcalino a los plásticos quese deseen separar aún más con lo cual se inhibe a uno de ellos la adherencia deburbujas. De tal forma éste, no flota y el otro no cambia su hidrofobicidad,lográndose mejor separación. Además, se hacen pruebas con una soluciónespumante para lograr con esta sustancia hacer flotar a uno de los plásticosdeseados, sin embargo, se llega a la conclusión de que es muy caro el usar estetipo de soluciones. Por lo tanto, algunos de estos métodos hasta el momento nohan tenido gran auge en el mundo aunque si han sido usados para lograr laseparación de plásticos.

SEPARACIÓN POR FLOTACIÓN

El método más económico es el de separación por flotación, el cual está basadoen las propiedades de los plásticos, donde se usa a los plásticos, donde se usa alos plásticos hidrófobos e hidrófilos. Estos se meten en un tanque con agua al quese le inyecta aire, lo cual ayuda a separar a unos de otros, pero debido al grannivel de hidrofobicidad que presentan los polímeros se llegan a usar otrassustancias para promover a la separación de los mismos, llamadas surfactantes.

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SEPARACIÓN CENTRÍFUGA

Existe otro tipo de separación que es por medio de centrifugación vertical. En estatécnica se debe llenar un tanque con un líquido separador el cual alcanzavelocidades angulares altas (370 rpm), tendrá una gran fuerza de corte lo que haráque los plásticos más pesados e coloquen en los extremos de las paredes y losmás livianos flotarán con lo cual se logra una separación de gran calidad ya que ala vez sirve como lavado de los plásticos, cabe señalar que no afecta el tamaño delos plásticos que sean ingresados ya que los toma a todos por igual y además noimportan las impurezas puesto que también las separa.

De la separación por centrifugación horizontal, hay un estudio en el cual sedesarrolló una máquina bajo este principio, con lo que se aprovechan las fuerzasde gravedad y la centrifuga para lograr la separación efectiva de plásticos máspesados de los más livianos, en un medio líquido.

Figura 8. Vista lateral de una máquina de separación por centrifugación.

En la figura anterior se puede observan la máquina antes referida en la cual losproductos más livianos salen del lado izquierdo y los productos plásticos máspesados salen del lado derecho, ocupando para este sistema un parte de tornilloslos cuales jalan hacia cada lado al respectivo plástico.

La alimentación se hace por el centro donde llegan los plásticos revueltos.Cuando estos ingresan a la zona de separación los más pesados se quedan enlas paredes de la máquina mientras que los livianos flotan en el agua, con lo cual

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cada tornillo helicoidal se encarga de moverlos hacia el extremo que lescorresponde de la máquina.

Las fuerzas usadas en este prototipo son las siguientes.

Figura 9. Diagrama de fuerzas de centrifugación.

El diagrama anterior muestra las fuerzas que actúan en la separación de estosplásticos, al estar girando a una velocidad alta, se ejercen estas fuerzas sobre elagua y sobre las partículas que se desean separa. Para lograr una buenaseparación se necesita controlar las revoluciones de los tornillos helicoidales, asícomo también incluye el hecho de la pureza de los materiales a reciclar, ya queentre más puras sean las hojuelas a separar, este prototipo tiene una mejorseparación. Cabe aclarar que este prototipo está hecho para separar plásticos quesean PET y HDPE con rangos de concentraciones de 15 a 85% de cada uno deestos plásticos. Pero dándose todos estos requisitos el prototipo dice entregarcerca de un 97% de HDPE y un 99% de PET con lo cual es muy buena laseparación de estos plásticos.

Existe otro estudio publicado que ofrece la separación de PVC y PETobteniendo muy buenos resultados. Dentro de dicho estudio, se hace hincapié enla importancia del tamaño de partícula con el que se debe de trabajar o el tipo degrano que se ocupará para separar. Después de separar con flotación simple losplásticos que sí se pueden, se recurre a un tratamiento alcalino para los plásticosque tienen densidades similares. El tratamiento consiste en sumergir los plásticos

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a separar, en una solución de NaOH y HCl con lo cual se hace que uno de ellospierda su flotabilidad. Después se acondicionan las muestras con un espumanteconsiguiendo la separación de los mismos.

Lo interesante de este tipo de trabajos, es que muestran que se pierde lahidrofobicidad de plásticos como el PET después de ser sometido al tratamientoalcalino, con lo cual se logra que las burbujas de aire no se adhieran al plástico encuestión. Con ello se logra la separación ya que el PVC si logra ser atrapado porburbujas de aire y conseguir así una flotación. En el trabajo mencionado se lograuna recuperación de aproximadamente un 83% de PVC y un 80% de PET.

A partir de los trabajos analizados se ha encontrado que aún hay muchocamino por recorrer en el estudio de esta área, ya que en el caso de la primeramáquina mostrada, el costo de producción es alto, y en el segundo, los tiempos deespera y además las sustancias químicas que se agregan, hacen de éste, otroproblema con un costo relativamente alto en comparación a la creación demateriales nuevos.

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1.2 PLÁSTICOS

Los plásticos son derivados del petróleo que se producen a partir de resinas muyvariadas. Estas resinas, producidas de materia cruda por industrias químicas,sirven como materia prima para aquellas que fabrican el plástico. Las resinas sepueden obtener de diferentes formas: granuladas, en polvo, líquidas o en pasta.La industria del plástico normalmente moldea estas resinas por medio de calorpara lograr el producto terminado. Se presenta una tabla con los plásticos másutilizados en este rubro, dentro de la industria del formado de plásticos se añadenaditivos químicos que les dan las propiedades químicas de donde deriva suutilidad completa.

Es de suma importancia conocer cómo se forman los plásticos que sonutilizados en la ingeniería y entender como éstos a su vez son los que seránreciclados posteriormente. Frecuentemente en la industria se utilizan los términosplásticos, resinas y polímeros como sinónimos. Sin embargo, existen algunasdistinciones técnicas entre estos. Un polímero es un material puro, es decir noadulterado, que habitualmente se considera como el producto macromolecular (demolécula grande) de cadena larga del proceso de polimerización. Estas cadenascontienen diferentes combinaciones de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno,flúor y azufre. Al igual que los metales puros, los polímeros se usan rara vez en suestado inicial. Cuando se les agregan a éstos aditivos para lograr aleaciones omezclas, se les conoce con el nombre de resinas o plásticos, el tipo de unión quepredomina en estos compuestos es el covalente (comparación de los electronesentre los átomos).

Los plásticos se clasifican según sea su comportamiento con la variación dela temperatura y los disolventes. Así se clasifican en TERMOESTABLES yTERMOPLÁSTICOS.

TERMOESTABLES: Son los plásticos que no reblandecen ni fluyen pormucho que se aumente la temperatura, por tanto, sufren modificacionesirreversibles por el calor y no pueden fundirse de nuevo. Son duros y frágiles.

TERMOPLÁTICOS: Son plásticos que cuando son sometidos a calor sereblandecen y fluyen, por tanto, son moldeables por el calor cuantas veces sequiera sin que sufran alteración química irreversible; al enfriarse vuelve a sersólido. Tienen estructuras lineales o poco ramificadas. Son flexibles, resistentes yson más fáciles de reciclar.

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Termoplásticos Nomenclatura Aplicaciones Usos despuésdel reciclado

PolietilenoTereftalato PET

Botellas, envasado deproductos alimenticios,moquetas, refuerzosneumáticos de coches.

Textiles parabolsas, lonas yvelas náuticas,cuerdas, hilos.

Polietileno de AltaDensidad HDPE

Botellas paraproductos alimenticios,detergentes,contenedores,juguetes, bolsas,embalajes y film,láminas y tuberías.

Bolsas industriales,botellas dedetergentes,contenedores,tubos.

Policloruro deVinilo PVC

Marcos de ventanas,tuberías rígidas,revestimiento parasuelos, botellas,cables aislantes,tarjetas de crédito,productos de usosanitario

Muebles de jardín,tuberías, vallas,contenedores.

Polietileno de BajaDensidad LDPE

Film adhesivo, bolsas,revestimientos decubos, recubrimiento,contenedores flexibles,tuberías para riego.

Bolsas pararesiduos, eindustriales, tubos,contenedores, usoagrícola, vallado.

Polipropileno PP

Envases paraproductosalimentación, cajas,tapones, piezas deautomóviles,alfombras ycomponenteseléctricos.

Cajas múltiplespara transporte deenvases, sillas,textiles.

Poliestireno PS Botellas, vasos deyogur, recubrimientos.

Aislamientotérmico, cubos debasura, accesoriosde oficina

OtrosEnvases dedetergentes, aceites,artículos de higienepersonal, garrafones.

Tabla 3. Los siete símbolos de reciclado de termoplásticos

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Cabe resaltar que el grupo de otros plásticos lo comprende una gama bastanteamplia de estos, como el policarbonato (PC), acetileno – butadieno – estireno(ABS), poliestireno de alto impacto (HIPS), poliamida (PA), polietileno de bajadensidad lineal (LLDPE), poliéster, óxido de polipenileno (PPO) y polibutilenotereftalato (PBT), entre otros.

Todos estos plásticos al ser utilizados como envases y embalajes conllevanun importante consumo, los cuales presentan un corto tiempo de vida útil(aproximadamente 1 año).

Termoestables Aplicaciones

Poliuretano (PU)Recubrimientos, materiales para el automóvil(parachoques, embragues), espumas paracolchones.

Resinas de Fenol-formaldehido(PF)

Adhesivos, láminas para revestimientos. Piezasde automóviles, componentes eléctricos.

Caucho nitilo-butadieno (NBR)Caucho Estireno-butadieno(SBR)

Tabla 4. Aplicaciones de los Termoestables.

Estas dos últimas tablas ayudarán a comprender e identificar en el mercado losdiferentes tipos de plásticos, para poder seleccionar correctamente las de PET ylas de PVC que se utilizarán a lo largo de este estudio.

Los residuos plásticos representan aproximadamente el 7% en peso de losdesperdicios del hogar al día pero a la vez, constituyen el 20% del volumen dedichos desperdicios. Los plásticos, a diferencia del papel, no se degradan poracción del tiempo y/o los microorganismos, es decir, estos materiales no sonbiodegradables y por ello contribuyen una gran contaminación visual y química alambiente. Hoy día han surgido nuevos plásticos, los cuales incorporan al almidónque si es biodegradable, gracias a la acción de microorganismos. Existen otrosplásticos que son degradables cuando son sometidos a luz ultravioleta provenientedel sol. Desafortunadamente el costo excesivo de estas alternativas impide suutilización masiva.

De todas las toneladas de plásticos que se encuentran en vertederos, el10% de estos polímeros son incinerados, lo que ocasiona un grave problema, yaque con la quema de plásticos se generan gases tóxicos, nocivos para el medioambiente y para el ser humano. Por lo anterior, se considera que la mejor opción

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para el tratamiento de estos residuos es el reciclado, sin embargo, todos losresiduos se encuentran mezclados y es en esta parte donde se complica elproceso de reciclado. Muchas veces se emplean las diferentes propiedadesintrínsecas de los plásticos, por ejemplo la densidad, el problema se presentacuando se desean separa plásticos con densidades similares, tal es el caso delPET y el PVC. En este proceso lo que se hace es aprovechar sus diferentessolubilidades en disolventes orgánicos a distintas temperaturas.

Una vez que se han separado los polímeros se procede a su reciclado, elcual puede ser mecánico, en donde se conserva la estructura del polímero, oquímico, en el que se degrada la estructura del plástico en productos de bajo pesomolecular.

1.2.1 Procesos de polimerización.

Dentro de la naturaleza existen polímeros naturales, como son, la madera yalgodón, sin embargo, los polímeros de mayor importancia en ingeniería sonsintéticos. Básicamente, un polímero se forma mediante la creación de enlacesquímicos entre moléculas relativamente pequeñas (monómeros), para formarmoléculas muy grandes (macromoléculas), dicho de otra manera el polímero. Losenlaces se forman por medio de una combinación de dos tipos de reaccionesquímicas: de adición o de condensación.

La polimerización por adición consiste en la combinación de moléculas si nque se generen productos secundarios de esta misma; es decir, las moléculasoriginales no se descomponen para producir residuos de reacción que esnecesario eliminar del producto. Cuando se enganchan moléculas de un solomonómero, el producto resultante es un homopolímero, muestra de este tipo deplástico, además de ser uno de los plásticos tratados en este trabajo es el PVC,ésta molécula se prepara a partir de la del Etileno. Cuando se añaden dos o mástipos de moléculas, por ejemplo el Etileno y el Propileno, se forma un Copolímero.

La polimerización por condensación consiste en la unión química de dosmoléculas, la cual solo se consigue mediante la formación de una moléculasecundaria. Ésta molécula secundaria residual debe ser atraída inmediatamenteantes de que se inhiba la polimerización subsiguiente o que permanezca comoimpureza indeseable en los productos terminados, este residuo generalmente esH2O. Un ejemplo de este proceso es el del PET.

También es posible que los dos tratamientos descritos anteriormenteocurran en serie, a esto se le conoce como polimerización combinada y es la

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forma en que se generan los poliésteres y los poliuretanos; en estos casos sucedeprimero la fase de condensación para generar una molécula relativamentepequeña, que a su vez, es capaz de reaccionar posteriormente en un proceso deadición.

[ ]Figura 10. Meros: Cloruro de Polivinilo, Polietileno y Poliestireno.

1.2.1 Estructuras de polímeros.

Se ha demostrado que la estructura del polímero afecta el comportamiento de unplástico de varios modos. Se ha notado que los monómeros bifuncionalesproducen polímeros lineales, mientras que los monómeros trifuncionales ytetrafuncionales forman redes de polímeros. Dentro de las cadenas bifuncionalessólo las ligas de Van Der Waals, sostienen las cadenas entre sí, lo cual significaque puede ocurrir deslizamiento entre las moléculas, en una estructurapolifuncional no existe dicho deslizamiento.

