Proyecto 1
Segunda Entrega
Segunda Entrega
Fecha: 18 de septiembre
Integrantes:
Sofía
Hincapié Mejía
María Camila Velásquez B.
Laura Zapata Cataño
David Guerrero Herrera
Sebastian Carrillo Laverde
María Camila Velásquez B.
Laura Zapata Cataño
David Guerrero Herrera
Sebastian Carrillo Laverde
1.
MATERIAL
¿Que se va a hacer?
Se fabricaran pequeños paneles de madera plástica,
compuestos de resina de Polietileno y aserrín.
Este es un producto 100% reciclado, pues los dos
materiales que se utilizarán son desechos industriales.
Materiales
·
La resina de
polietileno de plástico que se utilizará para la fabricación del producto debe
ser pelletizada, es decir,
presentada en pequeños gránulos.
Se tienen dos posibles opciones de resina de polietileno:
→La primera opción es Polietileno de alta densidad. Esta
es una resina virgen, que le proporcionaría al producto mejores propiedades en
cuanto a la resistencia y la calidad.
→La segunda opción es Polietileno de baja densidad. Esta
resina es reciclada. Puede ser Post-consumo,
es decir, que ya había sido utilizada anteriormente como otro producto y su
vida útil acabó, o puede ser Post-proceso,
es decir, que fue desechada por la empresa que la producto antes de salir al
mercado, posiblemente por algún defecto o incumplimiento de los estándares de
calidad. Esta resina no presenta las mismas propiedades que la resina virgen,
pero también podría producir un elemento de buena calidad.
·
El aserrín utilizado
para la fabricación del producto debe ser un aserrín de muy alta calidad,
proveniente de un buen árbol como Pino o Guayacán. Este aserrín debe estar
triturado en pequeñísimas partículas para poder ser ingresado en las máquinas.
No puede presentar ningún tipo de desecho, como partes metálicas o basura, pues
estos elementos se atascarían en las máquinas, generando daños graves.
El aserrín obtenido en el aserrío visitado anteriormente
no presenta la calidad deseada en cuanto al tamaño de las partículas, por esta
razón, si no se consigue el aserrín ideal se debe realizar un proceso de
tamizado.
Dosificación
Se utilizarán 3 dosificaciones diferente para probar cuál
es la mejor opción en cuanto resistencia.
1. Dosificación: 90% resina, 10% aserrín
2. Dosificación: 80% resina, 20% aserrín
3. Dosificación: 70% resina, 30% aserrín
Al aumentar el porcentaje de
aserrín en la mezcla se obtiene una mayor resistencia al impacto, pues se tendrá un mayor módulo, pero el elemento
será más frágil.
¿Cuánto costaría
procesar este producto fuera de la universidad?
La
fabricación de este producto fue cotizado en el Instituto de Capacitación e Investigación del Plástico y
del Caucho – ICIPC.
El proceso de extrusión del material
tiene un costo de 392,000 pesos por hora de trabajo en la máquina para
particulares. Este costo incluye la resina reciclada de polietileno de baja
densidad, pero no incluye el aserrín necesario para la producción.
El producto final de la extrusión en el
ICPC son pellets de madera plástica, listos para prensar. El costo de
utilización de la prensadora sería adicional y tendría un costo de 250,000
pesos la hora.
Estos costos suman un total de 642,000
pesos.
Al fabricar este producto en la
universidad el proceso de extrusión y de prensa
no tienen ningún costo para estudiantes.
El producto final de la extrusión en la
máquina de la universidad EAFIT son espaguetis que deben ser convertidos en
pellets en el molino para poder ser prensados posteriormente.
La universidad no proporciona ni la
resina ni el aserrín necesarios para la fabricación, pero éstos serían los
únicos costos que se deben asumir en el proceso.
→Kilo de resina reciclada polietileno de
baja densidad: 4,100 pesos
→Aserrín: fue recolectado en el laboratorio de maderas de
la Universidad EAFIT. Este aserrín esta compuesto por los residuos que generan
las máquinas procesadoras de madera, donde el principal tipo de madera que se
procesa es MDF.
Proceso de
Fabricación del producto
El proceso que se seguirá para fabricar el producto se
divide en 3 partes:
1. Tamizado del aserrín:
si no se obtiene el tamaño de partícula ideal se debe tamizar el aserrín.
2. Homogenizar el material:
La resina plástica y el aserrín tamizado se deben mezclar hasta obtener un
material homogéneo. Esto evita que se formen grumos de aserrín que pueden
quemarse en el proceso de extrusión. Este proceso de realizó en la mezcladora
de morteros del laboratorio de construcción de la Universidad EAFIT.
