UNIVERIDAD MAYOR PONTIFICIA SANFRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA FACULTAD DE TECNOLOGIA CARRERA DE INGENERIA MECANICA PROYECTO DE GRADO “CALCULO Y DISEÑO DE UNA MAQUINA CONFORMADORA DE PLASTOFORMO ( EPS )” PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR EL TÍTULO DE LICENCIADO EN INGENIERIA MECÁNICA POSTULANTE: MAMANI TOTORA HAROL WLADIMIR SUCRE-BOLIVIA 2017 INDICE DE CONTENIDO 1.1.-INTRODUCCION………………………………... ………………………………..………………………3 1.2.-PLANTEAMENTO DEL PROBLEMA………………………………………………………………3 1.3.- JUSTIFICACION………………………………………………………………………… …………………4 1.4,- OBJETIVOS……………………………………………………………………………… ………………….4 1.4.1.-Objetivos Generales……………………………………………………………………………... 4 1.4.2.- Objetivos Específicos…………………………………………………………………………...5 1.5.-MARCO TEORICO……………………………………………………………………………… ………...5 1.6.- CRONOGRAMA………………………………………………………………………………… ……………………..6 1.7.- PRESUPUESTO………………………………………………………………………………… ……………………..7 1.8.- BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………… ……………………..7 numerosos tipos de ácidos y a la mayor parte de las grasas. El EPS es la espuma plástica que se utiliza para empaquetar la comida rápida. Se trata de un material bastante frágil y muy sensible a prácticamente todos los disolventes. siendo muy contaminante ya que no se descompone ni se integra a la naturaleza. en la industria de la construcción (como aislante térmico y acústico principalmente).-INTRODUCCION El Poliestireno expandido (EPS).1. es un plástico que se obtiene de la polimerización del estireno con relativa facilidad. es de fácil moldeo por lo que se encuentra presente en gran parte del embalaje de los componentes eléctricos. en la fabricación de vasos y platos desechables. presenta una estructura celular cerrada y rellena de aire. . Los diferentes productos de Poliestireno Expandido son resistentes a la humedad. sales. Los productos fabricados con Poliestireno expandido terminan habitualmente en la basura.1. insumos.-PLANTEAMENTO DEL PROBLEMA El problema que da origen a la presente investigación se da por un mejoramiento de costos y proceso en la fabricación de poliestireno expandido EPS ya que en la actualidad en el comercio se encuentra este producto en gran cantidad tanto de en los diversos tipos de trabajos. . 1. al suelo por su lenta degradación y a la contaminación visual. La definición y análisis de la mejor alternativa de reciclaje además de su evaluación de factibilidad económica y técnica a nivel nacional. Lamentablemente éste suele terminar en botaderos sin tener ningún tratamiento previo o en rellenos sanitarios (que disminuye su vida útil al depositar desechos sin tratamiento). especialmente al medio marítimo. puede ser de gran valor debido a la posibilidad de proyectar un sistema de gestión de tratamiento de EPS disminuyendo así. etc.El Poliestireno expandido tarda más de 500 años en descomponerse cuando no existe mucha presencia de oxígeno y su utilización es muy común en la sociedad salvadoreña y en los diferentes sectores industriales. construcción. El mismo contribuye al mejoramiento y conservación de los distintos trabajos en cuales se emplea el poliestireno expandido EPS con costos bajos.2. la contaminación ambiental y proponiendo un beneficio económico del reciclaje de este material. comerciales y domiciliar como utensilios desechables (utilizados comúnmente en cafeterías) así como de empaque y embalaje para protección de equipos electrónicos. El desarrollo de alternativas de reciclaje del Poliestireno expandido puede ayudar a contribuir de manera significativa a la disminución de este contaminante y los efectos nocivos que tiene al medio ambiente. Por ejemplo. debido a esto la generación de desechos de este material es muy grande a los cuales no se les da ningún tipo de tratamiento para su disposición final o de reciclaje Una ventaja decisiva de plastoformo es su favorable relación precio/prestaciones. Este producto y sus derivados han sido perfeccionados permanentemente a lo largo de décadas. contribuye notablemente a convertir en realidad de forma económica el concepto de la casa de bajo coste energético. cuya vida útil es muy corta ya que solo se utiliza una vez para servir comida o como material protector de equipos eléctricos entre otros. siendo libremente seleccionables el espesor de las paredes o los contornos exteriores. en el sector de la construcción.1. actualizándose las técnicas de maquinaria y procesamiento y abriéndose nuevos campos de aplicación. Los plásticos celulares de plastoformo constituyen materiales de construcción ideales para los embalajes.