(a) (b)

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Figura 11. Estructuras: (a) Lineal o bifuncional. (Esquemática de polietileno). (b) Polifuncional.

Las moléculas de polietileno son simples y uniformes, por otro lado, una moléculade cloruro de polivinilo tiene grandes protuberancias relativamente a lo largo de sucadena, lo cual produce que: el movimiento ente moléculas sea mucho másrestringido y que haya mayores fuerzas de Van Der Waals de atracción.Consecuentemente el cloruro de vinil es un plástico más tenaz y fuerte que elpolietileno. Resulta que, los plásticos utilizados en este trabajo presentan unaforma lineal, las siguientes figuras representan la cadena del polietileno eltereftalato y el cloruro de polivinilo.

(a) (b)

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(c)

Figura 12. Cadenas moleculares: (a) Polietileno, (b) Cloruro de Polivinilo, (c) Tereftalato

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1.3 EL RECICLADO EN MÉXICO

Durante mucho tiempo se pensó que los recursos naturales eran eternos, eincluso se fomentó su explotación para lograr un mayor desarrollo económico elpunto de vista tradicional consideraba que la riqueza nacional eran los bosques,las reservas minerales y el agua, lo cual condujo al agotamiento de los recursosnaturales y, como consecuencia el empobrecimiento de la población. Hoy día sontantas las necesidades. Lamentablemente no sólo se explotan dichos recursos,sino que muchas actividades humanas generan desechos que dañan el medioambiente y a la sociedad. En México, cada año se arrasan 8000 km2 de árbolespara obtener los recursos necesarios para la instalación de nuevas plantasindustriales. Todas estas actividades industriales tienen un fuerte impactoambiental, al que hay que sumar los hábitos inadecuados de la población quehacen imposible una convivencia sana con la naturaleza: diariamente cadapersona genera de 0.8 a 1 kg., de desechos sólidos, de los cuales el 40% estáformado por materiales no biodegradables.

En México se producen 21, 967, 525 toneladas de desechos sólidos al año,que terminan en grandes basureros, o como relleno constructivo. Una grancantidad de recursos humanos y materiales se destinan a dar un manejoadecuado a dichos residuos. Por lo general, todos estos desechos son nobiodegradables y tienen que ser manejados en forma correcta, ya que de no serasí, se generaría focos de infección, contaminación y enfermedades.

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Figura 13. Residuos sólidos en vertederos de basura.

El reciclado es un tema que con frecuencia se usa en México, pero que poco selleva a la práctica y mucho menos para los plásticos, ya que el reciclaje en Méxicoestá enfocado principalmente para productos como cartón, papel, aluminio, cobre,periódico, fierro, vidrio, etc. Estos productos son cotizados en el mercado dereciclaje ya que tienen un costo aceptable para los que se dedican a la recolecciónde estos y para las empresas recicladoras.

Por el contrario, el reciclaje de plástico no tiene un gran valor para losrecolectores ya que ocupa mucho espacio y pesa muy poco. Un ejemplo claro esque una botella promedio de refresco de 600 ml, pesa 30gr., ocupando el volumenantes mencionado, por lo que se necesitan juntar muchas botellas y considerar ungran espacio para poder reunir 1 kg., de este material. Además de que aún no haysuficientes empresas dedicadas a reciclar este tipo de polímeros. Actualmenteexiste una planta de reciclado de PET en la Ciudad de Toluca, Estado de México,la cual reciclará 25,000 toneladas de PET por año.

Un problema adicional para esta industria son las fluctuaciones del preciodel petróleo pues lo que hoy puede significar un cuantioso ingreso para quien sededica a la recolección y reciclaje de estos materiales, mañana, por los diversosprecios del barril del petróleo podría ser un mal negocio.

Una forma que están implementando las compañías es la logística inversacon la cual se está abriendo una nueva perspectiva de este negocio. Además de la

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conciencia que está tomando la gente sobre el cuidado ambiental y las nuevaspolíticas como la implementación del ISO 14,000 están haciendo que poco a pocoesta industria crezca.

Debido al incremento en el consumo de productos de plásticos como sonlos refrescos embotellados, agua, leche y diversos alimentos para el ser humano,se ha ido teniendo conciencia de la problemática para encarar este problema yreducir la producción, apoyando a su vez, la técnica de reciclaje, además creandocon esto, una industria redituable.

En México la compañía más conocida por la población y también una de lasmás grandes productoras de este tipo de material es FEMSA Coca Cola ®, quienha implementado una nueva tecnología que involucra un “software” NUMETRIX/3especializado en logística inversa. Esta herramienta táctica de planeación hizoposible mejorar el programa de promociones especiales de modo que los picos enla demanda coincidieran con los picos de retorno a inventario de botellas,reduciendo así, la necesidad de fabricar más botellas en respuesta a una nuevademanda.

Con esto se obtienen mejores rendimientos ya que en vez de fabricar másbotellas cuando están en un pico de pedidos, son recuperadas y es predichocuándo serán los picos de los pedidos y cuándo las bajas. Con esto también seahorra en almacén ya que sólo se retienen por poco tiempo optimizando así loscostos.

A pesar de este tipo de esfuerzos, en los últimos años los residuos plásticoshan presentado un gran incremento en la basura que genera la población de lasciudades y del país en general. Las estadísticas del Centro Empresarial delPlástico apuntan que el consumo aparente del plástico en México creció 4% de2005 a 2006, al pasar de 4 millones 400 mil toneladas a 4 millones 580 mil. Segúncifras del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI); losdesechos de papel crecieron 19% en los últimos cinco años, mientras que los deplástico aumentaron 57%.

En México esta industria está creciendo de manera muy significativa, variosestudios revelan que en nuestro país se manejan aproximadamente 100 plásticosdistintos de los cuales no se tiene todavía un pleno conocimiento del reciclaje.

Algunos de los datos alarmantes en la producción y consumo de losplásticos en México son los siguientes:

El consumo Per Cápita de plásticos es de 43 kg., con lo cual se espera quepara el año 2012 se reduzca a 12 kg., por habitante, ya que en el Distrito Federal y

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en el Estado de México la recolección de residuos sólidos alcanza hasta 26,700toneladas por día. Además de que el plástico más utilizado y exportado es el PET

Dentro de la gran gama de plásticos los más usados son: polietilenotereftalato (PET), polietileno de alta densidad (HDPE), cloruro de polivinilo (PVC),polietileno de baja densidad (LDPE), polipropileno (PP) y poliestireno (PS).

En la actualidad se fabrica una gran cantidad de estos plásticos y enMéxico, el más usado y reciclado es el PET, el cual del total de su producción serecupera aproximadamente un 20% en centros de reciclado, ya que hay muypocas organizaciones dedicadas a este negocio y la mayoría son micro empresasy en menor cantidad medianas empresas las destinadas a la recolección yreciclaje de estos plásticos.

En México existen pocas compañías dedicadas al reciclaje de plásticos. Ladesventaja es que no es una tarea lo suficientemente redituable, además de quealgunas compañías apenas empiezan en este negocio por lo cual no hay latecnología suficiente y la mayoría procede de pocos estudios o ningún análisissobre la separación de plásticos, sin embargo, la industria del reciclaje está encrecimiento constante.

Una de las pocas compañías dedicadas en parte al reciclaje de los plásticoses RECIMEX, la cual brinda capacitación relacionada con la separación de PET,reciclaje del mismo, procesado, extrusión e inyección. RECIMEX vende productospara el reciclaje y separación de plásticos, como son las tapas y etiquetas de lasbotellas; también provee servicios como asesorías en negocios relacionados alreciclado de plásticos y estudios de laboratorio para realizar mejores productos.

Con la escasez de tierras para rellenos sanitarios y los costos dedisposición cada vez más caros, se le ha puesto más atención al reciclaje y lareutilización de los residuos plásticos en todo el país. Si bien es cierto que dada laindustrialización desmedida, México se encuentra 20 años atrás de EstadosUnidos y 30 años detrás de Europa en su capacidad de reciclado de residuos, sedeben tomar las medidas necesarias para lograr el mayor aprovechamiento de losresiduos plásticos y enfocarlos a la reutilización en diversas áreas.

El reciclado no sólo ayuda a una nación que se enfrenta al problema de labasura, sino que también se beneficia enormemente a la preservación del planeta,para lograrlo, se debe educar a la población, un claro ejemplo para generar menosdesperdicios sería la reducción del consumismo al que está tan acostumbrado elhombre. De forma gradual y con educación se podrá reducir al mínimo todos losdesperdicios que se originan en los hogares. Durante este proceso se debe haceralgo que sea útil con toda la basura. Es en esta parte donde las nuevas

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tecnologías y descubrimientos científicos ayudan a la separación y reciclado nosólo de plásticos, sino también de todos los demás materiales no biodegradables.

Figura 14. El reciclado de los materiales creados por el hombre y una nueva mentalidad pro-activabasada en la educación de ingeniería ambiental ayudarán en la preservación de nuestro planeta.

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1.4 MÉTODOS DE SEPARACIÓN MÁS UTILIZADOS EN LAINDUSTRIA

Como se mencionó anteriormente, el proceso del reciclado consta de cinco pasos(ver sección 1.1). lo primero es la recolección del material, en este caso lasindustrias recicladoras se dedican a la recolección de toneladas de botellas yplásticos post-consumo que son desechados por otras compañías, mismos quedeben ser comprimidos en pacas para poder transportarlos a la planta dereciclado. En México lo que se hace una vez que se tiene la materia en la plantaes la separación de los diferentes tipos de plásticos. La siguiente figura muestra elproceso que se práctica en una compañía de reciclado de plástico.

Figura 15. Proceso de reciclaje.

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En las bandas seleccionadoras se encuentran las personas que separanmanualmente las botellas que están hechas de distintos polímeros, colocándolasen el contenedor adecuado, en uno a las botellas de PET, en otro al HDPE, enotro al PVC y así, sucesivamente con todos los plásticos que hayan llegado a laplanta. Es precisamente en esta parte del proceso donde el trabajo se hacetedioso y cansado, por lo que pueden surgir errores humanos y mezclar losplásticos, ocasionando afectar todas las demás líneas del proceso. Por tanto, senecesita de un equipo o sistema automatizado que sea capaz de separar dichosplásticos involucrados. Una vez que los plásticos se encuentran separados seprocede con la molienda en donde las botellas, así como sus tapas y etiquetas sonllevadas a un tamaño de hojuela que no rebasa media pulgada de largo. Una vezterminado el triturado, se procede a la separación de las etiquetas y tapas de lasbotellas, en este caso no hay problema de que se junten, ya que ambas partes dela botella son del mismo material PP. Este proceso de separación es como eldescrito en la primera parte del presente capítulo en donde se utilizancontenedores por donde fluye agua simple y por diferencia de densidades la tapay la etiqueta flotan, por lo que las hojuelas de PET se precipitan al fondo delrecipiente y salen por la parte baja del contenedor., de ahí generalmente pasan abandas de secado. Finalmente, las hojuelas de PET secas son colocadas ensacos u otros contenedores para poder ser reprocesadas por reciclado.

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1.5 MÉTODOS DE TRITURADO

Se entiende por trituración, la transformación de un material sólido a trozos máspequeños del mismo. Los distintos métodos de trituración tienen un solo objetivoen general, el cual es el de fragmentar y mezclar los diferentes materiales de unamasa relativamente heterogénea.

De acuerdo con las propiedades físicas de los materiales, tales comodureza y fragilidad, es que dependerá el tipo de método con el que se trabaje, y lamagnitud de energía o fuerza utilizada para este proceso. Es decir, la compresión,el cizallamiento, la percusión o impacto y la fricción o abrasión, de acuerdo almaterial que se utilice.

Un problema importante al utilizar este proceso, es el de mantener lasmáquinas en un buen estado, por lo cual es necesario tener en cuenta lossiguientes desperfectos que pudieran ocurrir en las mismas, como el desgasteexcesivo. Para esto es necesario utilizar una técnica de anti desgaste y reducir almínimo este factor. Es necesario un buen control en el sistema de granulometría,para obtener un tipo de granos uniformes durante todo el proceso. Lo másimportante que debe tener una máquina de trituración es un sistema de paro, en elcaso de que se atasque o surja un problema como el de tener un material notriturable, este mecanismo deber detener la máquina para garantizar su integridad.

Dentro de los sistemas de trituración, la mayoría están especializados parala industria minera como lo son las máquinas de trituración por compresión, lascuales se dividen en los siguientes subtipos:

Trituradoras de mandíbulas de doble efecto o “Blake”. Trituradoras de mandíbulas de simple efecto. Trituradoras giratorias primarias. Trituradoras giratorias secundarias y conos. Trituradoras de cilindros.

Además de las antes mencionadas, existen también las trituradoras que actúanpor impacto como son:

Trituradoras de rotores de eje horizontal. Trituradoras de rotores de eje vertical. Trituradoras y molinos de martillos.

Sin embargo, las necesarias para el reciclado de plásticos sólo se subdividen entres tipos que son:

Molinos a altas revoluciones.

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Molinos de bajas revoluciones. Desgarradores.

Dado las descripciones anteriores resulta evidente que es necesario implementarnuevos diseños de triturado y metodología alternativa para materiales poliméricosque conduzcan a una eficiente separación de los mismos.