3. Máquina extrusora:
Se debe utilizar una máquina extrusora, en la cuál se introduce el aserrín y la
resina plástica previamente mezclados y homogenizados por una boquilla. Esta
máquina calienta los materiales hasta fundirlos con una temperatura aproximada
de 200°C y los mezcla por medio de un “usillo” para homogenizar el material. La
mezcla sale de la extrusora en forma de espagueti y luego se debe pelletizar
(convertir en gránulos).
4. Molino: Los
espaguetis de madera plástica se introducen en el molino, que los tritura hasta
convertirlos en pequeños pedazos (pellets)
5. Prensa:
Luego de tener la mezcla pelletizada se llevará a la prensa que vuelve a fundir
el material y lo prensa para adaptarlo a un molde diseñado anteriormente.
La máquina extrusora y el molino que se utilizaron en el
proceso de fabricación se encuentran en el laboratorio de máquinas de la
Universidad EAFIT.
Se utilizará la prensa que se encuentra en los laboratorios
de la Universidad de Antioquia.
2.
INVESTIGACIÓN
Pruebas y ensayos
Para orientarnos sobre los ensayos necesarios para
cumplir las características que nos da la norma investigamos sobre las mismas
en tejas planas de cemento y de arcilla.
A continuación se explican los ensayos que se deben realizar a una teja de
arcilla y a una teja de cemento según la norma técnica colombiana.
Tejas
de arcilla
Los ensayos que se
deben realizar a una teja de arcilla, de acuerdo a la norma NTC 2086 son:
→Resistencia a la flexión
→Resistencia al impacto
→Ensayo de absorción y permeabilidad
→Ensayo Módulo de rotura
o
Resistencia a la flexión: las cargas deben
soportar una carga mínima de rotura de acuerdo a la tabla que encontramos en la
norma, los valores de la tabla se deben corregir para las dimensiones en cada
teja.
o Resistencia al impacto: la teja se debe apoyar sobre un
lecho de arena, desde una altura de 500 mm se debe dejar caer una esfera de
acero de 100 g ± 1 g de masa, si la teja sufre daños no es adecuada.
o Ensayo de permeabilidad y absorción: Se debe realizar de
acuerdo con la norma ASTM C 67. Este ensayo se realizará en el laboratorio de
construcción de la Universidad EAFIT.
o Ensayo Módulo de rotura: sirve para hallar el módulo de
rotura de la teja, es una manera de evaluar la fragilidad del material. Se
realiza en la Universidad EAFIT.
Tejas de concreto
Al igual que para las tejas
de arcilla, se le realizan los siguiente ensayos pero con métodos distintos ya
que los componentes poseen características muy distintas.
Los ensayos a realizar según
la norma NTC 4593 son:
→Resistencia a la rotura por
flexión.
→Absorción de agua.
→Permeabilidad de agua.
¿Cuántas pruebas se
realizarán?
Se realizarán 4 pruebas a las tejas de madera plástica
fabricadas:
→Resistencia a la flexión
→Resistencia al impacto
→Ensayo de absorción y permeabilidad
→Ensayo Módulo de rotura
Estas
pruebas se llevarán a cabo dentro de los laboratorios de la universidad y
haciendo uso de las máquinas que aquí se encuentran.
¿Qué variables se pretenden optimizar
con el nuevo producto?
Con
la fabricación de tejas de madera plástica se pretenden mejorar muchos aspectos
de las tejas tradicionales.
ü La
principal variable que se piensa mejorar es la resistencia al impacto. Las
tejas de arcilla son frágiles, lo que
hace que tengan una resistencia al impacto baja y que se quiebren fácilmente
cuando son transportadas al sitio de la construcción, lo que genera muchas
pérdidas de estos elementos y aumenta los costos de construcción; mientras que
las tejas de madera plástica deben presentar una resistencia al impacto mucho
mayor, pues los materiales de los que están compuestas no son frágiles.
ü Otra
variable que se piensa mejorar es la permeabilidad de las tejas. Las tejas
tradicionales de arcilla son muy porosas, lo que hace que absorban grandes
cantidades de agua, mientras que el plástico se caracteriza por ser un material
muy poco poroso y por esta razón su permeabilidad es baja.
ü La
resistencia a la flexión es la única variable que se espera que disminuya en
las tejas plásticas. Las tejas tradicionales son más frágiles, pero más
resistentes, mientras que las de madera plástica son menos resistentes a la
flexión, pero menos frágiles.
3. CRONOGRAMA
El cumplimiento de las
actividades de las semanas 7 y 8 se atrasó un poco por las dificultades que se
presentaron a la hora de conseguir la máquina extrusora para la fabricación del producto.
Se logró realizar el proceso de elaboración
hasta la obtención de los pellets mediante el molino, pero queda pendiente la
conclusión del proceso por medio de la prensa que le dará las medidas del molde
a la mezcla, formando la teja.