-JUSTIFICACION El poliestireno expandido mejor conocido como “plastoformo” es un material ampliamente utilizado. en el cual plastoformo gracias a sus cualidades termoaislantes. se ha convertido en un sinónimo de construcción ahorrativa desde el punto de vista energético. Los plásticos celulares de Styropor pertenecen a los materiales de embalaje con el mayor nivel de .3. El Plastoformo. patente en todos sus campos de aplicación. Las propiedades específicas del material pueden modificarse asimismo en un amplio margen mediante la variación del grado de esponjado del mismo. de embalaje racional y seguro. El proceso de moldeo universal posibilita la adaptación exacta al contorno del objeto a embalar y la formación de escotaduras en las zonas no sometidas a esfuerzo o como medida de ahorro de material. -MARCO TEORICO. con una excelente capacidad simultánea de aislamiento térmico y una elevada resistencia a la compresión.2.4. Rediseñar la máquina variando la estructura del molde Diseñar y seleccionar los mecanismos y automatismos para la obtención de bloques de plastoformo Simulación y animación de partes de la máquina 1. carnicería.. se encuentra fácilmente en forma de bandeja en las secciones de heladería. frutas y verduras 1. lo que lo convierte en un material idóneo para la venta de productos frescos. 1. Diseño y cálculo de una maquina conformadora de plastoformo ( EPS ) 1. En los supermercados. En combinación con pequeñas cantidades del agente de expansión pentano se puede polimerizar el estireno en “poliestireno expandible” EPS por sus siglas en Inglés Expanded PolyStyrene. . Su cualidad más destacada es su higiene al no constituir sustrato nutritivo para microorganismos.Objetivos Específicos.-OBJETIVOS.-Objetivos Generales.4. pescadería.5.4. ¿QUÉ ES EL EPS? Por polimerización del estireno se obtiene poliestireno.absorción de energía.1. 1. El EPS al pre-expandirse da como resultado un material altamente poroso. Se diferencia de los materiales convencionales porque las propiedades de éstos son ampliamente conocidas. . Las espumas rígidas fabricadas a partir de éstos son espumas de partículas. que presenta una estructura celular cerrada y rellena de aire". son hidrocarburos puros. un componente del petróleo. En la figura 1.1 Propiedades del EPS Para utilizar espumas rígidas de plastoformo es necesario tener conocimientos sobre sus propiedades para poder aplicarlas de manera óptima.5. se componen exclusivamente de carbono (C) e hidrógeno (H). su uso está comprendido en el sector de la construcción y para el envase y embalaje.expandidas de poliestireno expandible o uno de sus copolímeros. un producto secundario del petróleo. El plastoformo se presenta en forma de pequeñas perlas esféricas o de granulado cilíndrico. y el estireno. Formación del poliestireno expandido El poliestireno expandido (EPS) se define técnicamente como: "Material plástico celular y rígido fabricado a partir del moldeo de perlas pre. conocido como “corcho blanco” en bastantes países hispanos.1 se puede observar cómo se obtiene el EPS.El pentano. que contiene hasta el 98 % de aire encapsulado y un 2% de material puro de hidrocarburo. Espumafon o Plumafon. en el Ecuador se le conoce como Espuma-flex. que el acero puede oxidarse.5. se observa que las espumas rígidas de plastoformo mantienen las dimensiones estables a la temperatura hasta los 85 °C. 1.Así es sabido. sin participar en el proceso biológico. Datos físicos de espumas rígidas de plastoformo . que el vidrio se puede romper o que el cartón pierde su estabilidad por la influencia de la humedad. no enmohece y no se descompone.2 Propiedades biológicas El poliestireno expandido no constituye