1.5.1 Molinos de altas revoluciones.

Este equipo de trituración es el más usado en la industria de los plásticos, debidoa que es el más fácil de manejar y el más económico, además de ser el másflexible para tamaños estándar y por su alta producción. Pero sus fortalezas antesdichas quedan un poco aminoradas por los contras que poseen este tipo deequipos ya que son más difíciles de limpiar debido a su mismo sistema deseguridad. En éstos el sistema de trituración queda bastante escondido para evitarque el operador meta las manos; así mismo, evitar que salgan explotandofragmentos que puedan lastimar. Además es importante señalar que generabastante ruido al estar en funcionamiento y consume mucha energía al trabajar, loque indica un alto costo.

Figura 1.5.1-1 Molino de altas revoluciones.

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Este tipo de molinos tienen características muy similares entre sí, la mayoríatienen una boca bastante ancha, pero también fija, con lo cual limitan el tamañodel material que puede ser introducido para su trituración. En la parte central de lamáquina se tiene una cámara de trituración donde se encuentra el rotor central,que puede ser abierto o cerrado; y se incorporan tres o más cuchillas que giransolidarias al rotor; y en los extremos una o más cuchillas fijas graduadas para queal paso de las cuchillas giratorias, se produzca un efecto de tijera, que corta elmaterial.

El rotor es movido por un motor eléctrico, cuya potencia es determinadasegún el tipo de pieza a triturar, su forma, el material y la producción por horanecesaria. En estos equipos, el rotor gira entre 250 y 350 rpm. Bajo el rotor, existeuna rejilla o tamiz, con forma curvada que rodea el paso de las cuchillas giratorias;y que marcará el tamaño del material triturado. A mayor tamaño de los orificios dela rejilla, mayor tamaño del triturado y mayor producción por hora del equipo.

Por lo general, bajo la rejilla existe un cajón de recogida del triturado; quepuede incorporar una boca para instalar un sistema de extracción neumático delmaterial.

1.5.2 Molinos a bajas revoluciones.

Este tipo de molinos son ocupados básicamente para hacer frente a la necesidadde una buena calidad y un tamaño de grano más exacto y sin generar tanto polvo.

La estructura de la máquina es muy similar a los molinos de altasrevoluciones, pero la gran diferencia radica en el interior del mismo y en el hechode que estos trituradores giran a 25 rpm.

La diferencia esencial es que en este tipo de máquinas no existen lascuchillas rotativas ni las cuchillas fijas, en lugar de estos se tiene una serie depalas rompedoras las cuales pre cortan el material de entrada, después caen auna serie de rodillos dentados, mismos que trabajan como una fresa y vanmordiendo el material de manera lenta pero exacta, produciendo un trituradouniforme y sin producir polvo.

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Los beneficios que surgen al utilizar este tipo de máquinas es que necesitanuna menor energía para trabajar, ya que el par es muy alto por estar trabajando elmotor con un reductor a bajas velocidades. Por este motivo genera menos ruidoque el molino de altas velocidades. Existen máquinas de diversos tamaños paratodo tipo de necesidades desde pequeñas hasta muy grandes, mismas quepueden estar en la línea de producción dada su silenciosa operación.

Figura 1.5.1-2 Trituradores de bajas revoluciones.

El costo de mantenimiento se reduce, así como la facilidad en la limpieza de lamáquina, ya que se generan menos residuos y el desgaste del equipo es menor alno haber impactos frecuentes entre cuchillas.

Algunos puntos negativos de usar de este tipo de máquinas es que son máscostosas que las anteriores, por ser de mayor calidad, además de que por suvelocidad tienden a generar menor producto por hora que las antes mencionadas.

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1.5.3 Desgarradores

Los desgarradores son equipos que sólo reducen el tamaño de las piezasgrandes, con el único objetivo de hacerlas menores para que quepan en losmolinos indicados anteriormente. Generalmente los desgarradores solo soncizallas rotativas dotadas de dos o más ejes, cada uno con sus discos de corteque rasgan las piezas introducidas reduciéndolas en tamaño. Estos equiposgeneran un ruido considerable.

Cabe destacar que dentro de los tres tipos típicos de máquinas se puedentambién obtener combinaciones de las mismas, ya que los desgarradoresbásicamente son para reducir el tamaño de los materiales más grandes y que asíquepan en los molinos por lo cual, en algunas líneas de producción se tienenprimero los desgarradores, que dejan el material a la entrada de los molinos y asíse completa el ciclo de trituración.

Figura 1.5.3-1 Desgarradores.

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1.6 INNOVACIÓN EN EL PROYECTO

Considerando la información anterior y tipos de equipos disponibles, en elpresente proyecto se consideran diferentes aspectos, buscando la innovación enel diseño, estos son:

Economía. Reutilización de materiales. Simplicidad. Eficiencia.

El modelo generado de la presente investigación resulta uno de los métodos máseconómicos, sencillos y simples que se pueden usar, ya que combina el métodode Flotación Simple, con el de Diferencia de Densidades, por lo que se facilita laseparación de cada uno de los plásticos sin tener que recurrir a equipossofisticados.

Al hablar de la reutilización de varios materiales, estamos siendocongruentes puesto que uno de los principales motivos por los que se realiza elpresente proyecto, es el reciclaje y con esto se volverán a ocupar todos losmateriales que se utilicen en la separación de los plásticos. Todos los materialesy/o reactivos usados como el agua, la sal y otros son recuperables ya que sepretende tener contenedores donde se evapore el agua y se recicle la sal asícomo los demás materiales necesarios para mantener el ciclo del proyecto.

Cuando se menciona la simplicidad es porque el proyecto está ideado paragenerar una máquina simple que no necesite un gran mecanismo de control, niuna automatización mayor, con lo cual se busca lograr una aceptacióngeneralizada y detonar varios tipos de negocios. Por lo tanto se podría ampliar lavisión del reciclaje en México y el mundo.

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CAPÍTULO 2PROCESO DEFABRICACION

RECEPCIÓN Y DESCARGA DEFERROTOLVAS/AUTO-TOLVAS

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2.1 RECIBO DE MATERIAL

2.1.1 OBJETIVO

Establecer los lineamientos para realizar la recepción y descarga deFerrotolvas/Auto-tolvas en la Planta PET. Asegurando la calidad e inocuidad de lamateria prima.

2.1.2 ALCANCE

Este procedimiento aplica para todas las operaciones de recepción y descarga deferrotolvas/Auto-tolvas de la planta PET que se realizan en el departamento deInyección Preforma.

2.1.3 RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del Personal, la implementación de éste Procedimiento.Es responsabilidad del Personal el cumplimiento de éste Procedimiento.Es responsabilidad del Personal el mantenimiento de éste procedimiento.Es responsabilidad de todo el personal operativo de todas las áreas involucradasen este proceso respetar en todo momento y lugar de este proceso, los BuenosHábitos de Manufactura.

2.1.4 DEFINICIONES

FERROTOLVA: Unidad que transporta la resina PET por Tren. Fig. 1

AUTO-TOLVA: Unidad que transporta la resina PET por carretera. Fig. 2

LINER: Recubrimiento Interno de la Ferrotolvas/Auto-tolvas.

MATRICULA: Número de Identificación de la Ferrotolva/Auto-tolvas.

REMANENTE: Sobrante de resina en el compartimiento de Ferrotolvas/Auto-tolvas

ESCOTILLA: Tapa superior de los compartimientos de la ferrotolva/auto-tolva.

VALVULA: Dispositivo que permite el paso del compartimento hacia el tubo dedescarga.

EMPAQUE: Pieza plástica que nos ayuda a evitar fugas de aire y/o resina;normalmente usado en escotillas, tapas y mangueras de descarga.

SILO: Contenedor de estructura Metálica para el almacenamiento de la Resinacon capacidad de 800 Toneladas.Fig. 3

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2.1.5 RECEPCION DE FERROTOLVA/AUTOTOLVA

Toda recepción de ferrotolva/ auto-tolva se hace con base en la documentaciónemitida por el proveedor y recibida por el Planeador de Materiales y/o Almacenistade materia prima.

El personal asigna la descarga de la ferrotolva /auto-tolva dependiendo del tipo deresina que contenga al silo determinado en base al estado de resina en espuelaque emite el Planeador de Materiales y/o Almacenista de materia prima.

Figura 19. Ferro-tolva

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Figura 20. Auto-tolva

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2.2. ALMACENAMIENTO DE RESINA

2.2.1. DESCARGA DE FERROTOLVA/AUTOTOLVA

2.2.1.1. El Personal procede a verificar el tipo de resina de que se trata, en elestado de espuela y procede a realizar una inspección visual a la ferrotolva/auto-tolva la cual queda registrada, mediante el formato “Revisión Externa deFerrotolva/auto-tolva”, Con ello Asegura que de existir la introducción de algúnpeligro se deberá registrar en le formato y tomar una acción inmediata conrespecto al destino de la materia prima garantizando la inocuidad de la resina yllevando un seguimiento según lo declarado en el plan HACCP.

2.2.1.2 El Personal da aviso al auditor de calidad mediante el formato “Aviso deMateriales Recibidos”, para que el Auditor de Calidad inspeccione visualmente laresina.

2.2.1.3 El Personal retira los sellos superiores y destapa las escotillas de loscompartimentos y el auditor de materia prima verificara los niveles toma lasmuestras de resina, una vez tomada la muestra se cierran las escotillas.

2.2.1.4 Ya realizada la inspección el auditor de materia prima registra losresultados en el formato “Evaluación de Resinas” y si la resina es conforme, seprocede a seleccionar el compartimento de la ferrotolva o /auto-tolva que se va adescargar, comenzando invariablemente por el más cercano a la zona de silos.

2.2.1.5 Se retiran los sellos metálicos de ambos extremos de las válvulas dedescarga del compartimento, se destapan ambos lados, se retiran las tapas deplástico y se inspecciona visualmente que no existan partículas extrañasdeclaradas en el plan HACCP, por ambos lados de la válvula de descargaverificando que el cono de bruja (Filtro) y la lona para proteger las conexiones delos peligros este bien colocados y en la posición correcta para evitarcontaminación durante la succión.

2.2.1.6 Se conectan el regulador y la manguera metálica al tubo de descarga delcompartimento.

2.2.1.7 ES MUY IMPORTANTE en el caso de un domo cerrado que al menos unaescotilla del compartimento a descargar este abierta para evitar que se colapse,

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Asegurándose que este cuente con el filtro interior para evitar contaminación, paraesto se debe tener en cuenta el numero de compartimentos que tiene la ferrotolvaya que de esto depende la correcta asignación de la escotilla que deberámantenerse abierta durante la descarga del compartimiento.

2.2.1.8 Se prende el sistema de descarga, este funciona en 2 etapas de arranque.

2.2.1.8.1. Encendido del moto-soplador: Esto nos garantiza un barrido de la línea.(Aproximadamente 20 segundos)

2.2.1.8.2. Encendido de la bomba de vacío: Esta se encarga de succionar la resinade la ferrotolva. Hecho esto se puede comenzar a abrir la válvula de descarga y secomienza a regular el flujo de transporte de la resina con ayuda del regulador.

2.2.1.9 Por gravedad y efecto del vacío siempre se descarga primero la mitad máscercana a la línea de arrastre del sistema, hecho esto se procede a cerrar laválvula del lado CERCANO y abrir la del lado LEJANO hasta vaciarcompletamente el compartimento, se verifica visualmente que esté completamentevació para evitar dejar remanente.

2.2.1.10 Una vez que se ha verificado que no hay remanentes en loscompartimientos, se procede a cerrar las escotillas y la válvula de descarga,colocando y asegurando las tapas del tubo de descarga, se cambia decompartimiento la manguera de descarga y se repite la operación a partir delpunto 5.2.6.

2.2.1.11 Una vez que la ferrotolva este completamente vacía El Personal elaborael formato “Notificación de ferrotolva y/o autotolva descargada” y lo entrega juntocon los sellos de garantía foliados al Planeador de Materiales y/o Almacenista demateria prima. Se procede a dar aviso a FFCC para retirar la ferrotolva de laespuela.

5.2.12 La resina es almacenada en Silos con capacidad de 500 a 800Toneladas.Fig. 3

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Figura 21. Silos

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2.3 MOLIENDA

2.3.1 OBJETIVO

Establecer los lineamientos en la operación del Equipo de molienda de Preforma oBotella con el fin de unificar criterios de operación.

2.3.2 ALCANCE

Estos lineamientos se aplican para el Equipo de Molienda cuando se requiera elmolido de preforma /botella.

2.3.3 RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del Personal, la aplicación y el mantenimiento de estedocumento.Es responsabilidad del Personal la implementación de este documento.

2.3.4 DEFINICIONES

MOLIDO/HOJUELA: Material resultante de la trituración o molienda de preforma obotella.

VOLTEADOR: Equipo auxiliar que facilita el vaciado de contenedores de preformahacia la mesa de inspección.

MESA DE INSPECCIÓN: Mesa donde se realiza la inspección requerida quecuenta con iluminación de luz blanca

DETECTOR DE METAL: Equipo que detecto a la presencia de metal en elproducto

BANDA TRANSPORTADORA: Equipo que facilita el transporte de preforma obotella hacia el molino.

MOLINO: Artefacto o máquina que sirve para triturar y/o moler.

HUSILLO DE TRANSPORTE: (Gusano) Transportador de material molido.

SEPARADOR DE FINOS: Equipo que separa y/o extrae las partículas pequeñasresultado de la molienda de preforma o botellas (finos)

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2.3.5 PROCEDIMIENTO

2.3.5.1 El coordinador de producción genera la orden de producto a moler la cualse encuentra en el programa de producción y poder iniciar la operación del molido.

2.3.5.2 El responsable de molido verificara junto con mantenimiento si el equipoestá en condiciones de operar:

2.3.5.2.1 Verificar que cuente con el suministro de energía.

2.3.5.2.2 Energizar el tablero de control del volteador y verificar que el nivel deaceite sea óptimo para realizar la actividad de este.

2.3.5.2.3 Encender el tablero de control del separador de finos

2.3.5.2.4 Energizar y encender el detector de metal y banda transportadora.

2.3.5.2.5 Energizar y encender el transportador de resortes flexibles (gusano)transportador del material molido (cuando no tenga material la cámara demolienda deberá mantenerse la perilla en stop y para transportarlo se posiciona enmanual)

2.3.5.2.6 Energizar y encender el molino de preforma. Para encender se gira lapalanca hasta posicionarla en ON después se presiona el botón verde para puestaen marcha del molino (para apagar el molino se comienza presionando el botónrojo de paro y después se gira la palanca hasta OFF.

2.3.5.3 Puesta en marcha del Equipo de Molido:

2.3.5.3.1 El área de almacén surtirá la preforma o botella requerida mediante elvale de salida de preforma o botella para moler.

2.3.5.3.2 Se procede al armado del empaque, utilizando como base una tarima demadera, armando y colocando una tapa de cartón sobre la tarima y posteriormentela caja, se coloca una bolsa en la caja, después un súper saco que ya cuenta conuna bolsa interna, se sujetaran los tirantes del súper saco a la tarima con fleje; unavez terminado el armado de la caja se colocara debajo de la caída de materialmolido.

2.3.5.3.3 Una vez surtida la preforma se coloca una caja en el volteador para servaciada.

2.3.5.3.4 Cuando la caja se encuentre en el volteador el operador procede a elevarel volteador para vaciar la preforma

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Figura 22. Volteador de preforma

2.3.5.3.5 El personal seleccionara las preformas y las depositara en la rampa paraque pasen por el detector de metal y continúen por la banda transportadora.

2.3.5.3.6 La Preforma o Botella es alimentada al Molino, donde es triturada por lascuchillas del Molino. El material obtenido es conocido como Hojuela de PET

Figura 23. Molino de preforma

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2.3.5.3.7 Durante el llenado se debe esparcir manualmente el material molidodentro del súper saco para evitar la acumulación, una vez que se haya llenado elsupersaco se tendrá que cerrar la bolsa y el supersaco; así como también secolocara una tapa de cartón, un marco de madera, se retira de la caída de materialMolido, se pesa la tarima con el material molido y se le coloca una preidentificación.

Figura 24. Caída del Material Molido

2.3.5.3.8 Previamente pesado e identificado se procede a flejar y se entrega alalmacén para que le generen existencia y administren el almacenaje del mismo.

2.3.5.3.9 Al finalizar el turno se realizara limpieza general en la cámara demolienda, molino, mesa de inspección, detector metal y separador de finos delmolino.

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2.4 MEZCLADO DE RESINA

2.4.1 OBJETIVO

Establecer los lineamientos de la operación del equipo Mezclador de resina yreciclado con el fin de unificar criterios de operación.

2.4.2 ALCANCE

Estos lineamientos aplican para el equipo Mezclador cuando se requiera mezcladode Resina virgen y reciclado en la fabricación de botellas PET.

2.4.3 RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del Personal la aplicación y el mantenimiento de estedocumento.Es responsabilidad del Personal la implementación de este documento.Es responsabilidad del Personal el cumplimiento de este documento.

2.4.4 DEFINICIONES

RECICLADO: Material de resina PET para reprocesar, proveniente de la“recicladora de resina PET”

HUSILLO DOSIFICADOR: Es el tornillo sin fin que se encarga de dosificar losmateriales.

BOMBA DE VACIO: Equipo que se encarga de succionar el material paradepositarlo en la tolva de almacenamiento.

CARGADOR DE RESINA: Sistema que se encarga de accionar la bomba de vacíopara el suministro de ambas resinas.

TOLVA DE ALMACENAMIENTO: Recipiente donde se almacena la resina paradosificarse.

TRAMPA MAGNÉTICA: Cajón que se encarga de retener partículas metálicas.

TOLVA DE RECIBO DE MATERIAL MEZCLADO: Recipiente donde se almacenael material ya mezclado.

LÍNEA DE ARRASTRE: Tubería de transporte de resina.

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RESINA: Polímero termoplástico (PET).

DISPLAY: Pantalla del tablero de control del equipo.

TOLVA DE PESADO (GRAVIMAN): Recipiente que se encarga de pesar losmateriales antes de la dosificación.

DISTRIBUIDOR DE MATERIAL: Es una caja donde se reparte las cargas a lasdiferentes líneas de secado.

2.4.5 PROCEDIMIENTO

2.4.5.1 El Personal informara el porcentaje de aplicación de reciclado para cadacorrida de producción la alimentación del secador deberá ser direccionado laresina mezclada.

2.4.5.2 El Personal verificara si el equipo está en condiciones de operar.

2.4.5.2.1 Verificar que la tolva de mezclado se encuentre con los materialesrequeridos, en caso de que no se cuente con la resina indicada se procederá avaciar y limpiar las tolvas ver punto 5.8.

2.4.5.2.2 Verificar que el tablero de control de la bomba de vacío esté energizado,en caso de que no, girar el selector de la posición “OFF” a posición “ON”

2.4.5.2.2.1 Para el encendido de las bombas, se cambia el selector de posición “0”a posición “1”.

2.4.5.2.3 Verificar que en la tolva de día asignada contenga resina virgen y en elsúper-saco se tenga resina reciclada para la alimentación de los cargadores.

2.4.5.2.4 Verificar que se tenga la válvula de suministro de aire comprimido abierta(manual), esta se encuentra al costado derecho del equipo y verificar que laválvula de purga se encuentre cerrada. Esta se encuentra en la parte de abajo dela misma línea.

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2.4.6 Puesta en marcha del Equipo Mezclador

2.4.6.1 Energizar el tablero de control del equipo que se encuentra a un costadode tablero principal de lado izquierdo posicionando el selector de OFF a ON.Esperar a que cargue el sistema del display.

Figura 25. Mezclador de resina

2.4.6.2 Activar cargadores seleccionando el icono OPERACIÓN, en la pantalla deldisplay.

2.4.6.3 Para la activación de los cargadores de resina seleccionar en la pantalla elcargador que desea encender. Ej. CARGADOR 1

2.4.6.4 Aparecerá un warning en el que confirmaremos que se desea encender lacarga:Si los selectores se encuentran en la posición “ON” cancelar la operación.

2.4.6.5 Para cada uno de estos aparecerá un warning en el que confirmaremos lacarga:

2.4.6.6 Cuando los 4 cargadores se encuentran activados el equipo se encuentralisto para operar.

Nota: Si el recibidor está vacío el led procederá a parpadear indicando que el nivelde la tolva está bajo.

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2.4.6.7 Introducir llave de acceso para programar porcentaje de aplicación deacuerdo a Orden de trabajo.

2.4.6.8 Para el porcentaje se teclea el icono PROGRAMA.

2.4.6.9 Posteriormente se selecciona el recuadro del porcentaje de la columnaSET y la fila Ch#2, Ch#3 o Ch#4

2.4.6.10 Aparecerá una pantalla en la que se introduce el porcentaje requerido yse presiona ENTER.

2.4.6.11 El SET de Ch#1 se ajustara automáticamente al porcentaje faltante paracompletar el 100%, hecho esto se retira la llave para bloquear el equipo y que seimpida modificar los porcentajes de trabajo.

2.4.6.12 Verificar que las perillas de las compuertas 1, 2, 3 y 4 (GRAVIMAN) delas básculas se encuentren en modo automático

2.4.6.13 Activar el selector del equipo dosificador de “0” (OFF) a “1” (ON) para ladosificación de la resina.

Figura 26. Dosificador de material mezclado

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2.4.6.14 Verificar por la mirilla de la trampa de imanes que dosifique material yverificar también por la mirilla de la tolva que contenga material.

Figura 27. Tolva de material mezclado

2.4.6.15 Verificar que la compuerta de la tolva de mezclado se encuentre enposición abierta para la alimentación a los secadores.

*EL EQUIPO MEZCLADOR SIMCHONI QUEDA LISTO PARA OPERAR DEMANERA AUTOMATICA*

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2.5 SECADO

2.5.1 OBJETIVO

Establecer las actividades para la programación de todos los deshumificadores deResina.

2.5.2. ALCANCE

Este instructivo aplica las operaciones de programación de los deshumificadoresde resina PET.

2.5.3 RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del Personal el cumplimiento de éste Instructivo.Es responsabilidad del Personal el mantenimiento de éste Instructivo.

2.5.4 DEFINICIONES

TOLVA DE SECADO. Es el contenedor donde el material se encuentra para serdeshumificado y suministrándole una corriente de aire para remover la humedadque contiene el material, esto se hace mediante dos conos opuestos entre sí, paradistribuir uniformemente el aire por toda la tolva.

TIEMPO DE RESIDENCIA: Es el tiempo total que permanece la resina en la tolvade secado durante el proceso de Inyección.IMPORTANTE: El tiempo de residencia mínimo que debemos asegurar en elproceso de secado antes de que la resina sea inyectada es de 6 horas en casoque la resina NO se ha secado antes y 4 horas para resina que tuvo un secadoprevio.

CAMAS GEMELAS DE DESECANTE. Contenedor donde se almacena el materialdesecante, el cual tiene la característica de absorber humedad de la corriente deaire que se le incide y no debe estar a más de 125° F, si por el contrario el aireestá a una temperatura mayor el desecante no absorberá adecuadamente.

SOPLADOR DE PROCESO. Es el dispositivo que genera una corriente de aire enun sistema cerrado, el cual esta dimensionado para la cantidad de aire para secarel material 1 CFM (pie cúbico de aire) por libra de material, ejemplo en el caso dela máquina que deben ser 500 Kg/hr ó1103 lb/hr. Esto quiere decir que misoplador debe dar aproximadamente 1100 CFM.

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CICLON PREFILTRO. Para reducir la cantidad de finos que llegara al filtro deproceso mediante un efecto ciclónico donde el exceso de partículas sealmacenará en un recipiente inferior.

FILTRO DE PROCESO. Es el que se encarga de detener los finos que vienen delaire de retorno del deshumificador al enfriador de retorno.

ENFRIADOR DE PROCESO. Para reducir la temperatura de retorno aldeshumificador a no más de 125° F, con lo cual garantiza la eficiencia deldesecante, es por medio de agua de proceso por medio de un serpentín.

SOPLADOR DE REGENERACIÓN. Es el dispositivo que suministra una corrientede aire del medio ambiente a alta temperatura que requiere el desecante pararegenerarse.

FILTRO DE REGENERACIÓN. Es el dispositivo que se encarga de detenercualquier partícula contaminante que pueda entrar a la tolva del desecante.QUEMADOR DE REGENERACIÓN. Es el dispositivo que calienta el aire a unatemperatura hasta 550° F en las tolvas del material desecante.

QUEMADOR DE PROCESO. Es el dispositivo que calienta el aire a unatemperatura de 350° F para recircularlo en la tolva de Resina y extraerle lahumedad al PET.

Figura 28. Secador de resina

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2.5.5 PROCEDIMIENTO

2.5.5.1 Puesta en marcha del Deshumificador

2.5.5.1.1 Antes de poner en marcha el deshumificador asegúrese de tener la tolvallena de resina.

2.5.5.1.2 Presione la tecla MENU varias veces hasta visualizar en el displaySTART UP

2.5.5.1.3 Presione la tecla ENTER, los motores de los sopladores se iniciaran

2.5.5.1.4 Asegúrese que la flama del quemador de proceso y del quemador deregeneración hayan prendido y se mantengan encendidas.

2.5.5.2 Ajuste de los parámetros de proceso

2.5.5.2.1 Presione la tecla MENU visualizará en el display FUNC 000

2.5.5.2.2 Presione la tecla 1 para visualizar en el display el valor del “SET POINT”

2.5.5.2.3 Utilice las teclas numéricas para ajustar el valor deseado.

2.5.5.2.4 Presione la tecla ENTER para grabar el valor deseado

2.5.5.2.5 Si no enciende la flama de proceso, volver a la función START UP

2.5.5.2.6 Si se Alarma consultar el manual del Secador.

2.5.5.3 Secuencia de encendido del quemador de proceso

2.5.5.3.1 Ionización: 10 segundos para verificar estado de seguridades

2.5.5.3.2 Purga: mínimo 80 segundos con el fin de eliminar residuos de gas ygases de combustión del sistema. Si el quemador enciende sin hacer el barrido, secorre el riesgo de provocar una explosión en la chimenea, debido a los restos degas en el sistema.

2.5.5.3.3 Bujía: se energiza y produce la “chispa”

2.5.5.3.4 Se abre la válvula de gas.

2.5.5.3.5 El quemador enciende, presencia de la flama.

2.5.5.3.6 Detector de flama: detecta la presencia de la flama

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2.5.5.3.7 Bujía se des-energiza.

2.5.5.3.8 Salida principal: el controlador Honeywell envía una señal al controladorFN del secador indicando que ya está encendido, en este punto la regulación delModutrol queda a cargo del controlador FN de acuerdo al set point que nosotrosestablecimos.

Funciones de solo visualización:Presione la tecla MENU visualizará en el display FUNC 000Utilice la siguiente tabla para recordar los códigos de las funciones:

Figura 29. Figura de funciones del secador de resina

Presione la tecla ENTER para visualizar el valor deseadoPresione la tecla MENU visualizará en el display FUNC 000

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2.6 PROCESO DE INYECCION (INYECCION Y HOMEGENIZACION)

2.6.1 OBJETIVO

Que el personal conozca todas las condiciones y actividades a desarrollar para elarranque y paro de las maquinas inyectoras.

2.6.2 ALCANCE

Este procedimiento aplica para todas las operaciones de arranque y paro demáquinas inyectoras.