substrato nutritivo alguno para los microorganismos.1. Es imputrescible. en presencia de mucha suciedad el EPS puede hacer de portador de microorganismos. Se verá las propiedades físicas en la tabla 1. Tampoco se ve atacado por las bacterias del suelo. Sobre las propiedades de espuma rígida de plastoformo por lo general no se está tan bien informado. con lo que pueden utilizarse con total seguridad en la fabricación de artículos de embalaje destinados al contacto alimenticio. No obstante. que sirve de referencia para el proyecto. Los productos de EPS cumplen con las exigencias sanitarias y de seguridad e higiene establecidas. que la madera se puede podrir. Estructura química Plastoformo es un poliestireno expandible que contiene agente expansivo.5. 1. Se puede adjuntar a los residuos domésticos o bien ser incinerado. No se produce descomposición ni formación de gases nocivos.El EPS no tiene ninguna influencia medioambiental perjudicial y no es peligroso para las aguas. No se ha detectado nunca efectos nocivos para la salud humana. .3. mezclados . especialmente los desechos triturados de forma rudimentaria.Se obtiene mediante un procedimiento de polimerización del monoestireno con adición de pentano. También se estudian métodos para disolver los espumados en disolventes especiales y así facilitar su transporte y reprocesamiento El poliestireno expandido es reutilizable casi al 100% para formar bloques del mismo material y también es reciclable para fabricar materias primas para otra clase de productos.5. urbanos o comunales. El EPS es insensible a los efectos del agua. 1. Los plásticos celulares fabricados a base de plastoformo poseen una estructura formada por millones de finas células rellenas de aire. Los desechos plásticos celulares pueden ser incinerados en ntrales combinadas para la generación de energía eléctrica y calefacción mediante las incineraciones de desechos. puede ser incinerado de manera segura en plantas de recuperación energética. Además. 1000 °C y con alimentación suficiente de aire. a las temperaturas usuales de aprox. Reciclado de EPS El principal método para reciclar el poliestireno se ha usado desde hace décadas y consiste en despedazar mecánicamente el material para posteriormente mezclarlo con material nuevo y así formar bloques de EPS que pueden contener un alto porcentaje de material reciclado. ya que tiene un alto poder calorífico y no contiene gases del grupo de los CFCs. Existen actualmente otras tecnologías para reciclaje como la densificación mecánica que consiste en aplicar energía mecánica y térmica a los espumados para convertirlos en partículas compactas que pueden transportarse más fácilmente. de la mayoría de los ácidos y de las lejías. Los plásticos celulares fabricados en plastoformo se comportan como el poliestireno frente a las sustancias químicas.4. El alto contenido energético de los plásticos celulares (1 kg ≈ 1. En los procesos de reciclado para la obtención de materias primas pueden procesarse plásticos celulares de poliestireno expandido conjuntamente con otros tipos de plástico.5.6.con otras basuras. el material se adapta a la forma de los moldes que lo contienen .5. de discos y de husillo. Mediante pasos adicionales de procesamiento se puede obtener nuevamente poliestireno expandible. 1. 1. Mediante diferentes procesos pueden reciclarse mezclas aglomeradas de plásticos para la obtención de gases y aceites.2 a 1. Durante dicho proceso. o bien ser empleados como agente reductor en la fabricación del acero. las perlitas se mantienen en silos grandes de reposo intermedio y posteriormente son conducidas hacia máquinas de moldeo. métodos para la producción de bloques de eps La fabricación del material se realiza partiendo de compuestos de poliestireno en forma de perlitas que contienen un agente expansor. Después de una pre-expansión. a la vez que el polímero se plastifica. Procesamiento para la obtención de poliestirenos y poliestirenos expansibles Los plásticos celulares de plastoformo son termoplásticos que pueden ser transformados nuevamente en la compacta sustancia original. mediante sencillos procesos de