2.6.3 RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del Personal el cumplimiento de éste procedimiento.Es responsabilidad del Personal la implementación de éste procedimiento.Es responsabilidad del Personal el mantenimiento de este procedimiento.

2.6.4 DEFINICIONES

PET: Polímero termoplástico, funde y cristaliza por medio de calor, es flexible yresistente, puede ser orientado e igualmente estabilizado al calor es muyhidroscopio (absorbe fácilmente el agua).-Repeticiones de una molécula.-Este tipo de materiales son fácilmente moldeables y reciclables.

DEGRADACIÓN HIDROLITICA: Causada por presencia de agua, debido a unsecado deficiente por lo que provoca una caída de viscosidad intrínseca y segenera en el extruder.

DEGRADACION TERMICA: Causada por exceso de temperatura, provocando unincremento de acetaldehído y caída de viscosidad y se da en el estado de fusióndel material.

DEGRADACION OXIDATIVA: Causada por exceso de secado, provocando uncambio de color tono amarillo y se da en el secador.

PROCESO DE SECADO: Separar la humedad contenida a la resina

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2.6.5 PROCESO

La importancia de conocer y aplicar este instructivo es el garantizar el cuidado delmolde y la propia máquina, respetando las medidas aquí asentadas paraprincipalmente evitar la degradación (hidrólitica, térmica, oxidativa) del polímeroPET antes de iniciar la inyección o llenado del molde.

2.6.6 RIESGOS A LA PRODUCCIÓN

En caso de no cumplir con este instructivo se tendrían los siguientes riesgos deimpacto para la producción:

- Baja cantidad de producción (tiempo de paro).- Incumplimiento de pedidos.- Desgaste de piezas en molde.- Costos en mano de obra y posible daño de piezas.- Incremento de merma.

2.6.7 OPERACIÓN DE LA MÁQUINA

Es necesario describir las etapas de operación de la máquina inyectora:

-Alimentación del material (previamente seco).-Dosificación del material a través del husillo.-Plastificación del material por medio de las bandas calefactoras y por la fricciónde material al momento de la rotación del husillo.-Cierre del molde de inyección.-El material avanza hacia el frente del husillo, plastificándose a la vez.-El material plastificado pasa a través de una tobera para ingresar a la cámara delpistón de inyección.-Una vez llena dicha cámara, el pistón de inyección introduce el material en elmolde, fluyendo este a través de sus canales de distribución hasta llegar a lascavidades del molde.-Después de inyectado el material se mantiene una presión menor a la deinyección (presión de sostenimiento).-Enseguida el material es enfriado durante un determinado tiempo dentro delmolde.-Al terminar el tiempo de enfriamiento el molde se abre para que las piezas seanexpulsadas fuera por medio de un robot.-Inicio de otro ciclo de inyección.

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2.6.8 PARAMETROS DE IMPORTANCIA

Es de importancia también cuidar la retención de viscosidad intrínseca:-Esta retención de viscosidad está ligada a la posible degradación hidrólitica delmaterial.-La VI es una medida indirecta del peso molecular o de la longitud de cadenas delpolímero.-Bajo condiciones controladas de secado y de inyección la perdida de VI no debeser mayor de 0.02 dl/g.-La segunda causa de la caída de VI es la degradación térmica durante la fusióndel polímero, debido a esto se debe emplear un perfil de temperaturas de moldeoy velocidades de corte lo más suave que nos permita obtener preformastransparentes.-Importante la perdida de VI da como consecuencia a un decremento en laspropiedades mecánicas del envase. Por lo que es necesario que el personaloperario conozca los principios de procesamiento del PET y tome en cuenta paraun buen paro/arranque de máquina, así como puntualizar cada una de las etapasde esta operación.

2.6.9 ARRANQUE DE MAQUINA

2.6.9.1 Encender el secador 6 horas antes si la resina es Virgen y 4 horas si laresina ya fue pre-secada. Si el arranque es de un correctivo considerar 0-5 horasde secado por cada hora de paro de la máquina.

2.6.9.2 Coordinar el activar calefacciones de máquina y molde, de tal forma quelas de molde estén listas al terminar purga.

2.6.9.3 Purgar Husillo. Ya con las temperaturas de maquina en mínimo 280º,iniciar purga de husillo realizando repeticiones hasta que la resina fundida tomeconsistencia más viscosa y tonalidad transparente (Cristalina).-Procurar que antes de terminar de purgar, las calefacciones de molde esténmínimo en 280 °C y asegurarse de retirar los restos de material en bebedero.

2.6.9.4 Encender puntas tobera durante unos tres o cuatro minutos y aumentarporcentaje de calentamiento de 20 a 30% aprox. durante un minuto.-A la par del punto anterior checar y asegurar que no existan puntos en lascavidades del molde.

2.6.9.5 Colocar una capa de desmoldante en coronas con expulsor adelante, asícomo en parte fija del molde, para evitar que se le pegue el plástico degradado enla primera inyección.

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2.6.9.6 Antes de la primera inyección existen ciertos parámetros que puedenayudar a evitar posibles emplastamientos, claro así como haber respetado todoslos pasos anteriores:

Limite presión de inyección: bajar este valor de 10 a 20 bares tomando referenciala presión de inyección máxima de trabajo.

Tiempo de refrigeración: aumentar este valor de 2 a 3 segundos

Punto de transición: aumentar este valor al menos a un 15% del valor total de ladosis de Inyección.-Se recomienda aumentar tiempo de espera en expulsor, al tener primer ciclo conrobot activado para verificar que se dé una buena transferencia.nota: es importante que regresen estos valores inmediatamente después de habertenido todas las cavidades inyectadas, ya que el no regresarlos se afecta a lacalidad de la preforma.5.4.7 Una vez realizado el arranque el Personal debe de revisar la calidad de laPreforma, separando los primeros 2 o 3 tiros, hacia la merma.

2.6.10 PARO DE MAQUINA PLANEADO

2.6.10.1 En pantalla de calefacciones (para evitar degradación en el molde):-Apagar puntas tobera (si el paro se considera por más de 3 minutos).-Colocar en reposo calefacciones de molde (después de 10 minutos de paro).-Apagar calefacciones de molde (después de 30 minutos de paro).

2.6.10.2 En la extrusora (para evitar que la resina se apelmacé).-Si el paro excede los 30 min cerrar la carga de resina a la extrusora y purgar si lafalla lo permite.-De lo contrario desplazar manguera caída de resina y retirar la resina existente enla garganta.-Después de haber ejecutado alguna de las dos opciones colocar en reposocalefacciones de máquina.

2.6.10.3 En el secador (para evitar que la resina se degrade). DEGRADACIONOXIDATIVA.-Si la falla no se soluciona después de 1 a 2 horas bajar temperatura de secador a130-140° C.-Después de a completar 4 horas de paro bajar temperatura de secador a 0° C.

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2.6.11 PARO DE MAQUINA NO PLANEADO

2.6.11.1 En la alimentación de resina de la máquina- Cerrar compuerta de caída de resina.- Esperar a que se termine el material del cañón para que este quede vacío.- Purgar remanente del material del cañón para dejarlo limpio.

2.6.11.2 En la Máquina- Proceder apagar calefacciones de máquina y molde.

2.6.11.3 En el Secador- Bajar a 0º la temperatura del secador, cuando el paro planeado sea solo porunas horas.- Si el paro es de varios días, enfriar resina a 0º durante 6 horas (mínimo) y apagarsecador.

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2.7 EMBALAJE DE PREFORMA

2.7.1 OBJETIVO

Establecer las actividades para el manejo de la Flejadora Manual.

2.7.2 ALCANCE

Este procedimiento aplica a la operación de la Flejadora Manual.

2.7.3 RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del Personal, el cumplimiento de éste Procedimiento.Es responsabilidad del Personal, la implementación de éste Procedimiento.Es responsabilidad del Personal, el mantenimiento de éste Procedimiento.

2.7.4 DEFINICIONES

GAYLORD. Contenedor de cartón, plástico o de metal para el almacenaje de lapreforma.

FLEJADORA MANUAL: Máquina diseñada para flejar las cajas.

PINZAS DE FLEJADO. Dispositivo Mecánico que se utiliza para la sujeción delsello metálico que une los flejes.

SELLO METALICO. Pieza Metálica pequeña que doblada por los extremos sujetay une los flejes.

FLEJAR: Colocación de tirajes plásticos para garantizar un embalaje apropiado delproducto.

FLEJE: Tiraje plástico utilizado para el embalaje del contenedor de productoterminado.

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2.7.5 PROCEDIMIENTO

2.7.5.1 Colocar un Contenedor con bolsa para el embalaje de la preforma.

2.7.5.2 Transportar el contenedor de producto terminado al área de Flejado.

2.7.5.3 Revisar que el porta fleje tenga el material necesario para la operación dela flejadora Manual.

2.7.5.4 Colocar manualmente 2 tiras de fleje transversalmente sobre la caja.

2.7.5.5 Tensar el fleje con la ayuda de la Flejadora Mecánica.

2.7.5.6 Colocar el sello metálico y presionarlo con las Pinzas para flejado

2.7.5.7. Colocar el gaylord flejado en el área de producto terminado para que elpersonal operativo del montacargas lo egrese al almacén.

2.7.5.8 Para su almacenamiento la preforma se clasifica en dos categorías, la cualdetermina su procedimiento para su empaque, las categorías son:a) Producto en proceso: Es la preforma que se utiliza en planta, es decir que seconvertirá en botella dentro de planta y será empacada en contenedor metálico.b) Producto para venta: Es la preforma que será enviada a Terceros ò Interplantasy será empacada en caja de cartón.Nota: Siempre que se utilice caja y/o contenedor debe colocarse bolsa nueva.

2.7.5.9 Producto en Proceso:Se solicita material de empaque al departamento de Almacén, por medio de unvale de salida. El material para empaque del producto debe ser revisado poralmacén en su procedimiento de recepción de materiales, es decir debe estar enbuen estado (tarima, entrepaño, bastidor, cajas, tapas, etc.), los contenedoresmetálicos que almacén surte a inyección, deberán cumplir con las siguientescondiciones (no estar golpeados o dañados), limpios (sin bolsa, restos depreformas, sin entrepaños, ni basura).

2.7.5.10 Se coloca el contenedor metálico o caja en la banda transportadora de lamáquina de inyección y se comienza a llenar.

2.7.5.10 La capacidad del contenedor metálico o caja se determina por el númerode ciclos de la banda transportadora.

2.7.5.11 Cuando el contenedor metálico o caja llegó a su capacidad de acuerdo alos ciclos, la banda cambia automáticamente hacia el otro contenedor el operadoramarra la bolsa para proteger la preforma de cualquier objeto contaminante.

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2.7.5.11 El Personal debe tapar y flejar el contenedor y/o caja, asegurándosefísicamente que el empaque haya quedado firme para evitar que se desprenda odañe en su traslado al Almacén y que partículas extrañas pudieran caer sobre elproducto terminado.Nota: Se deben colocar tres flejes en la caja siendo estos 2 radiales o axiales y1 en el centro para dar soporte a la caja durante la estiba, y para el caso delcontenedor, se deben colocar 2 flejes axiales sobre el entrepaño y en casos extra-ordinarios se colocara película auto adherible para proteger la caja, esto solocuando almacén lo solicite.

2.7.5.12 Una vez que se cumplieron todos estos puntos el material se traslada alárea de almacén.

Figura 30. Caja y contenedor de preforma

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2.8 SOPLADO

2.8.1 OBJETIVO

Establecer el proceso de Operación para la fabricación de botellas en máquinasde soplado.

Figura 31. Proceso de soplado

2.8.2 ALCANCE

Este Procedimiento aplica a todas las operaciones en la máquina de Soplado paragarantizar el buen funcionamiento y la calidad del producto.

2.8.3 RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del Personal, la implementación de este Procedimiento.Es responsabilidad del Personal la aplicación y el mantenimiento de esteprocedimiento.Es responsabilidad del Personal el cumplimiento de lo establecido en ésteProcedimiento

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2.8.4 DEFINICIONES

2.8.4.1 Horno: Dispositivo Compuesto de lámparas que generan calor para elCaldeo de las preformas.

2.8.4.2 Preforma: La preforma es una pieza inyectada, que sirve de estado detransición para obtener una botella biorientada

2.8.4.3 Transición Vidriosa (Tg): Es la temperatura a la cual las cadenas puedenmoverse unas con respecto a otras, esta temperatura puede ser diferente de unamateria a otra (ej: Tg = 70°C).

2.8.4.4 Temperatura de Cristalización (Tc ): Es la temperatura a la cual se formanunos cristalitos en el PET amorfo (esferolitos, traducido por un blanco lechoso enlas preformas).

2.8.4.5 Temperatura de Fusión (Tf ): Es la temperatura a la cual el PET se vuelvelíquido. Es la fusión de los cristalitos (ej: Tm=270°C).

2.8.4.6 Lámpara Infrarroja: Es una radiación electromagnética, su longitud deonda es dada entre 0,8 μm a 1 mm. Se le utiliza para calentar hornos parabotellas.

2.8.4.7 Consigna. Temperatura de la preforma elegida a la salida del horno.

2.8.4.8 Espera %. Porcentaje general de caldeo en el horno cuando no hayproducción.

2.8.4.9 Precalentamiento %. Porcentaje general de caldeo para alcanzar latemperatura de cargamento.

2.8.4.10 Arranque %. Porcentaje general de caldeo para las primeras preformas=consigna.

2.8.4.11 Regulación %. Porcentaje de caldeo para guardar la temperaturapreforma = consigna en producción.

2.8.4.12 Temperatura de Cargamento. Temperatura a alcanzar para autorizar elcargamento de las preformas.

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2.8.5 PROCEDIMIENTO

2.8.5.1 ALIMENTADOR DE PREFORMA. Alimenta sin interrupción la sopladoraen preformas orientadas cuellos arriba.

Figura 32. Proceso de carga de preforma a cargador de sopladora

1 Tolva 5 Raíl de alimentación UV (opción)2 Columna elevadora 6 Conjunto mini tolva (opción)3 Conjunto rodillos orientadores 7 Transportador intermedio (suministro opcional)4 Raíl de alimentación 8 Transportador externo móvil (opción)

El alimentador de preformas puede dividirse en cuatro subconjuntoscomplementarios:- la tolva (1) recibe las preformas en desorden y las dirige hacia la columnaelevadora (2),- la columna elevadora (2) lleva las preformas en desorden de la tolva (1) alconjunto rodillos orientadores (3),- el conjunto rodillos orientadores (3) alinea y orienta las preformas, cuellos arriba,- el raíl de alimentación (4) lleva las preformas orientadas hacia la sopladora.Estos elementos son gestionados por el autómata vía los cuadros eléctricos.

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2.8.5.2 Tolva y columna elevadora. En función de la configuración delalimentador, el conjunto tolva / columna elevadora permite almacenar endesorden, transportar y llevar las preformas ya sea hacia:

- El conjunto rodillos orientadores.- El transportador intermedio.- La minitolva.

2.8.5.3 La columna elevadora. Transporta mediante pequeños lotes las preformascontenidas en el conducto de salida, por medio de la cinta de listoncillos y elconducto de cabeza. En función de la configuración del alimentador, las preformasson encaminadas hacia los rodillos orientadores, el transportador intermedio o laminitolva.

2.8.5.4 El conjunto rodillos orientadores. Permite:- orientar los cuellos hacia arriba y alinear las preformas que llegan en desordende la columna elevadora.- eyectar hacia la cinta transportadora de reciclado todas las preformas noorientadas,- regular el flujo de preformas que circulan en el conjunto rodillos orientadores paraevitar la falta de preformas en el raíl de alimentación.

La inclinación y la rotación de los rodillos orientadores permiten orientar y alinearlas preformas cuellos arriba.Los hilos guía de cuerpos permiten una mejor alineación vertical de las preformasantes de su llegada al raíl de estabilización.

2.85.5. El raíl de alimentación Recibe las preformas orientadas a la salida delbloque de alimentación aguas arriba y las dirige hacia el bloque de alimentaciónaguas abajo a la entrada de la máquina.

2.8.5.6 Alimentación de las preformas. Ocuparse de la carga de las preformas,con el cuello hacia arriba, en el horno de la máquina.

2.8.5.7 Rueda de arrastre horno. Arrastrar en rotación la cadena de turnelas .

2.8.5.8 Levas de vestido / desvestido. Garantizar la gestión de las preformas porparte de la cadena de turnelas. Descargar las preformas a la salida del hornoantes de transferirlas hacia la rueda de soplado.

2.8.5.9 Transmisión del horno. Arrastrar en rotación los diferentes elementosmóviles de este sistema. Sincronizar los elementos móviles de este sistema:- rueda de alimentación,- rueda de horno.

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2.8.5.10 Cadena de túrnelas. Se encarga de transportar las preformas en el horno.

2.8.5.11 HORNO. Caldear las preformas según un perfil de caldeo adaptado alartículo que se va a producir.

Figura 33. Horno de sopladora

2.8.5.12 Módulo central del horno. Se concentran las lámparas del horno.

2.8.5.13 Leva de volteo de las preformas. Se encarga de voltear la posición de laspreformas a la salida del horno.

5.14 Conjunto de guiado de las túrnelas. Soportar y guiar la cadena de turnelas.Poner en rotación los ejes de turnelas.

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Figura 34. Proceso de calentamiento de la preforma en sopladora

2.8.5.15 Módulo de caldeo Calentar de manera controlada el cuerpo de laspreformas.

2.8.5.16 Caja de regulación de caldeo. Pilotar y regular la potencia de caldeo delos hornos infrarrojos.

2.8.5.17 Módulo de ventilación. Enfriar el cuello de las preformas.Mantener a temperatura constante el aire ambiente alrededor de los cuerpos delas preformas durante el caldeo.

2.8.5.18 MESA Y BRAZO DE TRANSFERENCIA. Este sistema permite:

- transportar los artículos entre las diferentes fases del proceso,- expulsar artículos no conformes a la producción o para muestra.

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Figura 35. Meza y brazo de transferencia

En la salida del horno, los brazos de transferencia (3), montados sobre la rueda detransferencia de las preformas (1), transportan las preformas hacia la rueda desoplado.Después del soplado, los brazos de transferencia (3), montados sobre la rueda detransferencia de las botellas (2), transportan los artículos hacia la salida de lasbotellas.Durante la transferencia, el sistema de visión (5) (opción) controla la calidad de losartículos.El sistema de eyección (4), presente en cada una de las ruedas de transferencia(1; 2) , permite expulsar los artículos no conformes o realizar muestras vía el PCC.El carro de recuperación (6) permite dirigir, recoger y evacuar los artículosexpulsados.El sistema de seguridad (7) protege al personal de posibles choques con losbrazos de transferencia (3) durante los procedimientos de intervención.

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2.8.5.19 RUEDA DE TRANSFERENCIA. Este subconjunto permite:- transportar los artículos entre las diferentes fases del proceso.

Figura 36. Rueda de transferencia

La rueda de transferencia (A) transporta las preformas calientes de la salida delhorno hasta el molde.La rueda de transferencia (B) transporta las botellas sopladas de la salida de losmoldes hasta la salida máquina.Los cojinetes de transferencia (1), fijados en la mesa de transferencia, estánunidos a levas de transferencia (2 ;3).Los platos soporte de brazo (4) entran en rotación mediante poleas fijadas en losárboles de transferencia (5).Las levas de transferencia (2 ; 3) acondicionan la posición y los movimientosnecesarios para los brazos de transferencia (6) para la entrada y el desmontaje delos artículos.El ajuste de la sincronización entre los diferentes puntos de encuentro se efectúapor intermediario de la polea y el ajuste fino (7).

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2.8.5.20 BRAZO DE TRANSFERENCIA. Este subconjunto permite:- introducir y desmontar los artículos entre la rueda del horno, la rueda de sopladoy la salida de las botellas.

Figura 37. Brazo de transferencia

La evolución de los rodillos (4) en la leva de transferencia interior (12) dirige larotación del soporte de brazo (1) a partir del eje (2).La rotación del soporte brazo (1) acciona las variaciones de velocidad a nivel de lapinza (8).El guiado lineal (3) dirige la translación del soporte pinza (7) con respecto al brazosoporte (1).Los muelles (6) mantienen en contacto el rodillo (5) del soporte de pinza (7) en laleva de transferencia exterior (13).La evolución del rodillo (5) en la leva (13) realiza el posicionado de la pinza (8).La combinación de los 2 movimientos (rotación y translación) garantiza unareducción de la velocidad y el buen posicionado de las pinzas (8) en los puntos deencuentro.La pinza (8) se articula en torno a su eje y se mantiene cerrada por la acción delmuelle (9).El perfil de la pinza (8) es específico al artículo a producir. Cada vez que se cogeun artículo (salida horno o salida molde), la pinza (8) se introduce en el cuello delartículo y lo sujeta. Cuando se deja, el molde o la salida de las botellas libera elartículo mediante desenganche.

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Para limitar los rastros de rayas en los cuellos de preformas calientes, la anchurade toma de las pinzas (8) de transferencia preformas es mayor que el de laspinzas de transferencia botellas.

2.8.5.21 PUESTO DE SOPLADO. El puesto de soplado transforma en artículospreformas calientes.La cadencia de producción de una máquina está en función del número depuestos de soplado.

2.8.5.22 Unidad porta-molde. La unidad porta molde efectúa el mantenimiento enposición de los moldes durante las operaciones de estirado, pre-soplado ysoplado.La unidad porta-molde efectúa la abertura y el cierre de los moldes antes ydespués de las operaciones de soplado.

Figura 38. Unidad Porta-Molde

Al colocar la preforma en la coquilla (6), el rodillo de abertura y de cierre del molde(12), guiado por la leva de abertura y cierre del molde (13), acciona la palanca(11), el eje de mando (3) y las bielas (4). La palanca (11) es solidaria del eje demando (3) por un acoplamiento de seguridad.

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El sistema de bielas (4) cierra las escuadras (1 ; 2). El amortiguador hidráulico (10)limita el efecto de choque en el cierre. En caso de cierre difícil de la unidadportamolde, el detector "B12.3"(14) detecta el movimiento de la leva escamoteable(15). El autómata graba esta información e inhibe el soplado (únicamente elsoplado) en el puesto concernido. El fallo correspondiente se visualiza en el PCC.

2.8.5.23 Bloqueo. La escuadra izquierda (2) se encaja contra la escuadra derecha(1) y se introduce el eje de mantenimiento (20) del cerrojo de mantenimiento (21).El eje de mantenimiento (20) libera el eje de bloqueo (7). El conjunto eje debloqueo (7) / pasador de bloqueo (8) está sometido a la presión del muelle (22)que tiende al bloqueo.Proteger la unidad portamolde antes de toda intervención en la unidad portamoldeabierta.

Figura 39. Bloqueador de porta molde

La evolución del rodillo de bloqueo (9) en la leva de bloqueo (23), controla labajada de los pasadores de bloqueo (8). Los pasadores de bloqueo (8) mantienenlas 2 escuadras (1 ; 2) apretadas durante las operaciones de presoplado, sopladoy escape.

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En caso de bloqueo incorrecto:

- el rodillo de bloqueo (9) escamotea la contraleva (24),- el detector "B31.0"(25) informa al autómata,- el autómata inhibe las operaciones de proceso en el puesto en cuestión,- la máquina se para sí el fallo se repite (parametreable en el PCC).El amortiguador (26) evita el matado del tope durante la vuelta en posición de laleva escamoteable (24).

2.8.5.24 Compensación. El soporte de coquilla (5) está fijado en la escuadraizquierda (2) por espárragos (27) equipados de sistemas elásticos que aceptan unligero desplazamiento.Durante el presoplado, el soplado y la desgasificación, el sistema decompensación de presión inyecta aire entre el soporte de carcasa (5) y laescuadra izquierda (2). La compensación permite una unión perfecta y un apoyoóptimo entre las 2 coquillas de molde (6) durante las operaciones de presoplado ysoplado. La junta de compensación (28) efectúa la hermeticidad del sistema.

Figura 40. Proceso de compensación

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2.8.5.25 Desbloqueo Después de las operaciones de soplado, la leva dedesbloqueo (27) garantiza la subida del eje de bloqueo (7) por medio del rodillo debloqueo (9). El eje de bloqueo (7) llega en posición alta, el eje de mantenimiento(20), empujado por el muelle de mantenimiento (30) se coloca en tope en el eje debloqueo (7). El conjunto eje de bloqueo (7) / pasador de bloqueo (8) estámantenido en posición alta por el cerrojo de mantenimiento (21).

Figura 41. Proceso de desbloqueo

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2.8.5.26 Abertura El rodillo de abertura y de cierre del molde (12), guiado por laleva de abertura y de cierre de los moldes (13), acciona la palanca de abertura yde cierre del molde (11), el eje de mando (3) y las bielas (4). El sistema de bielas(4) separa las 2 escuadras (1 ; 2).

Figura 42. Proceso de abertura

Si una botella permanece bloqueada en el molde:- el detector "S30.1"(32) informa al autómata,- el autómata para inmediatamente la máquina.

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2.8.5.27 Conjunto soporte fondo de molde. El conjunto soporte fondo de moldesube y baja el fondo de molde.

Figura 43. Conjunto soporte fondo de molde

2 muelles de compresión (2) mantienen en posición alta el soporte fondo de molde(1).El movimiento de subida / bajada, diseñado sobre un guiado lineal de bolas (6), esrealizado por el rodillo (3) en marcha sobre la leva (9). La posición en altura delrodillo (3) con respecto a la leva (9) se efectúa mediante el tope (10).El eje (11) del rodillo (3) es un elemento de seguridad.En caso de esfuerzo anormal en la bajada (por ejemplo el molde permanececerrado):- el eje (11) se rompe para proteger los otros elementos mecánicos,- el detector "B31.3" (no visible) detecta la ausencia del rodillo (3),- el autómata para inmediatamente la máquina,- un mensaje de alarma se visualiza en el PCC.Sustituir el eje de seguridad (11) roto por 1 pieza de origen.

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Un sistema neumático fija el fondo de molde (7) en la base neumática (4), elsistema neumático permite un cambio rápido del fondo de molde. La base (4)provista de 2 racores rápidos (12) conecta el circuito de enfriamiento y el fondo delmolde (7).La posición muy precisa del fondo de molde (7) con respecto al molde, estáajustada en fábrica por galgas pelables (13) situadas bajo la base neumática (4).

2.8.5.28 Cilindro de tobera y electroválvulas "TORNADO". Las electroválvulas"TORNADO" distribuyen el aire de presoplado, soplado, recuperación y escape.El cilindro de tobera mantiene la preforma en el molde. El cilindro de tobera realizala unión estanca entre las electroválvulas "TORNADO" y la preforma a soplar.

Figura 44. Cilindro de tobera

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Figura 45. Electroválvulas

Tiempo 1: primer recorrido de descenso.Cuando la preforma se carga en el molde(24), el electrodistribuidor (4) controla el descenso del émbolo intermedio (13) delcilindro de tobera (1). El extremo (14) mantiene el orro de la preforma en el eje delmolde (24) y el collar de la preforma apoyado sobre el molde (24). Las pinzas detransferencia (15) liberan la preforma.