sinterizado o fundido.4 l de aceite combustible) puede contribuir de forma notable al ahorro de combustible auxiliar. como el pentano. poliestireno.5. para los cuales son especialmente adecuadas las extrusionadoras de rodillos. Dentro de dichas máquinas se aplica vapor de agua (energía térmica) para que el agente expansor que contienen las perlitas se caliente y éstas aumenten su volumen. En la figura se observa la transformación del EPS. .En construcción lo habitual es comercializarlo en planchas de distintos grosores y densidades. También es habitual el uso de bovedillas o casetones de poliestireno expandido para la realización de forjados con mayor grado de aislamiento térmico. que encierra en su interior una placa de poli-estireno (EPS) expandido moldeado y perfilado. Parte del proceso del sistema. 1.1.5.5. unidas entre sí a través de conectores de acero también galvanizado formando una estructura espacial. son la elaboración de los paneles de EPS que se detalla a continuación. en su planta industrial con maquinaría de tecnología italiana.7 Equipos existentes en el proceso de fabricación de EPS Se ha desarrollado e implementado el sistema.8 Descripción del proceso productivo de paneles EPS El sistema integral de paneles modulares cuya función estructural es garantizada por dos mallas de acero galvanizado electro-soldadas. El proceso productivo de paneles de EPS consta de 7 líneas de . Línea de generación de aire y vapor .5. producción que son: 1.La función de esta línea es de proporcionar el vapor de agua..9. Línea de generación. aire comprimido y energía eléctrica para la transformación del polímero expandible. mediante un triturador y un separador de polvo para luego reintegrarle en el proceso de expansión del material. Línea de poliestireno expandible.1.10.La función es transformar el polímero expandible en perlas de densidad aparente de 14 a 16 kg/m3. Línea de reciclado. Línea de poliestireno expandible 1.5.5.11. Línea de reciclado .El material residuo del pantógrafo se reutiliza.. para luego reposar en los silos y posteriormente expandirse en la bloquera.. 14 Línea de paneles.5. Línea de mallado.13 Línea de perfilado.. Línea de perfilado 1.5.12. Línea de mallado 1..Su rol es perfilar los bloques en planchas de diferentes espesores en función del diseño establecido por el cliente.5. .1.En esta línea se forma el panel mediante la unión por soldadura entre la plancha de EPS y las mallas de acero.Esta línea elabora mallas de acero galvanizado que son electro soldadas de acuerdo a las especificaciones del diseño.. La fuente de energía más importante en la transformación de plastoformo en materiales expandidos es el vapor de agua. reposo del material en los silos y expansión.. etc. El estado en que se encuentra este vapor de agua es de gran importancia para la transformación del plastoformo y para la calidad de los materiales expandidos fabricados. Línea de accesorios 1. : Línea de paneles 1.15 Línea de accesorios. . perfiles.5. Equipos de la línea de producción EPS Los productos de la serie CHF 16 se pueden transforman en material expandido hasta en 3 fases que es pre expansión.5.La función es suministrar los complementos necesarios para el montaje de la infraestructura como son los refuerzos.16. Para la posterior transformación de plastoformo CHF 16 a bloques o piezas moldeadas a densidades habituales.La densidad mínima que se puede conseguir depende del tipo y modo de funcionamiento del equipo de pre-expansión. . Carga de la materia prima a la tolva del dosificador.5. Inmisión de aire para la estabilización del material. Vaporización y expansión del material hasta alcanzar el nivel del sensor Descompresión de la cámara a presión atmosférica. Transporte del material a silos de reposo. se requiere de pre-expansores continuos técnicamente en buenas condiciones. Su ciclo de funcionamiento básicamente es: Pre-calentamiento de la cámara de expansión sin material..17. Dosificación del material a la a cámara de expansión. Secado y desgrumado del material expandido. Ciclo de transformación del material expandible plastoformo 1. Descarga del material