Tiempo 2: segundo recorrido de descenso. El electrodistribuidor (5) controla eldescenso del conjunto émbolo (16) / nariz de tobera (2). La nariz de tobera (2)realiza la hermeticidad del cilindro de tobera (1) en el molde (24).

Operación de proceso. El bloque de base de electroválvulas "TORNADO"(6) y eldifusor (17) del cilindro de tobera (1) realizan el guiado de la varilla de estirado(18). Las electroválvulas "TORNADO" (7 ; 8) distribuyen el aire de presoplado y desoplado. El limitador de caudal (12) ajusta el caudal de aire de presoplado. Eltornillo de presión (19) brida el limitador de caudal (12). Las electroválvulas"TORNADO" presentan un control electro-neumático. El funcionamiento de laselectroválvulas "TORNADO" está relacionado con la presión de pilotado (6 bar)ajustado en un circuito que le es propio.

Al final de las operaciones de soplado, la electroválvula "TORNADO" derecuperación de aire (10) permite el paso del aire contenido en el artículo hacia elsistema de recuperación de aire (opción).

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Al final de la recuperación de aire, la electroválvula "TORNADO" de escape (9)despresuriza el artículo soplado vía el silenciador de escape (11).

Tiempo 3: primer recorrido de subida. El electrodistribuidor (5) controla la subidadel émbolo (16) en tope sobre el émbolo intermedio (13). La nariz de tobera (2)libera el cuello del artículo. Las pinzas de transferencia (15) agarran el artículo.

Tiempo 4: segundo recorrido de subida. El electrodistribuidor (4) pone la cámaradel émbolo intermedio (13) al aire libre. El electrodistribuidor (5) controla la subidadel émbolo intermedio (13) y del émbolo (16). El extremo (14) libera el borde decuello del artículo que puede extraerse del molde (24) mediante las pinzas detransferencia (15).

Figura 46. Proceso de corrida

2 sistemas de seguridad controlan la subida del cilindro de tobera (1):- el detector "B31.1" (20) detecta el movimiento de la varilla (21) provocado por elcontacto de la nariz de tobera (2) en caso de retardo en la subida,- la leva de seguridad (22) provoca la subida del cilindro de tobera (1) vía el anillode seguridad (3).

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En caso de anomalía de subida de tobera, detectada por el detector "B31.1"(20):- el autómata genera una parada progresiva de la máquina,- el autómata inhibe todas las operaciones de proceso en el puesto de sopladoafectado,- el fallo correspondiente se visualiza en el PCC.

La leva de seguridad (22) de subida de tobera permite evitar cualquierinterferencia entre una tobera y un brazo de transferencia. En caso de anomalíade subida de tobera, el anillo (3) se desliza sobre la leva de seguridad (22) yprovoca la subida del cilindro de tobera. En caso de un esfuerzo elevado durantela subida del cilindro de tobera (1) la leva de seguridad (22) pivota.

El detector "B33.3" (23) detecta el movimiento de la leva de seguridad (22): - elautómata genera una parada crítica de la máquina,- la máquina se para inmediatamente,- el fallo correspondiente se visualiza en el PCC.

5.29 Sistema de estirado. El sistema de estirado realiza el estirado mecánico axialde las preformas simultáneamente en el presoplado.

Figura 47. Proceso de estirado

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El detector "B13.0" (10) informa al autómata sobre la posición angular de la levade estirado (7) con respecto al puesto de soplado n°1 para sincronizar lasoperaciones de proceso. El lectrodistribuidor (6) pilota el cilindro (5) que efectúa labajada del conjunto corredera (3) y varilla de estirado (2).La corredera (3) se traslada en el raíl de guiado (4). La varilla de estirado (2) sedesliza en el conjunto soporte electroválvulas "TORNADO"(11) y cilindro de tobera(12).

El rodillo (13) de la corredera (3), en apoyo sobre la leva de estirado (7), permiteobtener una velocidad y una bajada regular de la varilla de estirado (2).El tope (14), personalizado al artículo a producir, limita la carrera de bajada porapoyo en el amortiguador (15).

Una válvula anti retorno realiza el mantenimiento en posición del sistema deestirado cuando no está pilotado. El electrodistribuidor (6) está equipado con unapurga manual (16) para las operaciones de mantenimiento y de ajuste.Durante la operación de soplado, el sistema de estirado vuelve en posición alta.Si la corredera de estirado (3) sube por medio de la leva de seguridad de estirado(8):- el rodillo (13) escamotea la leva escamoteable (9),- el detector "B14.4"(17) informa al autómata,- el autómata genera una parada crítica de la máquina.

Controlar el conjunto del sistema de estirado del puesto en cuestión.

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2.8.5.30 DIAGRAMA DE CICLO. El diagrama de ciclo ilustra el recorrido de unaunidad de soplado en su ciclo completo de funcionamiento.Los valores angulares de ciertas acciones son aproximadas y pueden variar enfunción del proceso de fabricación.

Figura 48. Diagrama de ciclo

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2.8.5.31 RUEDA DE SALIDA DE BOTELLAS. La rueda de salida botellassincroniza el transporte de los artículos soplados de la rueda de transferenciahacia el exterior de la máquina.

Figura 49. Rueda de salida de botellas

Después del soplado, las pinzas de transferencia (5) llevan los artículos hacia larueda de salida botellas (1). El paso de los artículos contra las guíasescamoteables de salida botellas (4) provoca el soltado de las pinzas detransferencia (5). La rueda de salida botellas (1) transporta los artículos hacia lasguías cuello (2) y las guías cuerpo (3). La rueda de salida botellas (1) esarrastrada por una correa (6) unida al árbol de la rueda de transferencia botellas.

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2.8.5.32 PULVERIZADOR (OPCIÓN). El pulverizador enfría el fondo de losartículos por pulverización de una mezcla de aire y agua durante el paso en lasalida botellas. La pulverización de la mezcla de aire y agua impide la deformaciónde los fondos de los artículos calientes.

Figura 50. Pulverizador

-Se sopla la preforma caliente en un molde, que es fabricado con la formadefinitiva de la botella.

-Se personaliza la forma personalizando los moldes que se cambian muyrápidamente.

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2.9 PALETIZADO

2.9.1 OBJETIVO

Establecer los lineamientos para el embalaje y almacenamiento de las botellas.

2.9.2 ALCANCE

Este Proceso aplica los lineamientos de embalaje y almacenamiento de lasBotellas para garantizar que el producto llegue al cliente en óptimas condiciones.

2.9.3 RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del Personal, el cumplimiento del procedimiento del embalajede la botella.

2.9.4 DEFINICIONES

Palé. Es un armazón de madera, plástico u otros materiales para apoyar lasmercancías empaquetadas durante su transporte.

Palletizar. Es la acción y efecto de disponer mercancía sobre un palé para sualmacenaje y transporte. Las cargas se paletizan para conseguir uniformidad yfacilidad de manipulación; así se ahorra espacio y se rentabiliza el tiempo decarga, descarga y manipulación.

Emplayado: Aplicación de película de polietileno.

Entrepaño. Tabla de cartón, plástico o madera que se coloca horizontalmente y secolocan objetos arriba de ella.

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2.9.5 PROCEDIMIENTO

2.9.5.1 PALLETIZADO AUTOMATICO

2.9.5.1.1 Las Botellas son transportadas por una línea de transporte aéreoconduciéndolas hasta una mesa automatizada. Ésta se encarga de formar filas debotellas las cuales son tomadas por un robot y transportadas hacia una tarimapara ser palletizadas.

Figura 51. Paletizador de botella

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2.9.5.1.2 En secuencia automática, el paletizador forma camas de botellas sobreuna tarima con un entrepaño.

Figura 52. Secuencia de formación de camas

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2.9.5.1.3 Posteriormente en automático se coloca un entrepaño que divide lascamas del pallet hasta terminar las camas programadas en el PLC.

Figura 53. Colocación de entrepaño

2.9.5.1.4 Cuando el Pallet está completo, el paletizador coloca un bastidor demadera o plástico y el pallet es transportado hacia la flejadora.La flejadora le coloca 4 flejes a lo largo y 2 flejes a lo ancho de la tarima con unatensión de 35 a 45 lb. El pallet es transportado por unos rieles automatizadoshacia la emplayadora. Este equipo emplaya el pallet con una película de PVCaplicando una tensión de 0 a 10 lb. Se debe tener cuidado de no deformar lasbotellas de las esquinas.

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2.9.5.1.5 Después de ser emplayado el pallet está listo para ser almacenado

Figura 54. Emplayado de pallet

2.9.5.1.6 Una vez terminado el producto. Estos son llevados a las plantasembotelladoras de agua, bebidas carbonatadas, alimentos, aceite, licores,agroquimicos, etc. donde son procesadas y salen a la venta al publico.

Se estima que en México se consumen alrededor de 800 mil toneladas de PET alaño, con un crecimiento anual de 13%.

En México, el principal uso de los envases de PET lo llevan las botellas derefresco, con más del 50%, seguido del agua embotellada (17%).Para abastecer la demanda de botellas de PET en México, existen 5 plantasproductivas y alrededor de 190 plantas embotelladoras, que atienden a casi unmillón de puntos de venta.Una vez que son consumidos, la mayoría de los envases de PET son dispuestosen rellenos sanitarios, cauces, calles o tiraderos clandestinos. Los residuosde PET representan entre el 2-5% del peso y 7-10% del volumen en los rellenossanitarios, y entre 25 y 30% de los residuos sólidos municipales generados en elpaís.

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En México se recicla alrededor de 15% del PET que se consume. Este fenómenose asocia con el precio al que se compra un kilogramo de PET que es de tan solo$2 pesos, mientras que el kilogramo de aluminio se compra en $9 pesos. Elreciclaje del aluminio oscila en 50%.

Figura 55. Representacion del reciclado en México

2.9.5.1.7 Una vez que son consumidos, la mayoría de los envases de PET sondispuestos en rellenos sanitarios, cauces, calles o tiraderos clandestinos. Losresiduos de PET representan entre el 2-5% del peso y 7-10% del volumen en losrellenos sanitarios, y entre 25 y 30% de los residuos sólidos municipalesgenerados en el país.

En México se recicla alrededor de 15% del PET que se consume. Este fenómenose asocia con el precio al que se compra un kilogramo de PET que es de tan solo$5 pesos, mientras que el kilogramo de aluminio se compra en $9 pesos. Elreciclaje del aluminio oscila en 50%.

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Figura 56. Proceso de reciclado

El sistema de reciclaje de residuos en México se desarrolló desde la década de1960, gracias al sector informal, es decir los llamados “pepenadores”.

En el año 2000 se creo ECOCE, una unión de 75 refresqueros, embotelladores yenvasadores mexicanos; esta empresa recicladora se comprometió a recuperar un36.5% de las botellas de PET. Sin embargo, el reciclaje de PET se calcula en 50mil toneladas por año.

El mercado natural para el reciclaje de PET tiene un gran potencial, ya que de losque se recolecta, sólo entre 20 y 30% se queda, el resto se exporta a China yotros países a un precio de $3 pesos el kilo. China es el principal mercado dereciclado, este país importa 250 mil toneladas de Estados Unidos, 150 mil de laUnión Europea y 25 mil de México.

Se calcula que el valor potencial del mercado de reciclaje de PET asciende a 700millones de dólares anuales; sin embargo, hasta el momento sólo se aprovechaalrededor de 15% de lo que se produce en el país. El valor actual de la incipienteindustria de reciclaje de PET en México se calcula en $44 millones de pesos.

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Figura 57. Simbolo de Numero de reciclado

Se sabe que cada año se producen alrededor de 9 mil millones de botellasde PET, que representan casi una tercera parte de la basura doméstica generadaen México. Anualmente 90 millones de botellas de refrescos y agua purificada sonlanzadas a las vías públicas, bosques y playas. Una botella de PET tarda hasta500 años en degradarse.

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Figura 58. Impulsemos el reciclado

Impulsar el reciclaje nacional del PET es una medida urgente, primero por lo querespecta a la limpieza pública y el manejo eficaz de la gestión integral de losresiduos para evitar su acumulación en los rellenos sanitarios, sino también porque es preciso transitar hacia una economía sustentable que ahorre materia primay recursos energéticos. Es primordial que detectemos los centros de acopiocercanos a nuestros hogares.

Reducir la demanda de botellas de PET es un paso esencial en la concientizaciónde la reducción de los residuos. De acuerdo con un estudio del EnvironmentalProducts Inc (EPI), cada segundo se tiran a la basura 1,500 botellas de PET.También demostró que los estadounidenses consumen anualmente alrededor de26 mil millones de litros embotellados. Lo anterior equivale a 17 millones debarriles de petróleo usados (que podrían abastecer a cien mil autos por año), laemisión de 2 millones de toneladas de gases de efecto invernadero a la atmósfera,y 100 mil millones de dólares gastados, que servirían para que cada persona en elPlaneta tuviera acceso al agua potable.

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Modificar nuestros hábitos de consumo, disminuyendo el volumen de residuos quegeneramos es fundamental en la lucha contra el Cambio Climático y es una de lasacciones que cada uno de nosotros podemos llevar a cabo. Por ello, una de lasformas de contribuir con la salud de nuestro Planeta es reduciendo nuestroconsumo de bebidas embotelladas, rellenando nuestras propias botellas o bienconsumiendo agua de filtro.

Figura 59. Proceso de fabricacion y reciclado

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CAPÍTULO 3

EXPERIMENTACION

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3.1 MEDICION

3.1.1 OBJETIVO.

Establecer las mediciones por pruebas de: Compresión a la Carga, Resistencia alImpacto, Stress Cracking que determinaran si una botella es funcional para pasaral proceso de llenado. Para un buen resultado de estas pruebas la V.I. es de vitalimportancia.

3.1.2 DEFINICIONES:

VISCOSIDAD INTRÍNSECA (V.I.) Es una medida indirecta del peso molecular, osea, del tamaño promedio de moléculas que definen al polímero. El valorextrapolado a concentración nula de la viscosidad reducida. También se denominanúmero de viscosidad límite.

CARGA DE CEDENCIA A LA COMPRESIÓN. Es la carga compresiva donde ladeformación de la muestra se incrementa sin aumento en dicha carga. Esta cargade cedencia se expresa en kilogramos fuerza.

DEFORMACIÓN CRÍTICA. Es el punto al cual la botella es comprimida a su puntode cedencia o deformada de tal manera, que su apariencia en posición vertical noes aceptable.

DEFLEXIÓN. Es la altura que pierde la botella al ser comprimida. La deflexión seexpresa en cm.

STRESS CRACKING. Fractura del plástico en forma de grietas, que indica faltade resistencia al someter el material a un esfuerzo constante.

PUNTO DE MECIMIENTO (ROCKER BOTTOM). Es un punto de inestabilidad dela botella llena, el cual se forma cuando la presión interna empuja al push up, másallá de la parte baja de los petaloides, lo cual ocasiona que la botella al sercolocada sobre una superficie completamente plana no se pueda mantenerestable (de pie) por sí misma.

GATE. Zona inferior de la botella que se encuentra alrededor del punto deinyección.

PUSH UP. Desnivel de profundidad del gate con respecto a la zona detransacción.

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3.1.3 PERDIDA DE VISCOSIDAD INTRÍNSECA

1. La pérdida de V.I. se debe básicamente a una degradación hidróliticaocurrida durante el estado de fusión que es donde el agua a niveles superioresde 40 ppm tiene una acción destructiva del polímero

2. Una segunda causa de la caída de V.I. es la degradación térmica durante lafusión del polímero para inyectarlo. De ahí que se debe emplear un perfil detemperaturas de moldeo y velocidades de corte lo más suaves posible quepermitan la obtención de preformas claras y transparentes.

Desventajas de pérdida de V.I.

Cualquier pérdida superior de Viscosidad Intrínseca mayor de 0.03 dl/gafecta particularmente a las siguientes prueba:

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CARGA VERTICAL

El Medidor de Carga Axial para Envases PET determina la resistencia axialmáxima, tanto de botellas PET como de otros envases, en kg, N o Lbs.

Figura 60. Prueba de Compresión a la Carga Vertical

Para la realización de esta prueba, se coloca una botella PET sobre laplataforma, la cual se sube lentamente hacia la placa superior de presión. De estamanera se determina la fuerza máxima de resistencia, cuyo valor se registra ymuestra en el display y opcionalmente puede enviarse a una base de datosadaptadores.

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Figura 61. Gráfico de Prueba de Compresión a la Carga Vertical

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RESISTENCIA AL IMPACTO

La prueba de Resistencia al impacto evalúa la resistencia de la botella dePET por efecto de Caída Libre.

El método empleado consiste en determinar la resistencia a la rotura, fugadel líquido por impacto a la caída libre de las botellas sobre el piso. Esta prueba serealiza después de 24 horas de ambientación. En bebidas carbonatadas se ajustael carbornatador de 4.0 a 4.3 volúmenes de CO2. Se coloca una botella en elposicionador y se deja caer libremente a una altura de 1.8 metros para bebidascarbonatadas y 1.4 metros para bebidas NO carbonatadas y una inclinación de 30grados con respecto a la vertical. Se analiza la ruptura, fuga o anomalía en labotella de acuerdo a las especificaciones establecidas

.

Figura 62. Prueba Resistencia al impacto

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STRESS CRACKING

La prueba de Stress Cracking evalúa la resistencia a la rotura de la base enbotellas PET por efecto de stress cracking.

El método empleado consiste en determinar el tiempo de resistencia a larotura del fondo de botellas PET sometidas a una presión interna determinada(que simula la presión provocada por el gas C02 luego del embotellado) en unbaño externo compuesto por una solución especialmente formulada. Para que unabotella sea considerada apta, la misma debe resistir en estas condiciones a untiempo determinado.

El equipo presuriza las botellas y contabiliza en forma automática el tiempode resistencia a la rotura en un ambiente agresivo. Esto permite independizar aloperador de laboratorio.

A su vez los datos del ensayo son registrados automáticamente en unprograma de control estadístico de proceso en una PC.

Fig. ( ) Prueba de Stress Cracking

Figura 63. Pruebas de tensión (stress cracking)

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3.2. PREPARACION DE MUESTRAS DE BOTELLA PET

Se realizaron pruebas de compresión a material PET (Tereftalato de polietileno) lVirgen al 100% en la prensa universal servo-electromotriz Shimadzu de capacidad0 a 10 toneladas, obteniendo los siguientes resultados:

Figura 65. Colocación de la Botella en la máquina de Prueba de Compresión con material PETVirgen al 100%

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Figura 66. Prueba de Compresión de Botella con material PET Virgen al 100%

Se realizaron pruebas de compresión a material de Botella PET (Tereftalato depolietileno) al 90% y reciclado al 10% en la prensa universal servo-electromotrizShimadzu de capacidad 0 a 10 toneladas.

Figura 67. Colocación de la Botella en la máquina de Prueba de Compresión con material PET al90% y Reciclado al 10%

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Figura 68. Prueba de Compresión de Botella con material PET al 90% y Reciclado al 10%

Se realizaron pruebas de compresión a material PET (Tereftalato de polietileno) al75% y reciclado al 25% en la prensa universal servo-electromotriz Shimadzu decapacidad 0 a 10 toneladas.

Figura 69. Colocación de la Botella en la máquina de Prueba de Compresión con material PET al75% y Reciclado al 25%

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Figura 70. Prueba de Compresión de Botella con material PET al 75% y Reciclado al 25%

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3.3. PREPARACION DE MUESTRAS DE PREFORMAS PET

Se realizaron pruebas de compresión a material de Preforma PET (Tereftalato depolietileno) l Virgen al 100% en la prensa universal servo-electromotriz Shimadzude capacidad 0 a 10 toneladas, obteniendo los siguientes resultados:

Figura 71. Colocación de la Preforma en la máquina de Prueba de Compresión con material PET

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Figura 72. Colocación de la Preforma Virgen y Reciclado en la máquina de Prueba de Compresión

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Ensayo MaterialCargaKgf. Observaciones

Max Media1 virgen 100 PET 17.2077

16.99522 virgen 100 PET 13.38373 virgen 100 PET 20.3943

1 reciclado10 %Reciclado90 % PET

10.8344

13.80862 reciclado10 %Reciclado90 % PET

14.6584

3 reciclado10 %Reciclado90 % PET

15.9330

4 reciclado25 %Reciclado75 % PET

14.9770

12.53395 reciclado25 %Reciclado75 % PET

10.1971

6 reciclado25 %Reciclado75 % PET

12.4277

1 preforma virgen 100 PET 607.3680 602.90652 preforma virgen 100 PET 598.4450

1 preformareciclado

10 %Reciclado90 % PET

588.2480590.797

52 preformareciclado

10 %Reciclado90 % PET

593.3470

Tabla 6.

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CAPÍTULO 4

ANALISIS DERESULTADOS

RECICLADO 25%

RECICLADO 10%

VIRGEN 100%

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

12

3

CARGA VERTICAL A LA COMPRESIÓN

RECICLADO 25% RECICLADO 10% VIRGEN 100%

Kg-f

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4.1. PET 75%, PET 90% Y PET 100%

Tabla6. Resultados de Pruebas Mecánicas

PREFORMA DE 20.5 GRS. CRISTAL RESINA PET VIRGEN 75% + RECICLADO 25%PARÁMETRO ESPECIFICACIÓN MÁXIMO PROMEDIO MÍNIMO

Peso 20.00 a 21.00 grs. 20.41 20.38 20.33Resistencia a laCarga Vertical MIN. 15.00 Kgf 17.40 16.18 15.10

Resistencia a laPresión Interna

Mínimo 150 psi Individualy 175 psi promedio Conforme

Resistencia alStress Cracking

Debe resistir 30 min. ensosa al 0.2% Conforme

Impacto a la Caída A 1.8 metros con unainclinación de 30° Conforme

PREFORMA DE 20.5 GRS. CRISTAL RESINA PET VIRGEN 90% + RECICLADO 10%PARÁMETRO ESPECIFICACIÓN MÁXIMO PROMEDIO MÍNIMO

Peso 21.00 a 20.00 grs. 20.26 20.21 20.04Resistencia a laCarga Vertical MINIMO 15.00 Kgf 19.70 17.68 16.20

Resistencia a laPresión Interna

Mínimo 150 psi Individualy 175 psi promedio Conforme

Resistencia alStress Cracking

Debe resistir 30 min. ensosa al 0.2% Conforme

Impacto a la Caída A 1.8 metros con unainclinación de 30° Conforme

PREFORMA DE 20.5 GRS. CRISTAL RESINA PET VIRGEN 100%PARÁMETRO ESPECIFICACIÓN MÁXIMO PROMEDIO MÍNIMO

Peso 21.00 a 20.00 grs. 20.38 20.27 20.13Resistencia a laCarga Vertical MIN. 15.00 Kgf 26.30 24.74 23.30

Resistencia a laPresión Interna

Mínimo 150 psi Individualy 175 psi promedio Conforme

Resistencia alStress Cracking

Debe resistir 30 min. ensosa al 0.2% Conforme

Impacto a la Caída A 1.8 metros con unainclinación de 30° Conforme

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4.2. GRAFICA DE LA CARGA VERTICAL A LA COMPRESIÓN

Figura 72. Grafico de Pruebas Mecánicas

RECICLADO 25%

RECICLADO 10%

VIRGEN 100%

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

12

3

CARGA VERTICAL A LA COMPRESIÓN

RECICLADO 25% RECICLADO 10% VIRGEN 100%

Kg-f

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CONCLUSIONES

En el capítulo se hace notar la importancia que tiene el reciclaje en nuestropaís y en el mundo. Así mismo se presentan los problemas que se tienen por lafalta de tecnología y una cultura de reciclaje.

Se presentan los principales plásticos, ocupados en la actualidad, en la vidacotidiana y en la industria. Las características principales de los estudios hechos ysus aportes para el presente proyecto, los cuales son de suma importancia paraconocer el estado del arte sobre el reciclaje. Todo este estudio brindaaportaciones nuevas en el campo de la separación de polímeros y a reutilizaciónde los mismos por diferentes métodos.

Además de describir los estudios con sus detalles de la separación depolímeros lo cual es muy importante para un seguimiento correcto de los avancesque se han tenido en ésta área; se muestran también los dispositivos principales,las eficiencias y los logros obtenidos.

Por otra parte se analizan temas como los diferentes tipos de separaciónque existen y sus métodos más comunes para lograr dicha separación de lospolímeros más usados en la industria. De los tipos de separación se dan tambiénlos elementos positivos y negativos de cada uno de ellos y el alcance que puedentener al momento de separar diversos polímeros.

Se hace referencia también a las características principales de lospolímeros a separar y como éstas pueden ser útiles para tal propósito, por lo tantoen este capítulo se cumple con el estudio de todo lo necesario para su utilizaciónen los capítulos posteriores.

Finalmente, se cuenta con un conocimiento mejor y más preciso de quémétodo puede ser útil para lograr el objetivo planteado en este proyecto. Despuésde comprender lo que abarca este capítulo se podrá tener una visión más ampliarespecto a dónde se dirigen los experimentos, métodos y diseños a usar para untrabajo exitoso.

 

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BIBLIOGRAFIA

1. La Recuperación de los Residuos Plásticos

Rosa Trigo Fernández Fundación Plásticos y Medio Ambiente Ingeniería Química España, 1997

2. Sidel - A Better Match

www.sidel.es/Sidel es el líder en el suministro de soluciones PET para el envasado de líquidos.

3. Guía de usuario Altanium Matriz HUSKY: www.husky.ca

Edición: v 2.0 — Octubre de 2009

4. Moldeo por inyección Anguita Delgado, Ramón. Editorial Blume. España. 1975.

5. Inyección de plásticos

Mink Spe, Walter. Editorial Gustavo Gilli. México D.F.1981

6. Procesamiento de plásticos

Morton D.H. y Lancaster, Jones. Editorial Limusa. México D.F. 1993

7. Transformación de plásticos Savgorodny, V. K. Editorial Gustavo Gilli, Barcelona. 1978

8. Plastics Engineering.

Crawford, R. J. Maxwell Mc Millan International Editions. Republic of Singapore. 1989.

9. Moldes y máquinas de la inyección para la transformación de plásticos Bodini, Gianni y Cacchi P. Franco Mc. Graw Hill. México. 1993.

10. La Basura: Manual para el Reciclamiento Urbano. Aguilar, M. Trillas. 1998. México

 

121  

11. Ciencia de Materiales para Ingenieros

James F. Shackelford. Prince Hall

12. Instructivo de Operación de Secadores UNADYN.

Ing. Eugenio Cantero. Corporativo EUSA

13. Instructivo de Operación de Equipo Mezclador Simchony.

Ing. Abimael Rueda Hernández. Corporativo EUSA

14. Instructivo de Operación de Equipo Mezclador Simchony.

Ing. Abimael Rueda Hernández. Corporativo EUSA

15. Instructivo de Operación de Etiquetadora y Paletizado.

Ing. Abimael Rueda Hernández. Corporativo EUSA

16. Instructivo de Operación de Molino para Material PET.

Ing. Abimael Rueda Hernández. Corporativo EUSA