expandido. Equipo pre-expansor. protege de los efectos del calor por lo que se mantienen los recipientes cerrados herméticamente en todo el sistema. protege de la irradiación solar directa. Sistema silos.5. cargas electroestáticas. este sistema evita la acumulación de polvo. Luego del reposo del material este se traslada al silo del material virgen para la mezcla con el material reciclado en una proporción de 90/10 respectivamente.18.A mas de reposar el material expandible.. protege al material expandido de la humedad. Equipo pre-expansor 1. Sistema silos . aire contaminado. Luego es trasladado por el motor ventilador a la máquina de expansión de bloque.. También en el caso de moldes complicados se puede conseguir. Los productos de la serie Styropor CHF 16 se transforman en material expandido en los moldes para bloques o en las moldeadoras correspondiendo a la tercera fase.5. motor ventilador para el secado. Piezas moldeadas pueden fabricarse con temperaturas del molde relativamente altas. por el sistema de vapor. por un panel de control. con el ingreso de vapor y aire. Mediante el traslado del material reposado y mezclado al silo de almacenamiento de material se elabora bloques de EPS. Equipo expansor . sistema mecánico. sistema eléctrico de potencia. sistema hidráulico. sistema de control. y un motor hidráulico. sistema neumático. Equipo expansor. tiempos de ciclo cortos y consumo de vapor específico reducido.19. Está compuesto este sistema por: el cuerpo o molde del bloque. motor ventilador de la bloquera.1.. un silo de almacenamiento. SEPTIEMB MESES JUNIO AGOSTO RE OCTUBRE 2 2 3 1 2 3 1 2 2 ACTIVIDADES/SEMANAS 01 31 1 1 2 0 1 0 0 1 1 2 0 1 REVISION BIBLIOGRAFICA Y RECAUDACION DE INFORMACION TRANSCRICCION DEL PROYECTO MARCO TEORICO TRANSCRICCION DEL PROYECTO MARCO TEORICO DISEÑO Y CALCULO DE ELEMENTOS MECANICOS DISEÑO Y CALCULO DE ELEMENTOS MECANICOS DISEÑO Y CALCULO DE ELEMENTOS MECANICOS DISEÑO Y CALCULO DE ELEMENTOS MECANICOS PLANOS DE LA MAQUINA PLANOS DE LA MAQUINA PLANOS DE LA MAQUINA PREPARACION DEL PROYECTO PREPARACION DEL PROYECTO PRESENTACION DEL PROYECTO 1.-CRONOGRAMA.6.7.1. Costo en Bs Impresión 180 Empastado 150 Hojas 64 .-PRESUPUESTO. Fortunato Alva Dávila/tomo I/ Editorial Grupo Universitario SAC 11. MANUAL DEL INGENIERO / Hütte/ Editorial GUSTAVO GILI S. Barcelona/ tomo III 4. LA OBRA DE FABRICA DE LADRILLO / S.EXTRU SION. Shubin C. S. Mott/ Editorial PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. S. DISEÑO EN INGENIERIA DE ELEMENTOS DE MAQUINA / R.es/usr/fblanco/Tema11. 1.A.CONFORMADO./ 8.cnpml. DISEÑO DE MAQUINARIA INDUSTRIAL / V. Otros gasto 200 estimados Programas 60 Optimización del EPS 500 Valor estimado del 8000 proyecto TOTAL DEL 9. MANUAL DEL INGENIERO / Hütte/ Editorial GUSTAVO GILI S. TECNICA DE LA CONSTRUCCION CON LADRILLO / Franco Moreno G. Smith / editorial BLUME 7. http://www.A. de Ediciones 6. CERAMICA / A.org/html/archivos/Ponencias/Ponencias-ID58. http://www. DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA / Joseph Edward Shigley/ Editorial McGRAW-HILL/ 5º edición 9.154 PROYECTO 1.pdf 14. Pedre / Editorial La Habana 13. Singer/tomos 9-10-11(vol.A.A. CERAMICA INDUSTRIAL / Félix Singer – Sonja S. I Avgustinik/ Editorial REVERTE 5.-BIBLIOGRAFIA. MANUAL DEL INGENIERO / Hütte/Editorial GUSTAVO GILI S. S.uniovi.pdf . Barcelona/ tomo II 3.A 10.etsimo. l-II-III)/ Urmo.8. DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS / Ing. Barcelona/ tomo I 2. Fortunato Alva Dávila/tomo II/ Editorial Grupo Universitario SAC 12. DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS / Ing. Nieman/ Editorial LABOR S. 20. CATALOGO MOTORES TRIFASICOS TECNICO MERCADO LATINOAMERICANO 17. TRATADO TEORICO PRACTICO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS- Cálculo. http://laslomas. CATALOGO DUNLOP.A. OPERACIONES BASICAS DE LA INGENIERIA QUIMICA / George Granger Brown/Editorial MARIN 19. Fernando Tórrez Gallardo/ 2006 16. diseño y construcción/ Ing.bo/Default. APUNTES DE MAQUINAS DE ELEVACION Y TRANSPORTE/ Ing.htm 18.com. CATALOGO REDUCTOR DE VELOCIDADES RAISA . cálculos y recomendaciones para correas multi-V3-T 21.15.